SK288355B6 - Predplatný systém pre elektromery s použitím bezkontaktných inteligentných kariet so zariadením automatického zastavenia dodávky energie - Google Patents

Abstract

Predmetný vynález sa týka použitia elektromera (18), ktorý je úplne integrovaný do jedného celku, úplne skrytý a bez kontaktu s vonkajším prostredím, a zahŕňa predplatný systém a efektívnejší spôsob riadenia dodávky elektrickej energie, a získava excelentné informácie z elektromera (18) využitím bezkontaktných inteligentných kariet (15).

Description

Oblasť techniky

Tento vynález sa týka predplatného systému elektromerov a najmä efektívnejšieho systému a spôsobu riadenia dodávky elektrickej energie a získania informácií o nedoplatkoch z elektromera prostredníctvom použitia bezkontaktných inteligentných kariet.

Doterajší stav techniky

Energetické distribučné spoločnosti vykonávali tradičné snímanie a spracovávanie faktúr za dodávku služieb po tom, ako boli tieto služby využité spotrebiteľom - klientom. V poslednom čase boli predstavené najmodernejšie predplatíteľské systémové techniky na dodávku verejných služieb, napr.: svetla, vody alebo plynu, ako forma prekonania niektorých nevýhod tradičných inkasných systémov.

Jeden typ predplatného systému bol navrhnutý takým spôsobom, že nákup dodávky elektriny (vody alebo plynu) je robený priamo z riadiacej stanice a informácia týkajúca sa kúpeného množstva je následne prenášaná na miesto klienta, kde je táto dodávka spotrebovaná. V mieste spotreby klienta (miestna organizácia, podnik, domov atď.) je inštalované meracie zariadenie, ktoré prijíma informácie o predplatnej komunikácii a tiež potvrdzuje kúpené množstvo riadiacej stanici. Zariadenie na meranie spotreby energie je zvyčajne inštalované na exteriéri firmy alebo domácnosti a terminál, ktorý číta predplatiteľskú informáciu, je umiestnený spolu s elektromerom alebo je pripojený prostredníctvom kábla alebo energetickými káblami k elektromeru, ktorý je naopak umiestnený vnútri. Nevýhodou týchto typov predplatných systémov je, že majú ťažkú inštaláciu a sú drahé. Ďalší problém s týmito typickými predplatnými systémami je, že neposkytujú dvojsmernú komunikáciu o spotrebe, o tom, ako je používaný kredit, kde a ktorý elektromer používa kredit a informáciu o manipulácii vykonanej na elektromere.

Ďalší typ dobre známych predplatných systémov je tiež založený na nákupe dodávky elektriny priamo z vopred určeného predajného miesta s tým, že informácia o kúpenom množstve dodávky je uložená v magnetickej karte alebo v kontaktnej inteligentnej karte. Tento konkrétny predplatný systém vyžaduje použitie elektronického elektromera, ktorý obsahuje zariadenie na čítanie kariet alebo magnetický kľúč a rad prídavných ovládacích zariadení na riadenie dodávky elektrickej energie.

Príklady uvedených predplatných systémov sú uvedené v U. S. patente č. 4 240 030 s názvom Inteligentný elektrický úžitkový elektromer udelený Jessovi R. Batermanovi a spolupracovníkom 16. decembra 1960, ktorý opisuje inteligentný elektromer, ktorý využíva vkladateľmi magnetickú kartu na regulovanie dodávky elektriny. U.S. patent č. 4 629 874 s názvom Predplatný merací systém udelený 16. decembra 1980 opisuje systém, ktorý využíva inteligentnú kartu a prídavné prvky na určenie kreditu na regulovanie dodávky energie. U. S. patent č. 4 731 575 Predplatný merací systém s použitím kódovaných nákupných kariet udelený 25. marca 1988 Josephovi W. Sloanovi uvádza systém, ktorý využíva kódované karty s magnetickým pásom na prenos informácie o nákupe z inkasného úradu k zákazníkovi. U. S. patent č. 4 795 892 Predplatený komoditný systém vydaný 3. januára 1989, udelený CIC Systems, Inc., pozostáva zo systému, ktorý využíva predplatenie aktivované kartou na predaj dodávky elektriny, vody, plynu atď. U. S. patent č. 4 803 632 s názvom Inteligentný úžitkový systém udelený spoločnosti Utility Systems Corp., vydaný 7. februára 1989, opisuje typ elektromera s externým dátovým procesorom, ktorý má obrazovku, ktorá používa čítacie zariadenie na vstup a obnovu informácií a zariadenie na čítanie platenia kartou zahrnuté v LCD umiestnenej vnútri objektu. U. S. patent č. 4 908 769 s názvom Komoditné meracie systémy udelený spoločnosti Schlumberger Electronics (UK) Ltd. 13. marca 1990, uvádza a merací systém predplatením, ktorý obsahuje elektronický kľúč a medzeru na vloženie tohto elektronického kľúča. U. S. patent č. 5 146 047 s názvom Predplatný merací systém s použitím zakódovaných nákupných kariet z viacnásobných umiestnení udelený spoločnosti CIC Systems, Inc., 8. septembra 1992 sa týka predplatného systému na dodávanie verejných služieb za použitia kariet s magnetickým pásom. U. S. patent č. 5 668 538 s názvom Modulárne usporiadanie elektromera s diaľkovo ovládateľným vypínačom udelený spoločnosti Siemens Measurements Ltd. 16. septembra 1997 opisuje usporiadanie elektromera, ktoré zahŕňa predplatný modul, ktorý má medzeru na vloženie inteligentných kariet, pamäťových kariet atď. U. S. patent č. 6 529 883 s názvom Predplatný systém merania energie s obojsmernou komunikáciou prostredníctvom smart karty udelený Dávidovi M. Yee a spolupracovníkom 4. marca 2003 opisuje predplatný systém merania energie, ktorý používa inteligentnú kartu na poskytnutie obojsmernej komunikácie údajov, na zasielanie informácií od klienta dodávateľovi služby.

Ale nevýhoda tohto typu predplatných elektromerov so snímačom magnetických kariet alebo kontaktných inteligentných kariet spočíva v tom, že keď je snímač vystavený prijímaniu predplatných kariet, často býva náchylný na poškodenia (úmyselným alebo neúmyselným) používateľom alebo slanými atmosférami, či vysokou relatívnou vlhkosťou. Ďalší problém vzniká, keď je snímač kariet pripojený k elektromeru káblom, keďže tento kábel je tiež ľahko poškoditeľný. Aj vtedy, ak je snímač vbudovaný do elektromera, elektromer musí podstúpiť podstatné fyzické zmeny - zväčšenie objemu, a tým, že sa jeho časť vystaví okoliu, sa stane náchylným na poškodenie, nezávisle od toho, že sa stane nekompatibilný s konektormi existujúcimi na trhu, ako sú konektory typu S alebo A.

Ďalej ešte existuje ďalší druh predplatných systémov na riadenie dodávky elektrickej energie, a to takých, ktoré zahrnujú spôsoby zastavenia dodávky, vtedy, keď sa minie kredit. Príklad takéhoto systému je opísaný v U. S. patent č. 5 959 549 s názvom Verejný merací systém udelený Andreasovi J. Synesiouovi a spolupracovníkom 28. septembra 1999, ktorý opisuje merací systém, ktorý dodáva vopred zaplatenú elektrinu viacerým klientom, kde dodávka a zastavenie energie je robené diaľkovo. Nevýhodou tohto druhu predplatných systémov na riadenie dodávky elektrickej energie je, že požadujú vybavenia na prenos a prijatie informácií (napr. MODEM) do a z elektrárne, okrem toho, že sú finančne náročné. Ďalším problémom tohto systému je, že neposkytuje informácie o manipulácii s elektromerom.

Pri uvedomovaní si nedostatkov predchádzajúcej techniky je účelom tohto vynálezu poskytnúť predplatný systém na efektívne riadenie dodávky elektrickej energie v elektronických elektromeroch inštalovaných v mieste klienta.

Ďalším cieľom tohto vynálezu je poskytnúť predplatný merací systém energie, ktorý používa pevne uzatvorený elektromer a inteligentnú bezkontaktnú kartu.

Ďalším cieľom tohto vynálezu je poskytnúť predplatný merací systém energie, ktorý obsahuje automatické zariadenie na zastavenie dodávky energie.

Ešte ďalším cieľom tohto vynálezu je poskytnúť predplatný merací systém energie, ktorý by za použitia bezkontaktných inteligentných kariet mohol poskytnúť informácie dodávateľovi o spotrebe, o tom, ako bol využitý kredit, kde alebo ktorý elektromer používa kredit a informácie o nezákonnej manipulácii s elektromerom.

Ďalším cieľom tohto vynálezu je poskytnúť predplatný spôsob dodávky elektrickej energie využitím bezkontaktného systému snímania kariet.

Podstata vynálezu

Tento vynález sa týka použitia elektromera, ktorý je kompletne integrovaný v jednom celku, úplne skrytý a bez kontaktu s exteriérom a ktorý zahŕňa predplatný systém a efektívnejší spôsob riadenia dodávky elektrickej energie a získavania excelentných informácií z elektromera využitím bezkontaktných inteligentných kariet.

Predplatný systém podľa tohto vynálezu obsahuje predplatnú ovládaciu bezkontaktnú kartu so zastavením dodávky energie, ktorá tiež zisťuje a overuje predplatnú kartu, ako aj riadi predplatný systém a dodávanie energie do elektromera. Vo výhodnom vyhotovení obsahuje predplatná bezkontaktná karta s prerušením dodávky energie snímací - zapisovači prvok bezkontaktných inteligentných kariet, mikroovládač, detektor prekročenia nulovej hladiny dodávky AC napätia, ovládač prvku zastavenia dodávky a napájači zdroj tejto riadiacej karty. Predplatný systém, ktorý je predmetom tohto vynálezu, nevyhľadáva stále bezkontaktnú predplatnú kartu, keďže by stratil veľa energie na činnosť, ktorá sa vykonáva iba niekoľkokrát, takže hľadanie predplatnej karty sa vykonáva iba počas niekoľkých sekúnd každú minútu.

Spôsob predplatenia elektrickej energie využívajúci bezkontaktnú predplatnú smart kartu s predplateným kreditom množstva energie zakúpenej používateľom od poskytovateľa energie a elektronický elektromer s interným zariadením na čítanie - zápis bezkontaktnej predplatnej smart karty pozostáva z nasledujúcich krokov:

- spustenie komunikačného sériového rozhrania medzi kartou merajúcou elektrickú energiu a bezkontaktnou kartou na kontrolu predplatného s vypínačom dodávky energie;

- konfigurovanie interného zariadenia na čítanie - zápis bezkontaktnej smart karty v súlade s dopredu určeným rádiofrekvenčným prenosovým protokolom;

- odčítanie údajov uložených v pamäti mikroovládača karty merajúcej elektrickú energiu pomocou mikroovládača bezkontaktnej karty na kontrolu predplatného a na vypnutie dodávky energie;

- generovanie a vysielanie rádiofrekvenčného signálu z elektronického elektromera pomocou rádiofrekvenčného generátora bezkontaktnej karty na kontrolu predplatného a na vypnutie dodávky energie prostredníctvom interného zariadenia na čítanie - zápis;

- detegovanie prítomnosti bezkontaktnej predplatnej smart karty vnútri detekčného poľa elektronického elektromera pomocou mikroovládača bezkontaktnej karty na kontrolu predplatného a na vypnutie dodávky energie;

- výmena informácií medzi elektronickým meračom a bezkontaktnou predplatnou smart kartou pomocou rádiofrekvencie;

- overenie bezkontaktnej predplatnej smart karty a interného zariadenia na čítanie - zápis bezkontaktnej smart karty, vzájomným spôsobom, dvoma alebo viacerými digitálnymi podpismi a sériovým číslom elektronického elektromera;

- určenie, či má bezkontaktná predplatná smart karta kredit množstva predplatených kWh väčší ako nula;

- celkové alebo čiastočné odpočítanie zostatku na bezkontaktnej predplatnej smart karte, závisiaceho od hodnoty zaznamenanej v pamäti bezkontaktnej predplatnej smart karty s ohľadom na množstvo predplatených kWh, ktoré majú byť odpočítaním prevedené na merač;

- uloženie odpočítaného množstva predplatených kWh bezkontaktnej predplatnej smart karty do pamäte mikroovládača karty na meranie elektrickej energie prostredníctvom mikroovládača bezkontaktnej karty na kontrolu predplatného a na vypnutie dodávky energie;

- zaznamenanie informácií do bezkontaktnej predplatnej smart karty, pričom tieto informácie boli predtým uložené v pamäti mikroovládača karty na meranie elektrickej energie, a tieto generované informácie obsahujú údaje o energii spotrebovanej používateľom počas životnosti elektronického elektromera, kredite elektronického elektromera a o neoprávnenej manipulácii s meračom, ako je počet odpojení, prerušení, derivácií, nahromadená energia počas používania derivácií a inverzií.

Krok detekcie prítomnosti bezkontaktnej predplatnej smart karty vnútri detekčného poľa elektronického elektromera pozostáva z kroku určenia, či sa v detekčnom poli elektronického elektromera nachádza viac ako jedna bezkontaktná predplatná smart karta a z kroku selekcie bezkontaktnej predplatnej smart karty v súlade s dopredu určeným rádiofrekvenčným prenosovým protokolom.

Krok odpočítania množstva predplatených kWh z bezkontaktnej predplatnej smart karty na elektronický elektromer môže byť čiastočný alebo celkový, v závislosti od dopredu určeného množstva zaznamenaného v bezkontaktnej predplatnej smart karte, pričom zahŕňa čiastkové kroky odčítania zostatkového kreditu na elektronickom elektromere, pridania celkového alebo čiastočného kreditu odrátaného zo smart karty do zostatku v elektronickom elektromere a uloženia novej hodnoty predplateného kreditu v elektronickom elektromere. Systém po odčítanie kreditu v pamäti elektronického elektromera najprv overí, či je kredit vyšší ako 0, overí stav zariadenia na automatické vypnutie dodávky kvôli určeniu, či je otvorené alebo uzavreté, a generuje signál na otvorenie alebo zatvorenie zariadenia na automatické vypnutie dodávky na základe odčítania predplateného kreditu; pričom, ak je kredit vyšší ako 0, je generovaný signál na zatvorenie zariadenia na automatické vypnutie dodávky, aby mohla byť dodaná elektrická energia na elektronický elektromer, a ak kredit nie je vyšší ako 0, je generovaný signál na otvorenie zariadenia na automatické vypnutie dodávky na elektrické pozastavenie dodávky energie užívateľovi.

Získané informácie o stave elektronického elektromera, údaje týkajúce sa dodávky energie a neoprávnenej manipulácie s elektronickým elektromerom, sú uložené v pamäti elektronického elektromera, pričom informácie uložené v bezkontaktnej smart karte sa odošlú zakaždým, keď užívateľ dobije predplatenými kwH túto znovu použiteľnú bezkontaktnú kartu, do databázy prostredníctvom predajného miesta na ďalšiu analýzu dodávateľom energií. Získané informácie obsahujú údaje o energii spotrebovanej používateľom počas životnosti elektronického elektromera, kredite elektronického elektromera a údaje o neoprávnených manipuláciách s meračom, ako je počet odpojení, prerušení, derivácií, nahromadenej energie počas použitia derivácií a inverzií.

Predplatný a riadiaci systém elektrickej energie pozostáva z bezkontaktnej predplatnej smart karty dobíjateľnej predplateným kreditom množstva energie zakúpenej používateľom od poskytovateľa energií a elektronického elektromera. Elektronický elektromer pozostáva z:

- modulu merajúceho energiu na zaznamenávanie množstva elektrickej energie spotrebovanej používateľom elektronického elektromera;

- mikroovládača na ovládanie činnosti modulu merajúceho energiu;

- pamäte na ukladanie informácií vrátane informácií vygenerovaných modulom merajúcim energiu, ktoré sa týkajú používateľom spotrebovanej energie počas životnosti elektromera a informácie o neoprávnenej manipulácii s elektromerom;

- prvku vysielajúceho/prijímajúceho signál; a

- interného zariadenia na čítanie - zápis bezkontaktnej predplatnej smart karty.

Elektronický elektromer je konfigurovaný na prenos signálu a v dôsledku toho na možnosť detekcie prítomnosti bezkontaktnej predplatnej smart karty vnútri detekčného poľa elektronického elektromera. Elektronický elektromer ďalej slúži na prenos a príjem signálu a v dôsledku toho na možnosť výmeny informácií medzi elektronickým elektromerom a bezkontaktnou predplatnou smart kartou a na overenie predplatnej smart karty a interného zariadenia bezkontaktnej smart karty na čítanie - zápis, vzájomným spôsobom. Okrem toho elektronický elektromer slúži na určenie, či má bezkontaktná predplatná smart karta predplatený kredit väčší ako nula, a na odpočítanie a uloženie množstva predplatenej energie z predplatnej smart karty do pamäte. Bezkontaktná predplatná smart karta je konfigurovaná na prijímanie a zaznamenávanie informácií z elektronického elektromera týkajúce sa stavu elektronického elektromera, pričom uvedená informácia zahŕňa používateľom spotrebovanú energiu počas životnosti elektronického elektromera, kredit elektronického elektromera a informácie týkajúce sa neoprávnenej manipulácie s elektronickým elektromerom, ako sú počet odpojení, prerušení, derivácií a nahromadenej energie počas použitia derivácií a inverzií. Elektronický elektromer je pevne uzavretý.

Systém podľa zahŕňa ovládacie zariadenia na vypnutie dodávky, pričom prepínač vypínacieho zariadenia dodávky energie slúži na otvorenie a zavretie vypínacieho zariadenie v odozve na príkaz prerušenia alebo otvorenia z mikroovládača. Mikroovládač má flash pamäť na ukladanie informácií vygenerovaných v meracom module týkajúcich sa používateľom spotrebovanej energie počas životnosti elektronického elektromera a neoprávnenej manipulácie s elektronickým elektromerom.

Systém ďalej obsahuje displej z tekutých kryštálov na zobrazovanie informácií o stave elektronického elektromera na zobrazenie dostupnej, vopred používateľom zaplatenej energie a času na odpočítanie predplatenej energie z bezkontaktnej predplatnej karty. Displej ďalej slúži na zobrazenie špeciálnych informácií potrebných pre používateľa na indikáciu potreby priloženia bezkontaktnej predplatnej smart karty do blízkosti elektronického elektromera na začatie odpočtu množstva predplatenej energie.

Systém ďalej obsahuje nezávislý zdroj energie, ktorý je nakonfigurovaný na napájanie počas dodávky elektrickej energie a na zabezpečenie energie počas doby dostačujúcej na zálohovanie informácií o všetkých prenosoch energie pri výpadku dodávky.

Systém ďalej obsahuje detektor prechodu elektrickej energie nulou na vyslanie príkazu na mikroovládač pri výpadku energie s cieľom zabránenia strát informácií počas výpadku dodávky elektriny.

Interné zariadenie bezkontaktnej predplatnej smart karty na čítanie - zápis zahŕňa šifrovací/dešifrovací modul na overenie a potvrdenie pravosti predplatnej smart karty, zakódovanie prenášaných údajov a na overenie platnosti informácií osobitného použitia zaznamenaných v pamäti mikroovládača pre predplatné karty tejto bezkontaktnej predplatnej smart karty pred odpočítaním.

Systém ďalej obsahuje prinajmenšom jeden terminál predajného miesta s dvojicou bezpečnostných modulov a server prepojený komunikačným rozhraním so zberným systémom, ktorý udržiava informácie o účtoch používateľa a informácie uložené v databáze poskytovateľa energie.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Podstata vynálezu bude ďalej objasnená v priložených nárokoch. Nezávisle od toho, vynález ako taký, kvôli jeho usporiadaniu, ako aj spôsobu fungovania, spolu s ostatnými jeho cieľmi a výhodami, bude plne pochopený v nasledovnom opise určitých modalít, v súvislosti s priloženými obrázkami, v ktorých čísla rovnakých odkazov identifikujú rovnaké prvky, kde:

Obrázok 1 je zjednodušený diagram, ktorý ilustruje predplatný merací systém energie v súlade s výhodným uskutočnením tohto vynálezu.

Obrázok 2 je funkčný diagram v zjednodušených blokoch predplatného systému zabudovaného v elektronickom elektromere v súlade s výhodným uskutočnením tohto vynálezu.

Obrázok 3 a 3A sú vývojové diagramy, vhodné na vysvetlenie činnosti predplatného meracieho systému energie z obrázka 1 a 2.

Podrobný opis vynálezu

Výraz BEZKONTAKTNÁ KARTA, ktorý je tu používaný, sa vzťahuje na vzájomnú výmenu príkazu medzi kartou a modulom snímač - zapisovač bez použitia galvanických prvkov (napr. absencia ohmického kontaktu modulu snímač - zapisovač s integrovaným obvodom vloženým vnútri karty), kde energia, ktorá aktivuje činnosť integrovaného obvodu vloženého v karte, je obdržaná príkazom generovaným modulom snímač - zapisovač, komunikácia a energia k týmto integrovaným obvodom je daná väzbou. Preto bezkontaktná karta môže byť oddelená od modulu snímač - zapisovač nekonštantnou vzdialenosťou od niekoľkých milimetrov do niekoľkých centimetrov a stále medzi nimi prebieha prenos údajov.

Výraz smart karta sa vzťahuje na kartu, ktorej veľkosť je podobná plastickej kreditnej karte, s integrovaným obvodom (mikroprocesorom, pamäťovým alebo dedikovaným obvodom) so snímačom, ktorý má taký operačný výkon, že je schopný použitia vo viacerých aplikáciách pri veľkej bezpečnosti.

Výraz digitálny podpis alebo digitálny kľúč znamená dátovú sekvenciu, pomocou ktorej by mohol byť rozlúštený kódovaný príkaz s rovnakou dátovou sekvenciou.

Výraz manipulácia, ako je používaný v tomto vynáleze, sa vzťahuje na všetky aktivity vykonané s cieľom zmeniť registráciu spotreby elektrickej energie spotrebovanej používateľom elektromera.

Výraz prerušenia znamená vykonanie odpojenia elektromera od dodávky elektrickej energie bez toho, aby bola odstavená dodávka elektrickej energie používateľovi, a to takým spôsobom, aby elektromer nemohol zaznamenávať spotrebu energie používateľom počas času, keď je elektromer odpojený.

Výraz inverzie znamená zmenu mechanického umiestnenia elektromera v zásuvke pripojenia s cieľom odčítania alebo pripočítania menšieho množstva energie, ako je skutočne spotrebovaná.

Výraz derivácie je tu použitý na vyjadrenie premostenia minimálneho elektrického odporu, ktorý je umiestnený externe k elektromeru, čo je urobené kvôli tomu, že nie všetok prúd spotrebovaný používateľom prejde senzormi elektromera, a preto sníma menej prúdu, ako je skutočné množstvo spotrebované používate5 ľom, tieto mostíky sú všeobecne známe ako mostíky.

Výraz antikolízia je rozhodca medzi kartami, pri ktorých je iba jedna karta vybratá v závislosti od sériového čísla kariet, toto je špecifikované v ISO 14443-3A ISO 14443-4A.

Tento vynález poskytuje predplatný systém a spôsob merania elektrickej energie bezkontaktnou dátovou komunikáciou, kde elektronický elektromer je úplne integrovaný ako jeden celok, celkom skrytý a bez akéhokoľvek kontaktu s vonkajším okolím. V súlade s výhodným uskutočnením, predplatný systém a spôsob merania energie redukuje náklady na inštaláciu za poskytnutia integrovaného elektronického elektromera, ktorý umožňuje dátovú komunikáciu ako používateľovi elektromera, tak aj energetickej spoločnosti, bez použitia existujúceho silnoprúdového vedenia alebo zariadení prenosu komunikácie prostredníctvom prídavných modemov. Tiež podľa výhodných uskutočnení tohto vynálezu, bezkontaktná dátová komunikácia je umožnená prostredníctvom predplatného modulu bezkontaktného inteligentného snímača - zapisovača, integrovaného v elektronickom elektromere, kde inteligentná karta prenáša priamo do elektromera údaje o kúpenom množstve a tiež prijíma a ukladá informácie o premenných činnosti elektromera, ako aj o manipulácii s elektromerom, ktoré sú prenesené do databázy dodávateľa energie, keď je bezkontaktná smart karta opätovne doplnená. Systém predplatenia energie umožňuje platbu za dodanie služby pred jej spotrebou prostredníctvom bezkontaktnej smart karty. Táto bezkontaktná inteligentná karta je opätovne naplnená v termináli miesta predaja alebo priamo v elektrárni dodávateľa energie.

Podľa tohto vynálezu, klient získa elektrinu z elektrárne cez silnoprúdové vedenie priamo do elektromera majiteľa a nie je nevyhnutné pripojiť elektromer k žiadnemu komunikačnému terminálu alebo k externému zariadeniu, ktoré by slúžilo ako spojenie (napr. infračervené spojenie, priame káblové spojenie, RF spojenie alebo komunikácia cez AC linku) na riadenie dodávky elektriny.

Obrázok 1 zobrazuje zjednodušený diagram predplatného systému na meranie energie v súlade s výhodným uskutočnením tohto vynálezu. Ako je znázornené na obrázku 1, predplatný systém na meranie energie výhodne obsahuje terminály miesta predaja 20, ktoré môžu byť umiestnené v riadiacej stanici a/alebo v inkasných miestach dodávateľa. Terminály miesta predaja 20 sú vybavené modulom snímač - zapisovač inteligentných kariet 23, ktoré môžu byť konvenčného typu pre bezkontaktné karty alebo špeciálne vyvinuté. Terminál miesta predaja 20 má komunikačný interface 27 na svoje prepojenie cez server 21 s inkasným systémom, čo ho udržiava v stave, že je stále informovaný o účtoch klientov a o informáciách uchovávaných v databáze 22 dodávateľa. Spôsob komunikácie použitý v interface 27 môže byť napr. cez modem s použitím internetu alebo intranetu, alebo vyhradenej linky. Databáza 22 bude tiež uchovávať údaje o množstve predplatených kWh kúpených používateľom, kWh meraných počas životnosti elektromera, ako aj o manipulácii vykonanej používateľom, na svoju analýzu, ako aj na podniknutie krokov energetickou spoločnosťou.

Na zabezpečenie bezpečnej komunikácie, ako aj overenie prenosu - príjmu údajov medzi terminálom miesta predaja 20 a serverom 21, predplatný systém na meranie energie bude obsahovať pár bezpečnostných modulov 24 a 25, ktoré ako pozorujeme v obrázku 1, sú inštalované ako v serveri, tak aj v miestach predaja. Bezpečnostné moduly 24 a 25 výhodne poskytujú kódovacie a dekódovacie funkcie na prenos údajov medzi serverom 21 a terminálom miesta predaja 20, napr. prostredníctvom použitia digitálnych kľúčov, v ktorých údaje budú dekódované iba použitím týchto digitálnych kľúčov, takže, keď sú údaje prenášané z terminálu miesta predaja smerom na server a naopak, aj keby prenos týchto dát by mohol byť zachytený, tieto údaje nebude možné dešifrovať, ak nie sú dostupné dekódovacie kľúče. Údaje prenášané medzi terminálom miesta predaja 20 a predplatnou inteligentnou kartou 15 sú zakódované bezpečnostným modulom 24 použitím digitálnych kľúčov zapísaných v bezkontaktných predplatných smart kartách 15. Bezpečnostný modul 24 zabezpečuje tiež bezpečnosť údajov transakcií, ktoré sú vykonávané bezkontaktnou predplatnou smart kartou 15 a modulom snímača - zapisovača inteligentnej karty 23. Výhodne bezkontaktná predplatná smart karta 15 a elektronický elektromer 18 tiež obsahujú kódovacie/dekódovacie moduly inštalované v ich vlastnom mikroovládači alebo integrovanom obvode (IC) pre špecifické použitie pre predplatné systémy na vykonanie tejto činnosti vzájomnej výmeny kódovaných informácií. V obzvlášť výhodnom uskutočnení kódovací modul elektronického elektromera 18 je umiestnený v mikroovládači 11 bezkontaktnej predplatnej smart karty 15 s odstavením dodávky energie alebo môže byť v snímači bezkontaktných predplatných smart kariet 15.

V momente objednávania alebo obnovenia služby dodávky elektrickej energie energetické spoločnosti inštalujú elektronický elektromer s predplatným systémom podľa tohto vynálezu v domácnosti používateľa 22 a odovzdajú znovu použiteľnú predplatnú bezkontaktnú predplatnú smart kartu 15 predtým naplnenú určitým množstvom kWh predplatených v mieste predaja 20. Vo výhodnom uskutočnení bude bezkontaktná predplatná smart karta 15 personalizovaná informáciami uloženými v pamäti mikroovládača, takými informáciami budú číslo elektromera, číslo zmluvy, posledný dátum naplnenia karty, bezpečnostné kľúče [napr.: digitálne podpisy, ako aj dekódovací systém špecifikovaný v Mifare© (týmto spôsobom, vo výhodnom uskutočnení, A kľúč je používaný na odobratie určitého množstva predplatených kWh a B kľúč môže nabiť a odobrať určité množstvo predplatených kWh v sektore karty], alebo trojitý dekódovací systém DES, atď.), údaje o množstve predplatených kWh, množstvo predplatených kWh, transferovateľných na elektromer odobratím. V obzvlášť výhodnom uskutočnení pamäť mikroovládača predplatnej bezkontaktnej karty vie pri jať a uchovať informácie generované elektronickým elektromerom týkajúce sa energie spotrebovanej používateľom počas životnosti elektromera a manipulácie s elektromerom.

Aby sa začala dodávka energie, používateľ umiestni bezkontaktnú predplatnú smart kartu 15 blízko bezkontaktného snímača - zapisovača elektronického elektromera 18, tento snímač - zapisovač elektronického elektromera overí bezkontaktnú predplatnú smart kartu 15 a odoberie celkom alebo čiastočne množstvo predplatených kúpených kWh. Určenie celkového alebo čiastočného odobratia množstva kúpených predplatených kWh v bezkontaktnej predplatnej smart karte 15 na elektronický elektromer 18 bude závisieť na hodnote zaznamenanej na karte, týkajúcej sa množstva predplatených kWh na prenos na elektromer odobratím alebo, keď je kredit menší v porovnaní s odoberanou hodnotou. V tomto vynáleze výraz množstvo predplatených kWh na transfer odobratím je vopred určené množstvo definované používateľom alebo energetickou spoločnosťou, povedzme, že toto číslo by bolo päťdesiat, keď je karta umiestnená blízko predplatného elektromera, odobratie bude 50 kWh okrem prípadu, keď je množstvo ostávajúcich predplatených kWh na karte menšie ako 50, vtedy bude odobraté celé množstvo predplatených kWh z karty na elektromer. Súčasne alebo po odobratí množstva predplatených kWh bezkontaktný snímač - zapisovač elektromera načíta všetky informácie generované elektronickým elektromerom 18, týkajúce sa energie spotrebovanej používateľom počas životnosti elektromera a manipulácie elektromerom, do karty. Elektronický elektromer 18 bude kontinuálne ukazovať na svojej obrazovke informácie o zostávajúcom množstve dodávky predplatenej elektrickej energie tak, aby používateľ mohol ísť v správnom čase k terminálu v mieste predaja 20, aby znovu nabil bezkontaktnú predplatnú smart kartu 15. Terminál miesta predaja 20 prijíma, číta a zapisuje údaje na smart kartu a z bezkontaktnej predplatnej smart karty 15 špecifické pre predplatný systém merania elektriny, ako to je nariadené programom dodávateľa. Ako už bolo uvedené, karta môže byť znovu nabitá v mieste predaja 20, ale tiež sú odobraté údaje zhromaždené kartou o elektronickom elektromere, aby boli odoslané do databázy 22, aby mohli byť revidované energetickou spoločnosťou. Terminál miesta predaja 20 prijíma sumy buď v pesos (alebo v akejkoľvek inej mene v závislosti od krajiny), ako aj v kilowatoch/hodina, a posiela naspäť túto transakciu serveru 21 dodávateľa služby na jej uchovanie v databáze 22. Ale táto informácia, ako je zaznamenaná v bezkontaktnej predplatnej smart karte 15 tak, že keď používateľ odoberie sumu predplatených kWh v elektronickom elektromeri 18, bude to v kWh formáte. Preto obrazovka elektromera bude zobrazovať túto predplatnú informáciu v kWh formáte.

Obrázok 2 zobrazuje funkčný diagram elektronického elektromera zjednodušený v blokoch, ktorý zahŕňa bezkontaktný predplatný systém na riadenie dodávky elektrickej energie, o ktorom získava relevantné informácie, vhodné na použitie vo výhodnom uskutočnení tohto vynálezu. Elektronický elektromer 18 s predplatným obsahuje elektronickú kartu merania energie 9, predplatnú ovládaciu bezkontaktnú kartu zastavenia dodávky energie 3, zariadenie na zastavenie dodávky energie 1 a anténu 14.

Elektronická karta merania energie 9 obsahuje modul merania energie H), ktorý zaznamenáva elektrickú energiu spotrebovanú používateľom, mikroovládač 11, ktorý riadi činnosť modulu merania energie 10, ktorý disponuje flash pamäťou na uloženie informácie o predplatenej elektrickej energii, ktorá je odobratá z predplatnej ovládacej bezkontaktnej karty, ako aj informácie generovanej v meracom module 10 týkajúcej sa energie spotrebovanej používateľom počas životnosti elektromera a manipulácie s elektromerom (napr. prerušenia, inverzie, prítomnosť derivácií atď.), obrazovka z tekutých kryštálov (LCD) 13 ovládaná mikroovládačom, ktorá ukazuje, okrem iných hodnôt, informácie o dostupnej energii, predtým zaplatenej používateľom, kedy môže byť odobraté toto množstvo predplatených kWh z bezkontaktnej predplatnej smart karty 15 a zvláštnu informáciu, ktorá naznačuje používateľovi, aby umiestnil kartu blízko elektromera, aby sa začal odber množstva predplatených kWh, a nezávislý napájači zdroj 12 pre merací modul 10 a mikroovládač 11 karty merania energie 9. Energetický zdroj pracuje vtedy, keď prebieha dodávka elektrickej energie, pracuje najviac jednu sekundu pri poruche dodávky, čo je dostatočný čas na zálohovanie informácií o akejkoľvek energetickej transakcii.

Predplatná ovládacia bezkontaktná karta so zastavením dodávky energie 3 je hlavný modul poverený zaznamenaním a overením bezkontaktnej predplatnej smart karty 15, ako aj riadením predplatného systému a dodávky energie do elektromera. Vo výhodnom uskutočnení predplatná ovládacia bezkontaktná karta so zastavením dodávky energie 3 obsahuje: interné zariadenie na čítanie - zápis 8 bezkontaktnej predplatnej smart karty 15, ktorý má tiež generátor rádiofrekvencie, mikroovládač 7, detektor prekročenia nulovej hladiny AC napájacieho napätia 6, ovládacie zariadenie na zastavenie dodávky energie 5 a napájači zdroj 4 tejto ovládacej bezkontaktnej karty so zastavením dodávky energie 3. Predplatná ovládacia bezkontaktná karta so zastavením dodávky energie 3 nie vždy vyhľadáva bezkontaktnú predplatnú smart kartu 15, keďže by to bola strata príliš veľkého množstva energie na činnosť, ktorá je zriedkavo vykonávaná, takže vyhľadávanie bezkontaktnej predplatnej smart karty 15 sa vykonáva iba niekoľko sekúnd každú minútu.

Interné zariadenie na čítanie - zápis 8 bezkontaktného predplatného kartového systému podľa tohto vynálezu poskytuje v prvom rade informácie z predplatnej inteligentnej karty 15 do mikroovládača 11 elektronického elektromera 18 prostredníctvom mikroovládača 7. V druhom rade interné zariadenie na čítanie - zápis 8 pre bezkontaktné karty poskytuje informácie z mikroovládača 11 elektronického elektromera 18 bezkontakt nej predplatnej smart karte 15 cez uvedený mikroovládač 7. Prenos informácií medzi bezkontaktnou predplatnou smart kartou 15 a elektronickým elektromerom 18 je vykonávaný cez anténu plošného spoja a jednu anténu vloženú v bezkontaktnej predplatnej karte (elektromera a predplatných kariet 44, resp. 17, ktoré sú citlivé na rádiofrekvenčné pásmo, v ktorom dochádza k prenosu). Výhodne interné zariadenie na čítanie - zápis 8 je integrovaný obvod, ktorý rozpozná prítomnosť bezkontaktnej predplatnej karty, interpretuje príkazy bezkontaktnej predplatnej karty a generuje a odosiela rádiofrekvenčný príkaz. Táto anténa 14 tiež zachytáva zmeny poslaných rádiofrekvenčných príkazov, ak ide o rádiofrekvenčný prenos, ktorého protokol je špecifikovaný v štandarde ISO 14443-3A a rovnako špecifikovaný aj v štandarde ISO 14443-4A alebo akýkoľvek iný protokol na rádiofrekvenčný prenos údajov vhodný pre takýto cieľ.

Interné zariadenie na čítanie - zápis 8 bezkontaktnej karty vytvára a odosiela príkaz rádiofrekvenčného vysielacieho príkazu cez anténu 14 do elektronického elektromera 18. Zmenový rádiofrekvenčný vysielací príkaz vnímaný anténou 14 je spôsobený prítomnosťou bezkontaktnej predplatnej smart karty 15. Po zistení prítomnosti bezkontaktnej predplatnej smart karty 15 interným zariadením na čítanie - zápis 8 bezkontaktnej karty, tento číta a prenáša predplatené množstvo z bezkontaktnej predplatnej smart karty 15 do mikroovládača 7 po predchádzajúcom overení a potvrdení bezkontaktnej predplatnej smart karty 15 prostredníctvom kódovania a dekódovania tohto interného zariadenia na čítanie - zápis 8 bezkontaktnej karty. Toto znamená, že kódovací a dekódovací modul interného zariadenia na čítanie - zápis 8 bezkontaktnej karty overuje a potvrdzuje cez digitálne podpisy informácie uchovávané v pamäti mikroovládača alebo obvode špecifického použitia 16 pre predplatné karty z bezkontaktných predplatných smart kariet 15, ako napr. číslo elektromera, číslo zmluvy, dátum posledného dobíjania karty, bezpečnostné kľúče, údaje týkajúce sa množstva predplatených kWh, množstvo predplatených kWh, ktoré majú byť prenesené na elektromer odobratím, atď. Ak nie sú tieto informácie overené a potvrdené, potom snímač neodoberie množstvo alebo predplatenú informáciu z bezkontaktnej predplatnej smart karty 15 v elektronickom elektromere 18.

Keď je bezkontaktná bezplatná smart karta 15 overená a potvrdená, údaje o predplatenom množstve dodávky elektrickej energie sú odobraté z bezkontaktnej predplatnej smart karty 15 do karty merania elektrickej energie 9 cez ovládaciu predplatnú kartu dodávky energie 3, kde karta merania elektrickej energie 9 má na starosti zníženie množstva energie súčasne, ako ju používateľ spotrebúva. Vo všeobecnosti sú informácie o sume alebo množstve predplatených kWh ukladané vo flash pamäti mikroovládača 11 karty merania elektrickej energie 9 a tento mikroovládač 11 má na starosti riadenie znižovania predplateného množstva dodávky elektrickej energie, keď používateľ spotrebuje jednu kWh, na základe informácie o spotrebovaní zaslanej týmto modulom merania energie.

V alternatívnom prípade, relevantná informácia o historických údajoch elektromera, ktorá bude zaznamenaná v bezkontaktnej predplatnej smart karte 15, bude tiež uložená v mikroovládači 11 vo flash pamäti meracej karty 9. Preto vzájomná výmena informácií medzi elektronickým elektromerom 18 a bezkontaktnou predplatnou smart kartou 15 je vykonávaná hlavne mikroovládačom 7 predplatnej ovládacej bezkontaktnej karty so zastavením dodávky energie 3 a mikroovládačom 11 meracej karty prostredníctvom sériového rozhrania. Inými slovami, mikroovládač 11 je prvok, ktorý ukladá informácie vo svojej flash pamäti, zatiaľ čo mikroovládač 7 zisťuje prítomnosť bezkontaktnej predplatnej smart karty 15, číta údaje uchované vo flash pamäti mikroovládača 11 prostredníctvom sériového rozhrania a tiež číta údaje bezkontaktnej predplatnej smart karty 15 cez interné zariadenie na čítanie - zápis 8 predplatnej karty a funguje ako prostredník na prenos informácií z jedného systému do druhého.

V alternatívnom uskutočnení tohto vynálezu predplatný systém pre elektromery za využitia bezkontaktnej inteligentnej karty obsahuje zariadenie automatického zastavenia dodávky elektrickej energie používateľovi 19. V konkrétnom odkaze na obrázok 2 je zobrazené, že predplatná ovládacia karta tiež obsahuje detektor prekročenia nulovej hladiny elektrickej energie 6 a ovládacie zariadenie na zastavenie dodávky energie 5, ktorý riadi zariadenie, ktoré zastavuje/obnovuje dodávku energie L Vo výhodnom uskutočnení tohto vynálezu mikroovládač 7 predplatnej ovládacej bezkontaktnej karty so zastavením dodávky energie 3 vie, koľko elektrickej energie zostáva používateľovi na spotrebovanie, pretože túto informáciu číta z karty merania elektrickej energie 9. Preto mikroovládač 7 bude riadiť dodávku alebo zastavenie dodávky elektrickej energie používateľovi 19.

Typicky, zastavenie dodávky elektrickej energie používateľovi 19 sa vyskytne vtedy, keď dostupné množstvo elektrickej energie uložené v karte merania elektrickej energie 9 elektromera 18, ktorá je snímaná mikroovládačom 7, bude rovné nule. Dodávka elektrickej energie bude obnovená, keď dostupné množstvo uložené v karte merania elektrickej energie 9, ktoré je snímané mikroovládačom 7, bude väčšie ako nula. Mikroovládač 7 predplatnej ovládacej bezkontaktnej karty so zastavením dodávky energie 3 bude stále čítať dostupné množstvo elektrickej energie pre používateľa z karty merania elektrickej energie 9.

Zastavenie alebo obnovenie dodávky energie je zabezpečované ovládacím zariadením na zastavenie dodávky energie 5 a alarmom poruchy, kde zariadenie zastavenia/obnovenia 1 by malo byť vo výhodnom uskutočnení relé. Dodávka elektrickej energie môže byť prerušená ovládačom relé a ovládacím zariadením na zastavenie dodávky energie 5, ktoré má funkciu otvorenia, ako aj zatvorenia relé 1, keď mikroovládač 7 toto vyžaduje príkazom zastavenia alebo otvorenia, ovládacím zariadením na zastavenie dodávky energie 5 otvorí alebo zatvorí relé pomocou súčiastky pevnej fázy 2. Rovnako ovládač relé a ovládacie zariadenie na zastavenie dodávky energie 5 takisto oznamuje mikroovládaču 7, či sa vyskytla porucha dodávky energie, je varovaný o poruchách elektrickej energie detektorom prekročenia nulovej hladiny 6, takže vykoná nevyhnutné opatrenia a informácie sa nestratia počas žiadnej poruchy dodávky elektrickej energie. Všetky tieto zariadenia sú napájané napájacím zdrojom 4.

Keď mikroovládač 7 prečíta, že dostupné množstvo energie uloženej v karte merania elektrickej energie je rovné nule, tento mikroovládač 7 odošle príkaz na zastavenie ovládaču relé a ovládaciemu zariadeniu na zastavenie dodávky energie 5. Ovládač relé a ovládacie zariadenie na zastavenie dodávky energie 5 obsahuje mikroovládač (nezobrazený), ktorý má tri vstupné porty a dva výstupné porty. Jeden vstupný port mikroovládača slúži na indikovanie, že je potrebné uzavrieť relé zastavenia alebo dodávania energie 1. Ďalší vstupný port mikroovládača slúži na indikovanie, že by mal otvoriť relé zastavenia alebo dodávky energie 1, zatiaľ čo posledný vstup mikroovládača indikuje prekročenie nulovej AC hladiny (t. j. uzemnenia, alebo nulového napätia), príkaz, ktorý indikuje prekročenie nulovej hladiny, tiež indikuje polaritu, smerom ku ktorej bola AC dodávka prekročená. Inými slovami, posledný vstupný port indikuje moment, kedy sa fáza stala pozitívnou vo vzťahu k neutrálu (čo je uzemnenie modulu predplatnej ovládacej bezkontaktnej karty so zastavením dodávky energie 3) a naopak (fáza sa stala negatívnou vo vzťahu k neutrálu). Táto funkcia je daná detektorom prekročenia nulovej hladiny elektrickej energie 6 (to je obvod detektoru hladiny s hysterézou uskutočnený operačným zosilňovačom a deličom napätia), prekročenie nulovej hladiny je použité na dva účely: jeden je, keď mikroovládač relé a ovládacie zariadenie na zastavenie dodávky energie 5 a alarmu poruchy (nezobrazený) zistí, že nenastali prekročenia nulovej hladiny, potom je odvodené, že dodávka elektrickej energie bola pozastavená a vznikne nedostatok dodávky elektrickej energie v predplatnej ovládacej bezkontaktnej karte so zastavením dodávky energie 3, v tom momente pošle jedným zo svojich výstupov príkaz na indikovanie mikroovládaču 7, že musí udržiavať vyhovujúcu informáciu na svoju bezchybnú činnosť a na zabránenie stratenia prenášaných údajov, ku ktorému by mohlo dôjsť. Druhý účel je funkcia otvárania a zatvárania relé j_ na to, aby sa toto relé zatvorilo, malo by dostať príkaz jednosmerného prúdu (DC) medzi terminálmi jeho aktivácie, a na otvorenie musí tiež dostať DC príkaz, ale opačný ako príkaz, ktorý ho zatvára, tak, aby bolo aktivované pri zistení prekročenia nulovej hladiny a polarity dodávky striedavého prúdu (AC), relé by bolo možné otvoriť aktivovaním polovodičovej súčiastky 2, keď polarita fázy je negatívna vo vzťahu k neutrálu a uzavrieť ho aktivovaním polovodičovej súčiastky 2, keď fáza je pozitívna vo vzťahu k neutrálu. Naopak, keď mikroovládač 7 prečíta množstvo dostupnej energie väčšie ako nula, tento mikroovládač 7 odošle príkaz na dodávku mikroovládaču ovládača relé a alarmu poruchy, ktorý aktivuje polovodičovú súčiastku 2 detektora prekročenia nulovej hladiny energie 6 počas kladnej poloviny. Malo by byť pochopené, že ovládacie zariadenie na zastavenie dodávky energie 5 a alarmu poruchy môže byť zabudované do malej karty alebo byť prídavnou funkciou mikroovládača 7 predplatnej ovládacej bezkontaktnej karty so zastavením dodávky energie 3.

Ako už bolo spomenuté, bezkontaktná predplatná smart karta 15 bude znova použiteľná a špecifická pre každý elektromer; to znamená, že musí byť používaná iba v jednom konkrétnom elektromere. Bezkontaktná predplatná smart karta 15 obsahuje mikroovládač alebo obvod špecifického použitia 16 v bezkontaktných predplatných smart kartách 15 a anténu 17. Personalizované informácie karty sú zaznamenané vo vnútornej pamäti mikroovládača 16. Inteligentná karta by výhodne mohla byť vo veľkosti bežnej kreditnej karty a stále by spĺňala Štandard ISO 14443-1, 14443-2, 14443-3, 14443-4, hoci to nie je povinné. Rovnako použitie bezkontaktných predplatných inteligentných kariet v predplatných systémoch na dodávku elektrickej energie pre elektromery podľa tohto vynálezu má tri hlavné funkcie: 1) odobratie množstva predplatených kWh a ich integrovanie do elektromera; 2) získavanie údajov o spotrebovanej energii počas celej životnosti elektromera, o manipulácii s elektromerom, ako napr. odpojenia, inverzie a prítomnosť derivácií, bez nutnosti prenájmu snímača alebo pripojenia náročných a drahých systémov; a 3) aby sa vyhlo poruchám a mechanickému opotrebeniu elektromera.

Predplatný systém dodávky elektrickej energie bezkontaktnými inteligentnými kartami podľa tohto vynálezu je počas činnosti zavedený do elektromera prostredníctvom bezkontaktnej predplatnej ovládacej karty so zastavením dodávky energie, ktorá vykonáva činnosti detekcie a overenia predplatnej karty, ako aj riadenia predplatného systému a dodávky energie do elektromera v súlade s vývojovým diagramom na obrázok 3 a 3A. Obzvlášť mikroovládač 7 bezkontaktnej predplatnej ovládacej karty zastavenia dodávky energie 3 riadi predplatný systém podľa tohto vynálezu, ako aj komunikácie týkajúce sa predplatného medzi elektronickým elektromerom 18, bezkontaktnou predplatnou smart kartou 15 a kartou merania energie 9 a má nezávislú činnosť od ostatných mikroovládačov systému.

Predtým, ako začne vykonávať riadiace a komunikačné funkcie, mikroovládač 7 inicializuje sériové komunikačné porty, prostredníctvom ktorých bude komunikovať s mikroovládačom 11, a konfiguruje interné zariadenie na čítanie - zápis 8 bezkontaktnej inteligentnej karty tak, aby pracoval v súlade s napr. štandardom ISO 14443-4A. Po inicializovaní portov a konfigurovaní snímača - zapisovača mikroovládač 7 číta údaje uložené v karte merania elektrickej energie 9, ako je sériové číslo klienta, kWh uložené počas životnosti elektromera, prerušenia, inverzie, derivácie a akumulovaná energia počas prítomnosti derivácií (sériové číslo elektromera bude načítané iba v tejto časti programu, pretože sa nikdy nemení). Po prečítaní údajov vnútorný časovač mikroovládača 7 je spustený tak, aby generoval každých 70 milisekúnd prerušenie, takže tento mikroovládač 7 plní špecifickú úlohu. Mikroovládač 7 je potom uvedený do pasívneho stavu, to znamená, že prestane vykonávať úlohy a ide do „spánku“, aby sa ušetrilo maximum energie, je veľmi dôležité šetriť energiu, aby sa splnili štandardy a predišlo sa zbytočným finančným stratám energetickej spoločnosti. Mikroovládač 7 môže vyjsť z pasívneho stavu iba prerušením z časovača alebo prerušením spôsobeným poruchou dodávky energie. Keďže mikroovládač 7 predplatnej ovládacej bezkontaktnej karty so zastavením dodávky energie 3 čaká na prerušenie, mikroovládač bude v tomto stave väčšinu času.

Týmto spôsobom, ak časovač vydá príkaz prerušenia (blok 90), mikroovládač 7 opúšťa pasívny stav a číta zostatok elektromera, akumulované kWh, počet odpojení, prerušení, derivácií a inverzií (blok 100). V opačnom prípade sa mikroovládač 7 vráti do pasívneho stavu, aby sa ušetrilo maximum energie, zatiaľ čo čaká na príkaz prerušenia (blok 80).

Hneď, ako mikroovládač 7 prečíta údaje uložené v karte merania energie 9 (blok 100), tieto údaje overí a zmení stav relé s ohľadom na predplatný zostatok používateľa. Mikroovládač 7 na základe informácie obdržanej v bloku 100 overí, že tento predplatený zostatok dodávky bude väčší ako 0 (blok 110), ak kredit nie je väčší ako nula, potom overí, či relé 1 je otvorené (blok 120). Ak výsledok overovania stavu relé 1 bloku 120 je negatívny, potom mikroovládač 7 odošle príkaz ovládaciemu zariadeniu na zastavenie dodávky energie 5_a alarmu poruchy, ktorý vykoná otvorenie relé 1 (blok 130), aby sa zastavila dodávka elektrickej energie do elektromera 18. Po otvorení relé 1 v bloku 130 mikroovládač 7 prečíta informáciu zobrazenú na LCD obrazovke elektromera 18 (blok 160). Ale, ak je výsledok, ktorý je určený v bloku 120, uspokojivý, to znamená, že relé 1 je otvorené, potom mikroovládač 7 prečíta informáciu zobrazenú na obrazovke elektromera 18 (blok 160).

Naopak, ak zostatok prečítaný v bloku 110 je väčší ako nula, potom mikroovládač 7 overí, či je relé 1 zatvorené (blok 140). Ak je výsledok overovania stavu relé 1 bloku 140 negatívny, potom mikroovládač 7 vyšle príkaz ovládacie zariadenie na zastavenie dodávky energie 5 a alarmu poruchy, ktoré vykoná zatvorenie relé 1 (blok 150), aby bola umožnená dodávka elektrickej energie do elektromera 18. Po uzatvorení relé 1 v bloku 150 mikroovládač 7 prečíta informáciu zobrazenú na obrazovke elektromera 18 (blok 160). V každom prípade, ak je výsledok, ktorý je určený v bloku 140, kladný, znamená to, že relé 1 je zatvorené, potom mikroovládač 7 prečíta informáciu zobrazenú na obrazovke elektromera 18 (blok 160).

Hneď po overení stavu relé 1 tak, ako to bolo opísané v blokoch od 110 po 160, mikroovládač 7 overí prostredníctvom mikroovládača modulu merania energie 10, že obrazovka je zobrazená na elektromeri (blok 170). Ak obrazovka zobrazená v bloku 170 je obrazovka „predplatenia“, potom mikroovládač 7 overí, či je zapnutý rádiofrekvenčný generátor interného zariadenia na čítanie - zápis 8 bezkontaktnej predplatnej smart karty 15 (blok 180), a potom začne hľadať predplatnú kartu. Ak výsledok rozhodovacieho bloku 180 je negatívny, príkaz na zapnutie rádiofrekvencie (blok 190) je generovaný a mikroovládač 7 sa následne vráti do pasívneho stavu, aby sa ušetrilo maximum energie počas čakania na príkaz prerušenia (blok 80), a reŠtartuje procedúru opísanú v blokoch od 90 do 180. V kladnom prípade rozhodnutia v bloku 180 to znamená, že rádiofrekvencia je zapnutá a následne príkaz rádiofrekvencie začne byť vysielaný cez anténu 14, aby sa zistila prítomnosť bezkontaktnej predplatnej smart karty 15, ktorá je v blízkosti (blok 220).

Keď obrazovka zobrazená v bloku 170 korešponduje s kWh, inverziami, prerušeniami, deriváciami, mikroovládač 7 reviduje, či je vypnuté rádiofrekvenčné vysielanie (blok 200), v prípade, ak je rádiofrekvenčné vysielanie vypnuté, mikroovládač 7 sa vráti do pasívneho stavu, aby sa ušetrilo maximu energie, zatiaľ čo čaká na príkaz prerušenia (blok 80) a reštartuje procedúru opísanú v blokoch od 90 po 180. Ak je výsledok overovania stavu rádiofrekvenčného vysielania negatívny, to znamená, že je rádiofrekvenčné vysielanie zapnuté, potom mikroovládač 7 vypne alebo deaktivuje rádiofrekvenčné vysielanie (blok 210), a potom sa mikroovládač 7 sa vráti do pasívneho stavu, aby sa ušetrilo maximum energie, zatiaľ čo čaká na príkaz prerušenia (blok 80) a reštartuje procedúru opísanú v blokoch od 90 po 180.

Potom, ako mikroovládač 7 vykonal funkcie čítania údajov uložených v karte merania energie 9, overí a zmení stav relé J_ a skontroluje, že na elektromere je zobrazená LCD obrazovka na aktivovanie/deaktivovanie rádiofrekvenčného vysielania, prejde na zisťovanie prítomnosti bezkontaktnej inteligentnej predplatnej karty 15 a vykoná transakciu odobratia predplatného.

Ako už bolo predtým spomenuté, keď mikroovládač potvrdí, že rádiofrekvencia je zapnutá, mikroovládač odvysiela rádiofrekvenčný príkaz cez anténu 14, čím vykoná úlohu zisťovacieho žiadania bezkontaktných predplatných smart kariet 15 (blok 220) v súlade so Štandardom ISO 14443-3A. Potom, ako je skončené zisťovacie žiadanie pre karty bloku 220, mikroovládač 7 overí, či sa v detekčnej oblasti nachádza bezkontaktná predplatná smart karta 15 (blok 230). Ak sa v detekčnej oblasti v bloku 230 nachádza bezkontaktná predplatná smart karta 15, je uskutočnená antikolízia (blok 240) na určenie, či sa v detekčnej oblasti nachádza viac ako jedna inteligentná karta (v prípade, ak sa tam nachádza viac ako jedna bezkontaktná predplatná smart karta 15, jedna bude vyradená podľa normy ISO 14443-3A). Ak sa v detekčnej oblasti bloku 230 nenachádza žiadna bezkontaktná predplatná smart karta 15, mikroovládač 7 sa vracia do pasívneho stavu, aby sa ušetrilo maximum energie, zatiaľ čo čaká na príkaz prerušenia (blok 80) a reštartuje procedúru opísanú v blokoch od 90 po 180.

Keď je karta v detekčnej oblasti objavená, systém vyberie kartu (blok 250) v súlade s protokolom prenosu dát rádiofrekvenciou (napr. ako je špecifikované v štandarde ISO 14443-3A a v štandarde ISO 14443-4A). Po vybraní karty v bloku 250, mikroovládač 7 overuje kartu digitálnym podpisom odobratia množstva predplatených kWh a seriálovým číslom elektromera (blok 260). Mikroovládač 7 potom overí, či inteligentná karta korešponduje s elektromerom (blok 270), ak karta nekorešponduje s elektromerom, mikroovládač 7 sa vracia do pasívneho stavu, aby sa ušetrilo maximum energie, zatiaľ čo čaká na príkaz prerušenia (blok 80) a reštartuje procedúru opísanú v blokoch od 90 po 180. Ale, ak karta korešponduje s týmto elektromerom, potom mikroovládač prečíta zostatok na karte (blok 280). V tomto bode mikroovládač 7 overí, či predplatná inteligentná karta má kredit (blok 290), ak je určenie v bloku 290 negatívne, mikroovládač 7 sa vracia do pasívneho stavu, aby sa ušetrilo maximum energie, zatiaľ čo čaká na príkaz prerušenia (blok 80) a reštartuje procedúru opísanú v blokoch od 90 po 180. Ak je výsledok overovania bloku 290 kladný, potom mikroovládač povolí odobratie kreditu z bezkontaktnej predplatnej smart karty 15 vo flash pamäti mikroovládača 11 karty merania energie 9 bezkontaktnou predplatnou ovládacou kartou (blok 300). Mohlo by sa stať, že nie všetok predplatený kredit je odobratý v jednom odoberaní, keďže to, koľko kreditu bude odobratého, závisí od množstva uloženého na karte vo veličine množstvo predplatených kWh na prenos odobratím. Hneď po odobratí kreditu v bloku 300 systém prečíta zostávajúci kredit v elektromere (blok 310) a pridá odobratý kredit z bezkontaktnej predplatnej smart karty 15 k ostávajúcemu kreditu na elektromere (blok 320). Nová hodnota predplateného kreditu, ktorá je výsledkom operácie uskutočnenej v bloku 320, je mikroovládačom 11 odoslaná do flash pamäte elektromera energie (blok 330). Po obdržaní alebo súčasne s obdržaním novej hodnoty kreditu mikrokontrolór 11 odošle bezkontaktnej predplatnej smart karte 15 (blok 340) informáciu generovanú v meracom module 10 týkajúcu sa energie spotrebovanej používateľom počas životnosti elektromera a manipulácie s elektromerom (napr. takej ako sú prerušenia, inverzie, existencia derivácií atď.). Po odoslaní informácie bezkontaktnej predplatnej smart karte 15 sa mikroovládač 7 vracia do pasívneho stavu, aby sa ušetrilo maximum energie, zatiaľ čo čaká na príkaz prerušenia (blok 80) a reštartuje procedúru opísanú v blokoch od 90 po 180.

Hoci tu boli ilustrované a opísané druhy konkrétnych realizácií tohto vynálezu, pre odborníkov v tejto oblasti bude zrejmé, že by mohli byť uskutočnené ďalšie rôznorodé zmeny a modifikácie bez toho, aby sa išlo mimo rozsahu a myšlienky vynálezu. Preto bolo snahou chrániť v priložených nárokoch akékoľvek zmeny a modifikácie, ktoré by patrili do rozsahu tohto vynálezu.

Claims (22)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Spôsob predplatenia elektrickej energie využívajúci bezkontaktnú predplatnú smart kartu (15) s predplateným kreditom množstva energie zakúpenej používateľom od poskytovateľa energie a elektronický elektromer (18) s interným zariadením na čítanie - zápis (8) bezkontaktnej predplatnej smart karty (15), vyznačujúci sa tým, že pozostáva z krokov: spustenie komunikačného sériového rozhrania medzi kartou merajúcou elektrickú energiu (9) a predplatnou ovládacou bezkontaktnou kartou na kontrolu predplatného s vypínačom dodávky energie (3); konfigurovanie interného zariadenia na čítanie - zápis (8) bezkontaktnej predplatnej smart karty (15) v súlade s dopredu určeným rádiofrekvenčným prenosovým protokolom; odčítanie údajov uložených v pamäti mikroovládača (11) karty merajúcej elektrickú energiu pomocou mikroovládača (7) bezkontaktnej karty na kontrolu predplatného a na vypnutie dodávky energie (3); generovanie a vysielanie rádiofrekvenčného signálu z elektronického elektromera (18) pomocou rádiofrekvenčného generátora bezkontaktnej karty na kontrolu predplatného a na vypnutie dodávky energie (3) prostredníctvom interného zariadenia na čítanie - zápis (8); detegovanie prítomnosti bezkontaktnej predplatnej smart karty (15) vnútri detekčného poľa elektronického elektromera (18) pomocou mikroovládača (7) bezkontaktnej karty na kontrolu predplatného a na vypnutie dodávky energie (3); výmena informácií medzi elektronickým elektromerom (18) a bezkontaktnou predplatnou smart kartou (15) pomocou rádiofrekvencie; overenie bezkontaktnej predplatnej smart karty (15) a interného zariadenia na čítanie - zápis (8) bezkontaktnej smart karty, vzájomným spôsobom, dvoma alebo viacerými digitálnymi podpismi a sériovým číslom elektronického elektromera (18); určenie, či má bezkontaktná predplatná smart karta (15) kredit množstva predplatených kWh väčší ako nula; celkové alebo čiastočné odpočítanie zostatku na bezkontaktnej predplatnej smart karte (15), závisiaceho od hodnoty zaznamenanej v pamäti bezkontaktnej predplatnej smart karty (15) s ohľadom na množstvo predplatených kWh, ktoré majú byť odpočítaním prevedené na elektronický elektromer (18); uloženie odpočítaného množstva predplatených kWh bezkontaktnej predplatnej smart karty (15) do pamäte mikroovládača (11) karty na meranie elektrickej energie (9) prostredníctvom mikroovládača (7) bezkontakt nej karty na kontrolu predplatného a na vypnutie dodávky energie (3); zaznamenanie informácií do bezkontaktnej predplatnej smart karty (15), pričom tieto informácie boli predtým uložené v pamäti mikroovládača (11) karty na meranie elektrickej energie, a tieto generované informácie obsahujú údaje o energii spotrebovanej používateľom počas životnosti elektronického elektromera (18), kredite elektronického elektromera (18), a o neoprávnenej manipulácii s elektronickým elektromerom (18), ako je počet odpojení, prerušení, derivácií, nahromadenej energii počas používania derivácií a inverzií.
2. 2. Spôsob predplatenia elektrickej energie podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že krok detekcie prítomnosti bezkontaktnej predplatnej smart karty (15) vnútri detekčného poľa elektronického elektromera (18) pozostáva z krokov: určenie, či sa v detekčnom poli elektronického elektromera nachádza viac ako jedna bezkontaktná predplatná smart karta (15); a selekcia bezkontaktnej predplatnej smart karty (15) v súlade s dopredu určeným rádiofrekvenčným prenosovým protokolom.
3. 3. Spôsob predplatenia elektrickej energie podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že krok odpočítania množstva predplatených kWh z bezkontaktnej predplatnej smart karty (15) na elektronický elektromer (18) môže byť čiastočný alebo celkový, v závislosti od dopredu určeného množstva zaznamenaného v bezkontaktnej predplatnej smart karte (15).
4. 4. Spôsob predplatenia elektrickej energie podľa nárokov la 3, vyznačujúci sa tým, že krok odpočítania množstva predplatených kWh z bezkontaktnej predplatnej smart karty (15) na elektronický elektromer (18) zahŕňa kroky: odčítanie zostatkového kreditu na elektronickom elektromere (18); pridanie celkového alebo čiastočného kreditu odpočítaného z bezkontaktnej predplatnej smart karty (15) do zostatku v elektronickom elektromere (18); a uloženie novej hodnoty predplateného kreditu v elektronickom elektromere (18).
5. 5. Spôsob predplatenia elektrickej energie podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že informácie prenesené z elektronického elektromera (18) a zaznamenané v bezkontaktnej predplatnej smart karte (15) pozostávajú z účinníka, kvality spojenia a odpojení, inverzií, prítomnosti derivácií a podobných činností.
6. 6. Spôsob predplatenia elektrickej energie podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že interné zariadenie na čítanie - zápis (8) bezkontaktnej smart karty elektronického elektromera (18) je na niekoľko sekúnd aktivované kvôli detekcii prítomnosti bezkontaktnej predplatnej smart karty (15) vnútri detekčného poľa, pričom spúšťa overovací proces na prenos údajov; a šetrí energiu poskytovateľovi energií.
7. 7. Spôsob predplatenia elektrickej energie podľa nárokov la 3, vyznačujúci sa tým, že zahŕňa kroky: odčítanie kreditu v pamäti elektronického elektromera (18); overenie, či je kredit vyšší ako 0; overenie stavu zariadenia na automatické vypnutie dodávky energie kvôli určeniu, či je otvorené alebo uzavreté; a generovanie signálu na otvorenie alebo zatvorenie zariadenia na automatické vypnutie dodávky na základe odčítania predplateného kreditu; pričom, ak je kredit vyšší ako 0, je generovaný signál na zatvorenie zariadenia na automatické vypnutie dodávky, aby mohla byť dodaná elektrická energia na elektronický elektromer (18), a ak kredit nie je vyšší ako 0, je generovaný signál na otvorenie ovládacieho zariadenia na zastavenie dodávky energie (5) používateľovi.
8. 8. Spôsob predplatenia elektrickej energie podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že získané informácie o stave elektronického elektromera (18), údaje týkajúce sa dodávky energie a neoprávnenej manipulácie s elektronickým elektromerom (18) sú uložené v pamäti elektronického elektromera (18); pričom informácie uložené v bezkontaktnej predplatnej smart karte (15) sa odošlú zakaždým, keď používateľ dobije predplatenými kwH túto znovu použiteľnú bezkontaktnú predplatnú smart kartu (15), do databázy prostredníctvom predajného miesta (20) na ďalšiu analýzu dodávateľom energií.
9. 9. Spôsob predplatenia elektrickej energie podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že získané informácie obsahujú údaje o energii spotrebovanej používateľom počas životnosti elektronického elektromera (18), kredite elektronického elektromera (18) a údaje o neoprávnených manipuláciách s elektronickým elektromerom (18), ako je počet odpojení, prerušení, derivácií, nahromadenej energie počas použitia derivácií a inverzií.
10. 10. Predplatný a riadiaci systém elektrickej energie pozostávajúci z bezkontaktnej predplatnej smart karty (15) dobíjateľnej predplateným kreditom množstva energie zakúpenej používateľom od poskytovateľa energií, elektronického elektromera (18) zahrnujúceho interné zariadenie na čítanie - zápis (8) bezkontaktnej predplatnej smart karty (15), vyznačujúci sa tým, že elektronický elektromer (18) pozostáva z modulu merajúceho energiu na zaznamenávanie množstva elektrickej energie spotrebovanej používateľom elektronického elektromera (18); mikroovládača (11) na ovládanie činnosti modulu merajúceho energiu; pamäte na ukladanie informácií vrátane informácií vygenerovaných modulom merajúcim energiu, ktoré sa týkajú používateľom spotrebovanej energie počas životnosti elektromera (18), a informácie o neoprávnenej manipulácii s elektromerom (18); a prvku vysielajúceho/prijímajúceho signál; pričom elektronický elektromer (18) je konfigurovaný na prenos signálu, a v dôsledku toho na možnosť detekcie prítomnosti bezkontaktnej predplatnej smart karty (15) vnútri detekčného poľa elektronického elektromera (18); na prenos a prí jem signálu, a v dôsledku toho na možnosť výmeny informácií medzi elektronickým elektromerom (18) a bezkontaktnou predplatnou smart kartou (15); na overenie bezkontaktnej predplatnej smart karty (15) a interného zariadenia bezkontaktnej predplatnej smart karty (15) na čítanie - zápis (8), vzájomným spôsobom; na určenie, či má bezkontaktná predplatná smart karta (15) predplatený kredit väčší ako nula; a na odpočítanie a uloženie množstva predplatenej energie z predplatnej smart karty (15) do pamäte; pričom bezkontaktná predplatná smart karta (15) je konfigurovaná na prijímanie a zaznamenávanie informácií z elektronického elektromera (18) týkajúce sa stavu elektronického elektromera (18), pričom uvedená informácia zahŕňa používateľom spotrebovanú energiu počas životnosti elektronického elektromera (18), kredit elektronického elektromera (18) a informácie týkajúce sa neoprávnenej manipulácie s elektronickým elektromerom (18), ako sú počet odpojení, prerušení, derivácií a nahromadenej energie počas použitia derivácií a inverzií.
11. 11. Systém podľa nároku 10, vyznačujúci sa tým, že zahŕňa ovládacie zariadenia na zastavenie dodávky energie (5).
12. 12. Systém podľa nároku 11, vyznačujúci sa tým, že zahŕňa prepínač vypínacieho zariadenia dodávky energie, na otvorenie a zavretie vypínacieho zariadenie v odozve na príkaz prerušenia alebo otvorenia z mikroovládača (11).
13. 13. Systém podľa ktoréhokoľvek z nárokov 10 až 12, vyznačujúci sa tým, že mikroovládač (11) má flash pamäť na ukladanie informácií vygenerovaných v meracom module týkajúcich sa užívateľom spotrebovanej energie počas životnosti elektronického elektromera (18) a neoprávnenej manipulácie s elektronickým elektromerom (18).
14. 14. Systém podľa ktoréhokoľvek z nárokov 10 až 13, vyznačujúci sa tým, že obsahuje displej z tekutých kryštálov na zobrazovanie informácií o stave elektronického elektromera (18).
15. 15. Systém podľa nároku 14, vyznačujúci sa tým, že obsahuje displej z tekutých kryštálov na zobrazenie dostupnej, vopred používateľom zaplatenej energie a času na odpočítanie predplatenej energie z bezkontaktnej predplatnej smart karty (15).
16. 16. Systém podľa nároku 14 alebo 15, vyznačujúci sa tým, že obsahuje displej z tekutých kryštálov na zobrazenie špeciálnych informácií potrebných pre používateľa na indikáciu potreby priloženia bezkontaktnej predplatnej smart karty (15) do blízkosti elektronického elektromera (18) na začatie odpočtu množstva predplatenej energie.
17. 17. Systém podľa ktoréhokoľvek z nárokov 10 až 16, vyznačujúci sa tým, že pozostáva z nezávislého zdroja energie pre modul merania energie a mikroovládač (11).
18. 18. Systém podľa nároku 17, vyznačujúci sa tým, že zdroj energie je m konfigurovaný na napájanie počas dodávky elektrickej energie a na zabezpečenie energie počas doby dostačujúcej na zálohovanie informácií o všetkých prenosoch energie pri výpadku dodávky.
19. 19. Systém podľa ktoréhokoľvek z nárokov 10 až 18, vyznačujúci sa tým, že pozostáva z detektora prechodu elektrickej energie nulou na vyslanie príkazu na mikroovládač (11) pri výpadku energie s cieľom zabránenia strát informácií počas výpadku dodávky elektriny.
20. 20. Systém podľa ktoréhokoľvek z nárokov lOaž 19, vyznačujúci sa tým, že interné zariadenie bezkontaktnej predplatnej smart karty na čítanie - zápis (8) zahŕňa Šifrovací/dešifrovací modul na overenie a potvrdenie pravosti bezkontaktnej predplatnej smart karty (15); zakódovanie prenášaných údajov; overenie platnosti informácií osobitného použitia zaznamenaných v pamäti mikroovládača (11) pre predplatné karty tejto bezkontaktnej predplatnej smart karty (15) pred odpočítaním.
21. 21. Systém podľa ktoréhokoľvek z nárokov 10 až 20, vyznačujúci sa tým, že pozostáva z prinajmenšom jedného terminálu predajného miesta s dvojicou bezpečnostných modulov, serveru prepojeného komunikačným rozhraním so zberným systémom, ktorý udržiava informácie o účtoch používateľa a informácie uložené v databáze poskytovateľa energie.
22. 22. Systém podľa ktoréhokoľvek z nárokov 10 až 19, vyznačujúci sa tým, že elektronický elektromer (18) je pevne uzavretý.