SK500352023U1 - Device and system for remote reading of meters, method of remote reading of meter status - Google Patents

Device and system for remote reading of meters, method of remote reading of meter status Download PDF

Info

Publication number
SK500352023U1
SK500352023U1 SK50035-2023U SK500352023U SK500352023U1 SK 500352023 U1 SK500352023 U1 SK 500352023U1 SK 500352023 U SK500352023 U SK 500352023U SK 500352023 U1 SK500352023 U1 SK 500352023U1
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
meter
meters
sensing
remote reading
state
Prior art date
Application number
SK50035-2023U
Other languages
Slovak (sk)
Other versions
SK9953Y1 (en
Inventor
Ing. Drak Tomáš
Ing. Tomlain Ján
Ing. Tomlain Juraj, PhD.
Ing. Ravas Stanislav
Original Assignee
T - Industry, s.r.o.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by T - Industry, s.r.o. filed Critical T - Industry, s.r.o.
Priority to SK50035-2023U priority Critical patent/SK9953Y1/en
Publication of SK500352023U1 publication Critical patent/SK500352023U1/en
Publication of SK9953Y1 publication Critical patent/SK9953Y1/en

Links

Landscapes

  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

A device (1) is connected to the display field of the meter (9), which detects the state of the meter (9) or the increment of the state of the meter (9) from the freely visible display field, i.e. without the need to adapt the meter (9). The consumption data is processed in the device (1) and wirelessly sent to the data concentrator (7) and/or to the superior system and/or to the mobile phone. The device (1) includes a unit (3) for sensing the state of the meter (9) or for sensing a change in the state of the meter (9). The body (2) is adapted to be attached to the meter (9), while in the body (2) there is a source (6) of electrical energy and a communication module (5). The communication module (5) has the NB-IoT NarrowBand and/or Bluetooth Mesh protocol and allows data to be sent via neighboring devices (1) to the concentrator (7), which then ensures the connection with the superior system. A significant advantage of the device (1) is the ability to create intelligent structures on the platform even with purely mechanical meters (9) without the need to replace them and without the need to run cables to the meters (9).

Description

Oblasť technikyThe field of technology

Technické riešenie sa týka diaľkového odpočtu meračov, najmä meračov studenej a teplej vody, plynu a podobne, kde samotný merač nemusí byť vybavený žiadnou elektronickou alebo elektrickou funkcionalitou. Nové technické riešenie opisuje samostatné zariadenie a tiež systém združujúci viacero zariadení, ktorý môže byť realizovaný ako SOAMI - Secure Open Advanced Measuring Infrastructure (pokročilá bezpečná otvorená meracia infraštruktúra).The technical solution concerns the remote reading of meters, especially meters of cold and hot water, gas and the like, where the meter itself does not have to be equipped with any electronic or electrical functionality. The new technical solution describes a separate device and also a system combining several devices, which can be implemented as SOAMI - Secure Open Advanced Measuring Infrastructure.

Doterajší stav technikyCurrent state of the art

Merače elektrickej energie môžu byť vybavené komunikačným modulom, ktorý je schopný odoslať informácie o stave merača do centrály, napríklad pomocou GSM komunikačného kanálu. Pri meraní neelektrických veličín, ako je spotreba plynu, teplej a studenej vody sa používajú najmä mechanické merače bez elektrických a elektronických súčiastok. Takéto merače nie sú schopné diaľkovo komunikovať a odčítanie ich stavu je možné len manuálne, teda fyzickým výkonom príslušného pracovníka. Niektoré novšie merače sú vybavené generátorom impulzov (napr. S0), ktoré určujú prírastok stavu, nie sú však schopné komunikovať s nadradenou úrovňou štruktúry. Pripájanie impulzných výstupov pomocou kabeláže do nadradenej úrovne si vyžaduje komplikovanú inštaláciu a takéto prepojenie je prakticky vylúčené v objektoch bez predchádzajúcej prípravy siete.Electricity meters can be equipped with a communication module that is able to send information about the status of the meter to the central office, for example using a GSM communication channel. When measuring non-electric quantities, such as the consumption of gas, hot and cold water, mainly mechanical meters without electrical and electronic components are used. Such meters are not able to communicate remotely, and their status can only be read manually, that is, by the physical performance of the relevant worker. Some newer meters are equipped with a pulse generator (e.g. S0) that determines the increment of the state, but they are not able to communicate with the higher level of the structure. Connecting impulse outputs using cabling to a higher level requires a complicated installation, and such a connection is practically excluded in objects without prior network preparation.

Zverejnenie CA2373209A1 opisuje systém na zber a spracovanie dát z viacerých meračov spotreby vody pomocou koncentrátora dát, ku ktorému sú káblom pripojené viaceré merače a následne koncentrátor komunikuje s centrálnym systémom pomocou internetovej siete alebo bezdrôtovo, napríklad cez GSM kanál. Nevýhodou tohto zapojenia je potreba prepájať káblom všetky merače v budove a nevyhnutnosť mať všetky merače s elektrickým výstupom.Publication CA2373209A1 describes a system for collecting and processing data from multiple water consumption meters using a data concentrator, to which multiple meters are connected by cable and then the concentrator communicates with a central system using the Internet or wirelessly, for example via a GSM channel. The disadvantage of this connection is the need to connect all meters in the building with a cable and the necessity to have all meters with electrical output.

Spis JP2012083298A ozrejmuje senzor, ktorý načítava číslicový údaj v zobrazovacom poli merača bez zásahu do konštrukcie merača. Senzor musí byť umiestnený presne v polohe protiľahlej k mechanickému číselníku a celý systém si zároveň vyžaduje káblové prepojenie s nadradenou úrovňou spracovania dát.File JP2012083298A discloses a sensor that reads digital data in the display field of the meter without interfering with the structure of the meter. The sensor must be located exactly opposite to the mechanical dial, and the entire system also requires a cable connection with a higher level of data processing.

Podobné nedostatky majú aj ďalšie čiastkové riešenia podľa US7377184B1, US2009058088A1, WO2004111576A2, CN108051043A, ktoré sa snažia diaľkovo zisťovať stav meračov vody a prípadne diagnostikovať nežiaduci únik vody.Other sub-solutions according to US7377184B1, US2009058088A1, WO2004111576A2, CN108051043A, which try to remotely determine the status of water meters and possibly diagnose unwanted water leakage, have similar shortcomings.

Nie je známe a zároveň je žiaduce nové technické riešenie, ktoré umožní zisťovať stav merača na základe jeho zobrazovacieho poľa alebo z pohybu terčíka alebo hviezdice bez fyzického zásahu do konštrukcie merača, pričom získané údaje o stave merača budú bezdrôtovo odosielané do systému na zber údajov o stave meračov. Nové technické riešenie má byť autonómne, spoľahlivé a má byť implementovateľné na existujúce merače bez potreby ich výmeny.It is not known and at the same time a new technical solution is desired that will allow to determine the status of the meter based on its display field or from the movement of the target or star without physical intervention in the structure of the meter, while the obtained data on the status of the meter will be wirelessly sent to the system for collecting status data meters. The new technical solution should be autonomous, reliable and should be implementable on existing meters without the need to replace them.

Podstata technického riešeniaThe essence of the technical solution

Uvedené nedostatky v podstatnej miere odstraňuje zariadenie na diaľkový odpočet meračov, ktoré má teleso, riadiacu jednotku a komunikačný modul podľa tohto technického riešenia, ktorého podstata spočíva v tom, že zahrňuje jednotku na snímanie stavu merača alebo na snímanie zmeny stavu merača a teleso, ktoré je prispôsobené na pripevnenie k meraču, pričom v telese je zdroj elektrickej energie a komunikačný modul na pripojenie s druhým zariadením alebo s koncentrátorom dát alebo s nadradeným komunikačným uzlom.The mentioned shortcomings are largely eliminated by the device for remote reading of meters, which has a body, a control unit and a communication module according to this technical solution, the essence of which is that it includes a unit for sensing the state of the meter or for sensing a change in the state of the meter and a body that is adapted to be attached to a meter, the body having a source of electrical energy and a communication module for connection with a second device or with a data concentrator or with a superior communication node.

Teleso zariadenia nesie samostatný zdroj elektrickej energie, najmä v podobe batérie alebo akumulátora, čím sa vytvorí základ pre elektronické spracovanie stavu mechanického merača. Jednotka na snímanie stavu merača môže zahrňovať optický prvok, ktorým sa načíta vizuálne dostupný obraz číslic alebo môže zahrňovať optický prvok, ktorým sa sníma pohyb terčíka alebo hviezdice v zobrazovacom poli merača.The body of the device carries a separate source of electrical energy, mainly in the form of a battery or accumulator, which creates the basis for electronic processing of the state of the mechanical meter. The unit for sensing the status of the meter may include an optical element that reads a visually accessible image of the digits or may include an optical element that senses the movement of a target or star in the display field of the meter.

V prípade zisťovania stavu merača sa deteguje číselný údaj zvyčajne mechanického číselníka s pretáčajúcimi sa ciferníkmi pre jednotlivé pozície (jednotky, desiatky, stovky, tisíce atď.).In the case of detecting the status of the meter, the numerical value of usually a mechanical dial with rotating dials for individual positions (units, tens, hundreds, thousands, etc.) is detected.

V prípade zisťovania zmeny stavu merača sa deteguje aktuálny prírastok a ten sa pripočítava k pôvodnej hodnote stavu. Zmena stavu merača je indikovaná otáčaním terčíka alebo hviezdice alebo podobného prvku, ktorý je viditeľný v zobrazovacom poli merača. Údaje o pohybe terčíka alebo hviezdice sú konvertované na základe prevodového pomeru medzi jedným otočením a príslušným objemom pretečeného meraného média. Jednotka na snímanie stavu merača alebo na snímanie zmeny stavu merača môže mať podobu aj iného bezkontaktného snímania polohy terčíka alebo hviezdice, napríklad na základe indukčného merania kovovéhoIn the case of detection of a change in the status of the meter, the current increase is detected and added to the original value of the status. A change in meter state is indicated by the rotation of a target or star or similar element visible in the meter display field. The target or star movement data is converted based on the transmission ratio between one revolution and the corresponding volume of the flowed measured medium. The unit for sensing the state of the meter or for sensing a change in the state of the meter can also take the form of other non-contact sensing of the position of the target or star, for example based on the inductive measurement of metal

SK 50035-2023 U1 terčíka alebo hviezdice. Ak sa zariadením neodčítavajú priamo číslice v zobrazovacom poli, ale sa pripočítavajú prírastky impulzov, má riadiaca jednotka priamo v telese zariadenia pamäť na uchovávanie sumárnych hodnôt prírastkov.SK 50035-2023 U1 target or star. If the device does not directly read the digits in the display field, but the pulse increments are added, the control unit has a memory directly in the body of the device to store the total values of the increments.

Vo vyhotovení podľa príkladu je opísaná jednotka na snímanie zmeny stavu merača na základe LC rezonancie. Kovový terčík merača sa pri otáčaní cyklicky dostáva do senzora tvoriaceho RLC, resp. LC obvod a zmena indukčnosti alebo kapacity je snímaná a hodnotená riadiacou jednotkou vnútri telesa zariadenia. Každá skoková zmena je hodnotená ako jeden impulz, ktorému zodpovedá príslušný objem média pretečeného meračom. Každý impulz je pripočítavaný v riadiacej jednotke do aktuálnej hodnoty stavu merača. V inom príklade môže byť použitý odlišný fyzikálny princíp, dôležité je, že odčítavanie stavu merača alebo detegovanie prírastku je bezkontaktné, teda bez nutnosti narušiť obal merača a zasahovať do jeho vnútorných častí, čo je neprípustné s ohľadom na pôvodnú certifikáciu merača.In the embodiment according to the example, a unit for detecting a change in the meter state based on LC resonance is described. When rotating, the metal target of the meter cyclically reaches the sensor forming the RLC, or LC circuit and the change in inductance or capacity is sensed and evaluated by the control unit inside the body of the device. Each step change is evaluated as one pulse, which corresponds to the corresponding volume of medium flowed through the meter. Each pulse is added in the control unit to the current value of the meter status. In another example, a different physical principle can be used, the important thing is that reading the meter status or detecting the increment is contactless, i.e. without the need to disturb the meter packaging and interfere with its internal parts, which is inadmissible with regard to the original certification of the meter.

Na správne bezkontaktné snímanie stavu merača alebo na snímanie zmeny stavu merača je dôležité správne pozičné umiestnenie telesa zariadenia k meraču tak, aby sa v dosahu príslušného senzora nachádzal terčík alebo hviezdica alebo číslice zobrazovacieho prvku merača. Na dosiahnutie priľahlého umiestnenia senzora môže teleso zariadenia zahrňovať vonkajšiu zónu vytvarovanú na priľahlé umiestnenie k zobrazovaciemu poľu merača. Na zaistenie dosiahnutej vzájomnej polohy môžu slúžiť sťahovacie pásky, ktorými sa teleso pripevní k meraču, resp. k potrubiu, na ktoré je merač pripojený. Vonkajšia zóna na priľahlé umiestnenie môže zahrňovať výstupky, lem, dutinu alebo iné podobné prvky, ktoré sú tvarovo a rozmerovo prispôsobené na mechanické prepojenie s obalom merača v mieste jeho zobrazovacieho poľa. Bude tiež výhodné, ak teleso zariadenia pritom prekryje celú plochu zobrazovacieho poľa, aby sa tým zároveň suplovala ochranná funkcia odklopiteľného krytu merača, ktorý bude po pripojení zariadenia v trvalo otvorenej pozícii.For correct non-contact sensing of the meter status or for sensing a change in the meter status, it is important to correctly position the body of the device to the meter so that the target or star or digits of the meter's display element are within range of the relevant sensor. To achieve adjacent placement of the sensor, the device body may include an outer zone shaped for adjacent placement to the display field of the meter. Tightening tapes can be used to ensure the achieved mutual position, which is used to attach the body to the meter, or to the pipe to which the meter is connected. The outer zone for adjacent placement may include protrusions, a rim, a cavity or other similar elements, which are adapted in shape and size for mechanical connection with the package of the meter at the location of its display field. It will also be advantageous if the body of the device covers the entire surface of the display field in order to replace the protective function of the foldable meter cover, which will be in a permanently open position after connecting the device.

Zariadenie môže byť vybavené aj vstupom na pripojenie impulzného výstupu merača, ktorý je takýmto výstupom vybavený už od výroby. Dôležitou prednosťou predloženého technického riešenia je spracovanie údajov z existujúcich, už inštalovaných meračov, ktoré nemajú žiaden elektrický alebo elektronický výstup a boli pôvodné predurčené len na klasický ručný, vizuálny odpočet.The device can also be equipped with an input for connecting the pulse output of the meter, which is already equipped with such an output from the factory. An important advantage of the presented technical solution is the processing of data from existing, already installed meters, which do not have any electrical or electronic output and were originally intended only for classic manual, visual reading.

Zariadenie má vlastný zdroj elektrickej energie, aby detegovanie stavu merača alebo detegovanie prírastku stavu merača prebiehalo samostatne bez nutnosti pripojenia k elektrickej sieti, ktorá často ani nebýva vo vodomerných šachtách dostupná. Je pritom výhodné, ak kapacita batérie alebo akumulátora bude navrhnutá tak, aby táto kapacita postačovala na dobu, na ktorú je zvyčajne certifikovaný merač, napríklad na dobu 3 alebo 5 rokov. Po uplynutí tejto doby je nevyhnutné merač vymeniť a opätovne certifikovať metrologickou organizáciou. Pri tejto fyzickej výmene je výhodne vymenená aj batéria alebo akumulátor v zariadení.The device has its own source of electricity, so that the detection of the meter status or the detection of the increase in the meter status takes place independently without the need to connect to the electrical network, which is often not even available in water meter shafts. It is advantageous if the capacity of the battery or accumulator is designed so that this capacity is sufficient for the period for which the meter is usually certified, for example for a period of 3 or 5 years. After this time, the meter must be replaced and recertified by a metrological organization. During this physical replacement, the battery or accumulator in the device is also advantageously replaced.

Na zvýšenie energetickej nezávislosti môže byť zariadenie vybavené seebeckovým termoelektrickým článkom (obráteným peltierovým článkom), ktorý je prispôsobený na pripojenie k povrchu na vedení teplej vody. Z rozdielu teplôt medzi teplou a studenou stranou termoelektrického článku sa generuje napätie rádovo niekoľko mikrovoltov na jeden stupeň Celzia. Pomocou nabíjacieho modulu v zariadení sa výsledné napätie upravuje na nabíjacie napätie akumulátora v telese zariadenia.To increase energy independence, the device can be equipped with a Seebeck thermoelectric cell (inverted peltier cell), which is adapted to be connected to the surface of the hot water line. A voltage of the order of several microvolts per degree Celsius is generated from the temperature difference between the hot and cold side of the thermoelectric cell. Using the charging module in the device, the resulting voltage is adjusted to the charging voltage of the accumulator in the body of the device.

Dôležitou súčasťou zariadenia je bezdrôtový komunikačný modul, ktorý je prispôsobený na komunikáciu s ďalším zariadením alebo s viacerými zariadeniami podľa tohto technického riešenia. Zároveň je komunikačný modul určený na komunikáciu s koncentrátorom dát. Týmto usporiadaním sa využije bežná topológia rozmiestnenia meračov v obytných budovách s viacerými bytovými jednotkami tak, že dosah komunikačného modulu nemusí byť výkonovo dimenzovaný na zaistenie komunikačnej cesty ku koncentrátoru od najvzdialenejšieho zariadenia, ale postačuje, ak sa údaje od jedného zariadenia prenášajú postupne cez viacero susedných zariadení až do koncentrátora dát. Výhodne sa využije NB-IoT NarrowBand - Internet of Things ako úzkopásmová sieť, ktorá je štandardne určená výhradne na prenos dát medzi veľkým množstvom zariadení na spoločnom území. Môže sa tiež využiť Bluetooth Mesh ako sieťový štandard, ktorý umožňuje komunikáciu medzi mnohými komunikačnými modulmi zariadení prostredníctvom rádiového prenosu. V zásade sa môže využiť aj iný bezkontaktný protokol na vytvorenie siete, ktorá zahrňuje aj pripojenie ku koncentrátoru.An important part of the device is a wireless communication module, which is adapted for communication with another device or with several devices according to this technical solution. At the same time, the communication module is intended for communication with the data concentrator. With this arrangement, the common topology of the distribution of meters in residential buildings with several apartment units will be used, so that the range of the communication module does not have to be power-dimensioned to ensure the communication path to the concentrator from the most distant device, but it is sufficient if the data from one device is transmitted sequentially through several neighboring devices up to the data concentrator. It is advantageous to use NB-IoT NarrowBand - Internet of Things as a narrowband network, which by default is intended exclusively for data transmission between a large number of devices in a common area. Bluetooth Mesh can also be used as a network standard that allows communication between many communication modules of devices via radio transmission. In principle, another contactless protocol can be used to create a network that also includes a connection to a concentrator.

Koncentrátor môže byť vytvorený ako samostatné zariadenie pripojené k sieti na vhodnom mieste v rámci topológie daného objektu alebo funkciu koncentrátora môže plniť aj jedno zariadenie v systéme, kde takéto zariadenie bude prepojené s nadradenou úrovňou štruktúry, napríklad trvalo pripojené k internetovej sieti. Je vhodné, ak zariadenie fungujúce ako koncentrátor bude mať väčšiu kapacitu elektrickej energie, bude vybavené dobíjacím modulom z termoelektrického článku, bude napájane po siete PoE alebo priamo napojené na elektrickú sieť.The concentrator can be created as a separate device connected to the network at a suitable place within the topology of the given object, or the function of the concentrator can also be performed by one device in the system, where such a device will be connected to a higher level of the structure, for example, permanently connected to the Internet network. It is convenient if the device functioning as a concentrator will have a larger capacity of electricity, will be equipped with a charging module from a thermoelectric cell, will be powered by PoE networks or directly connected to the electricity network.

Aby sa zvýšili úžitkové a užívateľské funkcie môže zariadenie zahrňovať aj komunikačný prvok na komunikovanie s mobilným telefónom, výhodne so smart telefónom, ktorý vytvorí zobrazovací a ovládacíIn order to increase utility and user functions, the device can also include a communication element for communicating with a mobile phone, preferably a smart phone, which creates a display and control

SK 50035-2023 U1 prvok. Vďaka tomuto prepojeniu môže užívateľ aj servisná obsluha komunikovať so zariadením, získavať dáta, zobrazovať ich alebo v opačnom smere updatovať softvér v zariadení a podobne.SK 50035-2023 U1 element. Thanks to this connection, both the user and the service staff can communicate with the device, obtain data, display them or, in the opposite direction, update the software in the device, etc.

Podstatnou výhodou zariadenia je schopnosť vytvárať inteligentné štruktúry na platforme aj s čisto mechanickými meračmi bez nutnosti ich výmeny a bez nutnosti vedenia kabeláže k meračom. S využitím zariadenia podľa tohto technického riešenia sa dá vytvoriť systém, ktorý zahrňuje aspoň dve zariadenia pripevnené k meračom, kde systém zahrňuje tiež koncentrátor dát prispôsobený na spojenie s komunikačnými modulmi zariadení, pričom koncentrátor je pripojený k internetovej sieti.A significant advantage of the device is the ability to create intelligent structures on the platform even with purely mechanical meters without the need to replace them and without the need to run cables to the meters. Using the device according to this technical solution, it is possible to create a system that includes at least two devices attached to the meters, where the system also includes a data concentrator adapted to connect to the communication modules of the devices, while the concentrator is connected to the Internet network.

Nedostatky uvedené v stave techniky podstatnou mierou odstraňuje spôsob diaľkového odpočítavania stavu meračov podľa tohto technického riešenia, ktorého podstata spočíva v tom, že na zobrazovacie pole aspoň jedného merača sa pripojí zariadenie, ktoré má teleso, riadiacu jednotku a komunikačný modul, zariadením sa deteguje stav merača alebo prírastok stavu merača, údaj sa spracuje v zariadení a bezdrôtovo sa zašle do koncentrátora dát a/alebo do nadradeného systému a/alebo do mobilného telefónu.The shortcomings mentioned in the state of the art are substantially eliminated by the method of remote readout of meter status according to this technical solution, the essence of which is that a device with a body, a control unit and a communication module is connected to the display field of at least one meter, the device detects the status of the meter or meter status increment, the data is processed in the device and sent wirelessly to the data concentrator and/or to the host system and/or to the mobile phone.

Výhodne pri použití viacerých zariadení na príslušných meračoch sa dáta zasielajú do koncentrátora prostredníctvom mesh siete vytvorenej komunikačnými modulmi zariadení.Advantageously, when using several devices on the respective meters, the data is sent to the concentrator through a mesh network created by the communication modules of the devices.

Pomocou zariadenia podľa tohto technického riešenia sa môže vytvoriť pokročilá meracia infraštruktúra. Typické bude uplatnenie v systémoch smart metering v obytných budovách, kde podstatne zjednoduší odčítavanie stavu meračov, umožní tiež indikovať alarmové stavy, napríklad pri úniku vody, umožní vytvárať štatistické modely a predpovede. Zariadenie a systém je využiteľné aj pri rozpočítavaní spotreby v rámci obchodného centra, v kancelárskych objektoch alebo tiež v priemysle, najmä ak sa médium spotrebováva na viacerých miestach. To nevylučuje ani jednotlivé samostatné použitie zariadenia, napríklad v šachte pri rodinnom dome, kedy zariadenie ušetrí čas inak potrebný na sprístupnenie šachty a užívateľ si do mobilného telefónu vie načítať aktuálny stav merača.Using the device according to this technical solution, an advanced measurement infrastructure can be created. It will be typically used in smart metering systems in residential buildings, where it will significantly simplify the reading of meter status, it will also enable alarm states to be indicated, for example in the event of a water leak, and it will enable the creation of statistical models and forecasts. The device and system can also be used for budgeting consumption within a shopping center, in office buildings or in industry, especially if the medium is consumed in several places. This does not exclude the use of the device on its own, for example in a shaft near a family home, when the device saves the time otherwise required to access the shaft and the user can download the current meter status to his mobile phone.

Prehľad obrázkov na výkresochOverview of images on drawings

Technické riešenie je bližšie vysvetlené pomocou obrázkov 1 až 5. Vyobrazená mierka jednotlivých prvkov, pomer ich rozmerov je len príkladom a nemá byť vysvetľované ako znak obmedzujúci rozsah ochrany.The technical solution is explained in more detail with the help of figures 1 to 5. The depicted scale of individual elements, the ratio of their dimensions is only an example and should not be interpreted as a sign limiting the scope of protection.

Obrázok 1 zobrazuje priloženie zariadenia k meraču, kedy jednotka na snímanie je protiľahlo umiestnená k terčíku v zobrazovacom poli merača.Figure 1 shows the attachment of the device to the meter, when the sensing unit is opposite to the target in the display field of the meter.

Na obrázku 2 je schematicky pohľad na teleso zariadenia, ktoré v spodnej časti nesie relatívne robustnú batériu na zabezpečenie dlhodobej, viacročnej funkcie zariadenia. Zobrazené bloky predstavujú jednotlivé prvky a jednotky zariadenia.Figure 2 shows a schematic view of the body of the device, which in the lower part carries a relatively robust battery to ensure the long-term, multi-year function of the device. The displayed blocks represent individual elements and units of the device.

Na obrázku 3 je vyobrazená skupina zariadení v bytovom dome s topológiou mesh siete, ktorej súčasťou je jeden samostatný koncentrátor dát.Figure 3 shows a group of devices in an apartment building with a mesh network topology, which includes one separate data concentrator.

Na obrázku 4 je príklad pripojenia jedného zariadenia k jednému meraču, pričom zariadenie komunikuje s mobilným telefónom a tiež priamo s nadradeným systémom bez koncentrátora dát.Figure 4 shows an example of connecting one device to one meter, where the device communicates with the mobile phone and also directly with the parent system without a data concentrator.

Obrázok 5 zobrazuje systém so štyrmi zariadeniami, kde jedno zariadenie pracuje aj vo funkcii koncentrátora.Figure 5 shows a system with four devices, where one device also works as a concentrator.

Príklady uskutočneniaImplementation examples

Príklad 1Example 1

V tomto príklade podľa obrázkov 1 až 3 je zariadenie využité v systéme SOAMI s väčším počtom meračov 9, napríklad v bytovom dome. Na obrázku 1 sú pre prehľadnosť znázornené len štyri merače 9, v skutočnosti to môžu byť desiatky meračov 9 a desiatky nasadených zariadení 1. Zvyčajne každá bytová jednotka bude mať jeden merač 9 spotreby teplej vody, jeden merač 9 spotreby studenej vody, oba merače 9 sú umiestnené v šachte dostupnej na chodbe alebo v šachte vo vnútornom jadre bytu.In this example according to Figures 1 to 3, the device is used in the SOAMI system with a larger number of meters 9, for example in an apartment building. In Figure 1, only four meters 9 are shown for clarity, in reality there may be dozens of meters 9 and dozens of installed devices 1. Usually, each apartment unit will have one meter 9 of hot water consumption, one meter 9 of cold water consumption, both meters 9 are placed in a shaft available in the corridor or in a shaft in the inner core of the apartment.

Na každom merači 9 je pripevnené zariadenie 1 podľa tohto technického riešenia. Teleso 2 zariadenia 1 má vonkajšiu časť prispôsobenú na priľahlé umiestnenie k zobrazovaciemu poľu merača 9. Po priložení je teleso 2 zaistené k meraču 9 pomocou sťahovacích pások. Krytka merača 9 je v trvalo otvorenej polohe alebo je odňatá. Merač 9 má okrem mechanického ciferníka v zobrazovacom poli umiestnený terčík približne s polkruhovým tvarom. Terčík je kovový a je otočne uložený tesne pod priehľadným krytom zobrazovacieho poľa. Vnútri telesa 2 v polohe protiľahlej k pozícii terčíka je umiestnená jednotka 3 na snímanie zmeny stavu merača 9. V tomto príklade je jednotka 3 v podstate snímačom prítomnosti kovového predmetu v dosahu anténnej slučky na základe merania LC rezonančného obvodu. Takéto snímanie je bezkontaktné a jednotka 3A device 1 according to this technical solution is attached to each meter 9. The body 2 of the device 1 has an outer part adapted to be placed adjacent to the display field of the meter 9. After being attached, the body 2 is secured to the meter 9 by means of tightening straps. The meter cover 9 is in the permanently open position or is removed. Meter 9 has, in addition to the mechanical dial, a target with an approximately semicircular shape located in the display field. The target is metal and is rotatably stored just under the transparent cover of the display field. Inside the body 2, in a position opposite to the position of the target, there is a unit 3 for sensing the change in the state of the meter 9. In this example, the unit 3 is basically a sensor for the presence of a metal object within the range of the antenna loop based on the measurement of the LC resonant circuit. Such sensing is non-contact and unit 3

SK 50035-2023 U1 na snímanie nemá žiadne pohyblivé súčasti.SK 50035-2023 U1 for sensing has no moving parts.

Pri prietoku vody meračom 9 sa otáča terčík v zobrazovacom poli. Otáčanie terčíka je detegované jednotkou 3 na snímanie prírastkov merania. Každému otočeniu terčíka zodpovedá pevná konštanta prírastku spotreby vody, ktorá je do riadiacej jednotky 4 vložená cez servisné rozhranie.When water flows through the meter 9, the target in the display field rotates. The rotation of the target is detected by the unit 3 for sensing the measurement increments. Each turn of the dial corresponds to a fixed constant of the increase in water consumption, which is inserted into the control unit 4 via the service interface.

K riadiacej jednotke 4 je pripojená jednotka 3 na snímanie, komunikačný modul 5, komunikačný prvok 8. Zariadenie 1 je napájané samostatným, vlastným zdrojom 6 energie, ktorý je v tomto príklade tvorený batériou 2500 mAh. Jej veľkosť určuje rozmer telesa 2v jeho najväčšej šírke. Batéria je umiestnená v samostatnej šachte.The control unit 4 is connected to the sensing unit 3, the communication module 5, the communication element 8. The device 1 is powered by a separate, own power source 6, which in this example is formed by a 2500 mAh battery. Its size determines the dimension of the body 2 in its greatest width. The battery is placed in a separate shaft.

Komunikačný modul 5 zahrňuje NB IoT a tiež Bluetooth Mesh a je vybavený protokolmi BLE, MQTT, MQTTS. Komunikačný modul 5 je určený na komunikáciu so susednými zariadeniami 1, resp. so všetkými zariadeniami 1 v dosahu antény komunikačného modulu 5. Zariadenie 1 v tomto príklade má tiež komunikačný prvok 8 na spojenie s mobilným telefónom užívateľa alebo servisného technika. Komunikačný prvok 8 je na platforme NFC.Communication module 5 includes NB IoT and also Bluetooth Mesh and is equipped with BLE, MQTT, MQTTS protocols. The communication module 5 is intended for communication with neighboring devices 1, respectively. with all the devices 1 within range of the antenna of the communication module 5. The device 1 in this example also has a communication element 8 for connecting to the user's or service technician's mobile phone. The communication element 8 is on the NFC platform.

Zariadenia 1 medzi sebou vytvárajú mesh sieť, ktorá zahrňuje koncentrátor 7 pripojený k sieti prostredníctvom ethernetu, pomocou MQTT cloudu, resp. s využitím jednej SIM karty. Vďaka koncentrátoru 7 sa znižujú nároky na platený prenos dát z viacerých zariadení 1.The devices 1 create a mesh network among themselves, which includes a concentrator 7 connected to the network via Ethernet, using the MQTT cloud, or using one SIM card. Thanks to the concentrator 7, the requirements for paid data transfer from several devices 1 are reduced.

Systém v tomto príklade ponúka možnosť vykonávania diaľkového odpočtu meračov 9 bez osobného zásahu na mieste. Diaľkové odpočítania sa vykonávajú automaticky bez potreby operátora. Namerané údaje sú zabezpečené pred neoprávneným prezeraním a manipuláciou. Iba oprávnený používateľ a dodávateľ média majú prístup k svojim údajom. Výhodou systému je nielen bezpečnosť a pohodlie, ale aj hlásenie udalostí napr. ako nezvyčajne vysoká spotreba a upozornenie na poruchu. Otvorená infraštruktúra systému umožňuje pripojenie ľubovoľného merača 9 s výstupom S0, alebo vodomeru s magnetickou spojkou. Zariadenie 1 môže fungovať ako samostatný jednometrový bod alebo v sieti pomocou Bluetooth mesh. Sieť Bluetooth má výhody hlavne v budovách kde je veľa meracích bodov. Tieto meracie body je možné zlúčiť do jedného koncentrátora 7. Koncentrátor 7 preposiela namerané údaje zo všetkých meračov 9 do cloudového úložiska MQTT. Tým sa znížia náklady na jednotlivé up-linky a počet SIM kariet.In this example, the system offers the possibility of remote reading of meters 9 without personal intervention on site. Remote countdowns are performed automatically without the need for an operator. Measured data are secured against unauthorized viewing and manipulation. Only the authorized user and media supplier have access to their data. The advantage of the system is not only safety and comfort, but also the reporting of events, e.g. such as unusually high consumption and failure notification. The open infrastructure of the system allows the connection of any meter 9 with an S0 output, or a water meter with a magnetic coupling. Device 1 can work as a stand-alone one-meter point or in a network using Bluetooth mesh. The Bluetooth network has advantages especially in buildings where there are many measurement points. These measurement points can be merged into one concentrator 7. Concentrator 7 forwards measured data from all meters 9 to the MQTT cloud storage. This will reduce the costs of individual up-links and the number of SIM cards.

Príklad 2Example 2

Na meranie spotreby teplej a studenej vody sú použité dva merače 9 v jednej vodomernej šachte. Zariadenia 1 sú nasadené na príslušných meračoch 9 ako samostatné prístroje, ktoré priamo podľa obrázku 4 komunikujú s protokolom NB-IoT a zároveň s mobilným telefónom užívateľa. Obe zariadenia 1 majú okrem zdroja 6 energie tiež termoelektrický článok na dobíjanie.Two meters 9 in one water meter shaft are used to measure the consumption of hot and cold water. The devices 1 are deployed on the respective meters 9 as separate devices that directly communicate with the NB-IoT protocol and the user's mobile phone according to Figure 4. In addition to the energy source 6, both devices 1 also have a thermoelectric cell for recharging.

Príklad 3Example 3

Systém v tomto príklade podľa obrázku 5 má podobné usporiadanie ako v príklade 1, ale koncentrátor 7 nie je samostatný prístroj, ale je vytvorený v rámci jedného zariadenia 1, ktoré je doplnené o vstavanú SIM kartu.The system in this example according to figure 5 has a similar arrangement as in example 1, but the concentrator 7 is not a separate device, but is created within one device 1, which is supplemented with a built-in SIM card.

Priemyselná využiteľnosťIndustrial applicability

Priemyselná využiteľnosť je zrejmá. Podľa tohto technického riešenia je možné priemyselne a opakovane vyrábať a používať zariadenie aj systém s viacerými zariadeniami diaľkový odpočet meračov, najmä v obytných budovách, v obchodných aj v priemyselných objektoch, pričom sa vylúči potreba fyzickej prítomnosti pracovníka.The industrial applicability is obvious. According to this technical solution, it is possible to industrially and repeatedly manufacture and use both a device and a system with several devices for remote reading of meters, especially in residential buildings, in commercial and industrial facilities, while eliminating the need for the physical presence of a worker.

SK 50035-2023 U1SK 50035-2023 U1

Zoznam vzťahových značiekList of relationship tags

- zariadenie- device

- teleso- the body

- jednotka na snímanie- sensing unit

- riadiaca jednotka- controller

- komunikačný modul- communication module

- zdroj energie- energy source

- koncentrátor- concentrator

- komunikačný prvok- communication element

- merač- meter

Zoznam skratiekList of abbreviations

SOAMI - Secure Open Advanced Measuring InfrastructureSOAMI - Secure Open Advanced Measuring Infrastructure

NB-IoT - NarrowBand Internet of Things BLE- Bluetooth Low EnergyNB-IoT - NarrowBand Internet of Things BLE - Bluetooth Low Energy

NFC - Near Field CommunicationNFC - Near Field Communication

MQTT/ MQTTS - štandardný protokol na odosielanie správMQTT/ MQTTS - standard protocol for sending messages

Claims (14)

NÁROKY NA OCHRANUCLAIMS FOR PROTECTION 1. Zariadenie na diaľkový odpočet meračov, ktoré má teleso (2), riadiacu jednotku (4) a komunikačný modul (5), vyznačujúce sa tým, že zahrňuje jednotku (3) na snímanie stavu merača (9) alebo na snímanie zmeny stavu merača (9), teleso (2) je prispôsobené na pripevnenie k meraču (9), pričom v telese (2) je zdroj (6) elektrickej energie a komunikačný modul (5) na pripojenie s druhým zariadením (1) a/alebo s koncentrátorom (7) a/alebo s nadradeným komunikačným uzlom.1. A device for remote reading of meters, which has a body (2), a control unit (4) and a communication module (5), characterized in that it includes a unit (3) for sensing the state of the meter (9) or for sensing a change in the state of the meter (9), the body (2) is adapted to be attached to the meter (9), while in the body (2) there is a source (6) of electrical energy and a communication module (5) for connection with the second device (1) and/or with the concentrator (7) and/or with a superior communication node. 2. Zariadenie na diaľkový odpočet meračov podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že zdroj (6) energie je batéria a/alebo dobíjateľný akumulátor.2. Device for remote reading of meters according to claim 1, characterized in that the source (6) of energy is a battery and/or a rechargeable accumulator. 3. Zariadenie na diaľkový odpočet meračov podľa nárokov 1 alebo 2, v y z n a č u j ú c e s a t ý m , že jednotka (3) na snímanie stavu merača (9) alebo na snímanie zmeny stavu merača (9) zahrňuje optický prvok na snímanie vizuálne dostupného obrazu číselníka merača (9).3. Device for remote reading of meters according to claims 1 or 2, characterized in that the unit (3) for sensing the state of the meter (9) or for sensing a change in the state of the meter (9) includes an optical element for sensing a visually accessible image meter dial (9). 4. Zariadenie na diaľkový odpočet meračov podľa nárokov 1 alebo 2, v y z n a č u j ú c e s a t ý m , že jednotka (3) na snímanie stavu merača (9) alebo na snímanie zmeny stavu merača (9) zahrňuje bezkontaktný snímač pohybu terčíka alebo hviezdice v zobrazovacom poli merača (9), výhodne snímač pohybu je induktívny snímač alebo snímač na báze zmeny LC frekvencie.4. Device for remote readout of meters according to claims 1 or 2, characterized in that the unit (3) for sensing the status of the meter (9) or for sensing changes in the status of the meter (9) includes a non-contact sensor for the movement of a target or star in display field of the meter (9), preferably the motion sensor is an inductive sensor or a sensor based on a change in LC frequency. 5. Zariadenie na diaľkový odpočet meračov podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 4, v y z n a č u j ú c e sa tým, že riadiaca jednotka (4) zahrňuje pamäť na ukladanie súčtu prírastkov spotreby.5. Device for remote reading of meters according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the control unit (4) includes a memory for storing the sum of consumption increments. 6. Zariadenie na diaľkový odpočet meračov podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 5, vyznačujúce sa tým, že teleso (2) zahrňuje vonkajšiu zónu vytvarovanú na priľahlé umiestnenie k zobrazovaciemu poľu merača (9), výhodne teleso (2) prekrýva celú plochu zobrazovacieho poľa merača (9).6. Device for remote reading of meters according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the body (2) includes an outer zone shaped to be located adjacent to the display field of the meter (9), preferably the body (2) covers the entire surface of the display field of the meter (9). 7. Zariadenie na diaľkový odpočet meračov podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 6, vyznačujúce sa tým, že má vstup na pripojenie impulzného výstupu merača (9).7. Device for remote reading of meters according to any one of claims 1 to 6, characterized in that it has an input for connecting the pulse output of the meter (9). 8. Zariadenie na diaľkový odpočet meračov podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 7, vyznačujúce sa tým, že je vybavené termoelektrickým článkom na generovanie elektrického napätia z rozdielu teplôt a výstup z termoelektrického článku je pripojený k nabíjaniu zdroja (6) elektrickej energie.8. Device for remote reading of meters according to any one of claims 1 to 7, characterized in that it is equipped with a thermoelectric cell for generating electric voltage from the temperature difference and the output of the thermoelectric cell is connected to charging the source (6) of electrical energy. 9. Zariadenie na diaľkový odpočet meračov podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 8, vyznačujúce sa tým, že komunikačný modul (5) má protokol NB-IoT NarrowBand a/alebo Bluetooth Mesh.9. Device for remote reading of meters according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the communication module (5) has the NB-IoT NarrowBand and/or Bluetooth Mesh protocol. 10. Zariadenie na diaľkový odpočet meračov podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 9, v y z n a č u j ú c e sa tým, že zahrňuje komunikačný prvok (8) na komunikáciu s mobilným telefónom, výhodne na báze NFC.10. Device for remote reading of meters according to any one of claims 1 to 9, characterized in that it includes a communication element (8) for communication with a mobile phone, preferably based on NFC. 11. Systém na diaľkový odpočet meračov, ktorý zahrňuje viacero zariadení podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 10.11. A system for remote meter reading that includes multiple devices according to any one of claims 1 to 10. 12. Systém na diaľkový odpočet meračov podľa nároku 11, vyznačujúci sa tým, že má koncentrátor (7) na zlúčenie dátových tokov z viacerých zariadení (1).12. System for remote reading of meters according to claim 11, characterized in that it has a concentrator (7) for combining data flows from several devices (1). 13. Systém na diaľkový odpočet meračov podľa nároku 12, v y z n a č u j ú c i s a t ý m , že koncentrátor (7) je súčasťou jedného zariadenia (1).13. System for remote reading of meters according to claim 12, characterized in that the concentrator (7) is part of one device (1). 14. Spôsob diaľkového odpočítavania stavu meračov, v y z n a č u j ú c i s a t ý m , že na zobrazovacie pole aspoň jedného merača (9) sa pripojí zariadenie (1), ktoré má teleso (2), riadiacu jednotku (4) a komunikačný modul (5), zariadením (1) sa deteguje stav merača (9) alebo prírastok stavu merača (9), detegovaný údaj sa spracuje v zariadení (1) a bezdrôtovo sa zašle do koncentrátora (7) dát a/alebo do nadradeného systému a/alebo do mobilného telefónu.14. A method of remote readout of meter status, characterized in that a device (1) is connected to the display field of at least one meter (9), which has a body (2), a control unit (4) and a communication module (5) ), the device (1) detects the state of the meter (9) or the increment of the state of the meter (9), the detected data is processed in the device (1) and wirelessly sent to the data concentrator (7) and/or to the superior system and/or to mobile phone.
SK50035-2023U 2023-05-30 2023-05-30 Device and system for remote reading of meters, method of remote reading of meter status SK9953Y1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SK50035-2023U SK9953Y1 (en) 2023-05-30 2023-05-30 Device and system for remote reading of meters, method of remote reading of meter status

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SK50035-2023U SK9953Y1 (en) 2023-05-30 2023-05-30 Device and system for remote reading of meters, method of remote reading of meter status

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SK500352023U1 true SK500352023U1 (en) 2023-09-27
SK9953Y1 SK9953Y1 (en) 2024-01-24

Family

ID=88099367

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK50035-2023U SK9953Y1 (en) 2023-05-30 2023-05-30 Device and system for remote reading of meters, method of remote reading of meter status

Country Status (1)

Country Link
SK (1) SK9953Y1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
SK9953Y1 (en) 2024-01-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102636088B (en) Size measurement instruments and corresponding interface equipped with interface
US20120092114A1 (en) Power transformer condition monitor
CA2590727C (en) Amr transmitter and method for both narrow band and frequency hopping transmissions
US20120280828A1 (en) Rfid-based electricity metering system
CA2596207C (en) Amr transmitter with programmable operating mode parameters
KR101022763B1 (en) Measure storing Data, Remote Meter Inspection System using the Measure and Control Method thereof
KR101162741B1 (en) Auto metering system using real-time protocol
Ugonna et al. Design and construction of a smart electric metering system for smart grid applications: Nigeria as a case study
CN106053388B (en) A kind of self-powered bridge damage situations real-time monitoring device based on fibre optical sensor
SK500352023U1 (en) Device and system for remote reading of meters, method of remote reading of meter status
US10319212B2 (en) Electronic device for detecting a magnetic field indicating the gas level in stationary tank and wireless data sending
EP3462136A1 (en) Electronic metering system
EP0661526A1 (en) A method of gathering information from water meters and a system for its use
JP2019030138A (en) Watt-hour meter
WO2018128538A1 (en) Fluid meter with supplementary wireless communication module
KR100378943B1 (en) Remote inspection of a meter system
JP4625629B2 (en) Electronic energy meter
CN112946556A (en) Electric energy metering accuracy on-site calibration instrument and method
US20140320665A1 (en) System for reading a meter
KR101127352B1 (en) Remote water metering system using gps
KR100523210B1 (en) Remote meter-reading system for cumulative meter
Sajid Automatic Meter Reading System
JP3022947U (en) Multi-compatible centralized power meter reading device
JP2006242598A (en) Electronic watt-hour meter
CN210397785U (en) Intelligent locking valve