專利名稱：能量計(jì)儀表的遠(yuǎn)程讀取的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及如權(quán)利要求1前序部分的一種方法，用于能量計(jì)儀表的遠(yuǎn)程讀取。 本發(fā)明還涉及一種能量計(jì)儀表的遠(yuǎn)程讀取的裝置。
背景技術(shù)：
本發(fā)明中公開的方法在RFID局域網(wǎng)上將大批電度表與用于采集儀表數(shù)據(jù)的 采集儀表結(jié)合。
當(dāng)需要對典型為公寓的若干單元的能耗進(jìn)行快速和自動(dòng)的讀取和傳送以編制 帳單時(shí)，這類裝置和方法被用于公寓或購物中心。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，RFID模塊用來從能量計(jì)儀表向讀取裝置傳遞信息。關(guān)于如何 遠(yuǎn)程讀取大批儀表的解決方案尚未記載。
事實(shí)上，現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)是如何將能量計(jì)儀表經(jīng)濟(jì)地引入自動(dòng)遠(yuǎn)程讀取的領(lǐng) 域內(nèi)。如果在每個(gè)儀表中安裝GSM裝置，系統(tǒng)會變得極為昂貴并且儀表將無法被 安裝在金屬制安裝箱內(nèi)。如果GSM裝置被安裝在安裝箱的外部，則儀表必須在有 線或無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)上連接于數(shù)據(jù)傳送設(shè)備。基于無線電技術(shù)的無線網(wǎng)絡(luò)是昂貴的， 同時(shí)金屬制安裝箱會妨礙射頻的傳播。盡管有線連接能起作用，但系統(tǒng)必須被保護(hù) 性地分離，這會使有線網(wǎng)絡(luò)更難以實(shí)現(xiàn)。光學(xué)網(wǎng)絡(luò)是一種值得考慮的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在消除上述技術(shù)水平的缺陷，并以此為目的產(chǎn)生一種完全新型的方 法和裝置用以能量計(jì)儀表的遠(yuǎn)程讀取。
本發(fā)明基于使用RFID技術(shù)以讀取例如能量計(jì)儀表或繼電器的電氣設(shè)備，并通 過閉環(huán)的導(dǎo)體配置的幫助一一例如位于儀表附近的導(dǎo)體環(huán)路_一提高數(shù)據(jù)傳送的 效率。
更具體地，根據(jù)本發(fā)明的方法的特征在于權(quán)利要求1的特征部分所述的內(nèi)容。 而根據(jù)本發(fā)明的裝置的特征在于權(quán)利要求7的特征部分所述的內(nèi)容。借助本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)大量的優(yōu)點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的配置使采集儀表即使以非常頻繁的間隔——例如1秒——也能
方便地讀取所有電度表的測量數(shù)據(jù)。這種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)包括易于安裝和RFID電子器 件的廉價(jià)性。進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)包括這一事實(shí)在安裝RFID之前或之后，可將RFID 特性用作無線方法以例如使用裝備有RFID讀取器的移動(dòng)電話來讀取儀表的數(shù)據(jù)。 由于RFID為每個(gè)儀表定義單獨(dú)的地址，因此儀表可以任何次序安裝在箱體內(nèi)并隨 后將具體RFID地址鏈接于一些公寓樓地址。由于在采集儀表中也有RFID接口 ， 因此可在安裝后使用裝備有RFID讀取器的移動(dòng)電話檢査采集儀表的操作。在安裝 階段中僅有的附加工作是在儀表周圍構(gòu)建電流環(huán)路。在新儀表箱中，這可在工廠中 完成。如果采用13.56—MHz技術(shù)，也可將儀表安裝在儀表室外。當(dāng)然，這要求導(dǎo) 體環(huán)路通過墻壁，或者將儀表安裝在墻上，并使另一側(cè)設(shè)有一電感環(huán)路。
該方法允許使用采集儀表讀取安裝在公寓樓中的儀表，而采用具有RFIF讀取 電子器件的移動(dòng)電話無線地讀取安裝于人口稀疏區(qū)的儀表。如果GSM技術(shù)針對這 些儀表進(jìn)行了改進(jìn)，則可采用RFID數(shù)據(jù)傳送對儀表作出簡單的連接而不開啟儀表。 另外，在電度表中RFID電路的存在將顯著利于儀表的后勤(logistics)、啟動(dòng)和 維護(hù)。
下面，借助實(shí)例和參照附圖對本發(fā)明進(jìn)行說明。 附圖簡述


圖1概略地示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式
申請人的較早專利申請F(tuán)120050501，在本申請?zhí)峤坏耐瑫r(shí)尚為保密的，公開 一種方法，其中能量計(jì)儀表的測量結(jié)果和品質(zhì)數(shù)據(jù)使用移動(dòng)電話和RFID協(xié)議被傳 遞給電力公司。本發(fā)明提供一種方法，其中通過利用相同的技術(shù)構(gòu)造一種本地傳感 器網(wǎng)絡(luò)，其目的在于自動(dòng)讀取例如公寓樓的電表。當(dāng)然，所討論類型的RFID本地 網(wǎng)絡(luò)也可用于其它應(yīng)用場合。
圖1示出在工廠、購物中心、公寓樓等典型場所，在那里大批電度表1被安 裝在電度表箱6中。因此每個(gè)電度表至少測量電能消費(fèi)，但一般也可從這些儀表獲 得關(guān)于電流、電壓、它們之間的相位和功率的信息，作為瞬時(shí)值和平均值。問題是 如何將這些儀表1經(jīng)濟(jì)地引入到自動(dòng)遠(yuǎn)程讀取的領(lǐng)域內(nèi)。如果在每個(gè)儀表中安裝GSM數(shù)據(jù)傳送裝置，系統(tǒng)將變得極為昂貴并且不可能在金屬制安裝箱6內(nèi)安裝儀 表。如果GSM裝置被安裝在外部，則必須使用有線或無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)將儀表連接于 該GSM裝置?；跓o線電技術(shù)的無線網(wǎng)絡(luò)是昂貴的并且金屬制安裝箱會妨礙射頻 的傳播。有線連接能起作用，但系統(tǒng)必須被保護(hù)性地分離，這會使有線網(wǎng)絡(luò)更難以 實(shí)現(xiàn)。光學(xué)網(wǎng)絡(luò)是一種值得考慮的解決方案。
在圖1的解決方案中，采用RFID技術(shù)形成局域網(wǎng)。在這種方法中，每個(gè)電度 表l中具有RFID電路2，或模擬它的電子器件，在其存儲器中記錄測量數(shù)據(jù)。因 此，電路2包含用于記錄測量值所必要的存儲器。天線3連接于每個(gè)RFID電路2。 位于開關(guān)箱外的采集儀表4不僅包括模擬RFID電路的電子器件2，還包括讀取 RFID電路所需要的電子器件8和天線3。讀取電子器件由此用來讀取記錄在能量 計(jì)儀表1的RFID電路中的測量結(jié)果。通過能量計(jì)儀表1的RFID電路2發(fā)送的數(shù) 據(jù)通過封閉的導(dǎo)體環(huán)路5被發(fā)送至采集儀表4的天線3并通過它被發(fā)送至讀取電子 器件8以等待在合適的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)7上傳遞，該封閉的導(dǎo)體環(huán)路5貼近被監(jiān)視的儀表 l和采集儀表4。
采集儀表4可僅為裝備有RFID讀取電路8的RFID單元，其中存在用于在數(shù) 據(jù)網(wǎng)絡(luò)7上傳送數(shù)據(jù)的適當(dāng)電信裝置10。電信裝置10可在線路上或以無線方式運(yùn) 作。合適的數(shù)據(jù)傳送形式例如為GPRS、 GSM、 WLAN、 RFID和有線數(shù)據(jù)傳遞協(xié) 議。然而，在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，采集儀表4也是能耗儀表，它測量一般來自 導(dǎo)體的儀表l的能量之和，儀表1的總電流流過所述導(dǎo)體。
由于本發(fā)明，采集儀表4可使用其讀取裝置8以非常頻繁的間隔(例如l秒) 讀取所有電度表1的測量數(shù)據(jù)。當(dāng)對儀表區(qū)進(jìn)行安裝時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的RFID電路 為每個(gè)儀表1各定義一個(gè)地址。這意味著儀表1可以任何順序被安裝在箱體6內(nèi)。 此后，每間公寓或其它相應(yīng)能耗計(jì)費(fèi)單元可通過程序連接于與正確儀表對應(yīng)的 RFID地址，它一般為公寓樓中的公寓地址。由于在采集儀表4中也存在RFID接 口，因此在安裝后也能例如使用裝備有RFID讀取器的移動(dòng)電話來確保采集儀表工 作。安裝階段僅有的額外工作是在儀表1和4周圍構(gòu)造閉環(huán)的導(dǎo)體環(huán)路5。在箱體 6的制造階段就可在新儀表箱中形成電路環(huán)路5。如果使用13.56-MHzRFID技術(shù)， 則采集儀表4也可被安裝在儀表室之外。當(dāng)然，這要求導(dǎo)體環(huán)路5通過墻壁，或者 將儀表安裝在墻上，并使導(dǎo)體環(huán)路5出現(xiàn)在墻壁的另一側(cè)。
導(dǎo)體環(huán)路5因此為導(dǎo)體環(huán)，例如可通過將任何電流導(dǎo)體連接形成統(tǒng)一環(huán)路、 短路環(huán)而實(shí)現(xiàn)。這種導(dǎo)體的包覆物典型為絕緣的。導(dǎo)體環(huán)路5位于電度計(jì)1和4附近，但不與它們形成電流接觸。用以充分連接于儀表1或4的離導(dǎo)體5適當(dāng)?shù)木?離為5-100mm。該適當(dāng)距離本質(zhì)上——除其它因素外——取決于所采用的發(fā)射功 率和天線的類型和幾何形狀。圖1示出將儀表1和4置于導(dǎo)體環(huán)路5中作為本發(fā)明 一種較優(yōu)選擇。導(dǎo)體環(huán)路5的位置當(dāng)然可以其它方式相對儀表1和4設(shè)置，只要通 過保持儀表1和4離導(dǎo)體環(huán)路5的距離足夠小而考慮到與導(dǎo)體環(huán)路5足夠的信號連 接即可。
至少開始時(shí)，利用13.56 —MHz RFID技術(shù)構(gòu)建系統(tǒng)是最佳的，但如果將來 869-MHz或2.45-GHz RFID讀取電子器件變得在移動(dòng)電話中可用，則也可圍繞它 們的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建系統(tǒng)。
在本申請中，術(shù)語"電氣設(shè)備"指例如配電網(wǎng)的能量計(jì)儀表、功率計(jì)、電流 計(jì)和電壓計(jì)儀表以及短接電路和接地電路的電流計(jì)儀表，或者繼電器或開關(guān)。術(shù)語 "電氣設(shè)備"還指例如向裝備有RFID電路的家用電器，或能夠傳遞信息和接收控 制信息的其多個(gè)部分。
術(shù)語導(dǎo)體配置不僅指圖5所示的導(dǎo)體環(huán)路，還指例如連接于電表1和4的電 網(wǎng)的布線，它們例如通過感性或容性連接以適當(dāng)方式使用。在這種情形下，或者通 過在RFID電路和電纜之間形成足夠大的電容而以容性方式，或者通過在每個(gè)儀表 的RFID電路和電網(wǎng)的布線之間形成類似變壓器的連接而以感性方式，從每個(gè)儀表 從RFID電路向電網(wǎng)的布置連接。
通過使用上述過程，不需要改變電網(wǎng)的連接；而是通過適當(dāng)?shù)母行曰蛉菪赃B 接器件11在連接每個(gè)儀表期間或者在儀表制造階段作出改變。
通過適當(dāng)?shù)剡x擇發(fā)送功率電平，并行設(shè)置的儀表區(qū)(例如在相鄰的公寓樓) 不會彼此干擾。
權(quán)利要求
1.一種對電氣設(shè)備(1)進(jìn)行遠(yuǎn)程讀取或控制的方法，在所述方法中采用若干電氣設(shè)備(1)來測量或控制一電網(wǎng)，所述電氣裝置(1，4)被安裝在彼此附近，例如被安裝在同一開關(guān)箱(6)或單元內(nèi)，其特征在于，借助RFID電子器件(2)記錄至少一些電氣設(shè)備(1)中的測量信息并通過天線(3)將其發(fā)送，或借助RFID電子器件(2)接收控制信息；從電氣設(shè)備(1)發(fā)送出、或在電氣設(shè)備(1)中接收的信息借助采集裝置(4)被發(fā)送，所述采集裝置(4)包含RFID讀取電子器件(8)和發(fā)送或接收信息的電信裝置(10)；以及從電氣設(shè)備(1)至采集裝置(4)的信號連接借助位于電氣裝置(1、4)附近的導(dǎo)體配置(5)被增強(qiáng)。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述導(dǎo)體配置是導(dǎo)體環(huán)路(5)。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述導(dǎo)體環(huán)路(5)的導(dǎo)體在其 周圍配有電絕緣體，并且導(dǎo)體環(huán)路(5)位于距離每個(gè)儀表(1、 4)大約5-100mm 遠(yuǎn)的位置。
4. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，電力網(wǎng)(11)或容性或感性地連 接于在導(dǎo)體環(huán)路(5)使用的儀表(1、 4)。
5. 如前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，采集裝置(4)是測 量能耗的采集儀表(4)。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，采集儀表(4)用于測量能量計(jì) 儀表(1)的總能量。
7. —種用于電氣設(shè)備的遠(yuǎn)程讀取或控制的裝置，所述裝置包括安裝在彼此附 近的若干電氣設(shè)備(1)，用來測量或控制各個(gè)對象的電量，其特征在于，至少一些電氣設(shè)備(l)包括RFID電子器件(2)和天線(3)，用來記錄和 發(fā)送測量信息或接收控制信息，并且所述裝置包括采集裝置(4)，所述采集裝置(4)包括RFID讀取電子器件(8)，用以 接收和讀取由電氣設(shè)備(1)發(fā)送的測量信息；以及電信裝置(10)，用來發(fā)送或接收信息；以及導(dǎo)體配置(5)，所述導(dǎo)體配置(5)位于電氣裝置(1、 4)附近，從所連接 的電氣設(shè)備(1)至采集儀表(4)的信號借助所述導(dǎo)體配置(5)被增強(qiáng)。
8. 如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述導(dǎo)體配置是導(dǎo)體環(huán)路(5)。
9. 如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述導(dǎo)體環(huán)路(5)的導(dǎo)體在其 周圍配有電絕緣體，并且導(dǎo)體環(huán)路(5)位于距離每個(gè)儀表(1、 4)大約5-100mm 遠(yuǎn)的位置。
10. 如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，電力網(wǎng)(11)或容性或感性地 連接于在導(dǎo)體環(huán)路(5)使用的儀表(1、 4)。
11. 如前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，采集裝置(4)是測 量能耗的釆集儀表(4)。
12. 如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，采集儀表(4)用來測量能量 計(jì)儀表(1)的總能量。
全文摘要
本公開記載一種遠(yuǎn)程讀取能量計(jì)儀表的方法和裝置。根據(jù)該方法，若干電氣設(shè)備(1)被用來測量或控制一電網(wǎng)，其中所述電氣裝置(1，4)被安裝在彼此附近，例如被安裝在同一開關(guān)箱(6)或單元內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明，借助RFID電子器件(2)記錄至少一些電氣設(shè)備(1)的測量信息并通過天線(3)將其發(fā)送，或借助RFID電子器件接收控制信息，從電氣設(shè)備(1)發(fā)送出、或在電氣設(shè)備(1)接收的信息借助采集裝置(4)被發(fā)送，所述采集裝置(4)包含RFID讀取電子器件(8)以及發(fā)送或接收數(shù)據(jù)的電信裝置(10)；同時(shí)從電氣設(shè)備(1)至采集裝置(4)的信號連接借助位于電氣裝置附近的導(dǎo)體配置(5)被增強(qiáng)。
文檔編號G06KGK101322036SQ200680045079
公開日2008年12月10日 申請日期2006年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月2日
發(fā)明者H·瑟帕 申請人:芬蘭國立技術(shù)研究中心