用于运行供应系统的方法与流程

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于运行供应系统、尤其消耗计量计系统的方法，以及一种根据权利要求2所述的用于运行供应系统的方法。

背景技术：

测量单元(例如传感器、消耗测量仪或智能家居控制装置的部件)的数据或信息传输变得越来越重要。在此，首先可以对日常使用的设备(例如大门、灯、咖啡机、百叶窗)智能地(即自动地且有效地)进行控制并且因此不被察觉地支持用户。此外，例如可以自动地预约例如间隔限定的维护并且自动地预定相应的消耗材料，例如自动的打印机墨盒预定。为此，这些“智能测量单元”具有通信模块，所述通信模块例如通过无线电与其他的测量单元、仪器、开关中心、互联网或类似互联网的结构、例如物联网(英语internetofthings，缩写iot)进行通信。

在此，智能测量单元的一个重要应用领域是使用智能消耗测量仪，也称为智能仪表。这样的消耗测量仪通常分别是配属于住宅单元、工业单元或商业单元的并且连入到供应网络中的例如用于热、电、气、水的消耗测量仪。智能消耗测量仪向相应的连接用户显示实际的消耗并且将其传输给更高级别的中央单元，例如供应商的控制中心、数据收集器、集中器等。因此，智能测量设备具有以下优点：可以省去人工地读取计量计读数，并且供应商可以根据实际的消耗进行更短期的计费。通过更短期的读取区间又可以将终端客户费率更精确地耦合到交易所电价的发展。也可以好得多地充分利用供应网络。

将所得到的测量数据通常以数据包或通过无线电的电报的形式(例如在ism(industrial，scientific，medical：工业、科学、医学)带频率范围或srd(shortrangedevices，短程装置或短程无线电)带频率范围)传输给更高级的数据收集器(例如集中器)。在这些频率范围的情况下存在如下的问题：由于不同的技术装置(例如车库门控制装置、婴儿监视器、报警设备、wlan、蓝牙、烟雾探测器等)使用这样的频率范围的频繁性，通常发生干扰。

智能消耗测量仪越来越多地通过无线电通信网络进行远程控制，例如从供应商的控制中心出发。由此，可以例如进行关断电或水，而在现场不需要维修人员。为此，例如使用分离装置，即所谓的“断路器”，通过该分离装置可以中断供应介质的输送。

此外，在通用的消耗测量仪的情况下的能量效率非常重要，因为现今的消耗测量仪通常是电池驱动的并且应具有尽可能长的维护间隔。频繁的数据发送以及增加的接收准备时间(所谓的接收窗口)极大地缩短电池的寿命，然而改善恰好在紧急情况下(例如在断电、线路损坏、管道破裂的情况下)必须确保的传输可靠性。在此，通常选择折衷方案，其中选择恰好足够的发送和接收准备时间，这在能量角度看显得还可接受。相应地，人们对恰好在不增加能量需求的紧急情况下改善传输可靠性非常感兴趣。

de102010019376a1描述一种用于给连接到电计量计的用电器供电的方法。在此，电计量计具有通信接口，通过该通信接口可以将计量计数据传输给能源供应商的计算机支持的中央单元并且可以与其他的电计量计进行通信。在此，电计量计与中央单元之间的通信(例如通过dsl和电力线)有线地或线路连接地实现。电计量计通过电缆引导的电供应装置供应能量。中央单元给电计量计传输用于开启或中断电输出的数据。为此，电计量计与分离设备连接，通过该分离设备可以中断或开启电输出。在此，可以长久地执行电计量计与中央单元之间的通信，从而存在良好的传输可靠性，然而导致更高的能量消耗。在此，电计量计具有如下缺点：其由此必须通过有线的供电装置来供电。由此得出在安装时的缺点。此外，停电导致不再能够检测到消耗并且也不再能够将数据传输给中央单元。

技术实现要素：

本发明的任务是提供一种运行消耗计量计系统的方法，其中在能量效率保持不变的情况下改善传输可靠性。

通过权利要求1的全部原理以及并列权利要求的方法来解决上述的任务。在从属权利要求中要求保护本发明的符合目的的构型方案。根据本发明，基于发生第一触发事件(例如在供给网络区域内的紧急情况)而缩短信息的发送重复之间的时间间距和/或中央单元开启至少一个额外的接收窗口，所述接收窗口用于接收测量单元的接收确认。由此，可以提高通信模块的发送频率和接收准备时间。由此，例如可以提供如下的紧急情况发送程序：通过该紧急情况发送程序在发生紧急情况或(第一)触发事件时改善传输可靠性，在该紧急情况发送程序的情况下将发送频率(或发送重复)提高到相应的频率例如直至达到尽可能最大的占空比。此外，基于发生第二触发事件而又延长数据发送之间的时间间距和/或不再开启额外的接收窗口，也就是说，在发生第二触发事件(第二触发事件例如以信号通知消除了紧急情况)后将发送频率和/或接收准备时间又减少或标准化。由此得出如下优点：发送频率和/或接收准备时间的提高仅保持到引起提高的事件治好。因此，对于紧急情况的持续时间暂时地提高传输可靠性，并且在完成传输后又降低传输可靠性以节省能量。

本发明并列地要求保护一种如下的方法：在该方法中，基于发生第一触发事件而将用于发送信息的信息功率降低并且基于发生第二触发事件而又将用于发送信息的信息功率提高。有利地，由此例如可以提高发送区间并且同时降低发送功率。由此提高单位时间的发送数量，其中，以发送功率为代价可以将功耗降低。由此，即使在发生第一触发事件后(即即使在提高发送频率期间)，功耗也可以保持恒定或甚至降低。

有利地，该第二触发事件可以通过由中央单元接收到测量单元的接收确认和/或触发定时器和/或成功地连接至外部的传输系统中(例如无线电系统、网络等)来限定。在此可以假设：引起发送频率和/或接收准备时间和/或发送功率变化(即提高或降低)的(第一)触发事件通过成功的信息传输和采用合适的措施(例如通过关断断路器功能来接通供电装置)已经消除。

替代地或附加地，可以设置时间控制或倒计时功能，其中，时间控制借助第一触发事件的发生来启动并且例如在可确定的持续时间后结束或终止。有利地，时间控制或倒计时的终止可以是第二触发事件，从而执行缩短发送重复之间的时间间距和/或对于通过时间控制可确定的持续时间开启附加的接收窗口，其方式是：随着可确定的持续时间的终止在第一触发事件后自动地发生第二触发事件。

此外，测量单元和/或中央单元可以如此配置，使得测量单元和/或中央单元可以通过多个无线电系统和/或多个频率信道进行发送和接收。测量单元例如可以使用用于发送到中央单元的稳健的技术(上行链路)和用于通过中央单元来发送接收确认的稳健的技术(下行链路)。所述技术具有最佳的传输敏感性。替代地或附加地，发送单元也可以以较短的数据包的形式通过分别不同的频率信道来发送信息。

对于使用多个无线电系统用于信息传输的情况，例如优选地通过具有最高的作用范围和/或最强的纠错能力的无线电系统(即最稳健的无线电系统)来传输。在此，根据测量单元和中央单元的数据可以创建例如关于相应的信号噪声比(snr)、有用信号干扰信号比(sir)、传输可靠性或无线电系统的易受干扰影响性等的统计数据，所述统计数据被考虑用于评估相应的无线电系统。相应地，可以优选地使用对相应的传输情况具有最合适的评估的无线电系统。

优选地，基于发生第一触发事件而将用于发送信息的发送功率提高并且基于发生第二触发事件又将用于发送信息的发送功率降低。在此，例如可以暂时地激活尽可能大的发送功率，例如将发送功率从10dbm提高到14dbm，以通过提高信号强度来降低干扰的作用或干扰影响。

有利地，基于发生第一触发事件可以将一个或多个接收窗口的持续时间提高并且基于发生第二触发事件而又将一个或多个接收窗口的持续时间减小。通过提高接收窗口的持续时间可以补偿发送单元和接收单元的时间差或所述发送单元和接收单元的相应的时间测量仪器的时间差。

优选地，仅对于确定的发送时间段的持续时间以第一触发事件与第二触发事件之间的提高的发送重复进行缩短发送重复之间的时间间距和/或开启额外的接收窗口和/或改变、尤其提高或降低、发送功率和/或接收窗口的持续时间。由此，还可以额外地节省能量。

此外，在发生第一触发事件与发生第二触发事件之间可以设置具有提高的发送重复的多个发送时间段，并且在具有提高的发送重复的发送时间段之间设置发送暂停和/或没有提高的发送重复的发送时间段。由此可以实现如下的发送模式：通过该发送模式例如能够提高发送频率或区间发送。由此进一步改善传输可靠性。

有利地，中央单元和/或测量单元可以执行用于信息传输的频率信道选择。在此，可以选择具有尽可能好的信息传输的用于信息传输的频率信道。由此，还附加地改善传输可靠性。

优选地，测量单元和/或中央单元根据信号噪声比(snr)和/或根据有用信号干扰信号比(sir)来执行频率信道评估，其方式是：所述测量单元和/或中央单元例如在信息传输期间检测信号强度并将所述信号强度与信息传输外的信号强度相关联。有利地，该频率信道评估接下来可以被考虑用于频率信道选择。

此外，可以设置如下的查询表：在该查询表中可以存储用于确定的参数的期望值，该期望值可以由已经传输的信息推导出。在此，查询表被考虑用于对参数数据进行检查。在此，所传输的信息或参数数据与查询表的预期值的确定的偏差例如可以是第一触发事件。

有利地，可以确定第一触发事件与开始传输信息之间的时间间距。替代地或附加地，也可以根据限定的模式或伪随机地确定缩短的时间间距。缩短的时间间距例如可以通过prb(pseudorandom，binary：伪随机的，二进制的)序列或具有例如限定的发送时间的发送模式来确定。实际上，在发生第二触发事件后又延长发送重复之间的时间间距，也就是说，在发生第二触发事件后也不再根据限定的模式或伪随机地确定该时间间距。根据本发明的优选的构型，在通信网络内设置多个测量单元或消耗测量仪和/或中央单元或数据收集器或集中器。

附图说明

根据附图在下面更详细地阐述本发明的符合目的的构型方案。附图示出：

图1示出通信系统的简化示意图，其包括多个消耗测量仪和一个中央单元；

图2示出具有消耗测量仪的住宅单元和供应商的中心，它们在通信系统内传输信息；

图3示出根据现有技术的消耗测量仪的彼此相继的信息发送的简化示意图；

图4示出根据本发明的消耗测量仪的彼此相继的信息发送的简化示意图；

图5示出根据本发明的消耗测量仪的彼此相继的信息发送的第二简化示意图；

图6示出根据本发明的具有所配属的接收窗口的消耗测量仪的信息发送的简化示意图；

图7示出根据本发明的消耗测量仪的彼此相继的信息发送的第三简化示意图；

图8示出根据本发明的消耗测量仪的彼此相继的信息发送的第四简化示意图；

图9示出通信模块的彼此相继的信息发送的根据本发明的方法流程的简化示意图；

图10示出通信模块的彼此相继的信息发送的根据本发明的方法流程的另一简化示意图。

具体实施方式

图1示出在多个测量单元与一个中央单元2之间的通过无线电运行的通信系统的构型。测量单元是如下的消耗计量计或消耗测量仪：所述消耗计量计或消耗测量仪设置用于求取当前的电消耗、水消耗或热量消耗。消耗测量仪1例如(如在图2中示出的那样)可以配属于各个商业单元、工业单元或住宅单元5或者处在其中。消耗测量仪1将求得的消耗数据传输给更高级的中央单元2，例如供应商的开关中心6内的数据收集器。开关中心6通过供应线路7向住宅单元5供应供应介质，例如水、电、气等。

消耗测量仪1分别包括一个通信模块1a，所述通信模块具有用于发送和接收信息3(例如消耗数据或程序数据)的天线1b。此外，中央单元2可以将信息3(例如用于关断、接通、控制和调节消耗测量仪1的控制指令)例如作为短的信号或信标或以数据包的形式或以包括多个数据包的电报的形式通过通信系统发送给消耗测量仪1。通常通过无线电、特别是通过srd或ism频带在通信系统中进行信息传输。为此，中央单元2同样包括通信模块2a和用于发送和接收信息的天线2b。为了接通和关断各个住宅单元5的供应装置，给相应的消耗测量仪1配属如下的断路器8：该断路器设置用于能够实现远程连接的用户分离，也就是说，将相应的住宅单元5与供应装置分离和/或将相应的住宅单元与供应装置连接起来。

断路器8可以例如用于在发生触发事件(例如第一触发事件ea1)的情况下将相应的住宅单元5与供应介质(例如电、水、热等)的供应装置分离。对于发生第一触发事件ea1的情况，通常应该执行尽可能快地接通或关断供应装置。为此，需要高的传输可靠性，由此确保可靠地传输关于要执行的接通或关断的信息。第一触发事件ea1可以是例如在供应商的开关中心6中确定的供应瓶颈，在所述供应瓶颈中在负载管理过程中必须将各个住宅单元5与供应装置暂时地分离。此外，例如用户的合同变更或用户的不良支付品行可能引起在供应商的方面期望的供应中断。此外，供应系统中或供应线路7的区域中的泄漏也可以是导致一个或多个住宅单元5的供应关断的第一触发事件ea1。在此，从中央单元2至测量单元以及从测量单元至中央单元2的信息传输的传输可靠性起着重要作用。

图3示出根据现有技术在测量单元与中央单元2之间的信息3的发送序列。在此，信息3以确定的时间间距za发送多次。中央单元2例如尝试将包含关断住宅单元5的供应装置或切换断路器8的信息3传输给消耗测量仪1，用以在发生第一触发事件ea1后通过无线电关断该住宅单元5的供应装置。接下来，中央单元2开启用于接收消耗测量仪1的如下的接收确认的接收窗口4：消耗测量仪1在接收到信息3后产生该接收确认并将该接收确认发送给中央单元2。重复该发送过程，直到消耗测量仪1已经接收到信息3并且通过接收确认已经确认这点。

根据本发明的方法现在设置成(如在图4中所示的那样)由于在信息3的重复发送之间发生第一触发事件ea1而缩短时间间距za，从而相比于正常的发送模式单位时间执行更多的信息发送。由于增多地发送信息3而暂时地提高能量消耗。因此，基于发生第二触发事件ea2(例如接收到接收确认)将发送重复之间的时间间距za'又延长。在此，发送时间点不需要严格预给定，而是可以灵活地例如借助发电机进行改变。同样，时间间距za'也可以例如如此变化，使得该时间间距逐发送重复地一直进一步缩短，直至已经成功地传输信息。

替代地或附加地，根据本发明的方法设置如下：如图5所示的那样，基于发生第一触发事件ea1而开启用于接收该接收确认的至少一个额外的接收窗口4a。由此，增大接收到接收确认的概率。此外，随着发生第二触发事件ea2，对额外的接收窗口4a的开启又进行调节。

根据图6，也可以设置多个额外的接收窗口4a。此外，接收窗口的持续时间可以变化，从而例如在发生第一触发事件ea1与发生第二触发事件ea2之间接收窗口4a较长。替代地或附加地，接收窗口4以及附加的接收窗口4a也可具有变化的持续时间，该持续时间例如(如在图7中示出的那样)逐信息发送地增大，也就是说，接收窗口变得更长。

有利地，也可以根据图8设置如下：将信息发送的发送功率提高，例如从10dbm提高到14dbm。这例如用于可以使在相同的频率信道上发送的干扰器渐隐，或者降低该干扰器的传输干扰。在逻辑上，由此同样使在相应的频率信道上的背景噪声变大。此外，在信息发送期间功耗增大。然而，由此可以通过提高信号强度来暂时地提高传输可靠性。

在图9中根据时间以示图示出测量单元与中央单元2之间的信息3的根据本发明的发送流程。在此，信息3首先从测量单元传输给中央单元2(例如警告信号)和/或从中央单元2传输给消耗测量仪1(例如程序更新数据、控制数据等)。紧接着信息发送地，发送单元开启如下的接收窗口4，该接收窗口用于能够接收到接收单元的接收确认。这些信息发送彼此以确定的时间间距za重复。

测量单元例如是如下的水计量计：该水计量计检测到突然出现的、高的水消耗量，所述突然出现的、高的水消耗量例如表明管道断裂并且因此是第一触发事件ea1。

在此，首先需要提高计量计侧的传输可靠性。水计量计可以将信息3(即所产生的警告信号或当前的水消耗量)传输给供应商的中央单元2。为了提高传输可靠性，在发生第一触发事件ea1后将发送重复之间的时间间距za缩短至时间间距za'。此外，随着发生第一触发事件ea1，水计量计开启附加的接收窗口4a。在中央单元2接收到信息3后，中央单元2产生接收确认并将其发送给水计量计。接收到接收确认是第二触发事件ea2，此后将发送重复之间的时间间距za'又延长至时间间距za并且不再开启额外的接收窗口4a，用以又节能地进行发送。

此外，中央单元2接收到警告信号是在中央单元2侧的第一触发事件ea1，其中需要提高在中央单元2侧的传输可靠性。在此，中央单元2将现在包括用于关断水供应的控制数据的信息3在发生第一触发事件ea1后以缩短的时间间距za'(即提高的发送重复)发送给水计量计。附加地，中央单元2开启附加的接收窗口4a，用以改善用于水计量计的接收确认的接收准备状态。随着发生第二触发事件ea2、在接收窗口4或额外的接收窗口4a中接收到接收确认，将时间间距za'又延长。此外，也不再开启额外的接收窗口4a。

有利地，也可以设置如下的查询表：该查询表存储在中央单元2的存储器中和/或测量单元的存储器中。在查询表中可以存储如下参数的期望值：所述参数例如可以由先前传输的信息3推导出，例如温度、计量计读数、消耗等。在此，查询表的预期值可以被考虑用于检查所传输的信息3或参数或参数数据，其中，所传输的信息3或参数与查询表的预期值的确定的偏差可以是第一触发事件ea1。例如通过比较预期的气消耗和所检测到的更高的气消耗来推断出例如可能由于泄漏引起的例外情况。

图10示出本发明的特别有利的构型方案。在此，基于发生第一触发事件ea1而缩短信息3的发送重复之间的时间间距za并且开启用于接收接收确认的附加的接收窗口4a。然而，同时降低发送功率，尤其用以节省能量。接下来，基于发生第二触发事件ea2可以又延长发送重复之间的时间间距za'并且不再开启另外的接收窗口4a。同时，基于发生第二触发事件ea2而又提高传输功率。有利地，由此可以改善传输可靠性并且可以优化能量消耗。因此，在(例如由于自然灾害、停电等)网络故障的情况下，通过固定通信网络(固定网络)或消耗计量计系统读取的消耗计量计1例如过渡到所谓的模式驱动(drivebymodus)。该模式驱动在发生第一触发事件ea1与第二触发事件ea2之间是激活的。在此，消耗计量计1通过移动的数据收集器在驱动模式下读取。为了能够实现这或使这变得容易，增大传输区间。然而结果，对消耗计量计1的电池要求更多。然而，通过降低消耗计量计1的发送功率而消耗更少的电并且因此电池不受额外的负载和/或被保护或在根本上延长该电池的使用寿命。

在相应的消耗计量计系统内的参数偏差(电压下降等)尤其可以用作第一触发事件ea1。例如接收到接收确认和/或触发定时器(例如在可确定的时间间隔后触发的时间开关)和/或成功连接至其他的传输系统(例如无线电系统或网络)可以设置为第二个触发事件ea2。

本发明的公开内容也明确地包括各个特征组合(子组合)以及不同的实施方式的各个特征的未在附图中示出的可能组合。

附图标记列表

1消耗计量计

1a通信模块

1b天线

2中央单元

2a通信模块

2b天线

3信息

4接收窗口

4a(额外的)接收窗口

5住宅单元

6开关中心

7供应线路

8断路器

za时间间距

za'(缩短的)时间间距

ea1第一触发事件

ea2第二触发事件。