一种将软件下载到多个仪表的方法与流程

1.本发明涉及能量管理网络的领域。


背景技术：

2.如今，在许多国家，智能仪表(煤气表、水表、电表)的庞大网络正在全国范围内大规模部署。
3.每个这样的网络通常包括几百万个仪表，连同数据集中器和信息系统(is)。在包括几百万个仪表的网络中，通常可以找到几千个数据集中器。
4.这些实体(仪表、数据集中器、is)中的每一个被提供有通信装置，其可以使用各种技术(具有各种协议的无线电通信、通过蜂窝网络的通信、电力线载波等)，并且使得在网络内的上行链路和下行链路传输成为可能。
5.这些通信装置尤其被用于将软件下载到仪表。举例来说，下载的软件可以是所谓的“固件”(即，用于提供对特定硬件的低级控制的软件)。
6.在当前正在部署的煤气表的现有网络中，固件通过以下方式被下载至所述网络的所有仪表：使用包括将每个仪表与单个数据集中器相关联的方法并且通过在一周时段上经由其相关联的数据集中器发送用于下载至所有仪表的固件。预先，每个仪表经由单播传输从相关联的数据集中器接收唯一的下载日期(包括日期和时间两者)，由此定义用于执行该下载的集合(rendezvous)。
7.下载失败经常发生。因此，执行“扫描”方法，以便重新开始那些尚未收到下载的煤气表的处理。尽管如此，发现仍有许多煤气表尚未正确接收下载。这种观察很容易做到：具体来说，在所讨论的网络中，每个煤气表都指定了它在每个采集帧中实现的固件版本，这些采集帧定期传送到相关联的数据集中器。


技术实现要素：

8.本发明的目的是将软件快速且有效地下载至大量的智能仪表。
9.为了实现该目的，提供了一种出于经由多个数据集中器将软件下载至多个仪表的目的在诸如信息系统的服务器之类的服务器中执行的下载方法，该方法包括以下步骤：
10.·
映射仪表和数据集中器的位置；
11.·
定义多个子网，每个子网包括多个数据集中器；
12.·
将每个子网与包括日期和时间的至少一个下载日期相关联，每个子网的下载日期不同于其他子网的下载日期；
13.·
向每个子网的数据集中器传送与所述子网相关联的下载日期，以便在达到与所述子网相关联的下载日期时，所述子网的所有数据集中器将软件下载至位于所述子网的数据集中器的通信范围内的所有仪表。
14.因此，在与子网相关联的下载日期，所述子网的数据集中器将软件下载至所述数据集中器的通信范围内的所有仪表。因此，对于属于不同子网的多个数据集中器通常可见
的每个仪表可以在不同的下载日期接收来自各种数据集中器的下载。
15.一旦所有子网的数据集中器已经执行了下载，即一旦连续的下载日期已经全部过去，所有仪表正确接收下载的概率就非常高。此外，当执行本发明的下载方法时，非常准确地估计下载至所有仪表所需的总历时是可能的，因为当所有子网的数据集中器已经执行了所调度的下载时，该方法结束。与现有的解决方案不同，不需要执行扫描方法以便组织额外的下载操作。
16.还提供了如上所述的方法，其中子网以这样的方式被定义：每个子网的每个数据集中器位于所述子网的其他数据集中器的通信范围之外。
17.还提供了如上所述的方法，其中子网以这样的方式被定义：使得每个仪表位于每子网最多一个数据集中器的通信范围内。
18.还提供了如上所述的方法，其中在将与所述子网相关联的下载日期传送给所述数据集中器的同时，软件被传送给每个子网的每个数据集中器。
19.还提供了如上所述的方法，其中至每个子网的每个数据集中器的与所述子网相关联的下载的传输是单播传输。
20.还提供了如上所述的方法，其中，对于每个子网，经由广播传输执行由所述子网的每个数据集中器将软件下载至位于所述数据集中器的通信范围内的仪表。
21.还提供了如上所述的方法，其中，当达到与子网相关联的下载日期时，位于所述子网的数据集中器的通信范围内的每个仪表被唤醒并打开监听窗口，在该监听窗口期间软件被所述数据集中器下载至该仪表。
22.还提供了如上所述的方法，其中，如果软件被正确下载至仪表，则若该仪表接收到针对相同软件的下载日期，则它不会再次唤醒。
23.还提供了一种信息系统，其包括执行如上所述的下载方法的处理器组件。
24.还提供了一种计算机程序，其包括使上述信息系统执行上述下载方法的步骤的指令。
25.还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有如上所述的计算机程序。
26.还提供了一种出于将软件下载至位于数据集中器的通信范围内的多个仪表的目的在所述数据集中器中执行的下载方法，所述方法包括以下步骤：
27.·
获取软件；
28.·
获取包括日期和时间的至少一个下载日期；
29.·
向仪表传送下载日期；
30.·
当达到下载日期时，将软件下载至所有仪表。
31.还提供了如上所述的方法，其中数据集中器在获取下载日期的同时获取软件。
32.还提供了如上所述的方法，其中通过单播传输将下载日期传送给每个仪表。
33.还提供了如上所述的方法，其中通过广播传输将软件下载至仪表。
34.还提供了如上所述的方法，其中，当到达下载日期时，位于数据集中器的通信范围内的每个仪表被唤醒并打开监听窗口，在该监听窗口期间软件被所述数据集中器下载至仪表。
35.还提供了如上所述的方法，其中，如果软件被正确下载至仪表，则若该仪表接收到针对相同软件的下载日期，则它不会再次唤醒。
36.还提供了一种数据集中器，在其中执行上述下载方法。
37.还提供了一种计算机程序，其包括使上述数据集中器执行上述下载方法的步骤的指令。
38.还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有如上所述的计算机程序。
39.本发明可以鉴于以下对本发明的特定非限定性实施例的描述而被更好地理解。
40.附图简述
41.参考附图，在附图中：
42.[图1]图1示出了仪表和数据集中器；
[0043]
[图2]图2示出了在执行本发明的下载方法的同时在is、数据集中器和仪表之间交换的命令和消息。
具体实施方式
[0044]
本发明的下载方法使得软件能够经由多个数据集中器以有序方式被下载至多个仪表。下载方法在不仅包括仪表和数据集中器，而且还包括本身包括一个或多个服务器的信息系统(is)的网络中执行。
[0045]
作为示例，仪表可以是煤气表。作为示例，软件是固件。
[0046]
每个仪表包括第一通信模块。每个数据集中器包括第一通信模块和第二通信模块。is包括第二通信模块。
[0047]
仪表和数据集中器可以经由第一通信模块进行通信。数据集中器和is可以经由第二通信模块进行通信。
[0048]
通信模块可以利用各种技术。在此示例中，仪表和数据集中器的第一通信模块被适配成通过使用以169兆赫(mhz)的频率操作的wize标准的无线电进行通信，而数据集中器和is的第二通信模块被适配成经由2g、3g或4g蜂窝网络进行通信。
[0049]
来自数据集中器、仪表和is中的每个实体包括至少一个处理器组件，该处理器组件被适配成执行程序的指令，以便执行下面描述的下载方法的至少一些步骤。处理器组件可以在实体之间自然地不同，并且作为示例，每个处理器组件可以是微控制器、处理器，或者实际上是可编程逻辑电路，诸如现场可编程门阵列(fpga)或专用集成电路(asic)。
[0050]
在图1中，可以看到多个仪表m1、m2、
…
、mk、
…
、mn，每个仪表位于多个数据集中器的通信范围内。
[0051]
在此示例中，当两个实体被称为“位于彼此的通信范围内”时，应当理解，这两个实体装备的通信装置和这两个实体的定位使得不仅这两个实体能够相互检测(或者至少这两个实体中的一个能够检测到另一个)，而且这两个实体能够通信。
[0052]
因此，在图1中：
[0053]
·
仪表m1位于数据集中器dc b和dc c的通信范围内；
[0054]
·
仪表m2位于数据集中器dc a、dc b和dc c的通信范围内；
[0055]
·
仪表m3位于数据集中器dc a、dc b和dc d的通信范围内；
[0056]
·
…
[0057]
·
仪表mk位于数据集中器dc b和dc c的通信范围内；
[0058]
·
…
[0059]
·
仪表mn
‑
1位于数据集中器dc a和dc c的通信范围内；
[0060]
·
仪表mn位于数据集中器dc a和dc d的通信范围内。
[0061]
位于多个数据集中器的通信范围内的每个仪表与真实的仪表网络的实际情况非常吻合。具体来说，在可能具有几百万个仪表的非常大的煤气表网络中，数据集中器的数量也是非常大的，而且数据集中器的地理分布一般以如下方式：使得每个仪表确实可以“看见”多个数据集中器(即，位于它们的通信范围内)。
[0062]
下载方法首先包括映射仪表和数据集中器的位置，并且然后定义多个子网，每个子网包括多个数据集中器。这些子网中的每一者都是通过类似于六边形类型的地理网格(如gsm蜂窝网络)的方法来定义的。在本示例中，这些操作在is中执行。
[0063]
数据集中器子网以如下方式被定义：使得每个子网的每个数据集中器位于所述子网的其他数据集中器的通信范围之外。因此，在任何一个子网中，数据集中器都不能彼此“看见”。
[0064]
此外，数据集中器子网以如下方式被定义：使得每个仪表位于每个子网至多一个数据集中器的通信范围内。
[0065]
因此，在图1中，数据集中器dc a、dc b、dc c和dc d属于不同的子网。
[0066]
然后，下载方法包括将每个子网与包括日期和时间的至少一个下载日期相关联，每个子网的下载日期不同于其他子网的下载日期。
[0067]
在该示例中，术语“下载日期”因此被用于意指特定日期上的指定时间(并且自然可能每天有多个下载日期)。
[0068]
然后，is向每个子网的数据集中器传送与所述子网相关联的下载日期。然后，每个数据集中器将下载日期传送给位于所述数据集中器的传输范围内的仪表。
[0069]
is通过使用单播传输向每个子网的每个数据集中器传送与所述子网相关联的下载日期。同样，每个数据集中器通过使用单播传输将下载日期传送给位于所述数据集中器的通信范围内的仪表。
[0070]
因此，is借助于单播命令向每个数据集中器传送下载日期。当已经正确地接收到该命令时，所讨论的数据集中器向is返回确认帧。is和数据集中器之间的命令和帧的这些交换利用http post请求和tr
‑
69协议。并行地，每个数据集中器借助于经由使用以169mhz的频率操作的wize标准的无线电通信的单播命令，将下载日期传送给位于所述数据集中器的传输范围内的所有仪表。每当仪表发送采集帧时，它总是打开监听窗口，这意味着仪表总是能接收由数据集中器发送给它们的单播命令。
[0071]
图2示出了一种配置，其中已经设置了数据集中器的m个子网：map1，map 2，
…
，map m。
[0072]
子网map 1包括n1个数据集中器(参考p11到p1n1)；k1个仪表(参考n11到n1k1)位于这些n1个数据集中器的通信范围内。
[0073]
子网map 2包括n2个数据集中器(参考p21到p2n2)；k2个仪表(参考n21到n2k2)位于这些n2个数据集中器的通信范围内；
…
。
[0074]
子网map m包括n
m
个数据集中器(参考pm1到pmn
m
)；k
m
个仪表(参考nm1到nmk
m
)位于这些n
m
个数据集中器的通信范围内。
[0075]
因此，is通过将包含与子网map 1相关联的下载日期的单播命令传送给数据集中
器p11(步骤e1)开始，数据集中器p11返回确认帧(步骤e2)。对于子网map 1的所有数据集中器重复这些操作，并且对于子网map 1，一旦is已经将包含与子网map 1相关联的下载日期的单播命令传送给数据集中器p1n1(步骤e3)，数据集中器p1n1返回确认帧(步骤e4)，这些操作就结束。
[0076]
并行地，仍然对于子网map 1，子网map 1的数据集中器p11向仪表n11传送包含与子网map 1相关联的下载日期的单播命令(步骤e5)。仪表n11返回确认帧(步骤e6)。针对子网map 1的所有数据集中器和所有相关联仪表，重复这些操作。对于子网map 1，一旦数据集中器p1n1已经将单播命令传送给仪表n1k1(步骤e7)并且该仪表已经返回确认帧(步骤e8)，这些操作就结束。
[0077]
这些操作也对所有子网重复，直到子网map m。
[0078]
因此，对于子网map m，is向数据集中器pm1传送包含与子网map m相关联的下载日期的单播命令(步骤e9)，数据集中器pm1返回确认帧(步骤e10)。对子网map m的所有数据集中器和所有相关联的仪表重复这些操作，直到is已经将包含与子网map m相关联的下载日期的单播命令传送给数据集中器pmn
m
(步骤e11)，数据集中器pmn
m
返回确认帧(步骤e12)，并且直到数据集中器pmn
m
已经将单播命令传送给仪表nmk
m
(步骤e13)，仪表nmk
m
返回确认帧(步骤e14)。
[0079]
因此，对应于多个子网的多个下载日期被传送给位于属于那些(不同的)子网的数据集中器的通信范围内的每个仪表。因此，这些仪表中的每一个获得多个不同的下载日期。
[0080]
应当注意，软件(固件)本身在将与所述子网相关联的下载日期传送给所述数据集中器的同时，即在is正传送包括下载日期的单播命令的同时，被传送给每个子网的每个数据集中器。
[0081]
此后，对于每个子网，当达到与所述子网相关联的下载日期时，所述子网的所有数据集中器将软件下载至位于所述子网的数据集中器的通信范围内的所有仪表。
[0082]
对于每个子网，所述子网的数据集中器借助于广播传输将软件下载至位于所述数据集中器的通信范围内的仪表。软件通过使用在169mhz频率处操作的wize标准的无线电通信被下载至仪表。
[0083]
因此，在图2中，在与子网map 1相关联的下载日期，子网map 1的数据集中器将软件下载至位于子网map 1的数据集中器的通信范围内的仪表(步骤e15)。
[0084]
该操作也针对子网map 2、map 3等执行，直到子网map m：在与子网map m相关联的下载日期，子网map m的数据集中器将软件下载至位于子网map m的数据集中器的通信范围内的仪表(步骤e16)。
[0085]
更准确地说，当到达与子网相关联的下载日期时，位于所述子网的数据集中器的通信范围内的每个仪表被唤醒并打开监听窗口，在该监听窗口期间软件被所述数据集中器下载至仪表。
[0086]
因此，在对应于子网的数据集中器和位于所述数据集中器的通信范围内的仪表的集合日和时间的每个下载日期，所讨论的仪表唤醒并监听下载，可理解，它们的时钟可能会出现一定的误差，并且通过提前打开并校准监听窗口，它们考虑到关于时间的不确定性。
[0087]
应该观察到，对于每个仪表，如果软件被正确下载至仪表，若该仪表收到针对同一软件的另一下载日期，则它不会再次唤醒。
[0088]
因此，本发明依赖于这一假设：网络的所有数据集中器适于调用仪表。因此，针对所有数据集中器调度下载。以此方式，所有的仪表都更有可能在经调度的下载日期接收到下载。这用于避免使用“扫描”方法，但是它仍然可以保留作为针对不接收下载的(非常)罕见的仪表的预防措施。
[0089]
自然地，本发明不限于所描述的实施例，而是涵盖了落入如由权利要求书限定的本发明范围内的任何变型。
[0090]
在本说明书中，每个子网与单个下载日期相关联。每个子网(或一些子网)可与多个下载日期相关联，前提是确保所有这些下载日期确实彼此不同以便避免任何“冲突”。
[0091]
本发明可以使用任何类型的仪表来执行：水表、煤气表、电表等。