用于连接建筑物中的智能设备的系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于连接建筑物中的智能设备的系统。更具体地，本发明涉及提供布置在多居住单元内的智能计量设备之间的连接。
【背景技术】
[0002]英国(UK)已经强制在所有家庭中推行智能燃气表和智能电表以及家用显示器(1册)。在家中使用2188的1(在下文中被称作2188的)无线电(工作在2.46取)、通过被称为通信集线器(CH)的设备、使用智能能源规范1.x将这些设备链接在一起。在IEEE802.15.4标准中定义了 ZigBee的介质访问(MAC)层和物理无线电(PHY)层。
[0003]在图1中给出了所设想的典型配置的示例，该示例取自由0FGEM、0FGEM E-Serve和能源与气候变化部在2010年7月27日发布的“Smart Metering Implementat1nProgramme: Prospectus (智能仪表实施计划:招募书)” (http: // www.0fgem.gov.uk/e-serve/sm/Documentat1n/Documentsl/Smart%20metering%20-%20Prospectus.pdf) 0
[0004]0FGEM的提案基于诸如上述燃气表和电表之类的智能计量部件、家用显示器、以及例如由能源供应方(能源提供方、公共机构)提供的其他智能设备。能源提供方或公共机构很可能也将会提供通信集线器，这些智能设备使用导线直接连接至通信集线器、或通过使用ZigBee通信标准的无线家庭区域网(HAN)连接至通信集线器。通信集线器，在图1中也被称作WAN模块，也提供对广域网络(WAN)的访问，能源提供方和其他授权方可以访问该广域网络。计划由中央数据和通信实体(DCC)来管理该广域网络。
[0005]这种方法应该适合燃气表和电表以及家用显示器都位于通信集线器的有限距离或无线电范围之内的大多数家庭。UK智能计量计划假定每次在建筑物中安装智能仪表时，可以由能源销售方分别安装单独的网络(这与“标准”住宅的假定一致)。
[0006]然而，该方法将不适用于多居住单元(MDU)，在多居住单元中，大量的住户居住在同一个建筑物内，而且其中的智能设备之间的物理距离、建筑材料、干扰或物理空间使得建立每个住户所需要的单独的家庭局域网变得困难。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供能够实现多居住单元中的智能计量的系统。
[0008]根据本发明，用于连接建筑物内的智能设备的系统包括至少两个桥接设备，每个桥接设备被布置成相对靠近至少两个智能设备中的至少一个智能设备，该至少两个智能设备布置在建筑物内的不同位置，其中，该至少两个桥接设备经由无线连接被连接至智能设备，并且被连接到至少一个路由器设备。
[0009]优选地，该至少两个桥接设备中的每个桥接设备被连接至一个路由器设备。
[0010]优选地，该路由器设备被布置成相对靠近智能设备中的至少一个智能设备。
[0011]优选地，该路由器设备和该桥接设备的功能被实现在或共同位于一个设备中。因此，可能不需要使用两个不同的物理设备来实现路由器和桥接设备的功能。
[0012]优选地，该系统还包括至少一个网关设备，该网关设备被连接至该至少一个路由器设备和广域网络。该网关设备因此还可以与中央建筑物控制中心合并或被集成到中央建筑物控制中心。
[0013]优选地，该网关设备经由调制解调器被连接至广域网络。这样的调制解调器因此可以使用诸如GPRS(通用分组无线系统)、UMTS(通用移动通信系统)、或其他已知的远距离无线标准之类的移动通信标准进行操作。
[0014]优选地，至少一个路由器设备通过至少一个桥接设备被连接至广域网络。
[0015]优选地，该至少一个桥接设备经由无线连接被连接到至少一个通信集线器，并且该至少一个通信集线器被连接至广域网络。
[0016]优选地，该至少两个桥接设备与该至少一个路由器设备之间的连接通过宽带网络实现。
[0017]优选地，至少一个路由器设备与至少一个网关设备之间的连接通过宽带网络实现。
[0018]优选地，宽带网络是电力线通信网络、光纤网络、以太网络或无线局域网络。这些宽带网络可能已经被安装在建筑物中，并且可以被用于桥接设备、路由器和网关设备之间的连接。因为电力线通信允许使用安装在例如多层建筑物的楼梯间的干线(main)来，所以被认为是特别适合用于通信的并且特别适合为需要连接的设备进行供电。通常，楼梯间的干线独立于各个居住处的干线，因此应该不会干扰各个住处中的干线上可能的通信流量(traffic)。
[0019]优选地，宽带网络支持基于互联网协议的通信。
[0020]优选地，使用在IEEE802.15.4通信标准中所定义的协议来实现该至少两个桥接设备和该至少两个智能设备之间的无线连接。也可以使用其他短距离无线通信标准，以替代IEEE 802.15.4ZigBee标准。这样的标准可以是欧洲标准ΕΝ 13757-4所规定的无线Μ总线或也被称作蓝牙的IEEE 802.15.1。
[0021]优选地，该至少两个智能设备是智能仪表，特别是电表和/或燃气表、和/或家用显示器、和/或消费者接入设备、和/或预付费仪表接口设备。该仪表由此测量住处内所消耗的能源，但是在家用显示器上示出能源读数、到目前为止消耗或与能源消耗相关的其他信息。这样的智能设备还可以是用于住宅自动化的那些智能设备。
[0022]优选地，建筑物包含多个居住单元或多个封闭区域。
[0023]优选地，与建筑物的特定居住单元或特定封闭区域相关的智能设备在逻辑上组合为虚拟家庭区域网络。
[0024]优选地，至少一个路由器设备和至少一个桥接设备还构成虚拟家庭区域网络的一部分。
【附图说明】
[0025]现在将参考附图描述根据本发明的系统的示例，在附图中:
[0026]图1图示了如由0FGEM所强制的典型的智能计量配置；
[0027]图2图示了根据本发明的系统的第一实施例；
[0028]图3图示了根据本发明的系统的第二实施例，其中包含了逻辑上分离的设备；
[0029]图4图示了根据本发明的系统的第三实施例；
[0030]图5图示了根据本发明的系统的第四实施例；
[0031]图6图示了集中式ESI中所需要的示例性部件和模块；
[0032]图7描绘了ZigBee网桥的概念性的部件模型；
[0033]图8描绘了网络管理系统的概念性的部件模型；
[0034]图9图不了系统的另一实施例；
[0035]图10图示了多个集群(cluster)之间的示例性的映射;以及
[0036 ]图11图示了系统中使用的多种类型的协议封装(wrapp i ng)。
【具体实施方式】
[0037]图2示出了典型的多居住单元MDU的示例。居住处DW被布置在三个楼层上，每个楼层上布置有两个居住处，以及通过中央楼梯SC提供对居住处的访问。在图2的示例中，燃气表GM和家用显示器IHD被安装在单独的居住处DW内，而电表EM则被安装在建筑物的地下室的房间内。
[0038]如前面针对标准住宅所预见到的，对于这种示例性的布置，在每个单独的居住处中安装和使用标准的通信集线器如果不是不可能的也将会是困难的。其中可能出现的一个困难是，在较高楼层上的居住处中安装的通信集线器可能不能与分配给该居住处的电表进行通信，这是例如由于在建筑物中所使用的建筑材料所造成的无线电波的衰减而导致的。在MDU中可能出现的另一个问题是，可能难以针对所有居住处都实现所需要的至广域网络的无线连接。
[0039]本发明通过提供附加的桥接设备和路由器，利用在MDU中安装智能计量服务而解决这些困难，所述附加的桥接设备和路由器彼此连接，并且由此提供可以由诸如仪表和显示器之类的智能设备所使用的通信基础架构，用于安全且可靠的通信。这些设备之间的通信因此能够由中央建筑控制中心来控制。本发明还允许集中接入广域网络WAN，例如，通过将WAN接口定位在WAN无线电覆盖处于足够高的水平处，以用于可靠的通信。该发明性概念由此实现针对任何高、中、低层建筑物的完全可管理的通信基础架构。
[0040]所述通信基础架构包含桥接设备，在下文中被称作ZigBee桥ZBR，例如，其被安装在MDU的不同楼层上的楼梯间SC中。这些ZigBee桥ZBR向多个智能设备提供可靠的无线电通信，所述多个智能设备例如是位于居住处DW中的燃气表GM和家用显示器IHD。在图2的示例中，另一个ZigBee桥ZBR被布置在MDU的地下室中，向位于地下室房间中的多个电表EM提供无线电通信。ZigBee桥ZBR和智能设备使用ZigBee无线通信协议、经由ZigBee接口 ZB彼此通信。取决于智能设备的数目和无线电覆盖的质量，可能不需要在MDU的每一个楼层上安装一个或多个ZigBee桥ZBR。如图2的示例所示，还可以将来自布置在两个或多个楼层上的居住处的智能设备连接至单个ZigBee网桥ZBR。
[0041 ] 每个ZigBee网桥ZBR与路由器设备R接口连接，例如，经由以太网络线缆接口连接。然而，在图2的示例中，ZigBee网桥ZBR和路由器R共同位于一个物理封闭空间中，但是这两个设备的功能也可以在两个物理上分离的实体中实现。路由器R