专利名称：能源计量系统、装置和方法
技术领域：
本发明的一个方案涉及一种能源计量系统、装置和方法，其用于减少能量计的通讯所使用的电力。更具体地，本发明的一个方案涉及一种能源计量系统、装置和方法，其能够传输对于中央服务器所必要的能源使用信息并且根据依据于时间而改变的能源计价系统通过对通讯设备的运行进行适当的控制来最小化通讯所使用的电力。
背景技术：
如果对电、气、水或类似的能源消耗通过通讯网络远程地检查能量计，则抄表员可以不用直接访问每个使用能源的住户从而降低用于检查所必须的时间和成本。然而，为了通讯的目的必然使用电力，因此应当考虑这种情况。例如，能量计有时被安装在难以通过电力线提供电力的环境中。在这种环境中，能量计必然使用由电池提供的电力来运行。在这种情况下，电池电力在能量计的通讯中被消耗。如果电池电力被迅速消耗， 则必须用一个新电池替换该电池，并且因此在能量计的维护/修理中花费了很多时间和成本。在安装有很多能量计的区域中这样的问题更为严重。提高电池容量的方法可以被认为是降低能量计的维护/修理成本的一种方法。然而，提高电池容量的方法直接关系到成本的提高。
发明内容
本发明的实施例提供了一种能源计量系统、装置和方法，其能够传输对于中央服务器所必要的能源使用信息并且根据依据于时间而改变的能源计价系统通过对能量计的通讯操作进行适当的控制来最小化通讯所使用的电力。根据本发明的一个方案提供了一种能源计量系统，包括计量构件，其被配置以计量能源消耗；双向通讯构件，其被配置以将能源使用信息传输到与计量构件连接的计量数据收集器并且接收来自计量数据收集器的控制信号；计量数据收集器，其被配置以接收并收集由双向通讯构件传输的能源使用信息，随后将所收集的信息传输到中央服务器，并且基于所接收的来自中央服务器的能源计价系统的信息将控制信号传输到双向通讯构件；以及中央服务器，其被配置以将依据于能源的生产和消耗情况而改变的能源计价系统的信息传输到计量数据收集器，并且接收由计量数据收集器所收集的能源使用信息，其中双向通讯构件基于控制信号来判定能源使用信息将被传输的时间。控制信号可以包括能够将能源价格被改变的时间判定为能源使用信息将被传输的时间的信息。能源可以是电、气和水中的任何一种。双向通讯构件可以接收由电池所提供的电力而运行。当电池的电压下降到一定的数值或更低时，双向通讯构件可以执行下列中的至少一个操作将能源使用信息传输到计量数据收集器的操作；将报警消息传输到计量数据收集器的操作。当不传输能源使用信息时，双向通讯构件可以在节电模式下运行。根据本发明的一个方案提供了一种能源计量方法，其用于计量连接到能量计的负载的能源消耗并且传输所计量的能源使用信息，所述能源计量方法包括接收关于能源使用信息将被传输的时间的控制信号；计量连接到能量计的负载的能源消耗；储存所计量的能源使用信息；以及在控制信号所预定的时间传输能源使用信息。控制信号所预定的时间可以是能源价格被改变的时间。当没有到达预定的时间时能量计可以在节电模式下运行。
通过结合附图对实施例的以下描述，将使本发明的这些和/或其它方案和优势变得明显且更易了解图1示出了根据本发明的能源计量系统的实施例；图2示出了关于双向通讯构件的操作过程的示例；图3示出了依据于时间而改变能源价格的能源计价系统的示例；图4示出了根据本发明的能源计量装置的实施例；图5示出了能量计的实施例；和图6示出了根据本发明的能源计量方法的实施例。
具体实施例方式下面，参照显示本发明的实施例的附图，对本发明进行更充分地说明。然而，本发明可以很多不同的形式来实现，并且不应当解释为仅限于在此所阐述的实施例。可以说，提供这些实施例是为了充分公开的目的，并且这些实施例将足以向本领域技术人员表达本发明的范围。参照图1，能源供应公司11所提供的能源通过能源供给线13被供应到每个能源使用住户。每个能源使用住户使用通过能源供给线13所供应的能源。在本发明中，能源是指电、气和水中的任何一种。根据本发明的实施例的一种能源计量系统包括多个计量构件21 ；双向通讯构件 22，其对应于每个计量构件21而设置；以及计量数据收集器25，其传送在中央服务器27和每个双向通讯构件22之间所传输和接收的能源相关信息；以及中央服务器27。计量构件21在每一处，例如能源使用住户，计量能源的使用，其成为能源使用费的收费单元。例如特定示例，计量构件21可以计量累计能源使用量。计量构件21的功能可以由电表、燃气表、水表等来实现，它们被安装在每个能源使用住户中以便计量能源使用量。根据能源的种类和所需要的功能，计量构件21可以是各种配置。双向通讯构件22被连接到计量构件21。双向通讯构件22起到将计量构件21所计量的能源使用信息通过第一通讯网络15传输到计量数据收集器25的功能。例如，可以使用外部调制解调器作为双向通讯构件22。具体地，双向通讯构件22要在什么时间传输能源使用信息，是通过计量数据收集器25所传输的控制信号来判定的。双向通讯构件22仅在相应的时间传输能源使用信息。以下，为了便于说明，双向通讯构件22将能源使用信息传输到计量数据收集器25 的时间被表示为“传输时间”。双向通讯构件22的操作过程将参照图2进行描述。如果双向通讯构件22接收到计量数据收集器25所传输的控制信号(S211)，则双向通讯构件22基于该控制信号来判定传输时间(S212)。如果当前时间是在步骤S212中所判定的传输时间(S213)，则双向通讯构件 22接收来自计量构件21的能源使用信息并且将所接收的信息传输到计量数据收集器 25(S214)。在双向通讯构件22所处的位置难以接收通过电力线所提供的电力的情况下，双向通讯构件22可以使用电池运行。在这种情况下，双向通讯构件22被配置为可以执行各种紧急操作以应对与剩余电池容量相关的紧急情况。例如，在电池电压下降到一定数值或更低的情况下，双向通讯构件22可以将当前能源使用信息或报警消息传输到计量数据收集器25而不用考虑传输时间。除传输时间外，双向通讯构件22可以被配置为在节电模式下运行，以便最小化电力消耗。在节电模式下运行的程度按照不同场合需要可以为不同的配置。除了在传输时间执行传输能源使用信息的操作所需的电力外，为了分析电池剩余容量、当前时间等而优选地切断全部电力。第一通讯网络15可以为不同的配置，双向通讯构件22和计量数据收集器25通过第一通讯网络15彼此通讯。例如，第一通讯网络15可以被配置为使用通讯方案的网络，例如无线局域网络(WLAN)、蓝牙或紫蜂(Zigbee)。计量数据收集器25接收和收集从相应的双向通讯构件22传输的能源使用信息， 并且将所收集的信息通过第二通讯网络17传输到中央服务器27。计量数据收集器25基于从中央服务器27所接收的能源计价系统信息传输控制信号到双向通讯构件22。控制信号是指能够使双向通讯构件22判定传输时间的信号。计量数据收集器25可以直接地指定传输时间并且将所指定的传输时间作为控制信号传输。可选地，计量数据收集器25可以将能够使双向通讯构件22自身来判定传输时间的数据信息作为控制信号传输。中央服务器27将依据于能源生产和消耗情况而改变的能源计价系统信息传输到计量数据收集器25，并且接收和处理由计量数据收集器25所收集和传输的能源使用信息。中央服务器27是由能源供应公司11所操作的服务器。中央服务器27执行与能源供应服务相关的多种功能，包括分析和管理每个用户的能源使用费等服务。第二通讯网络17可以为不同的配置，计量数据收集器25和中央服务器27通过第二通讯网络17彼此通讯。例如，第二通讯网络17可以为互联网络或分码多址(CDMA)网络。现在将详细描述一种判定传输时间的方法。当相应于双向通讯构件22的电力消耗的下降来判定传输时间时，必须同时满足 减少双向通讯构件22与计量数据收集器25的通讯时间的次数以及中央服务器27传输计算能源使用费所必要的所有能源使用信息。为此，一种将能源价格改变的时间判定为传输时间的方法作为一种特殊方法被使用。能源价格依据于时间基于能源价格变动计价系统而改变。图3示出了一个示例，其中单位能源价格是0点至8点为P2、8点到22点为P3、 以及22点到24点为Pl。在此示例中，用于计算能源使用费所必要的最小化的信息为在具有相同能源价格的每个时间段内的能源使用信息(能源使用量信息)。因此，如果双向通讯构件22传输由计量构件21在能源价格改变的时间(0、8或22点)所计量的能源使用信息，则中央服务器 27能够通过从计量数据收集器25所接收的信息来计算能源使用费。在此示例中，计量数据收集器25可以将能源价格改变的时间(0、8或22点)作为控制信号传输，或者可以传输如图3所描述的能源计价系统信息。在后者的情况下，双向通讯构件22基于能源计价系统信息通过检测能源价格改变的时间来判定传输时间。图4示出了根据本发明的能源计量装置20的实施例。能源计量装置20包括多个计量构件21 ；双向通讯构件22，其对应于每个计量构件21而设置；以及计量数据收集器 25，其传送在中央服务器27和每个双向通讯构件22之间所传输和接收的能源相关信息；以及中央服务器27。计量构件21、双向通讯构件22、计量数据收集器25以及中央服务器27的功能与以上所描述的能源计量系统中的构件的功能相同。因此，这些构件将被简单描述。计量构件21在每一处，例如能源使用住户，计量能源的使用，其成为能源使用费的收费单元。双向通讯构件22被连接到计量构件21。如果到达通讯时间，则双向通讯构件22 将由计量构件21所计量的能源使用信息传输到计量数据收集器25。基于从计量数据收集器25所接收的控制信号来判定传输时间，并且可以将能源价格改变的时间判定为传输时间。除传输时间外，双向通讯构件22可以在节电模式下运行。在双向通讯构件22所处的位置难以接收通过电力线所提供的电力的情况下，双向通讯构件22可以使用电池运行。在这种情况下，双向通讯构件22被配置为可以执行各种紧急操作以应对与剩余电池容量相关的紧急情况。例如，在电池电压下降到一定数值或更低的情况下，双向通讯构件22可以将当前能源使用信息或报警消息传输到计量数据收集器25而不用考虑传输时间。计量数据收集器25接收和收集从相应的双向通讯构件22传输的能源使用信息， 并且将所收集的信息传输到中央服务器27。计量数据收集器25将能够使双向通讯构件22 基于从中央服务器27接收的能源计价系统信息来判定传输时间的控制信号传输到双向通讯构件22。中央服务器27执行与能源供应服务相关的多种功能，包括将依据于能源生产和消耗情况而改变的能源计价系统信息传输到计量数据收集器25的功能；通过接收由计量数据收集器25收集和传输的能源使用信息来计算每个用户的能源使用费的功能，等等。以下，参照图5和图6将描述根据本发明的能源计量方法的实施例。图5示出了执行上述计量构件21和双向通讯构件22的功能的能量计50的特定示例。能量计50包括计量单元51、通讯模块52、存储单元53、当前时间测量单元54、控制单元55以及电池57。计量单元51计量每个负载19-1至19-k中的能源的使用。作为特定示例，计量单元51可以计量累计能源使用量。通讯模块52执行通过第一通讯网络15与计量数据收集器25进行通讯的功能。存储单元53为可读写的非易失性存储介质，其中储存了数字数据。当前时间测量单元54向控制单元55提供当前时间信息。当前时间测量单元54 可以使用实时时钟(RTC)或类似装置来配置。
控制单元55可以使用微处理器或中央处理器(CPU)来配置。控制单元55 —般控制能量计50。控制单元55在存储单元53内储存由计量单元51所计量的能源使用信息并且管理所储存的信息。控制单元55检查当前时间测量单元54所测量的当前时间是否是传输时间。如果到达传输时间，则控制单元55将储存在存储单元53内的能量使用信息通过通讯模块52传输到计量数据收集器25。能量计50可以通过接收由电池57供应的电力而运行。除了当控制单元55与计量数据收集器25通讯时，控制单元55可以在节电模式下运行。在节电模式下，供应到通讯模块52的电力可以被中断。图5所示仅为根据本发明的能源计量方法的一个示例。根据能源的种类和需求， 能量计50可以为各种不同的配置。例如，能量计50可以包括显示能源使用信息或能够让用户输入必要信息等的用户界面(UI)的功能。以下，参照图6将详细描述根据本发明的能源计量方法的实施例。中央服务器27向计量数据收集器25提供依据于时间而改变的能源计价系统信息(S231)。计量数据收集器25基于能源计价系统信息将控制信号传输到每个能量计 50(S232)。控制信号是指能够使每个能量计50判定传输时间的信号。计量数据收集器25可以直接地指定传输时间并且将所指定的传输时间作为控制信号传输。可选地，计量数据收集器25可以将能够使每个能量计50自身来判定传输时间的数据信息作为控制信号传输。控制信号通过每个能量计50的通讯模块52来接收，并且每个能量计50的控制单元55基于所接收的控制信号来判定传输时间(S233)。如参照图3所描述的，可以将能源价格改变的时间判定为传输时间。同时，每个能量计50的计量单元51计量由负载19-1至19_k所产生的能量消耗 (S234)。控制单元55存储由计量单元51所计量的能源使用信息(S235)。每个能量计50的控制单元55使用由当前时间测量单元54所测量的当前时间信息来监视是否到达传输时间(S236)。如果到达传输时间，则能量计50将当前时间的能量使用信息通过通讯模块52传输到计量数据收集器25(S237)。步骤S234至S237被重复执行。每个能量计50的控制单元55通过步骤S237传输能源使用信息并且随后在节电模式下运行能量计50直至在步骤S236中判定再次到达传输时间。在节电模式下，供应到通讯模块52的电力可以被中断。从每个能量计50接收能源使用信息的计量数据收集器25收集从相应的能量计50 传输的能源使用信息，并且将所收集的信息传输到中央服务器27 (S238)。中央服务器27为相应的能量计50管理从计量数据收集器25接收的能源使用信息，并且基于所管理的信息来计算将要向单个用户收取的能源使用费(S239)。根据本发明，能量计在预定的传输时间传输能源使用信息。如果在依据于时间而改变的能源计价系统下按照能源价格改变的时间来控制传输时间，则能源使用信息在每个能源价格时间段均被传输。这就意味着在能量计实现最少量通讯的同时，中央服务器仍传输计算单个能源使用住户的能源使用费所要求的所有信肩、ο另外，除了预定的传输时间外，能量计或者双向通讯构件可以在节电模式下运行。如果在传输时间进行通讯且有节电模式，则尽管中央服务器传输计算能源使用费所要求的所有信息，仍可能最小化通讯中的电力使用。特别是，在使用电池来运行能量计或者双向通讯构件的环境中，能够延长电池使用寿命，因此降低了维护/修理的成本。虽然通过优选的实施例对本发明进行了描述，但是本发明的实施例仅为说明的目的，并且不应该理解为是对本发明的范围的限定。应当了解的是本领域技术人员能够在权利要求限定的技术精神和范围内实行各种改变和改造。
权利要求
1.一种能源计量系统，所述装置包括配置以计量能源使用的计量构件，所述装置包含双向通讯构件，其被配置以将能源使用信息传输到与所述计量构件相连的计量数据收集器并且接收来自所述计量数据收集器的控制信号；所述计量数据收集器，其被配置以接收并收集由所述双向通讯构件所传输的所述能源使用信息，并且随后将所收集的信息传输到中央服务器，并且基于从所述中央服务器所接收的能源计价系统信息将所述控制信号传输到所述双向通讯构件；以及所述中央服务器，其被配置以将依据于能源的生产和消耗情况而改变的所述能源计价系统信息传输到所述计量数据收集器，并且接收由所述计量数据收集器所收集的所述能源使用信息，其中所述双向通讯构件基于所述控制信号来判定所述能源使用信息将要被传输的时间。
2.根据权利要求1所述的能源计量系统，其中所述能源是电、气和水中的任何一种。
3.根据权利要求1所述的能源计量系统，其中所述双向通讯构件通过接收由电池供应的电力而运行。
4.根据权利要求3所述的能源计量系统，其中，当所述电池的电压下降到一定的数值或更低时，所述双向通讯构件执行至少一个操作将所述能源使用信息传输到所述计量数据收集器的操作；将报警消息传输到所述计量数据收集器的操作。
5.根据权利要求1所述的能源计量系统，其中所述控制信号包括能够将能源价格改变的时间判定为所述能源使用信息将被传输的时间的信息。
6.根据权利要求1所述的能源计量系统，其中，当不传输所述能源使用信息时，所述双向通讯构件在节电模式下运行。
7.一种能源计量方法，其用于计量连接到能量计的负载的能源使用并且传输所计量的能源使用信息，所述能源计量方法包括接收关于所述能源使用信息将被传输的时间的控制信号； 计量连接到所述能量计的所述负载的能源使用； 存储所计量的能源使用信息；和在由所述控制信号预定的时间传输所述能源使用信息。
8.根据权利要求7所述的能源计量方法，其中所述能源是电、气和水中的任何一种。
9.根据权利要求7所述的能源计量方法，其中由所述控制信号预定的时间是能源价格改变的时间。
全文摘要
本发明公开了一种能源计量系统、装置和方法，其能够当在依据于时间而改变的能源计价系统下远程地检查能量计时使所述能量计减少通讯中的电力消耗。为此，所述能量计仅在能源价格改变时传输能源使用信息，并且除改变时以外在节电模式下运行。如果在改变时传输所述能源使用信息，则在每个时间段的具有相同能源价格的能源使用信息是可靠的，从而中央服务器容易地计算出能源使用费。因此，尽管传输中央服务器所要求的所有能源使用信息，仍然能够最小化通讯中的电力消耗。特别是，使用电池的环境中电池使用寿命延长，从而降低了维护/修理成本。
文档编号G01D4/00GK102435806SQ20111026415
公开日2012年5月2日 申请日期2011年8月31日 优先权日2010年9月3日
发明者吴正桓, 孙东民, 朴宰成 申请人:Ls产电株式会社