用于检测电活动的电活动传感器设备以及电活动监视装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于检测连接到供电网络的电设备的电活动(具体地，电功率状态的改变)的电活动传感器设备，并且涉及用于监视一个或多个电设备的电活动的电活动监视装置。电活动传感器设备基于射频标识设备(RFID)。
【背景技术】
[0002]对电设备的电活动的监视在诸如能量消耗、建立用户活动简档这样的领域中以及在安全或保险监视系统中得到很多有用的应用。例如，在家庭环境中，诸如洗衣机、照明设备、坎具、烤箱或咖啡机这样的电器的活动的知识可以提供关于住户习惯和用户活动的有用的信息，使得能建立简档。
[0003]用于监视电设备的活动的已知的解决方案利用基于被插入到电力插座并且被配置为测量从相应的电力插座供电的电设备的电消耗的遥控模块的复杂电表系统。这样，遥控模块典型地配备有一般基于低功率无线技术的无线通信系统，以远程地监视和控制对应的电器。然而，这样的高级的仪表系统需要复杂且昂贵的定制安装。实际上，关于家庭自动化和监视的最近的研宄报告指出价格和技术复杂度为阻止广泛采用的主要市场障碍和抑制。这样的技术的另一缺点是电设备可能从一个电力插座移动到另外的电力插座。而且，并不总是从电子插座对诸如照明设备这样的一些设备进行供电。
[0004]用于检测电设备的活动的其他解决方案基于通过监视供电网络的一个或若干点处的电力线来感测它们的“EMI (电磁干扰)特征”。然而，这些技术需要定制的校准和训练处理，以学习各种设备的EMI特征。而且，EMI特征可能随时间发展。需要复杂的信息处理技术来分解连接到网络的各种活动设备的特征，并且所获得的结果并不总是非常精确的。
[0005]考虑上述问题设计了本发明。
【发明内容】
[0006]在一般形式下，本发明涉及一种基于附接到电缆的传感器设备的电活动传感器设备，其中，电缆被配置为在电设备处于接通状态时，将数据无线地传送给远程读取器以及从远程读取器接收数据。
[0007]本发明的第一方面提供一种用于监视电设备的电状况的电活动传感器设备，该电活动传感器设备包含:用于从供电网络向电设备供应电力的电缆，所述电缆装配使得能在电功率状态之间切换电设备的直插式(in-line)开关，其中，电缆被配置为在电设备接通时用作电线，以从被附接到电缆的传感器设备无线地向读取器传送标识数据。
[0008]因此，可以以简化且低成本的方式提供对电活动的检测。因为经由电缆无线地向读取器传送数据，所以扩展了传感器设备的工作范围。例如，可以响应于读取器的询问，将数据无线地传送给远程读取器。
[0009]在实施例中，在直插式开关与可连接到电源的电缆的末端之间的电缆被配置为用作在电设备接通时的在传感器设备的工作频率范围内的横向电磁模式(TEM)传送线路。
[0010]在实施例中，电缆包含与设置在直插式开关处的电容负载和设置在可连接到供电网络的电缆的末端处的电容负载并行连接的一对电导线。
[0011]在实施例中，基于传感器设备的工作频率范围来设置在直插式开关与可连接到供电网络的缆线的末端之间的电缆的长度的大小。
[0012]在实施例中，所述长度对应于传感器设备的工作频率的共振波长。
[0013]在实施例中，基于下面的表达式来确定所述长度L3:
[0014]k3x λ /2 ；
[0015]其中，k3是整数，并且λ是对应于RFID标签设备的工作频率的引导波长(guidedwavelength)。
[0016]在实施例中，传感器设备以离开可连接到供电网络的缆线的末端第一距离LI以及离开直插式开关第二距离L2来附接到电缆，使得
[0017].L2 = k2x λ /2 ；
[0018].LI = klx λ /2+ λ /4 ;
[0019]其中，kl、k2是整数，并且λ是对应于RFID传感器设备的工作频率的引导波长。
[0020]在实施例中，基于下面的表达式来选择所述长度L3和第一距离LI以及第二距离L2:
[0021]2(k2+kl)+l ^ 2k3
[0022]在实施例中，所述设备包含附接到在可连接到电源的电缆的末端与直插式开关之间的电设备的电缆的传感器设备，所述传感器设备包括在电设备处于接通电力状态时可操作以与电缆磁耦合的天线元件。
[0023]在实施例中，传感器设备是RFID标签设备，例如短距离(近场)RFID标签。结合电缆进行的无线传送来使用短距离(近场)RFID标签，使得能够相对于长距离(远场)RFID标签降低功耗，同时使得能够通过电缆传送提供扩大的覆盖。
[0024]在实施例中，天线元件被形成为环形天线。这提高与电缆的耦合。
[0025]在实施例中，传感器设备可操作以作为经由电缆通过电磁感应供电的无源标签。这使得能够通过避免使用电池来降低功耗。
[0026]根据本发明的第二方面，提供一种用于监视通过相应的电缆连接到供电网络的至少一个电设备的电状况的电活动监视装置，并且该电活动监视装置包含:读取器模块，用于从至少一个传感器设备读取标识数据，每个传感器设备附接到可连接到电源插座的电缆的末端与装配到电缆以在电功率状态之间(例如，在电接通状态和电断开状态之间)切换电设备的直插式开关之间的电设备的相应的电缆，其中，从附接传感器设备的电缆经由无线传送从相应的传感器设备接收标识数据；以及监视器设备，用于根据由读取器模块接收的标识数据来确定网络的哪些电设备是接通的。
[0027]在实施例中，读取器模块被配置为响应于由连接到供电网络的电表所测量的功耗的所检测到的改变，从至少一个传感器读取信号。
[0028]在实施例中，提供通信网络接口，以便连接通信网络，使得可以向连接到通信网络的远程服务器传送数据，或者从连接到通信网络的远程服务器接收数据。
[0029]在实施例中，该设备集成在网关设备中。
[0030]在实施例中，读取器模块被配置为响应经由通信网络接收的命令信号，触发一个或多个询问信号的传送。
[0031]根据本发明的另一方面，提供一种包含根据本发明的第二方面的任何实施例的电活动监视装置的网关系统。
[0032]根据本发明的另一方面，提供一种包含根据本发明的第一方面的任何实施例的用于监视电设备的电状况的至少一个电活动传感器设备以及根据本发明的第二方面的任何实施例的电活动监视装置的电活动监视系统。
[0033]在实施例中，电活动监视系统还包括连接到用于监视供电网络中的电功耗的电活动监视装置的电表。
[0034]在实施例中，RFID读取器模块被配置为响应于由电表所测量的功耗的所检测到的改变，向RFID标签设备传送询问信号。
[0035]在本发明的一些实施例中，设置定时部件以确定电器已经被接通或断开多久。
[0036]根据本发明的另一方面，提供一种用于监视通过相应的电缆连接到供电网络的至少一个电设备的电状况的电活动监视系统，该电活动监视系统包含:
[0037]至少一个传感器设备，每个传感器设备附接到可连接到电源的电缆的末端与直插式开关之间的对应的电设备的电缆，所述传感器设备包括当电设备处于接通电力状态时可操作以与电缆磁耦合的天线元件；
[0038]包含用于从至少一个传感器设备读取标识数据的读取器模块的电活动监视装置，每个传感器设备附接到可连接到供电网络的电缆的末端与装配到电缆以在电功率状态之间切换电设备的直插式开关之间的电设备的相应的电缆，其中，在电设备处于接通电力状态时，从附接传感器设备的电缆经由无线传送从相应的传感器设备接收标识数据；以及监视器设备，用于根据由读取器模块接收的标识数据来确定网络的哪些电设备是接通的。
[0039]在实施例中，该系统还包含用于从供电网络向对应的电设备供应电力的一个或多个电缆，每个电缆装配使得能够在电功率状态之间切换电设备的直插式开关，其中，电缆被配置为在电设备接通时用作从