测量或检测公共事业设施处值的电池供电的固定测量装置制造方法及图纸

本公开涉及用于测量或检测公共事业设施处的值的电池供电的固定的测量装置，其中，该测量装置包括LPWAN连接模块，其被配置为建立到低功率广域网(LPWAN)的无线通信连接，以经由LPWAN将数据传达到前端系统(HES)，其中，该LPWAN连接模块被配置为：尝试通过选择性地执行组中包括以下各项的一个来成功地建立到LPWAN的连接：扩展的LPWAN搜索和有限的LPWAN搜索；只要尚未达到功率预算节省的总数或总量的节省阈值，就否决该扩展的LPWAN搜索；针对每次不成功的有限的LPWAN搜索，增大该功率预算节省的总数或总量；以及如果该功率预算节省的总数或总量已经达到该节省阈值，则允许该扩展的LPWAN搜索，其中，该功率预算节省的总数或总量随着每次进行的扩展的LPWAN搜索而减小。量随着每次进行的扩展的LPWAN搜索而减小。量随着每次进行的扩展的LPWAN搜索而减小。

【技术实现步骤摘要】
测量或检测公共事业设施处值的电池供电的固定测量装置


[0001]本公开涉及一种用于测量或检测公共事业设施(utility installation)处的值的电池供电的固定的测量装置，尤其涉及一种用于记录水、煤气和/或热能的消耗的耗量表(consumption meter)。

技术介绍

[0002]已知水、煤气和/或热能的公用事业供应商(utility provider)使用自动抄表(AMR)系统或先进的仪表基础设施(AMI)系统来有效且可靠地管理客户账单。这种系统可以称为“专用”抄表系统。专用抄表系统的特征在于，例如，耗量表安装在多个家庭中，并且经由与专用数据采集器的无线通信将消耗数据传达到前端系统(head
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end
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system，HES)。单个数据采集器可以采集数千个耗量表读取的消耗数据。若干个数据采集器可以分布在城市或地区，以覆盖位于其中的所有耗量表。通常，耗量表使用免授权频段以尽可能节省耗量表的电池电量的方式与数据采集器进行无线通信，因为通常没有机会对耗量表电池进行充电或更换。因此，能够在每小时或每天读取的情况下保证例如至少10年、15年或优选地甚至20年的最短电池寿命是持久的挑战。
[0003]为了降低实现和维护专用数据采集器的基础设施的成本，可以使用公共蜂窝通信网络代替专用数据采集器来收集消耗数据。例如，耗量表可以包括连接模块(例如，调制解调器)以连接到由公共蜂窝通信网络提供的低功率广域网(LPWAN)，例如，窄带物联网(NB
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IoT)或长期演进机器类型通信(LTE
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M)网络，例如，LTE Cat NB1、LTE Cat NB2、LTE Cat M1或LTE Cat M2。这种LPWAN中使用的频段是授权的，但链路预算很大。因此，期望提供一种电池供电的耗量表，其能够有效地经由LPWAN定期地(例如，每小时或每天一次)记录消耗数据超过保证的最短使用期，例如，8年或10年。
[0004]与“拥有”(包括租赁)数据采集器基础设施的“专用”抄表系统相比，公共蜂窝通信网络是“通用”抄表系统的部分，在该系统中，耗量表和HES之间的无线通信基础设施(即，LPWAN)由外部方(例如，移动网络运营商(MNO))拥有、维护和控制。使用通用抄表系统，水、煤气和/或热能的公用事业供应商(UP)仅拥有(或租赁)、维护和控制耗量表和HES。
[0005]因此，原则上，LPWAN网络在首次进行初始安装时对于耗量表而言是未知的。由于LPWAN网络不受公用事业供应商的控制，因此LPWAN网络可能随着时间而改变，使得耗量表可能无法连接到它之前使用的LPWAN网络。
[0006]然而，搜索具有足够信号质量的合适的LPWAN网络可能花费很长时间，例如，15分钟，或者在某些情况下如果必须搜索多个频段，则花费更长的时间。搜索具有足够信号质量的合适的LPWAN网络消耗大量的电池电量是个问题，但无法预测需要多久进行一次搜索以及搜索花费多长时间。
[0007]因此，本公开的目的是提供一种耗量表，其对于定期耗量表读取而言具有保证的最短电池寿命，而无需了解需要多久进行一次长LPWAN搜索以及这样的搜索将花费多长时间。该目的可以不限于耗量表，而是可以适用于任何类型的用于测量或检测公共事业设施
处的值的电池供电的固定的测量装置。例如，这可以包括耗量表、警报传感器、声学噪声检测器、化学传感器、浊度传感器、遥控阀或其他类型的监测传感器。

技术实现思路

[0008]根据本公开的第一方面，提供了一种用于测量或检测公共事业设施处的值的电池供电的固定的测量装置，其中，该测量装置包括LPWAN连接模块，其被配置为建立到低功率广域网(LPWAN)的无线通信连接，以经由LPWAN将数据传达到前端系统(HES)，其中，该LPWAN连接模块被配置为：
[0009]‑
尝试通过选择性地执行组中包括以下各项的一个来成功地建立到LPWAN的连接：扩展的LPWAN搜索和有限的LPWAN搜索；
[0010]‑
只要尚未达到功率预算节省的总数或总量的节省阈值，就否决扩展的LPWAN搜索；
[0011]‑
针对每次不成功的有限的LPWAN搜索，增大功率预算节省的总数或总量；以及
[0012]‑
如果功率预算节省的总数或总量达到节省阈值，则允许扩展的LPWAN搜索，其中，功率预算节省的总数或总量随着每次进行的扩展的LPWAN搜索而减小。
[0013]因此，基本想法是只要还没有达到某个节省阈值，则LPWAN搜索就是受限的以节省功耗。只要有限的LPWAN搜索成功，功耗就相对较低。但是，如果有限的LPWAN搜索不成功，那么想法是不立即进行扩展的LPWAN搜索，而是通过停止尝试建立LPWAN连接来“节省”能量。因此，节省了能量，因为有限的LPWAN搜索的最大能耗低于扩展的LPWAN搜索的能耗。如果能够建立LPWAN连接，则本文认为LPWAN搜索成功，否则认为不成功。可以在没有发送数据的情况下将LPWAN连接模块断电，直到下一次定期地时间表安排的读取到期为止。因此，不发送数据可以进一步节省能量，例如，不会花费基于时间表的每次数据传送的某个最大或典型平均能量配额。从而可以保证最短的电池寿命，因为防止了过多的长时间LPWAN搜索。需要说明的是，本文的“通电”/“断电”应该包括开启/关闭或离开/进入省电模式(PSM)，在该模式中，通过LPWAN无法到达LPWAN连接模块，而是LPWAN连接模块保持注册到LPWAN。术语“减小”在本文中应包括将功率预算节省减小到一定数或一定量，或将功率预算节省减小一定数或一定量。优选地，功率预算节省的总数或总量被减小(例如，重置)到初始数(例如，零)，或者减小一定量，例如，等于扩展的LPWAN搜索超过典型或平均的有限的LPWAN搜索所花费的功率预算的量。
[0014]测量装置可以包括电子壳体，其包围信号连接到LPWAN连接模块的电子组件，例如，微控制器。LPWAN连接模块可以是包围的电子组件的一部分和/或至少部分集成到微控制器中。例如，LPWAN连接模块可以与微控制器一起布置在公共印刷电路板(PCB)上或布置在单独的PCB上。或者，LPWAN连接模块可以布置在测量装置的额外壳体中，其中，该额外壳体可以与电子壳体集成、附接到电子壳体或与电子壳体分离。
[0015]优选地，LPWAN可以是使用由第三代合作伙伴计划(3GPP)开发的窄带物联网(NB
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IoT)或长期演进机器类型通信(LTE
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M)技术标准的网络。优选地，可以使用在3GPP版本13、14、15、16或更高版本中定义的任何规范。可能的3GPP物联网技术可能包括LTE Cat NB1、LTE Cat NB2、LTE Cat M1或LTE Cat M2。
[0016]由于授权的LPWAN连接的链路预算相对较高，因此数据可以包括一定数量(例如，
10)的最近的读取的冗余信息，以便即使在某本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于测量或检测公共事业设施处的值的电池供电的固定的测量装置(7)，其中，所述测量装置(7)包括低功率广域网LPWAN连接模块，该LPWAN连接模块被配置为建立到LPWAN的无线通信连接，以经由LPWAN将数据传达到前端系统HES(3)，其中，所述LPWAN连接模块被配置为：尝试通过选择性地执行包括以下各项的组中的一项来成功地建立到LPWAN的连接(9)：扩展的LPWAN搜索(225)和有限的LPWAN搜索(207)；只要尚未达到功率预算节省的总数或总量的节省阈值，就否决所述扩展的LPWAN搜索(225)；针对每次不成功的有限的LPWAN搜索(207)，增大(219)所述功率预算节省的总数或总量；以及如果所述功率预算节省的总数或总量已经达到所述节省阈值，则允许所述扩展的LPWAN搜索(225)，其中，所述功率预算节省的总数或总量随着每次进行的扩展的LPWAN搜索(225)而减小(227)。2.根据权利要求1所述的测量装置(7)，其中，所述功率预算节省的总数是用于对不成功的有限的LPWAN搜索(207)的数量进行计数的计数器值，其中，所述节省阈值是预定的整数值。3.根据权利要求1或2所述的测量装置(7)，其中，所述功率预算节省的总量是不成功的有限的LPWAN搜索(207)的功率预算节省的总和的累加值，其中，所述节省阈值是预定阈值。4.根据前述权利要求中任一项所述的测量装置(7)，其中，所述LPWAN连接模块被配置为将所述有限的LPWAN搜索(207)限制到预定的最大搜索持续时间和/或优先的频率或频段。5.根据前述权利要求中任一项所述的测量装置(7)，其中，所述LPWAN连接模块被配置为对于所述有限的LPWAN搜索(207)使用存储在所述测量装置(7)中或传输到所述测量装置(7)的LPWAN连接信息。6.根据前述权利要求中任一项所述的测量装置(7)，其中，所述测量装置(7)被配置为根据预定的数据传输时间表(233)为所述LPWAN...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：卡姆鲁普股份有限公司，
类型：发明
国别省市：