DE2323959C3 - Anordnung zur Fernablesung mehrerer Zähler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Fernablesung mehrerer Zähler nach dem Oberbegriff des Anspruchs I.

Eine derartige Anordnung ist aus BROWN, BOVERI MITTEILUNGEN, Bd. 52 (1965), Heft 5/6, S. 400-414 bekannt. Die bekannte Anordnung ist zwar für unterschiedliche Ntshrichtennetze bestimmt, so auch für die Trägerfrequenzverbindungen über Hochspannungsleitungen, jedoch sind zu ihr Einzelheiten besonderer Maßnahmen zur Anpassung der Anlage an das jeweilige Nachrichtennetz nicht angegeben. Insbesondere wird auf die folgende Problematik, die besonders deutlich bei zur Nachrichtenübertragung verwendeten Stromverteilernetzen zum Ausdruck kommt, nicht eingegangen. Viele Nachrichtennetze und gerade die vermaschten Stromverteilernetze haben zwischen zwei voneinander entfernten Punkten verschiedene Nachrichtenwege mit jeweils eigener Übertragungs-Laufzeit. Während hierbei erfahrungsgemäß die kürzeste Übertragungs-Laufzeit zwischen den beiden Punkten zeitlich wenigstens ungefähr festliegt, hängt die größte Übertragungs-Laufzeit von verschiedenen, zeitlich sich ändernden Faktoren ab und ist entsprechend zeitveränderlich. Zu den EinfluBfaktoren gehören Temperaturschwankungen und in besonders bedeutendem Maße das Zu- und Abschalten von Verteiler-Transformatoren im Stromverteilernetz. Die zeitliche Schwankung mindestens der größten Übertragungs-Laufzeit ergibt Änderungen der zeitlichen Dauer und Lage der empfangenen Bit-Impulse, was in Verbindung mit der Ungewißheit über den jeweiligen Wert der größten Übertragungs-L.aufzeit bei normaler Auswertung der empfangenen Bit-Impulse zu einem fehlerhaften Erkennen der Nachricht, nämlich der Zählercodes und der Zählerstände, führen kann, wodurch die Brauchbarkeit einer Anordnung zur Fernablesung von Zählern in Frage gestellt wird.

Entsprechend liegt der Frfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannte Anordnung so auszugestalten, daß die richtige Erkennbarkeit der übertragenen Nachrichten auch bei unterschiedlichen und zeitveränderlichen Übertragungs-Laufzeiten zwischen Sende- und Empfangspunkt immer sichergestellt ist.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäO mit der im

<>5 Anspruch I gekennzeichneten Anordnung gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung wird von der Erkenntnis ausgegangen, daß an einem Punkt ausgesendete Bit-Impulse bestimmter Länge aufgrund der

verschiedenen Übertragung«-Laufzeiten zwischen zwei Punkten beim Empfang am anderen Punkt eine scheinbare zeitliche Verlängerung erfahren, die sich nach dem Unterschied zwischen der größten und der kleinsten Übertragungs-Laufzeit richtet und somit die Schwankungen der größten Laufzeit wiederspiegelt. Durch die fortlaufende Messung der scheinbaren Verlängerung an Hand der ankommenden Bit-Impulse und die Anpassung der Übertragungsgeschwindigkeit ausgesendeier Bit-Impulse nach Maßgabe des jeweiligen Meßergebnisses an die jeweilige größte Laufzeit wird nun der Vorteil erreicht, daß eine Überlappung verschiedener Bit-Impulse zu einem scheinbaren einzigen Impuls auf der Empfangsseite und der damit zwangsläufig verbundene Informationsverlust sicher vermieden werden kann, ohne daß die Übertragungsgeschwindigkeit von vornherein zur Berücksichtigung der denkbar größten Übertragungs-Laufzeit unwirtschaftlich niedrig angesetzt werden muß. Vielmehr erfolgt bei der erfindungsgemäßen Anordnung ein Herabsetzen der Übertragungsgeschwindigkeit, ά. h. ein zeilliches Auseinanderrücken der einzelnen, verschiedenen impulse der digitalen Signale nur jeweils in dem Maße, wie es zur Kompensation der mit größer werdender Maximal-Laufzeit zunehmenden scheinbaren zeitlichen Verlängerung der Impulse am Empfangsort notwendig ist. Dadurch ist bei der Erfindung fortlaufend eine getrennte und damit fehlerfreie Erkennung der einzelnen Bit-Impulse der digitalen Signale gewährleistet.

Eine wichtige Weiterbildung der Erfindung, mit welcher die Fehlersicherheit noch weiter erhöht wird, ist in den Ansprüchen 2 und 3 gekennzeichnet. Die zeitliche Verlängerung eines Bit-Impulses am Emfangsorl aufgrund gleichzeitig vorhandener, verschiedener Laufzeiten ergibt am Empfangsort für den jeweiligen Impuls eine bestimmte zeitliche Verteilung des Nutz-Pegels mit einem Maximum zu einem Zeitpunkt, an dem sich der über die verschiedenen Wege ankommende Impuls am häufigsten überlappt. Dies wird bei der Weiterbildi'ng nach Anspruch 2 ausgenutzt, indem der binäre Wert eines empfangenen Bit-Impulses nur zu einem bestimmten Zeitpunkt abgetastet wird, den man wegen seiner Abhängigkeit von der größten Übertragungs-Laufzeit stets wenigstens ungefähr mit dem Maximum des Nutz-Pegels zusammenfallen lassen kann, wobei die Ausgestaltung nach Anspruch 3 davon ausgeht, daß das Maximum ungefähr nach der Hälfte der Zeitspanne zwischen Beginn und Ende des Empfangs eines Bit-Impulses auftritt. Die Abtastung des binären Wertes eines Bi'-Impulses im Maximum seines Nutz-Pcgels, also zum Zeitpunkt des größten Störabstandes ergibt natürlich eine weitere Erhöhung der Wahrscheinlichkeit der richtigen Erkennung.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 4 bis 9 gekennzeichnet.

Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren Einzelheiten an Hand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild eines Stromverteilernetzes mit einer Anordnung zur Zähler-Fernablesung,

Fig. 2 einen Signalplan mit dem zeitlichen Verlauf verschiedener Signale, die bei der Anordnung zur Zähler-Fernablesung auftreten,

Fig. 3 ein Blockschaltbild der Anordnung zur Zähler-Fernablesung,

F i g. 4 ein Blockscha':bild eines Teils der Zentraleinheit der Anordnung nach F i g. 3,

Fig.5 ein Blockschaltbild eines Primärcoders bzw. Transponders der Anordnung nach F i g. 3.

F i g. I zeigt einen Teil eines üblichen Stromverteilcrnetzes 32 mit einem Drehstromgenerator 10, der an eine s dreiadrige Netzleitung 14 angeschlossen ist und von dort über einen Aufwärtstransformator 16 eine dreiadrige Hochspannungs-Übertragungsleitung 18 beaufschlagt. An die Netzleitung 14 ist eine Zentraleinheit 20 angeschlossen die einen Rechner umfaßt und

ίο Zählercodes sowie Zählerstände in binärer Form verarbeitet.

Zur Verteilung des Drehstroms aus der Leitung 18 dient eine Anzahl Abwärtstransformatoren 22, von denen in Fig. I nur einer gezeichnet ist. Sie speisen

ι.ϊ jeweils eine dreiadrige Neizleitung 24, an die eine Mehrzahl von Verteilertransformatoren 26 angeschlossen ist, von denen in F i g. 1 zwei gezeigt sind. Sie setzen die Spannung auf einen üblichen Verbrauchswert herab. Eine von jedem Transformator 26 abgehende dreiadrige Anschlußleitung 27 führt zu einer Mehrzahl von Haushalt- oder Industrie-Zähk.v, 28, die jeweils den Energieverbrauch eines angeschlossenen elektrischen Verbrauchers 29 erfassen. An die Anschlußleitung 27 und an jeden Zähler 28 ist ein Transponder bzw. Primärcoder 30 angeschlossen, der von der Zentraleinheit J.O über das Stromverteilernetz Zählercodes empfängt, seinen eigenen bestimmten Zählercode identifiziert und einen gespeicherten Zählerstand auf Abruf an die Zentraleinheit 20 abgibt.

Für die zu übertragenden Zählercode- und Zählerstand-Signale gibt es im Stromverteilernetz 32 aufgrund der üblichen Vermaschung derselben zwischen der Zentraleinheit 20 und jedem Transponder 30 eine Vielzahl von Nachrichtenwegen mit von Weg zu Weg unterschiedlichen und zeitveränderlichen Übertragungs-Laufzeiten. Daher besteht für jedes über eine einzige Zentraleinheit 20 gesteuerte System immer ein momentaner Maximalweg, d. h. ein Nachrichtenweg mit der größten Übertragungs-Laufzeit, der sich verändert, wenn verschiedene Transformatoren in das Netz eingeschaltet oder von diesem abgeschaltet werden, und ein Minimalweg mit der kleinsten Laufzeit.

In F i g. 2 ist ein Zeitdiagramm dargestellt, das das zu Beginn übermittelte Bit eines vollständigen Signals und die von einem Transponder über verschiedene Wege erhaltenen Bits zeigt. Das in Fig. 2a dargestellte Bit wird von der Zentraleinheit 20 durch Modulation eines tonfrequenten Signals auf der Übertragungsleitung übertragen. Dieses Bit hat seinen Anfang im Zeitpunkt To, seine Dauer oder Länge beträgt T. Die modulierte Information wird über das Netz weitergegeben und über den Minimalweg kommend zuerst im Zeitpunkt Ta an einem bestimmten Transponder 30 empfangen. Das empfangene Bit hat ebenfalls die Dauer 7" (F i g. 2b). Das gleiche über den Maximalweg ankommende Bit wird im Zeitpunkt Tm empfangen (Fig.2c). Aus Fig.2a ist ersichtlich, daß das nächste gleichlange Bit erst gesendet wird, wenn das hintere Ende des über den Maximalweg ankommenden Pits der voraufgehenden Übertragung durchgelaufen ist In F i g. 2 ist zur Darstellung jedes Bits eine rechteckförmige Welle gewählt. DaS tatsächliche modulierte Signal ist während der Bitzeit zeitveränderlich.

Fig.3 zeigt ein Blockschaltbild einer Zentraleinheit

f>5 20 und eines Tr; nsponders 30. Beide sind an eine Dreiphasen-Netzleitung angeschlossen, die durch drei Adern 32a,32fcund32cdargestellt ist.
Zur Zentraleinheit 20 gehören ein Rechner 40, eine

Tor- und Zeitgeberschaltung 60, ein Arbeits-Speicher 50, eine veränderbare Abtastlogik 70, eine Rückkoppelungssteuerung 80 und ein Modem 90. Der Rechner 40 ist vorzugsweise ein herkömmlicher Mehrzweck-Rech ner, der sowohl Zählercodes als auch Zählerstande der zugehörigen Zähler zu speichern vermag und an den bestimmte Peripheriegeräte anschließbar sind, nämlich ein Ein- und Ausgabegerät 36. beispielsweise ein Fernschreiber, ein Drucker 38 und ein HilfsSpeicher 42. In den Rechner 40 lassen sich bestimmte Vorrangprogramme eingeben, um festzulegen, wann jedes Gerät zu benutzen ist und auch wann dem Speicher 50 Zählcodes zugeführt weiden sollen.

Der Zeitgeberteil der Tor- und Zeitgeberschaltung 60 bestimmt drei Grund Zeitintervalle, nämlich ein erstes Intervall, während dem eine Mehrzahl von Zählercodes an den Speicher 50 gegeben werden, ein zweites Intervall, während dem jeder Zählercode an die i ransponder übermittelt und der entsprechende Zäiilci stand vom jeweiligen Transponder empfangen und gespeichert wird, und ein drittes Intervall, während dem die empfangenen Zählerstände in den Rechner 40 zur weiteren Verarbeitung eingegeben werden. Im einzelnen erfolgt während des zweiten Intervalls die serielle Übermittlung eines Zählercodes, der serielle Empfang eines Zählerstandes und die Übermittlung des folgenden Zählercodes. Diese Reihenfolge setzt sich so lange fort, bis alle Zählercodes übermittelt und entsprechende Zählerstände empfangen sind. Während dieses Intervalls ist die veränderbare Abtastlogik eingeschaltet und steuert den Aufnahmezeitpunkt für jedes Bit der eingehenden Signale in Abhängigkeit vom momentanen Maximalweg.

Die Rückkoppelungssteuerung 80 gestattet die bitweise Übertragung der Zählercodes an das Modem 90. Zur Rückkoppelungssteuerung 80 gehört eine vom Modem 90 kommende Eingabe-Leitung, die in Abhängigkeit vom Maximalweg, über den ein Bit vom Modem 90 empfangen wurde, die Geschwindigkeit steuert, mit der Bits ausgesendet werden.

Das Modem 90 umfaßt einen Frequenzumtast-Modulator 95. ein Hochpaßfilter· 97 und einen Rechteck-Umformer 98. Es vermag ein binäres 1/0-Signal in ein auf der Netzleitung moduliertes tonfrequentes Signal umzuwandeln. Zur Darstellung beispielsweise eines 1 -Bits wird auf der Netzleitung ein 1100-Hz-Signal vorbestimmter Dauer moduliert (vgl. Fig. 4). Andererseits ist durch ähnliche Modulation eines 900-Hz-Signals auf der Netzleitung ein O-Bit darstellbar. Zwischen jeder Bitzeit ist eine Ruhezeit vorgesehen. Das Hochpaßfilter 97 läßt nur lonfrequente Signale durch und weist eine verhältnismäßig konstante Verstärkung im Frequenzbereich von beispielsweise 800 bis 1200Hz auf. Der Rechteck-Umformer 98 umfaßt eine herkömmliche Halbwellen-Gleichrichterschaltung, die als Ausgangssignal eine rechteckförmige Halbwelle erzeugt.

An einen Ausgang des Modems 90 und einen Eingang eines als Aufnahmespeicher dienenden Zählerstand-Registers 62 ist ein Frequenz-Binär-Umsetzer 64 angeschlossen. Dieser kann beispielsweise ein Zählgerät und einen Puffer aufweisen und das vom Modem 90 gelieferte 900- oder 1100-Hz-Signal in ein binäres Signal umwandeln. F i g. 2d. 2e und 2f zeigen die tonfrequenten Signale aus dem Hochpaßfilter, die rechteckförmigen Signale und die entsprechenden binären Signale nach dem Muster »0101«. Die erhaltenen Zählerstände werden sequentiell im Register 62 gespeichert. Die Eingabe der erhaltenen Bits in das Register 62 erfolgt durch die Abtastlogik 70 zu einem Zeitpunkt, der durch die maximale Laufzeit des Stromverteilernetz.es bestimmt wird. Zur Abtastlogik 70 gehört eine Zeitmeß schaltung, mit der sich die Zeitspanne zwischen dem <; Erhalt des Anfangs des Bits (Beginn des tonfrequenten Signals) bei Übertragung auf dem Minimalweg und dem Ende desselben über den Maximalweg übertragenen Bits ermitteln läßt Die Abtastlogik 70 weist weiterhin eine Abtastschaltung zum Abtasten des umgewandelten

,,. Bits etwa in der Mitte der ermittelten Zeitspanne sowie da/u eine F.inrichtiing auf. die die Abtastung des nachfolgenden Bits bis zum Ablauf der ermittelten Zeitspanne und somit eine fälschliche Bitabtastung infolge Veränderungen der Systemlauf/cit verhindert.

,< Zum Transponder 30 gehören ein Modem 110, eine veränderbare Abtastlogik 120, ein Zählcrcode-Register 130. ein Zählerstand-Register 112, ein Vcrgleichcr 140 und ein Zählercode-Speicher 142. Das Modem 110 ist «ic das Modern 90 aufgebaut Der Zahler 28 gib! ·>η eine

_2n zum Register 112 führende Ausgangsleitung Drehimpul se ab. Die Geschwindigkeit, mit der diese übertragen werden, steht in direktem Verhältnis zum Stromverbrauch des angeschlossenen Verbrauchers 29.

Die Abtastlogik 120 ist wie die Abtastlogik 70 der

2^ Zentraleinheit 20 ausgeführt. Der übermittelte Zählercode wird sequentiell im Register 130 gespeichert. Die Ringabc jedes erhaltenen Bits in das Register 130 erfolgt durch eir .n Abtastausgang der Abtastlogik 120 zu einem Zeitpunkt, der durch die maximale Übertragungs

,o Laufzeit des Stromvcrteilcrnetzes bestimmt wird. Die Umwandlung des impulsförmigen Ausgangssignals des Modems 110 in ein binäres Zähler^ode-Signal besorgt ein Frequcnz-ßinär-Umsetzer 132. von welchem au·· die (!herstellung des jeweiligen Bits in das Register 130

,.; nach Maßgabe einer Abtastung des Ausgangssignals des Modems durch die Abtastlogik 120 erfolgt.

Der Zählcrcodc Speicher 142 enthält ein festes binäres C'odewort. das von Transponder zu Transponder unterschiedlich ist und durch das der Transponder

_4<) 30 und der zugehörige Zähler identifizierbar sind. Speicher 142 und Register 130 sind ausgangsseitig an den Vergleicher 140 angeschlossen. Sind die Codes im Speicher 142 und im Register 130 identisch, erzeugt der Vergleicher 140 ein Ausgangssignal und zeigt dadurch

4< an. daß der Transponder abgefragt worden ist. Das Ausgangssignal des Vergleichers 140 geht zum Register 112. das den jeweiligen Zählerstand in binär codierter Form enthält, und bewirkt die Überstellung des Inhalts des Registers 112 zum Modem 110 mit einer

so vorbestimmten Geschwindigkeit oder aber mit einer Geschwindigkeit, die wenigstens teilweise durch uen Maximalweg, den die vom Transponder 30 empfangene Information zurückgelegt hat, bestimmt wird. Der Modem 110 tastet den binären Zustand jedes Bits und

5s führt das entsprechende tonfrequente modulierte Signal der Netzleitung zu.

F i g. 4 zeigt die veränderbare Abtastlogik 70, da: Modem 90 und die Rückkoppelungssteuerung 80 dei Zentraleinheit 20. Der binäre Zählercode wird währenc des zweiten Grund-Intervalls aus dem Speicher 50 zurr Eingang 94A eines Parallel-Serien-Registers 94 übermittelt, dort gespeichert und mit Steuerung durch eir Schieberegister 93 an einem Eingang 94Ö auf eint Leitung 94C weitergeschaltet. Jeder Zählercode unc

6= jeder codierte Zählerstand besteht aus 16 Bits. Da; Register 94 ist daher in der Lage. 16 Bits zu speichern Diese 16 Bits werden über die Leitung 94C derr Frequenzumtast-Modulator 95 des Modems 90 sequen

tiell zugeführt und von dort als Frequenzen von 900 bzw. 1100 Hz auf die Stromleitung moduliert.

Sobald einer der Transponder 30 seinen eigenen Zählercode erkennt, übermittelt er seinen Zählerstand seriell. Bit für Bit, an die Zentraleinheit 20. Das entsprechende Zählerstand-Signal wird von der Netzleitung dem HochpaBfilter 97 zugeführt, der die Tonfrequenz-Signale mit 900 oder 1100Hz durchläßt, jedoch die Netzfrequenz sperrt. Ein Ausgangssignal des Hochpaßfilters 97 ist in Fig.2d dargestellt. Es geht zu dem Rechteck-Umformer 98, dessen Ausgangssignal in F i g. 2e als eine Impulsfolge mit einer Frequenz von 900 oder 1100 Hz dargestellt ist. Dieses Ausgangssignal wird der veränderbaren Abtastlogik 70, der Rückkoppelungssteuerung 80 und dem Frequenz-Binär-Umsetzer 64 zugeführt Das Ausgangssignal des Umsetzers 64 für eine Bitfolge des Musters 0101 ist in K i g. 2f dargestellt. Der Ausgang des Umsetzers 64 ist an das Zählerstandkegister t>2 angeschlossen und jedes Bit wird zur richtigen Zeit von einem Überstellimpuls abgetastet, der über eine an einen Vergleicher 86 der veränderbaren Abtastlogik 70 angeschlossene Leitung 86/4 kommt.

Die Abtastlogik 70 weist einen Anstiegzeit-Differentiator 81, einen monostabilen Multivibrator 82, einen Zähler 83, ein Register 85, eine Voreinstell-Schaltung 87 und den Vergleicher 86 auf. Es sei angenommen, daß sich die Schaltung in dem Zustand befindet, in dem der Hochpaßfilter 97 gerade ein hochfrequentes Signal empfängt, das von einem Transponder über das Stromverteilernetz auf dem Minimalweg übermittelt wird, L»er Differentiator 81 erfaßt die Vorderflanke jedes vom Rechteck-Umformer 98 kommenden Impulses (F i g. 4e) und gibt an die Ausgangsleitung 81A einen schmalen, scharfen Zählimpuls ab, der zum Zähl-Eingang des Zählers 83 und zum monostabilen Multivibrator 82 gelangt. Der Zähler 83 erhält anschließend über die Leitung 81/4 so lange Zählimpulse, wie am Hochpaßfilter 97 ein tonfrequentes Signal ansteht. Am Ende des Bits, welches auf dem Maximalweg übertragen wurde, stellt der Differentiator 81 keine weiteren Impulse fest; der Zähler 83 hat dann eine maximale Zählung erreicht Der monostabile Multivibrator 82 geht bei Empfang eines Zählimpulses in den Hochzustand und verbleibt in diesem so lange, wie er Zählimpulse hoher Frequenz empfängt.

Sobald der Multivibrator 82 in seinen Tiefzustand zurückgeht, wird auf einer Ausgangsleitung 82,4 ein Signal erzeugt das einer Verzögerungsschaltung 84 und dem Register 85 zugeführt wird. Daraufhin wird in das Register 85 die Hälfte des Zählwertes im Zähler 83 überstellt Die Verzögerungsschaltung 84 liegt zwischen der Ausgangsleitung WlA und dem Zähler 83, um den Impuls auf der Leitung 82/4 so zu verzögern, daß die Überstellung aus dem Zähler 83 in das Register 85 erfolgen kann, bevor der Zähler 83 auf Null rückgestellt wird. Der Zähler 83 ist über sechs Ausgangsleitungen 83/4 an das Register 85 und an den Vergleicher 86 angeschlossen. Vom Register 85 aus gehen sechs Ausgangsleitungen 85/4 ebenfalls zum Vergleicher 86. Somit wird bei jedem Empfang eines Bits in der Zentraleinheit 20 am Ende der durch den monostabilen Multivibrator 82 erfaßten Bit-Zeitspanne die Hälfte des im Zähler 83 stehenden Zählwertes in das Register 85 übertragen. Wenn das Stromverteilernetz stabil ist und in die maximale Zählung im Zähler 83 konstant bleibt, würde der Vergleicher 86 an der Ausgangsleitung 86/4 einen Überstellimpuls nach ungefähr der Hälfte der Bit-Zeitspanne erzeugen. Hat der Zähler 83 beispielsweise anfänglich eine Zählung bis zwanzig vorgenommen und wird deshalb ein Zählwert zehn in das Register 85 übertragen, dann wird das folgende Bit abgetastet, wenn der Zähler 83 den Zählwert zehn erreicht. Die binären Daten auf den Leitungen 83/4 und 85,4 sind dann identisch und der Vergleicher 86 erzeugt auf der Leitung 86,4 den Überstellimpuls der das jeweilige Ausgangssignal des Umsetzers 64 zum richtigen Zeitpunkt in das Zählerstand-Register 62 eintastet.

ίο Die Voreinstell-Schaltung 87 dient dazu, am Register 85 einen Anfangszählwert einzustellen. Sie weist eine Reihe von handbetätigten Schaltern auf. Beispielsweise kann in das Register 85 der Zählwert zehn eingegeben sein. Erreicht dann der Zähler 83 den Zählwert zehn,

is erzeugt der Vergleicher 86 den Überstellimpuls für das betreffende Bit. Zählt der Zähler 83 dann weiter bis dreißig, wird am Ende der Bit-Zeitspanne ein Zählwert fünfzehn in das Register 85 übertragen. Die Abtastung des folgenden Bits würde dann in der fviitte der Bit-Zeitspanne bei einem Zählwert fünfzehn erfolgen. Der Zeitpunkt, zu dem die Überstell-Abtastung innerhalb einer Zeitspanne vorgenommen wird, ist somit immer durch die Zeitspanne des vorhergehenden Bits bestimmt. Sobald das letzte Bit eines Zählerstandes in das Register 62 eingegeben ist, wird ein MBit-Signal erzeugt. Dieses bewirkt über die Tor- und Zeitgeberschaltung 60 die Überstellung des Zählerstandes aus dem Register 62 in den Speicher 50.

Die Rückkoppelungssteuerung 80 dient hauptsächlich

dazu, die Übertragung der Zählercodes so zu steuern, daß diese zu einem Zeitpunkt stattfindet, der abhängig ist von der Geschwindigkeit, mit der über den Rechteck-Umformer 98 aus dem Netz Information empfangen wird. Wie bereits erwähnt, wird die zu übermittelnde Information zum Parallel-Serien-Register 94 übertragen. An dessen Eingang 94ß wird vom Schieberegister 93 eine Reihe von Impulsen erzeugt, die untereinander einen vorbestimmten Zeitabstand haben. Bei Auftreten des letzten Impulses aus dieser Reihe erzeugt das Schieberegister 93 ein M-Bit-Signal. Das Schieberegister 93 arbeitet asynchron und wird von einem UND-Gatter 92 über eine Leitung 93,4 eingeschaltet.

Das UND-Gatter 92 wird aufgeschaltet, sobald ein Sende-Flip-Flop 89 im gesetzten Zustand einen Befehl SENDEN abgibt Das Flip-Flop 89 steuert die Datenübertragung über den Frequenzumtast-Modulator 95 und wird gesetzt sobald über ein UND-Gatter 91 und eine Verzögerungsschaltung 99 zwei Freigabe-Signale R und B aus der Tor- und Zeitgeberschaltung 60 an den Setz-Eingang des Flip-Flops 89 abgegeben werden. Die Rückstellung des Flip-Flops 89 erfolgt mit dem M-Bit-Signal. Die Verzögerungsschaltung 99 bewirkt daß das Signal SENDEN nicht abgesetzt wird, bevor Information in das Register 94 übertragen wurde. Zu diesem Zeitpunkt nimmt das Signal SENDEN einen hohen Pegel an. Sobald dann am Ausgang eines spannungsgesteuerten Oszillators 88 Impulse erzeugt werden, gelangen diese über das UND-Gatter 92 als Schiebeimpulse zum Schieberegister 93.

An den Ausgang des Rechteck-Umformers 98 ist eine Ladungsmittelungs-Schaltung 101 mit einen aufladbaren Kondensator angeschlossen, deren Ausgangsspannung eine direkte Funktion der vom Rechteck-Umformer 98 während einer vorbestimmten Zeitspanne empfangenen Anzahl von Impulsen ist, wobei diese Zeitspanne das Intervall zwischen den Bits eines Codewortes sein kann. Der Ausgang der Schaltung 101 ist an einen

spannungsgesteuerten Oszillator 88 angeschlossen, um dessen Impulsfolgefrequenz steuern zu können. Der Oszillator 88 ist so ausgebildet, daß die Folgefrequenz seiner Ausgangsimpulse mit abnehmender Eingangsspannung ansteigt. Wird vom Rechteck-Umformer 98 beispielsweise infolge Verlängerung des Maximalweges eine größere Impulszahl empfangen, so ist die Ausgangsspanntirtg der Schaltung 101 höher. Die Folgefrequenz des Oszillators 88 ist dann kleiner und jedes Bit des Zählercodes wird mit einer geringeren Geschwindigkeit übertragen. Umgekehrt fällt die Ausgangsspannung der Schaltung 101 mit abnehmender Impulsanzahl vom Rechteck-Umformer 98 ab und die Impulsfolgefrcquenz des Oszillators 88 wird höher.

Das vom Flip-Flop 89 abgesetzte Signal SENDEN schaltet nicht nur das UND-Gatter 92 auf und ermöglicht die Abgabe von Impulsen aus dem Register 94, sondern sperrt auch das HochpaBfilter 97. Dies verhindert, daß das Filter 97 den Zählercode durchläßt, statt allein den Zählerstand.

Der in F i g. 5 dargestellte Transponder 30 ist ganz ähnlich aufgebaut wie der in F i g. 4 gezeigte Teil der Zentraleinheit 20. Zum Modem 110 des Transponders gehören ein Hochpaßfilter 104, ein Modulator 105 und ein Rechteck-Umformer 103. Ein von der Zentraleinheit 20 übertragener Zählercode gelangt über das Hochpaßfilter 104 und den Rechteck-Umformer 103 zum Frequenz-Binär-Umsetzer 132. Das binäre Ausgangssignal des Umsetzers 132 wird dem Zählercode-Register 130 zugeführt, das auch von der veränderbaren Abtastlogik 120 mit Überstellimpulsen angesteuert wird, um zum jeweils richtigen Zeitpunkt jedes vom Umsetzer 132 gelieferte Bit in das Register 130 einzugeben.

Die Abtastlogik 120 weist wie die Abtastlogik 70 einen Anstiegzeit-Differentiator 121 auf, der die Vorderflanke jedes vom Rechteck-Umformer 103 abgegebenen Impulses differenziert. Ein an den Ausgang des Differentiators 121 angeschlossener monostabiler Multivibrator 122 ist während der Zeitspanne, in der das Hochpaßfilter 104 ein Tonfrequenzsignal feststellt, in seinen Hochzustand gestellt. Das Ausgangssignal, das der monostabile Multivibrator 122 bei der Rückstellung abgibt, überträgt die Hälfte des Zählwertes aus einem Zähler 124 in ein Register 125 und stellt über eine Verzögerungsschaltung 123 den Zähler 124 auf Null zurück. Die Ausgangssignale des Zählers 124 und des Registers 125 gelangen zu einem Vergleicher 127. Dieser kann wie der Vergleicher 86 der Abtastlogik 70 einen Überstellimpuls auf eine Leitung 127/4 abgeben, die zu einem UND-Gatter 134 und zum Register 130 führt. Vergleicher 127, Zähler 124 und Register 125 schaffen für den Transponder 30 den gleichen Ausgleich der System-Laufzeit wie die ihnen entsprechenden Einrichtungen der Abtastlogik 70 der Zentraleinheit 20.

Der Zählercode-Speicher 142 weist eine Reihe von

ίο handbetätigten Schaltern auf, die auf den bestimmten Zählercode des Transponders eingestellt sind. Der an den Speicher 142 und an das Register 130 angeschlossene Vergleicher 140 erzeugt ein Ausgangssignal auf einer Leitung 140/4, die an das UND-Gatter 134 angeschlos sen ist. Dieses ist außerdem noch mit dem Vergleicher 127 und dem Register 130 verbunden. Das vom Register 130 kommende Eingangssignal gibt an, daß der Zählercode vollständig in das Register 130 eingegeben worden ist. Sobald an allen Eingängen des UND-Gat ters 134 ein hoher Pegel anliegt, hat der betreffende Transponder seinen Zählercode erkannt Das Ausgangssignal des UND-Gatters 134 geht zu einem monostabilen Multivibrator 136, dessen gesetzter Ausgang einen hohen Pegel so lange annimmt, bis alle Bits des Zählerstandes seriell aus dem Register 112 ausgesendet sind. Das Ausgangssignal des Multivibrators 136 wird auch zum Hochpaßfilter 104 geführt, um dieses während der Übermittlung des Zählerstandes über das Netz zu sperren.

Zum Transponder 30 gehört ferner ein herkömmlich ausgebildeter Oszillator 137, der zusammen mit dem Ausgang des monostabilen Multivibrators 136 an ein UND-Gatter 138 angeschlossen ist. Der Oszillator 137 erzeugt Impulse mit einer vom allgemeinen Aufbau eines bestimmten Netzes abhängigen vorbestimmten Impulsfrequenz, die bei einem Netz mit vielen langen Wegen niedriger ist als bei kleinen oder kurzen Wegen. Das Ausgangssignal des UND-Gatters 138 ist somit eine Reihe von sechzehn Impulsen, die auf die Leitung ίί2Α abgegeben werden und den im Register 112 enthaltenen Zählerstand über den Frequenzumtast-Modulator 105 auf die Netzleitung weiterschalten. Mit dem Ausgangssignal des Multivibrators 136 wird auch der Modulator 105 eingeschaltet

Sowohl bei der Zentraleinheit 20 als auch beim Transponder 30 kann das Register 85 bzw. 125 auch so ausgebildet sein, daß es andere Bruchteile als die Hälfte des Gesamtzählwertes empfängt

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentanspräche:

1. Anordnung zur Fernablesung mehrerer Zähler von einer Zentraleinheit aus über ein Nachrichtennetz, das zwischen jeweils einem Zähler und der Zentraleinheit mehrere Nachrichtenwege mit unterschiedlichen und zeitveränderlichen Übertragungs-Laufzeiten für zu übertragende Bit-Impulse hat, wobei die Zentraleinheit einen Speicher zur Aufnahme mehrerer, jeweils einen Zähler bezeichnender digitaler Zählercode-Signale aufweist, welche sequentiell über das Nachrichtennetz zu allen Zählern übertragbar sind, und bei der jedem Zähler ein Primärcoder (Transponder) zugeordnet ist, welcher beim Empfang des zugeordneten Zählercodes ein dem jeweiligen Zählerstand entsprechendes digitales Zählerstand-Signal zur Zentraleinheit abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Feststellung der Differenz von größter und kleinster Übertragungs-Laufzeit die Aussendung der Signale mit unter sich zeitlich gleich langen Bit-Impulsen erfolgt, daß jeder Bit-Impuls mindestens so lang ist, wie die größtmögliche Differenz von größter und kleinster Übertragungs-Laufzeit, daß die Zentraleinheil (20) und/oder jeder Primärcoder (30) eine Zeitmeßschaltung (101) zur Ermittlung der Zeitspanne zwischen dem von der kleinsten Übertragungs-Laufzeit abhängigen Beginn des Empfangs eines bestimmten Bit-Impulses und dem von der größten Übertragung-Laufzeit abhängigen Ende des Empfangs dieses Bit-Impvlses anweist, und daß die Übertragungsgeschwindigkeit der abgehenden digitalen Signale in Abhängigkeit vr-rn Meßergebnis der Zeitmeßschaliung im Sinne einer Erniedrigung der Übertragungsgeschwindigkeit mit zunehmender Übertragungs-Laufzeit und umgekehrt gesteuert ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentraleinheit (20) und/oder jeder Primärcoder (30) eine Abtastschaltung (82-87; 122—127) für die einzelnen Bit-Impulse der empfangenen digitalen Signale aufweist, welche d3s jeweilige Bit zu einem von der größten Übertragungs-Laufzeit abhängigen Zeitpunkt innerhalb der Bitzeit in einen Aufnahmespeicher (62; 130) überstellt.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurrh gekennzeichnet, daß jede Abtastschaltung (82—87; 122—127) eine Speicher- und Vergleichsschaltung (85—87; 125—127) zur Erzeugung eines Überstellimpulses für ein jeweiliges Bit zu einem Zeitpunkt aufweist, welcher auf den Beginn des Empfangs des entsprechenden Bit-Impulses nach ungefähr der Hälfte der für den vorherigen Bit-Impuls ermittelten Zeitspanne folgt.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bit-Impulse mit mindestens einer Tonfrequenz als Trägerfrequenz moduliert sind.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitmeßschaltung (101) als Ladungsmittelungs-Schaltung ausgebildet ist, die jeweils über die zeitliche Länge eines empfangenen Bit-Impulses integriert.

6. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitmeßschaltung (101) aus einer Zählschaltung besteht, die die Zahl der empfangenen Tonfrequenz-Schwingungen je Bit-Impuls auszählt.

7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von der Zeitmeßschaltung (101) ein in seiner Frequenz verstellbarer Oszillator (88) gesteuert ist, von dem die Übertragungsgeschwindigkeit der abgehenden digitalen Signale abhängig ist.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche I bis 7, gekennzeichnet durch die Anwendung zur Fernablesung von Elektriziiätszählern (28) in einem zur Nachrichtenübertragung verwendeten Stromverteilernetz (32).

9. Anordnung nach den Ansprüchen 4 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonfrequenzen so gewählt sind, daß sie eine Übertragung über Verteilertransformatoren (26) des Siromverteilernetzes (32) ermöglichen.