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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Zählersysteme zur Messung der
von einem Verbraucher bezogenen Menge eines Verbrauchsmediums wie
beispielsweise Gas, Strom, Wasser, usw. Die Erfindung hat ebenfalls
zum Gegenstand ein Verfahren zur Messung des Verbrauchs eines Mediums.
Die nachfolgende Beschreibung ist auf Gaszählersysteme ausgerichtet, wobei
dies jedoch so zu verstehen ist, dass die Erfindung auf Zählersysteme
für andere
Verbrauchsmedien Anwendung finden kann.
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Es
sind Zählersysteme
bekannt, bei denen die Zählervorrichtung
in den Räumlichkeiten
des Verbrauchers mit einem Kredit zur Zahlung der vom Verbraucher
bezogenen Gasmenge geladen werden kann. In solchen Systemen umfasst
die Zählervorrichtung
ein Absperrventil, das wahlweise so gesteuert werden kann, dass
die Gaszufuhr gesperrt wird. Das Ventil kann folglich derartig gesteuert
werden, dass die Gaszufuhr gesperrt wird, wenn der eingegebene Kredit
des Verbrauchers aufgebraucht ist, und dass die Gaszufuhr wieder hergestellt
wird, wenn an der Zählervorrichtung
ein neuer Kredit geladen wird. In früheren Systemen wurde der Kredit
durch Eingabe von Geldmarken bzw. Geldmünzen geladen. In neuerer Zeit
werden bestimmte Formen tragbarer Datenspeichervorrichtungen, und
insbesondere eine Speicherkarte wie z. B. eine Karte mit Magnetstreifen
oder eine Smartkarte verwendet, um den Zähler mit Kredit zu laden. Bei
diesen kartengesteuerten Systemen muss der Verbraucher normalerweise
die Karte zu einem entlegenen Verkaufspunkt, an dem die Zahlung
erfolgt und die Karte mit einem Kredit in Übereinstimmung mit der erfolgten
Zahlung geladen wird, mitnehmen. Die Karte wird dann in die Räumlichkeiten
des Verbrauchers zurückgebracht
und in ein Kartenlesegerät
der Zählervorrichtung
eingeführt,
welches den Kredit von der Karte einliest. Wie auch immer der Kredit in
das Gerät
geladen wurde, die Steuervorrichtung im Gerät überwacht den Gasverbrauch im
Hinblick auf den verfügbaren
Kredit und betätigt
das Ventil zur Unterbrechung der Gaszufuhr, wenn der Kredit des
Verbrauchers aufgebraucht ist.
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Der
Gaszähler
in den Räumlichkeiten
des Verbrauchers kann sich an einer Stelle befinden, die für den Verbraucher
zum Aufladen des Zählers
mit Kredit schwer zugänglich
ist. Deshalb ist es oft sinnvoller, eine Zahlungseinheit bereitzustellen,
die für
den Verbraucher die Schnittstelle zum Beladen des Systems mit Kredit
an einem leichter zugänglichen
Ort darstellt. Zur Vermeidung einer komplexen Zählerschaltung ist es wünschenswert,
dass die Zahlungseinheit den Betrieb des Systems im allgemeinen
steuert, und dass sie insbesonders den vom Zähler gemessenen Medienverbrauch
im Hinblick auf den verfügbaren
Kredit überwacht.
So muss eine Kommunikationsverbindung zwischen dem Zähler und
der Zahlungseinheit vorgesehen werden, damit der vom Zähler gemessene
Medienverbrauch der Zahlungseinheit mitgeteilt werden kann. Eine
solche Übermittlung
hat natürlich
auch einen Energieverbrauch zur Folge, und der Energieverbrauch
des Gerätes
hängt von
der Häufigkeit
dieser Übertragungen
ab. W096/03720 (Magyar Gazmero Technika) bezieht sich auf ein Gerät zur Zählung und
Ausgabe eines Verbrauchsgutes.
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Gemäss der vorliegenden
Erfindung wird ein Zählersystem
bereitgestellt, das folgendes umfasst: einen Zähler zur Messung der von einem
Verbraucher bezogenen Menge eines Verbrauchsmediums und zur Erzeugung
von für
besagten Verbrauch aussagekräftigen
Verbrauchsdaten; eine Ventilvorrichtungung, die wahlweise in einen
offenen Zustand, in welchem der Verbraucher mit dem Verbrauchsmedium
versorgt wird, und in einen geschlossenen Zustand, in welchem die
Versorgung unterbrochen ist, geschaltet werden kann; eine Zahlungsvorrichtung,
die so ausgelegt ist, dass sie über
eine Kommunikationsverbindung mit dem Zähler kommuniziert, wobei die
Zahlungsvorrichtung eine Eingabevorrichtung zur Eingabe eines für die Bezahlung durch
den Verbraucher aussagekräftigen
Kredits besitzt, und eine Zahlungskontrollvorrichtung zur Überwachung
des Medienverbrauchs in Bezug auf den Eingabekredit; wobei der Zähler so
ausgelegt ist, dass er besagte Verbrauchsdaten über die Kommunikationsverbindung
an die Zahlungsvorrichtung übermittelt,
und wobei das System so ausgelegt ist, dass es den Zustand der Ventilvorrichtung
in Abhängigkeit
von dem eingegebenen Kredit steuert und die Frequenz, mit welcher
der Zähler
die Verbrauchsdaten überträgt in Abhängigkeit des
Zustandes der Ventilvorrichtung verändert; und wobei der Zähler bei
geschlossener Ventilvorrichtung die Verbrauchsdaten mit einer festgelegten
Mindestfrequenz grösser
als Null Hertz überträgt.
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In
Ausführungen
der vorliegenden Erfindung wird deshalb die Häufigkeit, mit der die Verbrauchsdaten an
die Zahlungsvorrichtung übertragen
werden, je nachdem, ob die Ventilvorrichtung geöffnet oder geschlossen ist,
verändert.
Bei geöffneter
Ventilvorrichtung können
geeignete Zeitabstände
zur Übertragung
der Verbrauchsdaten, wie für
den effektiven Betrieb des Systems erforderlich, bestimmt werden.
Wenn die Ventilvorrichtung geschlossen ist, kann es in extremen
Fällen
in bestimmten Ausführungen
vorkommen, dass keine Übertragung
stattfindet. In der Praxis ist es jedoch im allgemeinen wünschenswert,
dass die Übertragungen mit
einer Mindestfrequenz weiter erfolgen, zum Beispiel an bestimmten
Zeitpunkten wie nachstehend erwähnt. Auf
jeden Fall verbessert die Möglichkeit
zur Änderung
der Übertragungsfrequenz
je nach Zustand der Ventilvorrichtung die Leistungseffizienz des
Systems. Dies ist in Ausführungen,
in denen der Zähler
und/oder die Zahlungsvorrichtung batteriebetrieben sind, besonders
vorteilhaft, da eine signifikante Steigerung der Batterielebensdauer
erreicht werden kann.
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Obgleich
Systeme denkbar sind, in denen der Zähler die Übertragung der Verbrauchsdaten
einleitet, wird der Zähler
mit Vorteil so ausgelegt, dass er die Verbrauchsdaten als Antwort
auf eine Aufforderung von der Zahlungsvorrichtung überträgt. In diesem
Falle bestimmt die Zahlungskontrollvorrichtung die Übertragungszeiten
für die
Aufforderung und folglich auch die Übertragungszeiten der Verbrauchsdaten
durch den Zähler.
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Die
Zahlungskontrollvorrichtung benutzt die vom Zähler übermittelteten Verbrauchsdaten
zur Überwachung
des Medienverbrauchs im Hinblick auf den eingegebenen Kredit. Der
Zustand der Ventilvorrichtung wird dementsprechend gesteuert, entweder
direkt von der Zahlungskontrollvorrichtung oder, wie dies in der
bevorzugten Ausführung nachstehend
beschrieben wird, vom Zähler.
Die Zahlungsvorrichtung kann auch so ausgelegt sein, dass dem Verbraucher
ein Alarm gemeldet wird, wenn der Kredit aufgebraucht ist, oder
vorzugsweise, dass der Verbraucher bei Erreichen eines niedrigen
Kreditwertes gewarnt wird. In allen Fällen muss die Zahlungskontrollvorrichtung
jedoch die Verbrauchsdaten so häufig
erhalten, dass die Ventilvorrichtung falls nötig geschlossen wird und der
Verbraucher den notwendigen Alarm oder die entsprechende Warnung
(falls vorgesehen) erhält.
Wenn der Kreditwert sehr niedrig ist und innerhalb eines relativ
kurzen Verbrauchszeitraumes aufgebraucht sein kann, muss die Zahlungsvorrichtung
die Verbrauchsdaten früher
als bei reichlich vorhandendem Kredit im System erhalten, um die
Kreditsituation zu überprüfen. So
wird in bevorzugten Ausführungen
bei geöffnetem
Ventil die Häufigkeit,
mit der der Zähler
die Verbrauchsdaten an die Zahlungsvorrichtung weiterleitet, zusätzlich in
Abhängigkeit
vom unverbrauchten Kredit verändert.
Die Änderung
der Übertragungsfrequenz
der Verbrauchsdaten bei geöffnetem
Ventil ermöglicht
eine weitere Verbesserung der Leistungseffizienz.
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Die Übertragungsfrequenz
für die
Verbrauchsdaten wird vorzugsweise durch die Einstellung des Zeitabstandes
bis zur nächsten Übertragung
je nach dem zum Zeitpunkt der Verbrauchsdatenübertragung noch verfügbaren Kredit
verändert.
So kann die Zahlungskontrollvorrichtung bei Erhalt der Verbrauchsdaten
den geeigneten Zeitabstand bis zur nächsten Übertragung der Daten festlegen.
Dies kann durch Berechnung des Zeitabstandes, in welcher der unverbrauchte
Kredit unter Voraussetzung eines Referenzverbrauchs auf einen bestimmten
Wert zurückgehen
würde,
erfolgen. Dieser bestimmte Wert könnte in einigen Ausführungen
Null sein, er sollte jedoch vorzugsweise mit der Auslösungsschwelle
der Warnung des Verbrauchers bei Erreichen eines niedrigen Kreditwerts übereinstimmen.
Der von der Zahlungskontrollvorrichtung angewandte Referenzverbrauch
zur Berechnung des Übertragungszeitabstandes
kann ein vorbestimmter Festverbrauch sein, z. B. der mittlere Verbrauch
eines durchschnittlichen Verbrauchers, oder zum Beispiel die höchstmögliche Durchsatzmenge.
Alternativ kann der Referenzverbrauch von der Zahlungskontrollvorrichtung in
Abhängigkeit
festgelegter Kriterien verändert
werden, z. B. des durchschnittlichen Verbrauchs des jeweiligen Verbrauchers
im letzten Zeitraum oder der voraussichtlichen jahreszeitbedingten
Verbrauchsschwankung.
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Wie
obig erwähnt
kann in bestimmten Ausführungen
die Zahlungskontrollvorrichtung das Ventil in Abhängigkeit
von der Kreditsituation direkt steuern. In der nachstehend beschriebenen
bevorzugten Ausführung wird
der Zustand des Ventils durch den Zähler gesteuert, und in solchen
Ausführungen
wird der Zähler
so ausgelegt, dass er Zustandsdaten überträgt, um der Zahlungsvorrichtung
gleichzeitig mit den Verbrauchsdaten den aktuellen Ventilzustand
mitzuteilen. Die Zustandsdaten können
auch den Betriebszustand des Zählers, z.B.
Fehler- oder Alarmbedingungen
aufgrund eines unerlaubten Eingriffs am Zähler, angeben.
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Anschliessend
werden als Beispiele bevorzugte Ausführungen der Erfindung mit Bezugnahme
auf die Begleitzeichnungen beschrieben, wobei:
Bild 1 ein Gesamtschema
des erfindungsgemässen
Zählersystems
und
Bild 2 ein schematisches Blockschaltbild der Zahlungskontrollvorrichtung
von Bild 1 ist.
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Das
Zählersystem
von Bild 1 besteht aus einem Gaszähler 1 und einer Zahlungseinheit 2.
Der Zähler 1 umfasst
einen normalen-mechanischen Zähler
(MMU) 3 zur Messung der Gasversorgung G. Der MMU 3 ist mit
einem Absperrventil 4 versehen, das zur Freigabe der Gasversorgung
des Verbrauchers geöffnet
und zur Unterbrechung der Gasversorgung geschlossen werden kann.
Der Zähler 1 umfasst
ebenfalls eine Zählerkontrollvorrichtung 5,
welche die Ausgangsimpulse (entsprechend dem Verbrauch einer festgelegten
Gasmenge) vom MMU 3 empfängt. Die Zählerkontrollvorrichtung 5 speichert
laufend die Zählerablesung
in einem (nicht gezeigten) internen Speicher und steuert die Betätigung des
Ventils 4 im MMU 3.
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Die
Zahlungseinheit 2 umfasst eine Kartenschnittstelle 6 eines
allgemein bekannten Typs zur Datenübertragung per Speicherkarte,
wie beispielsweise einer Smartkarte oder einer Karte mit Magnetstreifen,
wenn die Karte in einen (nicht gezeigten) Slot des Kartenlesegerätes eingeführt wird.
Die Zahlungseinheit 2 umfasst auch eine Anzeigevorrichtung 7 zum
Anzeigen von Meldungen, Anweisungen, usw. für den Verbraucher und einen
akustischen Alarm 8 zur Warnung des Verbrauchers, falls
erforderlich. Eine Zahlungskontrollvorrichtung 9 steuert
den Betrieb der Kartenschnittstelle 6, der Anzeigevorrichtung 7 und
des Alarms B. Die Zahlungskontrollvorrichtung 9 kommuniziert über eine
in 10 schematisch dargestellte Kommunikationsverbindung
mit der Zählerkontrollvorrichtung 5.
Die Kommunikationsverbindung 10 kann je nach Anwendung
eine drahtlose Verbindung oder eine festverdrahtete Verbindung,
wie beispielsweise eine verdrillte Zweileiterverbindung sein. In dieser
Ausführung
kommunizieren die Zahlungseinheit 2 und der Zähler 1 über die
Verbindung 10 in einem Master-Slave-Verhältnis, wobei
die Zahlungseinheit 2 der Master und der Zähler 1 der
Slave ist. Der Zähler 1 kann
die Kommunikationen nicht selbst einleiten, er kann nur eine von
der Zahlungseinheit 2 gesandte Datenanforderung wie nachstehend
beschrieben beantworten. Die Zahlungseinheit 2 und der
Zähler
werden mit Batterien gespiesen (nicht gezeigt).
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Bild
2 ist ein ausführlicheres
Schema der Zahlungskontrollvorrichtung 9. Wie beschrieben
umfasst die Zahlungskontrollvorrichtung 9 einen Prozessor 12 zur
Durchführung
der zahlreichen für
das System notwendigen Verarbeitungsaufgaben. Der Prozessor 12 ist
mit der Kartenschnittstelle 6 zur Übertragung der Daten zu und
von der Karte, und mit der Anzeigevorrichtung 7 und dem
Alarm 8 zu deren Betriebskontrolle verbunden. Der Prozessor 12 ist
auch an die Anschlussschnittstelle 13 angeschlossen, welche
die Daten über
die Verbindung 10 an die Zählerkontrollvorrichtung 5 überträgt und die
von der Zählerkontrollvorrichtung 5 über die
Verbindung 10 übermittelten
Daten empfängt.
Eine ähnliche
Anschlussschnittstelle ist in der Zählerkontrollvorrichtung 5 für die zählerseitige
Verwaltung der Datenkommunikation vorgesehen. Eine Echtzeituhr (RTC) 14 ist
an den Prozessor 12 angeschlossen, um eine Überwachung
der Zeitdauer zu ermöglichen.
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Der
Prozessor 12 ist auch mit einem nichtflüchtigen Speicher 15 zum
Speichern der verschiedenen für den
Betrieb des Systems erforderlichen Daten versehen. Die wichtigsten
für den
Betrieb der vorliegenden Ausführung
erforderlichen Datenelemente sind schematisch bei 16 bis 18 angezeigt.
Das „Register" für unverbrauchten
Kredit (UCR) 16 wird vom Prozessor 12 verwaltet
und speichert den Wert des unverbrauchten, d.h. des am letzten Aktualisierungspunkt
noch zum Einsatz im System verfügbaren
Kredits. Das UCR 16 wird wie nachstehend beschrieben regelmässig aktualisiert,
um dem Verbrauch bzw. einer neuen Krediteingabe durch den Verbraucher
Rechnung zu tragen. Das UCR 16 kann auch von Zeit zu Zeit
vom Prozessor 12 dekrementiert werden, um Grundgebühren, usw.,
abzuziehen. Der Speicher 15 speichert auch einen Tarif 17 zur
Angabe der aktuellen, für
den Verbrauch geltenden Preissätze,
einschliesslich der vom Prozessor anzuwendenden Grundgebühren, usw..
Der Tarif 17 kann während
einer Kredittransaktion vom entsprechenden Versorgungsbetrieb durch
Schreiben neuer Tarifdaten auf die Verbraucherkarte aktualisiert
werden, wobei diese Daten dann beim nächsten Kreditladevorgang an
den Prozessor 12 übertragen
werden. Der Speicher 15 speichert auch die vorherige Zählerablesung
(PMR) 18, die den Wert von Zähler 1 zu einem vorhergehenden
Zeitpunkt wiedergibt. Je nach geltendem Tarifsystem kann die PMR
die Zählerablesung
bei der letzten Kommunikation oder aber die Zählerablesung zu Beginn eines
Abrechnungszyklus, wie weiter unten erläutert, sein. Der Prozessor 12 liest
beim Empfang einer neuen Zählerablessung
die PMR 18 ein, um die Verbrauchsmenge seit der letzten
Ablesung zu bestimmen, und der Prozessor 12 speichert falls
erforderlich die entsprechenden Zählerablesungen als die PMR 18.
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Die
Zahlungseinheit 2 befindet sich im allgemeinen abgesetzt
vom Zähler 1 an
einem für
den Verbraucher leicht zugänglichen
Ort. Will der Verbraucher Kredit kaufen, so nimmt er die Karte zu
dem entfernten Verkaufspunkt mit, an dem die Zahlung erfolgt und
der entsprechende Kredit mittels der Kartenschnittstelleneinheit
am Verkaufspunkt geladen wird. Nach dem Laden der Karte mit dem
Kredit kehrt der Verbraucher zu der Zahlungseinheit 2 zurück und führt die
Karte in die Kartenschnittstelle 6 ein, in der der gekaufte
Kredit in die Zahlungskontrollvorrichtung 9 geladen wird.
Es wäre
wünschenswert,
dass der „Kredit" auf verschiedene
Arten und Weisen dargestellt werden kann, z.B. als Geldwert, als
Energieverbrauchseinheiten wie Kilowattstunden (kWh) oder sogar
als Zeitvorgabe für
den Gasverbrauch. In diesem Beispiel wird der Kredit als Geldwert
dargestellt.
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Der
Zustand des Ventils 4 wird vom Zählersystem abhängig vom
Kredit des Verbrauchers gesteuert. Zur Umgehung einer aufwendigen
Zählerschaltung
erfolgt die Verbrauchsüberwachung
in Bezug auf den eingegebenen Kredit durch die Zahlungskontrollvorrichtung 9.
Deshalb muss die Zahlungskontrollvorrichtung die Verbrauchsdaten,
in diesem Falle in Form einer Zählerablesung,
in geeigneten Zeitabständen
von der Zählerkontrollvorrichtung 5 erhalten,
um die Überwachung
der Kreditsituation zu ermöglichen.
In einigen Ausführungen
der Erfindung kann die Zahlungskontrollvorrichtung 9 das
Ventil 4 direkt steuern, indem es ein Ventilsteuersignal
an die Zählerkontrollvorrichtung 5 sendet,
wenn das Ventil 4 in einen geschlossenen bzw. geöffneten Zustand
geschaltet werden soll. Bei einem Fehler in der Kommunikationsverbindung 10 könnte es
jedoch vorkommen, dass das Ventil 4 im geöffneten
Zustand verbleibt, obwohl der Kredit des Verbrauchers aufgebracht ist,
weil die Zahlungskontrollvorrichtung 9 nicht in der Lage
ist, das Signal zum Schliessen des Ventils zu senden. Wenn in der
vorliegenden Ausführung
der Erfindung die Zahlungskontrollvorrichtung eine Zählerablesung von
der Zählerkontrollvorrichtung 5 erhält, bestimmt
dementsprechend die Zahlungskontrollvorrichtung die zulässige Gasverbrauchsmenge
je nach dem aktuellen noch verfügbaren
Kredit und sendet der Zählerkontrollvorrichtung 5 einen „Gasmengengrenzwert". Dieser Gasmengengrenzwert
entspricht der Zählerablesung,
bei der der aktuelle noch verfügbare
Kredit aufgebraucht sein wird. Wenn die aktuelle Zählerablesung
den Gasmengengrenzwert erreicht, schliesst die Zählerkontrollvorrichtung 5 das
Ventil 4, es sei denn sie erhält einen aktualisierten Gasmengengrenzwert
von der Zahlungseinheit. Damit ist gewährleistet, dass das Ventil 4 selbst im
Falle eines Kommunikationsfehlers nicht unbegrenzt lange offen bleibt.
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Wie
obig erwähnt
muss die Zahlungskontrollvorrichtung die Zählerablesungen vom Zähler 1 ausreichend
oft erhalten, um die Überwachung
der Kreditsituation zu ermöglichen.
Deshalb befragt die Zahlungskontrollvorrichtung 9 die Zählerkontrollvorrichtung 5 in
geeigneten Abständen
wie nachstehend beschrieben durch das Senden eines Aufforderungssignals über die
Verbindung 10. Die Zählerkontrollvorrichtung 5 antwortet
auf diese Aufforderung mit der Übermittlung
der aktuellen Zählerablesung,
zusammen mit den Zustandsdaten zur Angabe (a) des aktuellen Ventilzustands,
d.h. geöffneter
oder geschlossener Ventilzustand, und (b) des Betriebszustandes
des Zählers,
d.h., ob eine Fehler- bzw. Alarmbedingung aufgrund eines unerlaubten
Eingriffs am Zähler
vorliegt. Der Vorgang ist dann wie folgt.
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Es
wird angenommen, dass die Zählerkontrollvorrichtung
antwortet, dass das Ventil
4 geöffnet ist und kein Fehler vorliegt.
(Im Falle eines Fehlers würde
die Zahlungskontrollvorrichtung
9 den Alarm
8 aktivieren und
eine entsprechende Meldung auf der Anzeigevorrichtung
7 ausgeben,
damit der Verbraucher den Serviceingenieur kontaktiert). Der Prozessor
12 in
der Zahlungskontrollvorrichtung vergleicht die aktuelle Zählerablesung
mit der letzten in der PMR
18 gespeicherten Zählerablesung,
um den Verbrauch seit der letzten Ablesung zu bestimmen. Der Prozessor
12 ermittelt
dann die Kosten für
diesen Verbrauch nach dem Tarif
17 und aktualisiert den
unverbrauchten Kredit im UCR
16, um den Kosten für den bis
jetzt erfolgten Verbrauch Rechnung zu tragen. Danach berechnet der
Prozessor
12 den neuen an die Zählerkontrollvorrichtung
5 zu
sendenden Gasmengengrenzwert in Übereinstimmung
mit dem neuen unverbrauchten Kredit. Zum Beispiel wird Folgendes
vorausgesetzt:
| • Unverbrauchter
Kredit | =
$ 20,00 |
| • Preissatz
nach Tarif | =
$ 0,02 je Kubikfuss Gas
(1 Kubikfuss = 0,0283 m3) |
| • Aktuelle
Zählerablesung | =
0031540 Kubikfuss |
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Folglich:
| • Zulässiger Verbrauch | =
20/0,02 = 1000 Kubikfuss |
| • Gasmengengrenzwert | =
0031540 plus 1000 =
0032540 |
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Der
neue Gasmengengrenzwert wird dann an die Zählerkontrollvorrichtung 5 übermittelt,
die den Wert in ihrem internen Speicher an der Stelle des vorhergehenden
Gasmengengrenzwertes speichert. Wird der Gasmengengrenzwert nicht
mit einer späteren Übertragung
aktualisiert, schliesst die Zählerkontrollvorrichtung das
Ventil 4, sobald die Zählerablesung
den Wert von 0032540 erreicht.
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Wenn
der Verbrauch dem Verbraucher zu einem festen Grundpreis angerechnet
wird, ist es wünschenswert,
dass die PMR einfach durch die Zählerablesung
bei der letzten Abfrage gebildet wird, und der Prozessor 12 das
UCR 16 durch Abziehen der Verbrauchskosten in Bezug auf
die vorhergehende Abfrage jedesmal, wenn eine neue Ablesung empfangen
wird, aktualisiert. In diesem Falle wird sich der an die Zählerkontrollvorrichtung 5 übermittelte
Gasmengengrenzwert nur mit der Eingabe des neuen Kredits oder dem
Abzug von Grundgebühren,
usw. vom UCR 16 ändern.
Der Tarif 17 kann jedoch auf dem Verbrauch basieren, so
dass sich der für
den Verbrauch geltende Preissatz je nach der vom Verbraucher bezogenen
Verbrauchsmenge ändert,
wobei im allgemeinen der Preis mit steigendem Verbrauch abnimmt.
Zum Beispiel kann der globale Preissatz auf der Grundlage des durchschnittlichen
Tagesverbrauches des Verbrauchers ab Beginn eines bestimmten Abrechnungszyklus
festgelegt werden. In diesem Fall ist die PMR 18 die vom
Prozessor zu Beginn des Abrechnungszyklus gespeicherte Zählerablesung
und der Prozessor wendet den Tarif 17 gemäss dem durchschnittlichen
Tagesverbrauch ab diesem Zeitpunkt an. Der Wert des unverbrauchten
Kredits hängt
dann von den aktuell berechneten Kosten nach Vergleich mit dem gesamten
seit Beginn des Abrechnungszyklus eingegebenen Kredits ab, und der
Prozessor 12 würde
im Speicher 15 eine Aufzeichnung der gesamten Krediteingabe,
sowie der Anzahl Tage seit Beginn des Abrechnungszyklus ablegen.
Die Besonderheiten dieses Systems sind für die vorliegende Ausführung nicht
wesentlich und werden deshalb hier nicht ausführlich beschrieben. Es genügt darauf
hinzuweisen, dass der im UCR 16 gespeicherte unverbrauchte
Kredit sich in Abhängigkeit
vom vergangenen Verbrauch verändern
kann, womit auch der an die Zählerkontrollvorrichtung 5 übermittelte
Gasmengengrenzwert dementsprechend schwanken kann.
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Nach Übermittlung
des Gasmengengrenzwerts an die Zählerkontrollvorrichtung 5 bestimmt
der Prozessor 12 den geeigneten Zeitabstand bis zur nächsten Abfrage.
Dies hängt
von dem im UCR 16 gespeicherten unverbrauchten Kredit ab.
Die Zahlungskontrollvorrichtung 2 muss den Verbraucher
warnen, wenn der Kredit einen Schwellwert unterschreitet, damit
der Verbraucher die Möglichkeit
erhält,
den Kredit aufzustocken, bevor das Ventil geschlossen wird. Wenn
der Kredit den Alarmschwellwert unterschreitet, wird dieser Alarm vom
Prozessor 12 durch Aktivierung des Alarms 8 und
Ausgabe einer Warnung auf der Anzeigevorrichtung 7, dass
ein niedriger Kreditwert erreicht ist, erteilt. Zur Bestimmung des
geeigneten Abfragezeitabstandes berechnet der Prozessor 12 somit
die Zeit, in welcher unter Voraussetzung eines Referenzverbrauchs
der aktuell verfügbare
Kreditwert die Alarmschwelle erreichen würde. In diesem Beispiel ist
die Referenzmenge im Prozessor 12 als die maximal mögliche Gasmenge
festgelegt. Die Referenzmenge kann jedoch auf mehrere Arten festgelegt
werden, z. B. als die durchschnittliche Gasmenge für einen
typischen Verbraucher, oder als eine auf dem Durchschnittsverbrauch
basierende veränderliche
Bezugsmenge des jeweiligen Verbrauchers in einem festgelegten vorhergehenden
Zeitraum. Darüber
hinaus kann die Referenzmenge vom Prozessor je nach Jahreszeit verändert werden,
wobei in den Wintermonaten eine höhere Bezugsmenge, weil ein
hoher Verbrauch erwartet wird, und für die Sommermonate ein niedriger
Wert angesetzt wird.
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Die
Berechnung des Abfragezeitabstandes wird im nachfolgenden Beispiel
erläutert:
Es seien hier folgende Bedingungen vorausgesetzt:
| • Unverbrauchter
Kredit | =
$ 20,00 |
| • Kreditalarmschwelle | =
$ 2,00 |
| • Referenzverbrauch | =
250 Kubikfuss/Std. |
| • Kosten
nach Tarif | =
$ 0,02/Kubikfuss |
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Dann:
| • Zulässiger Verbrauch
bis zum Erreichen der Kreditschwelle Kubikfuss | =
(20 – 2)/0,02
= 900 |
| • Freigegebene
Verbrauchszeit bei Referenzverbrauch | =
900/250 = 3,6 Std. |
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Aufgrunddessen
wird der Abfragezeitabstand auf 3,6 Std. festgelegt und der Prozessor 12 wird
die Zählerkontrollvorrichtung
erneut abfragen, wenn 3,6 Std., wie durch die RTC 14 angegeben,
verstrichen sind.
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Dabei
wird ersichtlich, dass der Abfragezeitabstand vom Prozessor 12 je
nach dem Stand des unverbrauchten Kredits verändert wird. Wenn der verfügbare Kredit
noch reichlich vorhanden ist, erfolgt die Abfrage nicht so häufig wie
bei niedrigem Kredit. Der Abfragezeitabstand kann vom Prozessor 12 zwischen
einem Höchstwert,
z.B. 6 Std., und einem Mindestwert von z. B. 15 Minuten verändert werden.
Der Höchstwert
wird als die längste
annehmbare Frist, bevor ein Zählerfehler
usw. an die Zahlungseinheit 2 gemeldet wird, gewählt. Der
Mindestwert wird basierend auf der annehmbaren Verspätung bei
der Abgabe der Warnung an den Verbraucher bei Erreichen eines niedrigen
Kreditwertes festgelegt. Wenn somit der nach obiger Berechnung bestimmte
Abfragezeitabstand grösser
als 6 Stunden ist, dann wird der Prozessor 12 den Abfragezeitabstand
auf 6 Stunden festlegen. Wird ein Abfragezeitabstand von weniger
als 15 Minuten berechnet, dann erfolgt unmittelbar eine Niedrigkreditwarnung
und der Prozessor fragt den Zähler
bereits nach 15 Minuten wieder ab.
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Falls
nach erfolgter Niedrigkreditwarnung der Verbraucher eine weitere
Krediteingabe vornimmt, bevor der Gasmengengrenzwert erreicht und
das Ventil durch die Zählerkontrollvorrichtung 5 geschlossen
wird, dann führt
die Zahlungskontrollvorrichtung nach erfolgter Krediteingabe eine
neue Abfrage der Zählerkontrollvorrichtung 5 durch.
Der Prozessor 12 aktualisiert dann das UCR 16 in Übereinstimmung
mit der erfolgten Krediteingabe, und übermittelt den neuen Gasmengengrenzwert
an die Zählerkontrollvorrichtung 5.
Der geeignete Zeitabstand bis zur nächsten Abfrage wird wie obig
beschrieben bestimmt. Wird vor dem Erreichen des Gasmengengrenzwertes
kein Kredit geladen, wird das Ventil 4 von der Zählerkontrollvorrichtung 5 geschlossen.
Bei der nächsten
Abfrage des Zählers 1 durch
die Zahlungskontrollvorrichtung 9 wird über die Zustandsdaten mitgeteilt,
dass das Ventil 4 geschlossen ist. Bei geschlossenem Ventil
wird der Prozessor 12 die Zählerkontrollvorrichtung 5 nur
mit einer viel geringeren Frequenz abfragen, z. B. zu bestimmten
Zeiten wie jeden Tag um Mitternacht. Diese tägliche Abfrage ermöglicht die
notwendigen Kreditanpassungen, wenn verbrauchsbasierte Tarife wie
obig beschrieben gelten und hält
ebenfalls ein Mindestmass an Kommunikation für die Zustandsdaten des Zählers, wie
beispielsweise Fehlerbedingungen, usw., aufrecht. Wird später ein
neuer Kredit in das System geladen, führt die Zahlungskontrollvorrichtung 9 eine
neue Abfrage der Zählerkontrollvorrichtung 5 durch
und berechnet den neuen Gasmengengrenzwert wie obig beschrieben
je nach erfolgter Krediteingabe. Sobald dies der Zählerkontrollvorrichtung 5 mitgeteilt
wird, öffnet
die Zählerkontrollvorrichtung
das Ventil 4 und der Betrieb geht wie obig beschrieben
weiter. (Alternativ kann der Verbraucher aufgefordert werden, einen (nicht
gezeigten) Knopf auf der Zahlungseinheit 2 zu betätigen, um
die Ventilöffnung
auszulösen.
Sobald Kredit verfügbar
ist, sendet die Zahlungskontrollvorrichtung 9 ein Signal
an die Zählerkontrollvorrichtung,
um beim Drücken
des Knopfes die Ventilöffnung
auszulösen).
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Aus
obiger Ausführung
wird ersichtlich, dass die Frequenz, mit der die Zahlungskontrollvorrichtung 9 den
Zähler 1 abfragt,
davon abhängt,
ob das Ventil 4 geöffnet
oder geschlossen ist. Dazu kommt, dass, wenn das Ventil 4 geöffnet ist,
die Abfragefrequenz je nach dem noch verfügbaren Kredit verändert wird.
Diese Änderung
der Abfragefrequenz bringt eine hohe Leistungseffizienz und ermöglicht einen
zuverlässigen
Betrieb mit gesteigerter Batterielebensdauer.
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Es
wäre natürlich sinnvoll,
dass viele Änderungen
und Ausgestaltungen der obig beschriebenen spezifischen Ausführung der
Erfindung vorgenommen werden können,
ohne von dem in den Ansprüchen
definierten Gegenstand der Erfindung abzuweichen. So kann beispielsweise
eine Notkrediteinrichtung vorgesehen werden, in der bei Ablauf des
Verbraucherkredites eine vorbestimmte Bezugsdauer/Menge zugelassen
werden kann, beispielsweise, wenn der Verbraucher einen Notkreditknopf
auf der Zahlungseinheit 2 betätigt. Die diesbezüglichen
Kosten können
von der nächsten
Krediteingabe vom Prozessor 12 abgezogen werden. Auch wenn
spezifisch ein Gaszählersystem
beschrieben worden ist, wird es geschätzt, dass die Erfindung auch
auf die Zählung
anderer Verbrauchsmedien anwendbar ist, wenn der Bezug dieser Medien
abhängig
von einem Eingabekredit kontrolliert wird.