RU2595939C2 - Automated system for collecting data on consumption of energy resources and electric energy counter - Google Patents

Automated system for collecting data on consumption of energy resources and electric energy counter Download PDF

Info

Publication number
RU2595939C2
RU2595939C2 RU2014137611/08A RU2014137611A RU2595939C2 RU 2595939 C2 RU2595939 C2 RU 2595939C2 RU 2014137611/08 A RU2014137611/08 A RU 2014137611/08A RU 2014137611 A RU2014137611 A RU 2014137611A RU 2595939 C2 RU2595939 C2 RU 2595939C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
data
packet
microcontroller
counter
field
Prior art date
Application number
RU2014137611/08A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2014137611A (en
Inventor
Игорь Александрович Ступак
Сергей Александрович Федосов
Виктор Николаевич Симонов
Original Assignee
Игорь Александрович Ступак
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Игорь Александрович Ступак filed Critical Игорь Александрович Ступак
Priority to RU2014137611/08A priority Critical patent/RU2595939C2/en
Publication of RU2014137611A publication Critical patent/RU2014137611A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2595939C2 publication Critical patent/RU2595939C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

FIELD: electronics.
SUBSTANCE: group of inventions relates to automated systems for collecting data on consumption of energy resources based on electric energy counters. System contains electric energy counters, data concentrators, server and client devices. Data exchange takes place on the principle of request-response based on packet protocol. Package contains starting and stop elements, field of parameters and the length of the data field, addresses of sender and recipient, command code, a password, data field and checksum. Field of parameters contains bit of protective data coding. Responding password field is used for arrangement of notifications. Short package has a length field of data up to 31 bytes and additionally contains relay fields and relay tracks. Long package has a length of field data up to 8191 bytes and additionally contains high-order byte field.
EFFECT: high efficiency of using communication channel is provided.
24 cl, 4 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к области автоматизированных систем сбора данных о потреблении энергоресурсов на основе счетчиков электрической энергии. Обмен данными между составными частями заявляемой системы осуществляется по принципу «запрос -ответ» пакетами по беспроводным или проводным каналам связи.The invention relates to the field of automated systems for collecting energy consumption data based on electric energy meters. Data exchange between the components of the inventive system is carried out on the basis of the "request-response" packets via wireless or wired communication channels.

Заявляемая система может применяться для осуществления автоматизированного коммерческого и технического учета потребления энергоресурсов (электрической энергии, газа, горячей и холодной воды, тепла) в различных отраслях народного хозяйства.The inventive system can be used for automated commercial and technical metering of energy consumption (electric energy, gas, hot and cold water, heat) in various sectors of the economy.

Уровень техникиState of the art

Известна автоматизированная система сбора данных о потреблении энергоресурсов за расчетный период (патент РФ на полезную модель №77476, опубликовано 20.10.2008), содержащая первичные измерители - счетчики с импульсным выходным устройством, устройства передачи данных, каждое из которых установлено вблизи от соответствующего счетчика и доступно потребителю энергии, удаленные устройства приема данных и накопления данных, используемые оператором системы, при этом устройство передачи данных содержит счетчик импульсов, узел преобразования полученных данных в цифровой интерфейс, энергонезависимую память и радиомодуль для передачи данных в режиме «запрос-ответ», устройство приема данных содержит радиомодуль для выдачи запроса и для приема данных и узел преобразования радиосигнала в цифровой интерфейс, а устройством накопления данных для последующей их обработки является компьютер. Устройство передачи данных может содержать средства, устанавливающие режим «запрос-ответ» между несколькими промежуточными устройствами передачи данных, выполняющими дополнительную функцию ретрансляции данных по радиоканалу.A well-known automated system for collecting data on energy consumption for the billing period (RF patent for utility model No. 77476, published October 20, 2008), containing primary meters - meters with a pulse output device, data transmission devices, each of which is installed close to the corresponding meter and is accessible energy consumer, remote data receiving and data storage devices used by the system operator, while the data transmission device contains a pulse counter, a conversion node received data in a digital interface, non-volatile memory and a radio module for transmitting data in the "request-response" mode, the data receiving device contains a radio module for issuing a request and for receiving data and a node for converting the radio signal into a digital interface, and the data storage device for subsequent processing is a computer. The data transmission device may include means that establish a "request-response" mode between several intermediate data transmission devices that perform the additional function of relaying data over the air.

Недостатками данной системы являются ее ограниченные эксплуатационные возможности, обусловленные использованием счетчиков с импульсным выходным устройством, что затрудняет оперативное определение баланса поставляемых и потребляемых энергоресурсов, планирование потребления и распределения энергоресурсов. К недостаткам системы также следует отнести и использование самостоятельного устройства передачи данных, включающего микропроцессор, радиомодуль, блок питания, что ухудшает технико-экономические показатели.The disadvantages of this system are its limited operational capabilities, due to the use of meters with a pulse output device, which makes it difficult to quickly determine the balance of supplied and consumed energy resources, planning consumption and distribution of energy resources. The disadvantages of the system should also include the use of an independent data transmission device, including a microprocessor, radio module, power supply, which affects the technical and economic indicators.

Известна информационно-аналитическая система учета энергоресурсов (патент РФ на изобретение №2453913, опубликовано 20.06.2012), включающая установленные у потребителя на объекте счетчики расхода ТЭР, соединенные через модем, радиоканал и сеть Интернет с ЭВМ центрального диспетчерского пункта, при этом система представляет собой территориально распределенную трехуровневую систему, на нижнем уровне расположены установленные на объекте у потребителя датчики контроля и счетчики расхода ТЭР, средний уровень представлен станциями связи и шкафами автоматики, обеспечивающими связь до датчиков контроля и счетчиков расхода ТЭР, станция связи содержит GSM-контроллер, соединенный одним входом/выходом с антенной для связи с верхним уровнем, а другим с коммутатором и радиомодемом, GSM-контроллер и коммутатор так же соединены с датчиками контроля и счетчиками расхода ТЭР, а радиомодем другим входом/выходом соединен с антенной, предназначенной для связи со шкафом автоматики, и источник питания с батареей, причем GSM-контроллер представляет собой объединенные на единой аппаратной платформе локальный контроллер сбора и передачи данных и GSM-модем, при этом GSM-контроллер одновременно снимает данные с датчиков контроля и счетчиков расхода ТЭР независимо от настроек интерфейсов и особенностей протоколов и устанавливает GPRS-соединение, при этом станция связи может одновременно посылать полученные от центрального сервера запросы и отправлять на него ответы по нескольким каналам связи от шкафов автоматики, установленным на объекте у потребителя ТЭР, обеспечивающих связь с удаленными датчиками контроля и счетчиками расхода ТЭР, шкаф автоматики содержит модем, соединенный одним входом/выходом с антенной, а другим с коммутатором, другие входы/выходы которого подключают к датчикам контроля и счетчикам расхода ТЭР, и источник питания с батареей; верхний уровень - это центральный сервер с программным обеспечением базы данных, WEB-интерфейсом и инструментами аналитической обработки данных, центральный сервер через сеть Интернет, оборудование сотового оператора, радиоканал и станцию связи связан с датчиками контроля и счетчиками расхода ТЭР, к центральному серверу подключаются компьютеры удаленных рабочих мест, и потребители ТЭР со своих персональных компьютеров имеют возможность зайти на WEB-сервер и получить информацию о потребленных энергоресурсах в физических и стоимостных единицах, а также результаты анализа этой информации.A well-known information-analytical system of energy resources accounting (RF patent for the invention No. 2453913, published 06/20/2012), including fuel and energy consumption meters installed at the customer’s facility connected via a modem, a radio channel and the Internet to a central control center computer, the system is geographically distributed three-level system, at the lower level there are control sensors and fuel and energy meters installed at the customer’s site, the average level is represented by communication stations and cabinets automation devices providing communication to control sensors and fuel and energy meters, the communication station contains a GSM controller connected by one input / output with an antenna for communication with the upper level, and the other with a switch and a radio modem, the GSM controller and switch are also connected to control sensors and TER flow counters, and the radio modem is connected to an antenna intended for communication with the automation cabinet and a power source with a battery, the GSM controller being integrated on a single hardware platform a local data collection and transmission controller and a GSM modem, while the GSM controller simultaneously takes data from control sensors and TER flow meters regardless of interface settings and protocol features and establishes a GPRS connection, while the communication station can simultaneously send received data from the central server inquiries and send answers to it via several communication channels from automation cabinets installed at the facility at the TER consumer, providing communication with remote control sensors and TER flow meters, cabinet The automation system contains a modem connected with one input / output with an antenna and another with a switch, the other inputs / outputs of which are connected to the control sensors and TER flow meters, and a power source with a battery; the upper level is a central server with database software, a WEB interface and analytical data processing tools, a central server via the Internet, mobile operator equipment, a radio channel and a communication station are connected to control sensors and TER flow meters, remote computers are connected to the central server jobs, and consumers of fuel and energy resources from their personal computers have the opportunity to go to the WEB server and get information about energy consumed in physical and cost units Initsich, as well as the results of the analysis of this information.

Недостатком этой системы является то, что ее выполнение трехуровневой не всегда является оптимальным, раздельное аппаратное выполнение счетчика и средств обработки пакета данных (коммутаторов станции связи и шкафа автоматики) усложняет и удорожает систему.The disadvantage of this system is that its three-level implementation is not always optimal; separate hardware execution of a counter and means of processing a data packet (communication station switches and automation cabinet) complicates and increases the cost of the system.

Известна информационно-измерительная система «Энергомера» компании ЗАО «Электротехнические заводы «Энергомера» (http://www.energomera.ru/ru/products/askue/variants/municipal_services/gprs), содержащая счетчики, PLC- и радиомодемы, устройства сбора данных и др. Система в зависимости от конфигурации оборудования может быть двух- или трехуровневой.Known information-measuring system "Energomera" company CJSC "Electrotechnical plants" Energomera "(http://www.energomera.ru/ru/products/askue/variants/municipal_services/gprs), containing counters, PLC and radio modems, collection devices data, etc. The system, depending on the configuration of the equipment, can be two- or three-level.

Недостатком этой системы является то, что ее составные части исполнены с раздельным аппаратным выполнением средств формирования пакетов и сконфигурированы для различающихся протоколов обмена. В частности, счетчики по интерфейсу радиоканала могут передавать незначительное количество сообщаемых данных и не имеют встроенного в протокол механизма ретрансляции данных. Значительные по объему пакеты способен формировать и передавать только самостоятельный радиомодем СЕ831.The disadvantage of this system is that its components are implemented with separate hardware execution of the means of forming packets and configured for different exchange protocols. In particular, counters on the radio channel interface can transmit a small amount of reported data and do not have a data relay mechanism built into the protocol. Significant packets can be formed and transmitted only by an independent CE831 radio modem.

Известен счетчик электрической энергии СЕ 102 производства компании ЗАО «Электротехнические заводы «Энергомера» (http://www.energomera.ru/documentations/ce 102 re.pdf Счетчик активной электрической энергии однофазный многотарифный СЕ 102, Руководство по эксплуатации ИНЕС.411152.094РЭ). Счетчик содержит датчики тока, измерительные элементы, устройство отображения информации, энергонезависимое запоминающее устройство, микроконтроллер, каналообразующий модуль (PLC, или радиомодуль, или RS-485), при этом входы и выходы измерительных элементов, устройства отображения информации, каналообразующего модуля соединены с входами (выходами) микроконтроллера. Каналообразующий модуль принимает входящие пакеты, состоящие из стартового и стопового элементов; адреса получателя и отправителя; пароля; сервисного поля, определяющего направление движения пакета, класс доступа к счетчику, длину поля данных; полей старшего и младшего байтов кода команды счетчику; поля данных и контрольной суммы. Исходящий пакет повторяет структуру входящего, за исключением того, что меняются местами адреса отправителя и получателя, а также ответ не содержит поля пароля.The known electric energy meter CE 102 manufactured by ZAO Electrotechnical Plants Energomera (http://www.energomera.ru/documentations/ce 102 re.pdf Active electric energy meter single-phase multi-tariff CE 102, Operation manual INES.411152.094RE) . The counter contains current sensors, measuring elements, an information display device, non-volatile storage device, a microcontroller, a channelization module (PLC, or a radio module, or RS-485), while the inputs and outputs of the measuring elements, the information display device, the channelization module are connected to the inputs ( outputs) of the microcontroller. The channel-forming module receives incoming packets consisting of start and stop elements; recipient and sender addresses; password service field that determines the direction of the packet, class of access to the counter, the length of the data field; high and low byte fields of the command code for the counter; data and checksum fields. The outgoing packet repeats the structure of the incoming, except that the addresses of the sender and recipient are interchanged, and the response does not contain a password field.

Недостатком данного счетчика является раздельное аппаратное выполнение средств управления каналообразующим модулем и остальными составными частями счетчика, ретрансляция пакета данных возможна только с помощью радиомодема СЕ831, механизм ретрансляции не включен в пакет.The disadvantage of this counter is the separate hardware execution of the controls for the channel-forming module and the other components of the counter, relaying the data packet is possible only with the CE831 radio modem, the relay mechanism is not included in the packet.

Наиболее близкими к заявленному изобретению аналогами (прототипами) являются автоматизированная информационно-измерительная система «Энергомера» и счетчик электрической энергии СЕ 102.The closest to the claimed invention analogues (prototypes) are the automated information-measuring system "Energomera" and the electric energy meter CE 102.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Основными задачами, на решение которых направлено заявляемое изобретение, является оптимизация обмена данными между составными частями автоматизированной системы, а также разработка предназначенного для использования в этой системе счетчика электрической энергии с единым аппаратным выполнением учета электроэнергии и обработки пакета данных. Для решения поставленных задач составные части автоматизированной системы конфигурируются таким образом, чтобы обмен данными между составными частями системы происходил посредством пакетов с определенными структурой и размером, а счетчик электрической энергии содержит единый микроконтроллер, который конфигурируется для выполнения определенной совокупности функций.The main tasks to be solved by the claimed invention is aimed at optimizing the exchange of data between the components of an automated system, as well as the development of an electric energy meter designed for use in this system with a single hardware execution of electricity metering and data packet processing. To solve the tasks, the components of the automated system are configured so that data exchange between the components of the system occurs through packets with a certain structure and size, and the electric energy meter contains a single microcontroller that is configured to perform a specific set of functions.

Технический результат, достигаемый данным изобретением моделью, заключается в повышении эффективности использования канала связи вне зависимости от типа каналообразующего модуля, а также в повышении технико-экономических показателей, связанных с созданием счетчика электрической энергии на базе единого микроконтроллера.The technical result achieved by this model of the invention is to increase the efficiency of using a communication channel regardless of the type of channel-forming module, as well as to increase technical and economic indicators associated with the creation of an electric energy meter based on a single microcontroller.

Технический результат достигается тем, что в автоматизированной системе сбора данных о потреблении энергоресурсов, составными частями которой являются счетчики электрической энергии, концентраторы данных, сервер накопления и обработки данных, клиентские устройства, при этом составные части имеют каналообразующие модули для приема входящего и передачи исходящего пакетов данных, при этом пакет содержит стартовый и стоповый элементы; биты с указанием вида структуры пакета, направления движения пакета и длины поля данных; сетевые адреса получателя и отправителя; пароль; код команды; поле данных; контрольную сумму пакета, в пакет дополнительно включаются сведения об отсутствии или наличии защитного кодирования данных, а поле, заполняемое при запросе паролем получателя, при ответе используется для размещения флагов различных уведомлений, например, о нештатных ситуациях, об ошибках выполнения команды, о вскрытиях пломб, об изменениях в журнале событий. Кроме этого, счетчики электрической энергии, концентраторы данных и сервер дополнительно конфигурируются для формирования запроса и получения данных с одного счетчика в виде короткого пакета с длиной поля данных до 31 байта, при этом пакет содержит сведения о маршруте передачи пакета с указанием полного и оставшегося количества счетчиков - ретрансляторов данных, и список адресов счетчиков в последовательности движения пакета от одного счетчика к другому. Кроме этого, концентраторы данных, сервер и клиентские устройства дополнительно конфигурируются для формирования запроса и получения данных группы счетчиков электрической энергии в виде длинного пакета с длиной поля данных до 8191 байта, при этом пакет содержит дополнительное поле со значением байта старшего порядка длины поля данных более 31 байта. Кроме этого, технический результат достигается тем, что микроконтроллер, являющийся элементом счетчика электрической энергии в составе автоматизированной системы сбора данных, конфигурируется таким образом, чтобы накапливать данные, полученные от измерительных элементов, обрабатывать их по заданному алгоритму, запоминать интегральные данные о количестве потребленной энергии, управлять устройством отображения информации, каналообразующим модулем, обрабатывать входящие и формировать исходящие пакеты с длиной поля данных до 31 байта, при этом пакет содержит сведения о маршруте передачи пакета с указанием полного и оставшегося количества счетчиков-ретрансляторов данных и список адресов счетчиков в последовательности движения пакета от одного счетчика к другому.The technical result is achieved in that in an automated data collection system for energy consumption, the components of which are electric energy meters, data concentrators, a data storage and processing server, client devices, while the components have channel-forming modules for receiving incoming and outgoing data packets , while the package contains start and stop elements; bits indicating the type of packet structure, the direction of packet movement and the length of the data field; network addresses of the recipient and sender; password; team code; data field; the checksum of the package, the package additionally includes information about the absence or presence of protective data encoding, and the field filled in when requested by the recipient’s password is used to place flags of various notifications when responding, for example, about emergency situations, about command execution errors, about opening seals, About changes in the event log. In addition, electric energy meters, data concentrators, and a server are additionally configured to form a request and receive data from one counter in the form of a short packet with a data field length of up to 31 bytes, while the packet contains information about the packet transmission route indicating the total and remaining number of counters - data repeaters, and a list of counter addresses in the sequence of packet movement from one counter to another. In addition, the data concentrators, server, and client devices are additionally configured to form a request and receive data from a group of electric energy meters in the form of a long packet with a data field length of up to 8191 bytes, while the packet contains an additional field with an older byte value of the data field length of more than 31 bytes. In addition, the technical result is achieved by the fact that the microcontroller, which is an element of the electric energy meter as part of an automated data collection system, is configured in such a way as to accumulate data received from the measuring elements, process them according to a predetermined algorithm, and remember integrated data on the amount of energy consumed, manage information display device, channel-forming module, process incoming and generate outgoing packets with data field length up to 31 bytes, in this case, the packet contains information about the packet transmission route with the indication of the total and remaining number of data relay counters and a list of counter addresses in the sequence of packet movement from one counter to another.

В ближайшем аналоге составные части автоматизированной системы имеют разные протоколы обмена данными в зависимости от вида счетчика электрической энергии и типа установленного в нем каналообразующего модуля и используемого канала связи. Например, радиоканал, PLC (канал связи с использованием проводников питающей сети) являются каналами связи с гарантированным затуханием сигнала. Передача по ним слишком больших пакетов данных приводит к искажениям и ошибкам, а использование небольших по объему пакетов приведет к увеличению количества запросов и ответов и, следовательно, недостаточно эффективному использованию канала связи. Заявленное изобретение предлагает определенные структуру и размер пакета: с длиной поля данных до 31 байта для короткого пакета, являющегося оптимальным для любого канала связи с одним счетчиком, в том числе с гарантированно затухающим сигналом; а также с длиной поля данных 8191 байта для длинного пакета, предназначенного для эффективной работы в надежных каналах связи. Короткий пакет используется для устройств с малыми вычислительными мощностями, в частности, для счетчиков электрической энергии. Для устройств с достаточными вычислительными мощностями (например, в концентраторах данных группы счетчиков) используется длинный пакет с длиной поля данных до 8191 байта. Использование таких пакетов при обмене данными между составными частями автоматизированной системы позволяет максимально эффективно использовать каналы связи. Размещение при ответе в поле, заполняемом при запросе паролем получателя, флагов различных уведомлений о возникающих нештатных ситуациях, об ошибках и т.п. также позволяет максимально эффективно использовать канал передачи данных за счет сведения к абсолютному минимуму количества запросов.In the closest analogue, the components of an automated system have different data exchange protocols depending on the type of electric energy meter and the type of channel-forming module installed in it and the communication channel used. For example, the radio channel, PLC (communication channel using the mains conductors) are communication channels with guaranteed signal attenuation. Transferring too large data packets through them leads to distortions and errors, and the use of small packets in volume will lead to an increase in the number of requests and responses and, consequently, insufficient use of the communication channel. The claimed invention offers a specific structure and packet size: with a data field length of up to 31 bytes for a short packet, which is optimal for any communication channel with one counter, including a guaranteed fading signal; as well as with a data field length of 8191 bytes for a long packet designed for efficient operation in reliable communication channels. A short package is used for devices with low computing power, in particular, for electricity meters. For devices with sufficient computing power (for example, in data concentrators of a group of counters), a long packet with a data field length of up to 8191 bytes is used. The use of such packages in the exchange of data between the components of an automated system allows the most efficient use of communication channels. Placement during the response in the field filled in when the recipient password is requested, flags of various notifications of emergency situations, errors, etc. also allows you to maximize the use of the data channel by minimizing the number of requests to an absolute minimum.

Использование в структуре короткого пакета поля, содержащего сведения о маршруте передачи пакета, вводит механизм ретрансляции в структуру пакета и обеспечивает эффективное использование канала связи, так как позволяет реализовать простейшие сетевые функции за счет осуществления ретрансляции пакета от одного счетчика к другому через промежуточные счетчики. Этот механизм остро востребован на каналах с гарантированным затуханием сигнала (радиоканал, PLC), и, таким образом, при использовании заявляемого изобретения происходит увеличение дальности эффективной работы с устройствами вплоть до 7-15 раз.The use of a field in the structure of a short packet containing information about the packet transmission route introduces the relay mechanism into the packet structure and ensures the efficient use of the communication channel, since it allows implementing simple network functions by relaying the packet from one counter to another through intermediate counters. This mechanism is in high demand on channels with guaranteed signal attenuation (radio channel, PLC), and thus, when using the claimed invention, the range of effective operation with devices is increased up to 7-15 times.

В ближайшем аналоге-счетчике электрической энергии в составе автоматизированной системы - микроконтроллер не выполняет такой совокупности функций, как в заявляемом изобретении. Конфигурирование микроконтроллера счетчика электрической энергии таким образом, чтобы он накапливал данные, полученные от измерительных элементов, обрабатывал их по заданному алгоритму, запоминал интегральные данные о количестве потребленной энергии, управлял устройством отображения информации, каналообразующим модулем, обрабатывал входящие и формировал исходящие пакеты с длиной поля до 31 байта, содержащие сведения о маршруте передачи пакета, позволяет улучшить технико-экономические показатели, так как отпадает необходимость в дополнительном микропроцессоре, управляющем каналообразующим модулем и формирующем пакет данных.In the closest analogue counter-electric energy as part of an automated system, the microcontroller does not perform such a combination of functions as in the claimed invention. Configuring the microcontroller of the electric energy meter so that it accumulates data received from the measuring elements, processes them according to a given algorithm, remembers integral data on the amount of energy consumed, controls the information display device, the channel-forming module, processes incoming and forms outgoing packets with field lengths up to 31 bytes containing information about the packet transmission route can improve technical and economic indicators, since there is no need for olnitelnom microprocessor controlled channelization module and forming a data packet.

Признаки изобретения, совпадающие с признаками прототипов, следующие: автоматизированная система сбора данных о потреблении энергоресурсов по принципу запрос-ответ на основе пакетного протокола обмена, составными частями которой являются счетчики электрической энергии, концентраторы данных, сервер накопления и обработки данных, клиентские устройства, при этом составные части имеют каналообразующие модули для приема входящего и передачи исходящего пакетов, при этом пакет содержит стартовый и стоповый элементы; биты с указанием вида структуры пакета, направления движения пакета и длины поля данных; сетевые адреса получателя и отправителя; пароль; код команды; поле данных; контрольную сумму пакета. Счетчик электрической энергии содержит датчики тока и напряжения, измерительные элементы, количество которых соответствует количеству датчиков тока и напряжения, устройство отображения информации, каналообразующий модуль для приема входящего пакета и передачи исходящего пакетов, энергонезависимое запоминающее устройство, микроконтроллер, при этом выходы измерительных элементов, входы устройства отображения информации, каналообразующего модуля соединены с входами (выходами) микроконтроллера.The features of the invention, which coincide with those of the prototypes, are as follows: an automated system for collecting energy consumption data on the basis of a request-response principle based on a packet exchange protocol, whose components are electric energy meters, data concentrators, a data storage and processing server, client devices, while the components have channel-forming modules for receiving incoming and outgoing packets, while the packet contains start and stop elements; bits indicating the type of packet structure, the direction of packet movement and the length of the data field; network addresses of the recipient and sender; password; team code; data field; packet checksum. The electric energy meter contains current and voltage sensors, measuring elements, the number of which corresponds to the number of current and voltage sensors, an information display device, a channel-forming module for receiving an incoming packet and transmitting outgoing packets, non-volatile memory, a microcontroller, while the outputs of the measuring elements, the inputs of the device display information, channelization module connected to the inputs (outputs) of the microcontroller.

Признаки, отличительные от наиболее близких аналогов, следующие: составные части автоматизированной системы дополнительно сконфигурированы для включения в пакет сведения об отсутствии или наличии защитного кодирования данных; для размещения при ответе в поле, заполняемом при запросе паролем получателя, флагов различных уведомлений, например, о нештатных ситуациях, об ошибках выполнения команды, о вскрытиях пломб, об изменениях в журнале событий; счетчики электрической энергии, концентраторы данных и сервер дополнительно сконфигурированы для формирования запроса и получения данных одного счетчика в виде короткого пакета с длиной поля данных до 31 байта, при этом пакет содержит сведения о маршруте передачи пакета с указанием полного и оставшегося количества счетчиков-ретрансляторов данных и список адресов счетчиков в последовательности движения пакета от одного счетчика к другому; концентраторы данных, сервер и клиентские устройства сконфигурированы для формирования запроса и получения данных группы счетчиков электрической энергии в виде длинного пакета с длиной поля данных до 8191 байта, при этом пакет содержит дополнительное поле со значением байта старшего порядка длины поля данных более 31 байта.The features distinguishing from the closest analogues are as follows: the components of the automated system are additionally configured to include information about the absence or presence of protective data encoding in the package; for placing, when answering, in the field filled in when the recipient password is requested, flags of various notifications, for example, about emergency situations, about command execution errors, about opening seals, about changes in the event log; electric energy counters, data concentrators and a server are additionally configured to form a request and receive data of one counter in the form of a short packet with a data field length of up to 31 bytes, while the packet contains information about the transmission route of the packet indicating the total and remaining number of data relay counters and a list of counter addresses in the sequence of packet movement from one counter to another; data concentrators, server, and client devices are configured to form a request and receive data from a group of electric energy meters in the form of a long packet with a data field length of up to 8191 bytes, while the packet contains an additional field with an older byte value of the data field length of more than 31 bytes.

Микроконтроллер счетчика электрической энергии сконфигурирован таким образом, чтобы накапливать данные, полученные от измерительных элементов, обрабатывать их по заданному алгоритму, запоминать интегральные данные о количестве потребленной электроэнергии, управлять устройством отображения информации, каналообразующим модулем, обрабатывать входящие и формировать исходящие пакеты с длиной поля данных до 31 байта, при этом пакет содержит сведения о маршруте передачи пакета с указанием полного и оставшегося количества счетчиков-ретрансляторов данных и список адресов счетчиков в последовательности движения пакета от одного счетчика к другому.The microcontroller of the electric energy meter is configured in such a way as to accumulate data received from the measuring elements, process it according to a predetermined algorithm, memorize integral data on the amount of electricity consumed, control the information display device, the channel-forming module, process incoming and generate outgoing packets with data field lengths up to 31 bytes, while the packet contains information about the transmission route of the packet indicating the total and remaining number of counters-retra slyatorov data and list address counters in a sequence of packet traffic from one counter to another.

Частные случаи выполнения изобретения следующие: сервер и клиентские устройства дополнительно сконфигурированы для использования программы «RadioAccess 3», позволяющей производить учет и оперативный контроль потребления энергоресурсов с учетом существующих тарифов, а также обеспечивать доступ к накопленным данным с целью чтения измеренных величин, выполнения расчетов и анализа, отображения результатов на дисплее персонального компьютера. Сервер дополнительно сконфигурирован для использования программы «M2MServer», позволяющей организовывать каналы связи, контролировать качество связи и параметров каналов, вести журналы активности каналов. Составные части системы дополнительно сконфигурированы для использования программы «MeterTools», позволяющей производить их параметрирование при производстве и эксплуатации. Составные части системы дополнительно сконфигурированы: для представления числовой информации в упакованном формате; для использования байтстаффинга при отправке пакета и обратного байтстаффинга при получении пакета; для защитного кодирования команд, пароля и данных. Система дополнительно включает клиентские устройства, дополнительно сконфигурированные для формирования короткого пакета для доступа к данным одного, по меньшей мере, счетчика электрической энергии и отображения результатов на мобильном дисплее. Система дополнительно включает счетчики электрической энергии, сконфигурированные для передачи данных без запроса. Система включает счетчики электрической энергии, дополнительно сконфигурированные для запоминания данных, полученных от первичных измерителей других энергоресурсов и от контрольных датчиков, и для передачи этих данных по отдельному запросу.Particular cases of carrying out the invention are as follows: the server and client devices are additionally configured to use the RadioAccess 3 program, which allows accounting and operational control of energy consumption taking into account existing tariffs, as well as providing access to the accumulated data in order to read measured values, perform calculations and analysis displaying the results on a personal computer display. The server is additionally configured to use the M2MServer program, which allows you to organize communication channels, control the quality of communication and channel parameters, and keep channel activity logs. The components of the system are additionally configured to use the MeterTools program, which allows them to be parameterized during production and operation. The components of the system are additionally configured: for presenting numerical information in a packed format; to use byte-stuffing when sending a packet and reverse byte-stuffing when receiving a packet; for secure encoding of commands, password and data. The system further includes client devices further configured to form a short packet for accessing the data of at least one electric energy meter and displaying the results on a mobile display. The system further includes electric energy meters configured to transmit data without request. The system includes electric energy meters, additionally configured for storing data received from primary meters of other energy sources and from control sensors, and for transmitting these data on a separate request.

Микроконтроллер счетчика электрической энергии дополнительно сконфигурирован для выполнения дополнительных функций, например, формировать точное время, вести журнал событий, измерять параметры качества питающей сети, вносить в журнал событий сведения о недопустимом изменении качества энергии, вести учет предоплаты, управлять реле нагрузки в соответствии с установленным графиком и/или при недопустимом качестве питающей сети, и/или при чрезмерной потребляемой мощности, и/или в соответствии с командой, поступившей через каналообразующий модуль, и/или в соответствии с режимом предоплаты. Микроконтроллер дополнительно сконфигурирован для осуществления блокировки при неоднократной попытке доступа с неверным паролем. Счетчик электрической энергии содержит два датчика тока, один из которых включен в фазную цепь тока, второй - в цепь тока нейтрали однофазной нагрузки, а микроконтроллер дополнительно сконфигурирован для выявления несоответствия между данными измерительных элементов и запоминания наибольших значений интегральных данных о количестве потребленной электроэнергии. Счетчик электрической энергии содержит три датчика тока, которые включены в фазные цепи тока трехфазной нагрузки, а микроконтроллер сконфигурирован для суммирования данных измерительных элементов. Микроконтроллер дополнительно сконфигурирован для выполнения функций одного, по меньшей мере, измерительного элемента. Каналообразующий модуль в счетчике выполнен в виде модуля последовательного интерфейса, или радиомодема, или модема PLC передачи данных по электрической сети, или модема сотовой связи, или модема Ethernet. Микроконтроллер дополнительно сконфигурирован таким образом, чтобы передавать данные в виде SMS-сообщения на мобильный телефон и/или электронного сообщения на персональный компьютер. Микроконтроллер дополнительно сконфигурирован таким образом, чтобы запоминать данные, полученные от контрольных датчиков, и передавать их по сигналу датчика без запроса в виде, например, SMS-сообщения. Счетчик дополнительно содержит альтернативные каналообразующие модули, а микроконтроллер дополнительно сконфигурирован для управления этими модулями. Микроконтроллер счетчика дополнительно сконфигурирован для изменения режима работы устройства отображения информации при заданных условиях путем, например, подсветки, мигания. Микроконтроллер счетчика дополнительно сконфигурирован для замены тарифного расписания в заранее установленное время. Счетчик электрической энергии дополнительно содержит электрическое выходное устройство, а микроконтроллер дополнительно сконфигурирован для изменения функции этого устройства.The microcontroller of the electric energy meter is additionally configured to perform additional functions, for example, to generate the exact time, keep an event log, measure the quality of the power supply network, enter information about the unacceptable change in the quality of energy in the event log, keep a record of prepayments, manage the load relay in accordance with the established schedule and / or with unacceptable quality of the supply network, and / or with excessive power consumption, and / or in accordance with the command received through the channel-forming module, and / or in accordance with the prepaid mode. The microcontroller is additionally configured to block when repeatedly trying to access with the wrong password. The electric energy meter contains two current sensors, one of which is included in the phase current circuit, the second in the single-phase load neutral current circuit, and the microcontroller is additionally configured to detect discrepancies between the data of the measuring elements and to store the largest integral data on the amount of electricity consumed. The electric energy meter contains three current sensors, which are included in the phase current circuits of the three-phase load, and the microcontroller is configured to summarize the data of the measuring elements. The microcontroller is further configured to perform the functions of one at least the measuring element. The channel-forming module in the counter is made in the form of a serial interface module, or a radio modem, or a PLC modem for transmitting data over an electric network, or a cellular modem, or an Ethernet modem. The microcontroller is further configured to transmit data in the form of an SMS message to a mobile phone and / or electronic message to a personal computer. The microcontroller is additionally configured in such a way as to memorize the data received from the control sensors and transmit them according to the sensor signal without a request in the form of, for example, SMS messages. The counter further comprises alternative channel-forming modules, and the microcontroller is further configured to control these modules. The counter microcontroller is additionally configured to change the operating mode of the information display device under given conditions by, for example, backlighting, blinking. The meter microcontroller is additionally configured to replace the tariff schedule at a predetermined time. The electric energy meter further comprises an electrical output device, and the microcontroller is further configured to change the function of this device.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Изобретения иллюстрируется чертежами, где фигура 1 - общая схема автоматизированной системы сбора данных о потреблении энергоресурсов; фигура 2 - структура короткого пакета; фигура 3 - структура длинного пакета; фигура 4 - функциональная схема счетчика электрической энергии в составе автоматизированной системы сбора данных.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 is a General diagram of an automated system for collecting data on energy consumption; figure 2 - structure of a short packet; figure 3 - structure of a long packet; figure 4 is a functional diagram of an electric energy meter as part of an automated data collection system.

Заявляемая автоматизированная система сбора данных о потреблении энергоресурсов (фигура 1) состоит из счетчиков электрической энергии (СЭ) 1, концентраторов данных (КД) 2, сервера накопления и обработки данных (сервер) 3 и клиентских устройств (КУ) 4.The inventive automated system for collecting data on energy consumption (figure 1) consists of electric energy meters (SE) 1, data concentrators (CD) 2, server storage and data processing (server) 3 and client devices (KU) 4.

Короткий пакет (фигура 2) имеет следующую структуру заголовка: СТАРТ 1, СТАРТ 2 - стартовые элементы; ПАРАМЕТРЫ И ДЛИНА - поле, содержащее бит защитного кодирования данных, бит с указанием вида структуры пакета, бит направления движения пакета и биты длины поля данных; РЕТРАНСЛЯЦИЯ - поле, содержащее сведения о полном и оставшемся количестве счетчиков - ретрансляторов пакета; ПР (путь ретрансляции) - поле пути ретрансляции, состоящее из списка счетчиков в последовательности движения пакета от одного счетчика к другому; АП - адрес получателя; АО - адрес отправителя; КК - код команды; П/У (пароль/уведомления) - поле пароля для запроса и размещения флагов уведомлений при ответе; ДАННЫЕ - поле данных; CRC8 - контрольная сумма; СТОП - стоповый элемент.The short packet (figure 2) has the following header structure: START 1, START 2 - start elements; PARAMETERS AND LENGTH - a field containing a bit of protective data encoding, a bit indicating the type of packet structure, a bit of the direction of movement of the packet and bits of the length of the data field; RELAY - a field containing information about the total and remaining number of counters - packet relays; PR (relay path) - field of the relay path, consisting of a list of counters in the sequence of packet movement from one counter to another; AP - recipient address; AO - address of the sender; KK - command code; P / U (password / notifications) - password field for requesting and placing notification flags when responding; DATA - data field; CRC8 - checksum; STOP - stop element.

Длинный пакет (фигура 3) имеет следующую структуру заголовка: СТАРТ 1, СТАРТ 2 - стартовые элементы; ПАРАМЕТРЫ И ДЛИНА - поле, содержащее бит защитного кодирования данных, бит с указанием вида структуры пакета, бит направления движения пакета и младшие биты длины поля данных; СТАРШИЙ БАЙТ - поле со значением байта старшего порядка длины поля данных; АП - адрес получателя; АО - адрес отправителя; КК - код команды; П/У (пароль/уведомления) - поле пароля для запроса и размещения флагов уведомлений при ответе; ДАННЫЕ - поле данных; CRC16 - контрольная сумма; СТОП - стоповый элемент.The long packet (figure 3) has the following header structure: START 1, START 2 - start elements; PARAMETERS AND LENGTH - a field containing a bit of protective data encoding, a bit indicating the type of structure of the packet, a bit of the direction of movement of the packet and the least significant bits of the length of the data field; HIGH BYTE - a field with the value of the high order byte of the length of the data field; AP - recipient address; AO - address of the sender; KK - command code; P / U (password / notifications) - password field for requesting and placing notification flags when responding; DATA - data field; CRC16 - checksum; STOP - stop element.

Счетчик электрической энергии (фигура 4) содержит датчики тока 5, датчики напряжения 6, измерительные элементы 7, устройство отображения информации 8, каналообразующий модуль 9, энергонезависимое запоминающее устройство 10 и микроконтроллер 11.The electric energy counter (figure 4) contains current sensors 5, voltage sensors 6, measuring elements 7, an information display device 8, a channelization module 9, non-volatile memory 10 and a microcontroller 11.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Автоматизированная система сбора данных о потреблении энергоресурсов работает следующим образом. Учет потребления электроэнергии в системе осуществляют счетчики электрической энергии 1. Данные с нескольких счетчиков, в том числе, полученные путем ретрансляции через промежуточные счетчики, по запросу передаются с помощью коротких пакетов в концентратор 2, который затем, используя длинный пакет, передает по запросу данные в сервер 3 по каналу GSM/GPRS через глобальную сеть. Система допускает двухуровневый режим передачи данных, когда сервер и счетчик передают друг другу данные без использования концентратора данных.An automated system for collecting data on energy consumption works as follows. Electricity counters 1 take into account the energy consumption in the system. Data from several meters, including data obtained by relaying through intermediate meters, is transmitted on request using short packets to hub 2, which then, using a long packet, transmits data to the request on request Server 3 via the GSM / GPRS channel through the global network. The system allows a two-level data transfer mode, when the server and the counter transmit data to each other without using a data concentrator.

Клиентские устройства 4 с помощью программы RadioAccess 3, установленной на ПК клиента и на сервере, осуществляют учет и оперативный контроль потребления энергоресурсов с учетом существующих тарифов, а также считывают измеренные величины. Заголовок короткого пакета содержит стартовый и стоповый элементы; биты параметров - вида структуры пакета (короткий или длинный), направления движения пакета (запрос или ответ), бит защитного кодирования (закодированы или нет) - и биты длины поля данных до 31 байта; поле РЕТРАНСЛЯЦИЯ, содержащее полное и оставшееся количество ретрансляторов пакета, и пути ретрансляции, состоящего из последовательного списка адресов в порядке прохождения пакетов от одного счетчика к другому; адрес получателя, адрес отправителя; код команды, служащий идентификатором для расшифровки структуры поля данных; поле ПАРОЛЬ, которое заполняется паролем для пакета запроса и в котором размещаются различные уведомления при ответе; поле данных и контрольную сумму. Заголовок длинного пакета содержит стартовые и стоповый элементы; биты параметров - вида структуры пакета, направления движения пакета, бит защитного кодирования - и младшие биты длины поля данных; поле значения байта старшего порядка, адреса получателя и отправителя, код команды, поле пароля/уведомлений; поле ДАННЫЕ длиной до 8191 байта и контрольную сумму. При отправке пакета данные всех полей, кроме стартовых и стоповых элементов, подлежат байтстаффингу. При получении пакета происходит обратный байтстаффинг.Client devices 4 using the RadioAccess 3 program installed on the client’s PC and on the server carry out accounting and operational control of energy consumption taking into account existing tariffs, and also read the measured values. The short packet header contains the start and stop elements; parameter bits - the type of packet structure (short or long), the direction of packet movement (request or response), the security encoding bit (encoded or not) - and data field length bits up to 31 bytes; the RELAY field, containing the total and remaining number of packet relays, and the relay path, consisting of a sequential list of addresses in the order in which packets pass from one counter to another; recipient address, sender address; command code that serves as an identifier for decoding the structure of the data field; the PASSWORD field, which is filled in with the password for the request packet and which contains various notifications when responding; data field and checksum. The header of the long packet contains start and stop elements; parameter bits - the type of packet structure, the direction of the packet, the protective encoding bit - and the least significant bits of the data field length; the value field of the highest order byte, the address of the receiver and sender, the command code, the password / notification field; DATA field up to 8191 bytes in length and checksum. When sending a packet, the data of all fields, except start and stop elements, are subject to byte-stuffing. When a packet is received, reverse byte stuffing occurs.

Запросы в системе формирует сервер 3. В случае отсутствия ответа от какого-либо счетчика электрической энергии используется механизм ретрансляции через промежуточные счетчики. При этом в пакете прописывается путь ретрансляции из последовательных адресов счетчиков.Requests in the system are formed by server 3. In the absence of a response from any electric energy meter, a relay mechanism through intermediate counters is used. At the same time, the relay path from the serial addresses of the counters is registered in the packet.

При формировании ответа в поле ПАРОЛЬ могут быть размещены различные уведомления о состоянии счетчиков, о возникающих ошибках, авариях и т.д., что позволяет более эффективно использовать пакет, свести к минимуму количество запросов в системе и, таким образом, более эффективно использовать канал связи.When generating a response, various notifications about the status of counters, occurring errors, accidents, etc. can be placed in the PASSWORD field, which allows more efficient use of the package, minimizes the number of requests in the system and, thus, more efficient use of the communication channel .

Сервер с помощью программы M2MServer организует каналы связи, контролирует качество связи и параметров каналов, ведет журналы активности каналов. Составные части системы также дополнительно сконфигурированы для использования программы «MeterTools», позволяющей производить их параметрирование при производстве и эксплуатации.Using the M2MServer program, the server organizes communication channels, monitors the quality of communication and channel parameters, and maintains channel activity logs. The components of the system are also additionally configured to use the MeterTools program, which allows them to be parameterized during production and operation.

Учет других энергоресурсов в системе (воды, газа, тепла) осуществляется посредством передачи данных от первичных измерителей этих энергоресурсов счетчику электрической энергии. Счетчик при этом запоминает эти данные и передает их по отдельному запросу на сервер. Таким же образом счетчик электрической энергии может передавать информацию и от различных датчиков, например, охранно-пожарной сигнализации, датчиков утечки воды, газа и т.п. При этом микроконтроллер счетчика дополнительно сконфигурирован таким образом, чтобы запоминать данные, полученные от контрольных датчиков (например, охранно-пожарной сигнализации, датчиков утечки воды или газа), и передавать их по сигналу датчика без запроса в виде, например, SMS-сообщения.Accounting for other energy resources in the system (water, gas, heat) is carried out by transmitting data from the primary meters of these energy resources to the electric energy meter. At the same time, the counter remembers this data and transmits it by a separate request to the server. In the same way, an electric energy meter can also transmit information from various sensors, for example, fire and security alarms, water, gas, leakage sensors, etc. At the same time, the meter microcontroller is additionally configured in such a way as to memorize data received from control sensors (for example, fire and security alarms, water or gas leakage sensors), and transmit them without any request in the form of, for example, SMS messages.

Составные части также дополнительно сконфигурированы для представления числовой информации в упакованном формате и для защитного кодирования команд, пароля и данных. Отдельные клиентские устройства (ПК пользователя) 4 в системе могут быть дополнительно сконфигурированы для формирования короткого пакета для доступа к данным одного, по меньшей мере, счетчика и отображения результатов на мобильном дисплее.The constituent parts are also further configured to present numerical information in a packaged format and for encoding encrypted instructions, password and data. Individual client devices (user PCs) 4 in the system can be additionally configured to form a short packet for accessing the data of at least one counter and displaying the results on a mobile display.

Счетчик электрической энергии в автоматизированной системе сбора данных о потреблении энергоресурсов работает следующим образом. Измеряемые сигналы тока и напряжения поступают на входы датчиков тока 5 и напряжения 6, с выходов которых они поступают на входы измерительных элементов 7. Измерительные элементы 7 создают выходные сигналы, пропорциональные измеряемой энергии, поступающие на вход микроконтроллера 11. Микроконтроллер 11 обрабатывает эти данные по заданному алгоритму, запоминает интегральные данные о количестве потребленной электроэнергии и передает их на хранение в энергонезависимое запоминающее устройство 10, из которого данные могут быть извлечены и переданы по запросу на сервер короткими пакетами по каналу связи. Микроконтроллер 11 также управляет устройством отображения информации 8, который необходим для индикации потребителю различных информационных значений.The electric energy meter in an automated system for collecting energy consumption data works as follows. The measured current and voltage signals are fed to the inputs of the current sensors 5 and voltage 6, from the outputs of which they are fed to the inputs of the measuring elements 7. The measuring elements 7 create output signals proportional to the measured energy supplied to the input of the microcontroller 11. The microcontroller 11 processes this data for a given algorithm, stores integrated data on the amount of electricity consumed and transfers them to storage in non-volatile memory 10, from which data can be extracted and transferred given on request to the server in short bursts over a communication channel. The microcontroller 11 also controls the information display device 8, which is necessary to indicate to the consumer various information values.

Микроконтроллер также управляет каналообразующим модулем 9. Данный модуль может быть выполнен в виде модуля последовательного интерфейса, или радиомодема, или модема PLC передачи данных по электрической сети, или модема сотовой связи, или модема Ethernet. Входящий пакет данных, поступающий в счетчик через каналообразующий модуль 9, обрабатывается микроконтроллером 11, который также формирует ответный исходящий короткий пакет, содержащий стартовый и стоповый элементы, биты параметров и длины поля данных, поля ретрансляции и пути ретрансляции, адреса отправителя и получателя, код команды, поле пароля/уведомлений, поле данных и контрольную сумму.The microcontroller also controls the channel-forming module 9. This module can be implemented as a serial interface module, or a radio modem, or a PLC modem for transmitting data over an electric network, or a cellular modem, or an Ethernet modem. The incoming data packet entering the counter through the channel-forming module 9 is processed by the microcontroller 11, which also generates a response outgoing short packet containing start and stop elements, parameter bits and data field lengths, relay fields and relay paths, sender and receiver addresses, command code , password / notification field, data field and checksum.

Микроконтроллер может быть сконфигурирован для выполнения дополнительных функций, например, формировать точное время, вести журнал событий, измерять параметры качества питающей сети, вносить в журнал событий сведения о недопустимом изменении качества энергии, вести учет предоплаты, управлять реле нагрузки в соответствии с установленным графиком, и/или при недопустимом качестве питающей сети, и/или при чрезмерной потребляемой мощности, и/или в соответствии с командой, поступившей через каналообразующий модуль, и/или в соответствии с режимом предоплаты. Микроконтроллер также может быть дополнительно сконфигурирован для: осуществления блокировки при неоднократной попытке доступа с неверным паролем; выполнения функций одного, по меньшей мере, измерительного элемента; для передачи данных в виде SMS-сообщения на мобильный телефон и/или электронного сообщения на ПК; для изменения режима работы устройства отображения информации при заданных условиях путем, например, подсветки, мигания; для замены тарифного расписания в заранее установленное время. Счетчик может быть выполнен как однофазным, так и трехфазным и может дополнительно содержать альтернативные каналообразующие модули, при этом микроконтроллер конфигурируется для управления этими модулями. Микроконтроллер может быть дополнительно сконфигурирован таким образом, чтобы запоминать данные, полученные от контрольных датчиков, например, охранно-пожарной сигнализации, и передавать их по сигналу датчика без запроса в виде, например, SMS-сообщения. Счетчик дополнительно может содержать электрическое выходное устройство, а микроконтроллер дополнительно конфигурируется для выполнения (изменения) различных функции этого устройства, например, импульсный выход, реле нагрузки.The microcontroller can be configured to perform additional functions, for example, to generate the exact time, keep an event log, measure the quality of the supply network, enter information about the unacceptable change in the quality of energy in the event log, keep a record of prepayments, manage the load relay in accordance with the established schedule, and / or with unacceptable quality of the supply network, and / or with excessive power consumption, and / or in accordance with the command received through the channel-forming module, and / or in accordance with Imam prepayment. The microcontroller can also be additionally configured to: block when repeatedly trying to access with the wrong password; performing the functions of one at least the measuring element; for transferring data in the form of an SMS message to a mobile phone and / or electronic message to a PC; to change the operating mode of the information display device under given conditions by, for example, backlighting, blinking; to replace the tariff schedule at a predetermined time. The counter can be either single-phase or three-phase and may additionally contain alternative channel-forming modules, while the microcontroller is configured to control these modules. The microcontroller can be additionally configured in such a way as to memorize data received from control sensors, for example, fire and security alarms, and transmit them according to the sensor signal without a request in the form of, for example, SMS messages. The counter may additionally contain an electrical output device, and the microcontroller is additionally configured to perform (change) various functions of this device, for example, a pulse output, load relay.

Claims (24)

1. Автоматизированная система сбора данных о потреблении энергоресурсов по принципу запрос-ответ на основе пакетного протокола обмена, составными частями которой являются счетчики электрической энергии, концентраторы данных, сервер накопления и обработки данных, клиентские устройства, при этом составные части имеют каналообразующие модули для приема входящего и передачи исходящего пакетов данных, при этом пакет содержит стартовый и стоповый элементы; биты с указанием вида структуры пакета, направления движения пакета и длины поля данных; сетевые адреса получателя и отправителя; пароль; код команды; поле данных; контрольную сумму пакета, отличающаяся тем, что составные части дополнительно сконфигурированы для включения в пакет сведения об отсутствии или наличии защитного кодирования данных; для размещения при ответе в поле, заполняемом при запросе паролем получателя, флагов уведомлений;
счетчики электрической энергии, концентраторы данных и сервер дополнительно сконфигурированы для формирования запроса и получения данных одного счетчика в виде короткого пакета с длиной поля данных до 31 байта, при этом пакет содержит сведения о маршруте передачи пакета с указанием полного и оставшегося количества счетчиков-ретрансляторов данных, и список адресов счетчиков в последовательности движения пакета от одного счетчика к другому;
концентраторы данных, сервер и клиентские устройства дополнительно сконфигурированы для формирования запроса и получения данных группы счетчиков электрической энергии в виде длинного пакета с длиной поля данных до 8191 байта, при этом пакет содержит дополнительное поле со значением байта старшего порядка длины поля данных более 31 байта.
1. An automated system for collecting energy consumption data on a request-response basis based on a packet exchange protocol, whose components are electric energy meters, data concentrators, a data storage and processing server, client devices, while the components have channel-forming modules for receiving incoming and transmission of outgoing data packets, while the packet contains start and stop elements; bits indicating the type of packet structure, the direction of packet movement and the length of the data field; network addresses of the recipient and sender; password; team code; data field; a checksum of a packet, characterized in that the components are further configured to include information about the absence or presence of protective data encoding in the packet; for placement, when answering, in the field filled in when requesting with the recipient password, notification flags;
electric energy counters, data concentrators and a server are additionally configured to form a request and receive data of one counter in the form of a short packet with a data field length of up to 31 bytes, while the packet contains information about the packet transmission route indicating the total and remaining number of data relay counters, and a list of counter addresses in the sequence of packet movement from one counter to another;
data concentrators, server and client devices are additionally configured to form a request and receive data from a group of electric energy meters in the form of a long packet with a data field length of up to 8191 bytes, while the packet contains an additional field with an older byte value of the data field length of more than 31 bytes.
2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что сервер и клиентские устройства дополнительно сконфигурированы для использования программы «RadioAccess 3», позволяющей производить учет и оперативный контроль потребления энергоресурсов с учетом существующих тарифов, а также обеспечивать доступ к накопленным данным с целью чтения измеренных величин, выполнения расчетов и анализа, отображения результатов на дисплее персонального компьютера.2. The system according to claim 1, characterized in that the server and client devices are additionally configured to use the RadioAccess 3 program, which allows accounting and operational control of energy consumption taking into account existing tariffs, as well as providing access to the accumulated data in order to read the measured values, performing calculations and analysis, displaying the results on a personal computer display. 3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что сервер дополнительно сконфигурирован для использования программы «M2MServer», позволяющей организовывать каналы связи, контролировать качество связи и параметров каналов, вести журналы активности каналов.3. The system according to claim 1, characterized in that the server is additionally configured to use the "M2MServer" program, which allows you to organize communication channels, control the quality of communication and channel parameters, and keep channel activity logs. 4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что составные части дополнительно сконфигурированы для использования программы «MeterTools», позволяющей производить их параметрирование при производстве и эксплуатации.4. The system according to claim 1, characterized in that the components are additionally configured to use the MeterTools program, which allows them to be parameterized during production and operation. 5. Система по п. 1, отличающаяся тем, что составные части дополнительно сконфигурированы для представления числовой информации в упакованном формате.5. The system according to claim 1, characterized in that the components are additionally configured to present numerical information in a packaged format. 6. Система по п. 1, отличающаяся тем, что составные части дополнительно сконфигурированы для использования байтстаффинга при отправке пакета и обратного байтстаффинга при получении пакета.6. The system of claim 1, wherein the components are further configured to use byte-stuffing when sending a packet and reverse byte-stuffing when receiving a packet. 7. Система по п. 1, отличающаяся тем, что составные части дополнительно сконфигурированы для защитного кодирования команд, пароля и данных.7. The system according to p. 1, characterized in that the components are additionally configured for the protective encoding of commands, password and data. 8. Система по п. 1, отличающаяся тем, что она дополнительно включает клиентские устройства, дополнительно сконфигурированные для формирования короткого пакета для доступа к данным одного, по меньшей мере, счетчика электрической энергии и отображения результатов на мобильном дисплее.8. The system according to claim 1, characterized in that it further includes client devices further configured to form a short packet for accessing the data of at least one electric energy meter and displaying the results on a mobile display. 9. Система по п. 1, отличающаяся тем, что она дополнительно включает счетчики электрической энергии, сконфигурированные для передачи данных без запроса.9. The system according to claim 1, characterized in that it further includes electric energy meters configured to transmit data without request. 10. Система по п. 1, отличающаяся тем, что счетчики электрической энергии дополнительно сконфигурированы для запоминания данных, полученных от первичных измерителей других энергоресурсов и от контрольных датчиков, и для передачи этих данных по отдельному запросу.10. The system according to claim 1, characterized in that the electric energy meters are additionally configured to store data received from primary meters of other energy sources and from control sensors, and to transmit this data on a separate request. 11. Система по п. 1, отличающаяся тем, что флаги уведомлений представляют собой уведомления о нештатных ситуациях, об ошибках выполнения команды, о вскрытиях пломб, об изменениях в журнале событий.11. The system according to claim 1, characterized in that the notification flags are notifications of emergency situations, about errors in the execution of a command, about the opening of seals, about changes in the event log. 12. Счетчик электрической энергии, содержащий датчики тока и напряжения, измерительные элементы, количество которых соответствует количеству датчиков тока и напряжения, устройство отображения информации, каналообразующий модуль для приема входящего пакета и передачи исходящего пакета, энергонезависимое запоминающее устройство, микроконтроллер, при этом выходы измерительных элементов соединены с входами микроконтроллера, входы устройства отображения информации соединены с выходами микроконтроллера, входы и выходы каналообразующего модуля соединены с выходами и входами микроконтроллера, отличающийся тем, что микроконтроллер сконфигурирован таким образом, чтобы накапливать данные, полученные от измерительных элементов, обрабатывать их по заданному алгоритму, запоминать интегральные данные о количестве потребленной электроэнергии, управлять устройством отображения информации, каналообразующим модулем, обрабатывать входящие и формировать исходящие пакеты с длиной поля данных до 31 байта, при этом в пакете содержатся сведения о маршруте передачи пакета с указанием полного и оставшегося количества счетчиков-ретрансляторов данных и список адресов счетчиков в последовательности движения пакета от одного счетчика к другому.12. An electric energy meter containing current and voltage sensors, measuring elements, the number of which corresponds to the number of current and voltage sensors, an information display device, a channel-forming module for receiving an incoming packet and transmitting an outgoing packet, non-volatile memory, a microcontroller, while the outputs of the measuring elements connected to the inputs of the microcontroller, the inputs of the information display device are connected to the outputs of the microcontroller, the inputs and outputs of the channel-forming modules are connected to the outputs and inputs of the microcontroller, characterized in that the microcontroller is configured in such a way as to accumulate data received from the measuring elements, process them according to a predetermined algorithm, memorize integral data on the amount of electricity consumed, control the information display device, the channelization module, process incoming and generate outgoing packets with a data field length of up to 31 bytes, while the packet contains information about the packet transmission route with the indication m total and the remaining quantity data and the repeater counter counter list of addresses in the sequence of packet traffic from one counter to another. 13. Счетчик по п. 12, отличающийся тем, что микроконтроллер дополнительно сконфигурирован для выполнения функций формирования точного времени, ведения журнала событий, измерения параметров качества питающей сети, внесения в журнал событий сведений о недопустимом изменении качества энергии, ведения учета предоплаты, управления реле нагрузки.13. The counter according to claim 12, characterized in that the microcontroller is additionally configured to perform the functions of generating accurate time, maintaining an event log, measuring the quality parameters of the supply network, entering information about an unacceptable change in the quality of energy into the event log, keeping a record of prepayments, controlling the load relay . 14. Счетчик по п. 12, отличающийся тем, что микроконтроллер дополнительно сконфигурирован для осуществления блокировки при неоднократной попытке доступа с неверным паролем.14. The counter according to claim 12, characterized in that the microcontroller is additionally configured to block when repeatedly trying to access with the wrong password. 15. Счетчик по п. 12, отличающийся тем, что содержит два датчика тока, один из которых включен в фазную цепь тока, второй - в цепь тока нейтрали однофазной нагрузки, а микроконтроллер дополнительно сконфигурирован для выявления несоответствия между данными измерительных элементов и запоминания наибольших значений интегральных данных о количестве потребленной электроэнергии.15. The counter according to claim 12, characterized in that it contains two current sensors, one of which is included in the phase current circuit, the second in the single-phase load neutral current circuit, and the microcontroller is additionally configured to detect inconsistencies between the data of the measuring elements and store the highest values integrated data on the amount of electricity consumed. 16. Счетчик по п. 12, отличающийся тем, что содержит три датчика тока, которые включены в фазные цепи тока трехфазной нагрузки, а микроконтроллер сконфигурирован для суммирования данных измерительных элементов.16. The counter according to claim 12, characterized in that it contains three current sensors that are included in the phase current circuits of the three-phase load, and the microcontroller is configured to summarize the data of the measuring elements. 17. Счетчик по п. 12, отличающийся тем, что микроконтроллер дополнительно сконфигурирован для выполнения функций одного, по меньшей мере, измерительного элемента.17. The counter according to claim 12, characterized in that the microcontroller is further configured to perform the functions of one at least the measuring element. 18. Счетчик по п. 12, отличающийся тем, что каналообразующий модуль выполнен в виде модуля последовательного интерфейса, или радиомодема, или модема PLC передачи данных по электрической сети, или модема сотовой связи, или модема Ethernet.18. The counter according to claim 12, characterized in that the channel-forming module is made in the form of a serial interface module, or a radio modem, or a PLC modem for transmitting data over an electric network, or a cellular modem, or an Ethernet modem. 19. Счетчик по п. 12, отличающийся тем, что микроконтроллер дополнительно сконфигурирован таким образом, чтобы передавать данные в виде SMS-сообщения на мобильный телефон и/или электронного сообщения на персональный компьютер.19. The counter according to claim 12, characterized in that the microcontroller is further configured to transmit data in the form of an SMS message to a mobile phone and / or electronic message to a personal computer. 20. Счетчик по п. 12, отличающийся тем, что микроконтроллер дополнительно сконфигурирован таким образом, чтобы запоминать данные, полученные от контрольных датчиков, и передавать их по сигналу датчика без запроса в виде, например, SMS-сообщения.20. The counter according to claim 12, characterized in that the microcontroller is additionally configured in such a way as to memorize the data received from the control sensors and transmit them according to the sensor signal without request in the form, for example, an SMS message. 21. Счетчик по п. 12, отличающийся тем, что дополнительно содержит альтернативные каналообразующие модули, а микроконтроллер дополнительно сконфигурирован для управления этими модулями. 21. The counter according to claim 12, characterized in that it further comprises alternative channel-forming modules, and the microcontroller is further configured to control these modules. 22. Счетчик по п. 12, отличающийся тем, что микроконтроллер дополнительно сконфигурирован для изменения режима работы устройства отображения информации при заданных условиях путем, например, подсветки, мигания.22. The counter according to claim 12, characterized in that the microcontroller is further configured to change the operating mode of the information display device under given conditions by, for example, backlighting, blinking. 23. Счетчик по п. 12, отличающийся тем, что микроконтроллер дополнительно сконфигурирован для замены тарифного расписания в заранее установленное время.23. The counter according to claim 12, characterized in that the microcontroller is additionally configured to replace the tariff schedule at a predetermined time. 24. Счетчик по п. 12, отличающийся тем, что дополнительно содержит электрическое выходное устройство, а микроконтроллер дополнительно сконфигурирован для изменения функции этого устройства. 24. The counter according to claim 12, characterized in that it further comprises an electrical output device, and the microcontroller is further configured to change the function of this device.
RU2014137611/08A 2014-09-16 2014-09-16 Automated system for collecting data on consumption of energy resources and electric energy counter RU2595939C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014137611/08A RU2595939C2 (en) 2014-09-16 2014-09-16 Automated system for collecting data on consumption of energy resources and electric energy counter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014137611/08A RU2595939C2 (en) 2014-09-16 2014-09-16 Automated system for collecting data on consumption of energy resources and electric energy counter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014137611A RU2014137611A (en) 2016-04-10
RU2595939C2 true RU2595939C2 (en) 2016-08-27

Family

ID=55647512

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014137611/08A RU2595939C2 (en) 2014-09-16 2014-09-16 Automated system for collecting data on consumption of energy resources and electric energy counter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2595939C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU176983U1 (en) * 2017-08-03 2018-02-05 Общество с ограниченной ответственностью "МИРТЕК" Electric energy consumption meter with electrical installation with power transformer
RU2695451C1 (en) * 2018-09-14 2019-07-23 Борис Яковлевич Семененко Smart static electricity meter
RU195397U1 (en) * 2019-08-19 2020-01-24 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Ухта" DEVICE FOR CALCULATING THE NUMBER OF DEHYDRATOR INCLUSIONS

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111445152B (en) * 2020-03-31 2023-07-11 广西大学 Virtual water transmission method and system for accounting electric power system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5144622A (en) * 1988-02-15 1992-09-01 Hitachi, Ltd. Network system
US6522635B1 (en) * 1995-06-15 2003-02-18 Mobile Satellite Ventures, Lp Communication protocol for satellite data processing
RU37231U1 (en) * 2003-09-30 2004-04-10 Государственное унитарное предприятие нефтегазового направления "Авитрон-Ойл" COMPLEX MANAGING MEASURING AND COMPUTING
RU69653U1 (en) * 2005-12-26 2007-12-27 Общество с ограниченной ответственностью "Межотраслевое юридическое агентство "Юрпромконсалтинг" AUTOMATED SYSTEM OF ACCOUNTING HOUSING AND COMMUNAL SERVICES, ACCOUNTING AND PROVISION OF INFORMATION SERVICES AND COMMUNICATION SERVICES
RU2526024C2 (en) * 2005-06-17 2014-08-20 Квэлкомм Инкорпорейтед System selection and connection for wwan and wlan systems

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5144622A (en) * 1988-02-15 1992-09-01 Hitachi, Ltd. Network system
US6522635B1 (en) * 1995-06-15 2003-02-18 Mobile Satellite Ventures, Lp Communication protocol for satellite data processing
RU37231U1 (en) * 2003-09-30 2004-04-10 Государственное унитарное предприятие нефтегазового направления "Авитрон-Ойл" COMPLEX MANAGING MEASURING AND COMPUTING
RU2526024C2 (en) * 2005-06-17 2014-08-20 Квэлкомм Инкорпорейтед System selection and connection for wwan and wlan systems
RU69653U1 (en) * 2005-12-26 2007-12-27 Общество с ограниченной ответственностью "Межотраслевое юридическое агентство "Юрпромконсалтинг" AUTOMATED SYSTEM OF ACCOUNTING HOUSING AND COMMUNAL SERVICES, ACCOUNTING AND PROVISION OF INFORMATION SERVICES AND COMMUNICATION SERVICES

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU176983U1 (en) * 2017-08-03 2018-02-05 Общество с ограниченной ответственностью "МИРТЕК" Electric energy consumption meter with electrical installation with power transformer
RU2695451C1 (en) * 2018-09-14 2019-07-23 Борис Яковлевич Семененко Smart static electricity meter
RU195397U1 (en) * 2019-08-19 2020-01-24 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Ухта" DEVICE FOR CALCULATING THE NUMBER OF DEHYDRATOR INCLUSIONS

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014137611A (en) 2016-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101826755B (en) Intelligent power distribution network and power-consumption real-time monitoring and managing system
Khan et al. A comprehensive review of the application characteristics and traffic requirements of a smart grid communications network
Feuerhahn et al. Comparison of the communication protocols DLMS/COSEM, SML and IEC 61850 for smart metering applications
RU2595939C2 (en) Automated system for collecting data on consumption of energy resources and electric energy counter
CN201600774U (en) Double-channel automatic meter reading system
RU2004122090A (en) REMOTE DATA COLLECTION SYSTEM ON ELECTRIC POWER CONSUMPTION AND REMOTE MANAGEMENT OF DISTRIBUTED USER ITEMS, ALSO AND HOUSEHOLD
CN206773423U (en) A kind of four table centralized procurements and smart home integrated system based on power line carrier
Ghasempour Optimized scalable decentralized hybrid advanced metering infrastructure for smart grid
CN104333490A (en) Power distribution communication business bandwidth prediction method based on communication protocols
Shibu et al. Development of IoT enabled smart energy meter with remote load management
Palaniappan et al. Automated meter reading system-a study
CN105226826A (en) Distributed intelligence management of power use method and system
CN114548819A (en) Carbon emission metering method and equipment and carbon metering system
KR102037338B1 (en) Apparatus for integrated metering based on international standard protocol and method for the same
CN2906784Y (en) Mobile communication data channel-based remote metering system
JP2014182824A (en) Systems and methods for storing energy usage data based on temperature
Ghasempour Optimizing the advanced metering infrastructure architecture in smart grid
CN102830281A (en) Smart electricity meter and public utility meter reading system
Singh et al. Distribution Transformer Monitoring for smart grid in India
CN108448722A (en) A kind of power automatic system Traffic Anomaly monitoring method and its analysis system
CN210323191U (en) One-way smart electric meter of high in clouds management
CN112994245A (en) Intelligent power consumption management system
CN112332532A (en) Power distribution room remote control system
CN105914888A (en) Power grid operation state monitoring and communication system and method
Chandrasekaran et al. Integration of 5G Technologies in Smart Grid Communication-A Short Survey

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20171227

Effective date: 20171227