WO2023138751A1 - VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM ERFASSEN EINER VERBRAUCHSGRÖßE - Google Patents

VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM ERFASSEN EINER VERBRAUCHSGRÖßE Download PDF

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WO2023138751A1
WO2023138751A1 PCT/EP2022/050991 EP2022050991W WO2023138751A1 WO 2023138751 A1 WO2023138751 A1 WO 2023138751A1 EP 2022050991 W EP2022050991 W EP 2022050991W WO 2023138751 A1 WO2023138751 A1 WO 2023138751A1
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Jörg Mohr
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TECALEMIT GmbH & Co. KG
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Definitions

  • the invention relates to a device for detecting a consumption variable according to the preamble of claim 1 and to a method for detecting a consumption variable made available or delivered at a point of consumption according to the preamble of claim 13.
  • a device of the type mentioned above is known from EP 3 789 776 A1 in the form of a consumption meter.
  • the consumption meter is designed to measure a quantity and to transmit consumption-related data to a central meter reading system.
  • the consumption meter includes a radio transmitter and a radio receiver as well as a power supply circuit with its own battery, which is designed to supply the radio receiver with energy.
  • a control unit is configured to analyze a radio signal received from the radio receiver. An interaction between the consumption meter and a user is not provided.
  • EP 3 272 705 A1 relates to a system and a method for controlling the dispensing of a fluid by a dispensing device.
  • the system includes one or more output units and one or more mobile devices, such as cellular phones, each operated by a vehicle user.
  • a central processing unit is also provided.
  • the mobile devices are in communication with the central processing unit via a communication network.
  • the output units and the mobile devices each include short-range wireless communication modules configured to establish a short-range communication link between the output units and the mobile devices.
  • the mobile devices are designed to transmit the data received from the output units to the central processing unit. Direct communication between the output unit and the central processing unit is not provided.
  • the volume flow measurement as well as the data processing and transmission is carried out by individual, spatially separate components connected via cables, namely volume flow meters on the one hand and fuel terminals with data processing and transmission on the other.
  • EP 3 196 600 A1 relates to a flow meter for liquids, comprising a measuring housing and a sensor housing that can be coupled to the measuring housing and at least partially encloses it.
  • the measuring housing includes a first and a second connection and a measuring element, which is rotatably mounted in the measuring housing and has at least one transmitter element.
  • At least one sensor which responds to the transmitter element, is arranged in the sensor housing for determining a quantity of liquid flowing through the measuring housing.
  • the measuring housing and the sensor housing are designed as separate units.
  • the present invention is based on the object of further developing a device and a method for detecting a consumption quantity of the type mentioned at the outset in such a way that a user-specific delivery and measurement of a consumption quantity is simplified.
  • the device should be easy to operate and flexible to use.
  • the object is achieved according to the invention by a device having the features of claim 1 .
  • the device according to the invention has two communication modules, namely a first communication module, which is designed to communicate preferably wirelessly via a first communication link with a remote, central detection unit, and a second communication module which is designed to establish a communication link with a user identification means of a user via a second communication link in the form of wireless communication in order to receive user data from the user.
  • a first communication module which is designed to communicate preferably wirelessly via a first communication link with a remote, central detection unit
  • a second communication module which is designed to establish a communication link with a user identification means of a user via a second communication link in the form of wireless communication in order to receive user data from the user.
  • An authentication module implemented in the device ensures that the user's user data can be verified and assigned to the user's account.
  • the data processing module is designed such that a consumption variable given to the user after authentication and measured by the measuring module can be assigned to the user's account and sent to the central recording unit via the first communication module.
  • the first communication module is particularly preferably designed according to the LPWA standard (Low Power Wide Area Standard) and in particular enables communication via the NB-IoT (Narrowband Internet of Things) or LTE-M (Long Term Evolution for Machines) standard.
  • LPWA Low Power Wide Area Standard
  • NB-IoT Nearband Internet of Things
  • LTE-M Long Term Evolution for Machines
  • the second communication module is preferably designed as an NFC (Near Field Communication) module, RFID (Radio Frequency Identification) read/write device or as a Bluetooth module.
  • NFC Near Field Communication
  • RFID Radio Frequency Identification
  • the device can also preferably have a LAN-AVLAN module.
  • a GPS module can be integrated into the device for location determination.
  • the user identification means is preferably a mobile phone or a chip card, such as an RFID chip card or NFC chip card.
  • the device is particularly preferably a meter, in particular a volume flow meter, with the data processing module being designed to determine the consumption variable in the form of a consumption quantity or a state variable from the measurement signal generated by the measuring module and to transmit it directly via the first communication link, ie without a local server, to the central acquisition unit in the form of a cloud server.
  • the components that are separate according to the prior art namely consumption or status measurement on the one hand and data processing and transmission on the other hand, are integrated in a single device with an internal power supply with a direct cloud connection.
  • the measuring module is designed to record the consumption variable in the form of a consumption quantity or a state variable and in particular a device from the group at least comprising a flow meter, a temperature meter, an ammeter, a light meter, a pressure meter or a sound meter.
  • the measuring module preferably comprises a sensor module integrated in a housing of the device in the form of a magnetic, current, light, pressure or sound sensor for directly detecting the consumption variable.
  • the measuring module can have a pickup module for indirectly detecting the consumption variable, with the pickup module being arranged together with the sensor module as an integral part of the device in the housing of the latter, or with the pickup module being an external module which is preferably wirelessly, in particular magnetically, optically or wirelessly, coupled to the sensor module and detachably connectable to a housing of the device.
  • the device can be used in combination with a variety of susceptor modules.
  • the sensor module is designed to record a physical variable from the group comprising at least flow rate, temperature, electric current, light, time, mass, pressure or length and can preferably be a turbine wheel flow meter with a turbine wheel having a magnet, an oval wheel meter with an oval gear wheel having a magnet, a temperature sensor, a current sensor, a light sensor or a pressure sensor.
  • a further preferred embodiment provides that the device has a connection module via which external power modules can be controlled and/or external measurement modules can be evaluated, with the connection module in particular being an optical, electrical, magnetic and/or electromagnetic interface.
  • the device is particularly preferably a fuel terminal, with the power module being a pump for providing or dispensing a fluid, with the connection module preferably being connected to a control input of the pump, with a fluid input of the pump being fluidically coupled to a fluid contained in a reservoir, such as a tank, with a fluid output of the pump being connected to an input of the pickup module in the form of a turbine flow meter or an oval wheel meter, and with the consumption point being able to be coupled to an outlet of the pickup module.
  • the power module being a pump for providing or dispensing a fluid
  • the connection module preferably being connected to a control input of the pump
  • a fluid input of the pump being fluidically coupled to a fluid contained in a reservoir, such as a tank
  • a fluid output of the pump being connected to an input of the pickup module in the form of a turbine flow meter or an oval wheel meter, and with the consumption point being able to be coupled to an outlet of the pickup module.
  • the invention relates to a method for detecting a consumption variable delivered or made available to a consumption point, comprising the following steps:
  • Fig. 1 is a block diagram of a device according to the invention.
  • FIG. 2 shows a block diagram of the device according to the invention with external components for outputting and measuring a consumption quantity delivered to a consumption point.
  • Device 10 shows a purely schematic block diagram of a device 10 with a measuring module 12 for measuring a consumption quantity, such as a fuel, supplied at a consumption point, such as a motor vehicle tank.
  • Device 10 also includes a data processing module 14, a first communication module 16, a second communication module 18, a display and control unit 20, an authentication module 22, a power supply module 24 with battery module 26 and, if appropriate, a connection module 28.
  • the first communication module 16 is designed to enable a direct connection of the device 10 to a central detection unit 32 via a first communication connection 30 .
  • the central acquisition unit 32 is a cloud server on which a software application for acquiring and processing user data and user-specific consumption data and for controlling the device is implemented.
  • the connection is made via the LPWA radio standard (Low Power Wide Area), which is characterized by low energy consumption and low Material costs for the required communication modules distinguished. The greatest coverage can be achieved with the NB-IoT and LTE-M standards.
  • the second communication module 18 is designed to establish a wireless near-field communication link 34 between a mobile user identification means 36, such as a cell phone or RFID card.
  • a mobile user identification means 36 such as a cell phone or RFID card.
  • data is exchanged, with the user's user data being transmitted to the data processing module 14 .
  • the user data are verified in the authentication module 22 and assigned to a user account. After the verification of the user has been completed, the consumption quantity can be released by a user input using the display and operating unit 20 or by time control.
  • the data processing module 14 is designed in such a way that the measurement signal received from the measurement module 12 is evaluated and converted into a consumption quantity. Furthermore, the read user data and the consumption variable given to the verified user and measured by the measuring module 12 in the form of a consumption quantity or a status variable, such as pressure, are sent via the first communication module 16 to the central recording unit 32, such as a cloud server, and assigned to the user account and billed. In addition, the consumption quantity or the provision of the state variable and possibly a corresponding amount of money can be calculated and displayed on the display unit 20 .
  • the device 10 can have a LAN/WLAN module 38 or a GPS module 40 .
  • the measuring module 12 preferably includes a sensor module 42 integrated in a housing of the device 10 in the form of a magnetic, current, light, pressure or sound sensor for directly detecting the consumption variable.
  • the measuring module 12 can have a sensor module 44, 44' coupled to the sensor module 42 for indirectly detecting the consumption variable, with the sensor module 44' being arranged together with the sensor module 40 as an integral part of the device 10 in the housing of the latter or with the sensor module 44 is an external module, which is preferably wirelessly, in particular magnetically, optically or wirelessly, coupled to the sensor module 42 and detachably connectable to the housing of the device 10.
  • the device can be used in combination with a variety of susceptor modules.
  • FIG. 2 shows the device 10 in the form of a fuel dispenser for dispensing and measuring a consumption quantity delivered to a consumption point 46, such as the fuel tank of a motor vehicle.
  • the measuring module 12 comprises the internal sensor module 42 in the form of a magnetic sensor and the external sensor module 44 in the form of a turbine wheel flow measuring tube, with a turbine wheel having a magnet being rotatably mounted in the measuring tube, the magnet being magnetically coupled to the sensor module 42 and the revolutions of which are detected and counted by means of the sensor module 42.
  • the pickup module 44 is connected to the housing of the device 10, as is known from EP 3,196,600 Alan per se.
  • a power component in the form of a pump 48 and a sensor component in the form of a level meter 50 are connected to the connection module 28 .
  • the pump 48 and level gauge 50 are mounted on a container 52, such as a tank, in which a fluid 54, such as fuel, is contained.
  • a fluid inlet 56 of the pump 48 is fluidically coupled to the fluid 54 via a supply line 58, and a fluid outlet 60 of the pump 48 is connected to an inlet 64 of the receiver module 44 via a pipeline 62, with an outlet 66 of the receiver module 44 being able to be coupled to the consumption point 46 via a fluid connection 68 such as a pipeline or hose.
  • the device 10 is distinguished from the prior art in that the individual and spatially separate components according to the prior art, namely volume flow meter and fuel terminal with data processing and transmission, are combined in a single device with integrated volume flow measurement and direct data transmission to a cloud server.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) und ein Verfahren zum Erfassen einer an eine Verbrauchsstelle gelieferten Verbrauchsgröße. Die Vorrichtung umfasst ein Messmodul (12) zum Erfassen der Verbrauchsgröße, ein erstes Kommunikationsmodul (16), welches ausgebildet ist, vorzugsweise drahtlos über ein erstes Kommunikationsnetzwerk (30) mit einer entfernten zentralen Erfassungseinheit (32) zu kommunizieren und zumindest verbrauchsbezogene Daten an die zentrale Erfassungseinheit (32) zu senden, ein Datenverarbeitungsmodul (14), welches ausgebildet ist, Funksignale über das erste Kommunikationsmodul (16) zu senden und zu empfangen und ein von dem Messmodul (12) erzeugtes Signal zu empfangen und zu analysieren, ein Stromversorgungsmodul (24), welches ausgebildet ist, das Messmodul (12), das erste Kommunikationsmodul (16) und das Datenverarbeitungsmodul (14) mit Strom zu versorgen, sowie eine Batterie (26), die so angeordnet ist, dass sie das Stromversorgungsmodul (24) mit Energie versorgt. Zur Vereinfachung der Bedienung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung (10) ein zweites Kommunikationsmodul (18) aufweist, welches mit dem Datenverarbeitungsmodul (14) gekoppelt und ausgebildet ist, eine drahtlose Kommunikationsverbindung (34) zwischen dem Datenverarbeitungsmodul (14) und einem Benutzer-Identifizierungsmittel (36) eines Benutzers herzustellen und Benutzerdaten des Benutzers zu empfangen, wobei die Vorrichtung (10) ein mit dem Datenverarbeitungsmodul (14) gekoppeltes Authentifizierungsmodul (22) aufweist, welches ausgebildet ist, die Benutzerdaten zu verifizieren und einem Konto des Benutzers zuzuweisen und wobei das Datenverarbeitungsmodul (14) ausgebildet ist, die an den Benutzer bereitgestellte und von dem Messmodul (12) erfasste Verbrauchsgröße dem Konto des Benutzers zuzuordnen und über das erste Kommunikationsmodul (16) an die zentrale Erfassungseinheit (32) zu senden.

Description

Beschreibung
Vorrichtung und Verfahren zum Erfassen einer Verbrauchsgröße
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erfassen einer Verbrauchsgröße nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie auf ein Verfahren zum Erfassen einer an einer Verbrauchsstelle bereitgestellten bzw. gelieferten Verbrauchsgröße nach dem Oberbegriff des Anspruchs 13.
Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der EP 3 789 776 Al in Form eines Verbrauchszählers bekannt. Der Verbrauchszähler ist zum Messen einer Menge und zum Übertragen, verbrauchsbezogener Daten an ein zentrales Zählerablesesystem ausgebildet. Der Verbrauchszähler umfasst einen Funksender und einen Funkempfanger sowie eine Stromversorgungsschaltung mit eigener Baterie, die ausgebildet ist, den Funkempfänger mit Energie zu versorgen. Eine Steuereinheit ist so konfiguriert, um ein von dem Funkempfinger empfangenes Funksignal zu analysieren. Eine Interaktion zwischen dem Verbrauchszähler und einem Benutzer ist nicht vorgesehen.
Die EP 3 272 705 Al betrifft ein System und ein Verfahren zur Steuerung der Ausgabe eines Fluids durch eine Ausgabevorrichtung. Das System umfasst ein oder mehrere Ausgabeeinheiten sowie ein oder mehrere mobile Geräte, wie Mobiltelefone, die jeweils von einem Fahrzeugnutzer bedient werden. Ferner ist eine zentrale Verarbeitungseinheit vorgesehen. Die mobilen Geräte sind über ein Kommunikationsnetzwerk mit der zentralen Verarbeitungseinheit in Kommunikationsverbindung. Die Ausgabeeinheiten und die mobilen Geräte umfassen jeweils drahtlose Kurzstrecken-Kommunikationsmodule, die ausgebildet sind, um eine Kurzstrecken-Kommunikationsverbindung zwischen den Ausgabeeinheiten und den mobilen Geräten herzustellen. Die mobilen Geräte sind ausgebildet, die von den Ausgabeeinheiten empfangenen Daten an die zentrale Verarbeitungseinheit zu übertragen. Eine direkte Kommunikation zwischen Ausgabeeinheit und zentraler Verarbeitungseinheit ist nicht vorgesehen. Die Volumenstrommessung sowie die Datenaufarbeitung und -Übertragung erfolgt durch einzelne, räumlich getrennte und über Kabel verbundene Komponenten, nämlich Volumenstromzähler einerseits und Tankautomat mit Datenverarbeitung und -Übertragung andererseits.
Die EP 3 196 600 Al betrifft einen Durchflussmesser für Flüssigkeiten, umfassend ein Messgehäuse und ein an das Messgehäuse koppelbares und dieses zumindest teilweise umschließendes Sensorgehäuse. Das Messgehäuse umfasst einen ersten und einen zweiten Anschluss sowie ein Messglied, welches drehbar in dem Messgehäuse gelagert ist und zumindest ein Geberelement aufweist. In dem Sensorgehäuse ist zumindest ein auf das Geberelement ansprechender Sensor zur Ermittlung einer das Messgehäuse durchfließenden Flüssigkeitsmenge angeordnet. Das Messgehäuse und das Sensorgehäuse sind als voneinander getrennte Einheiten ausgebildet.
Davon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Erfassen einer Verbrauchsmenge der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass eine benutzerspezifische Abgabe und Messung einer Verbrauchsmenge vereinfacht wird. Zudem soll die Vorrichtung einfach bedienbar und flexibel einsetzbar sein.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Im Gegensatz zu Vorrichtungen nach dem Stand der Technik weist die erfindungsgemäße Vorrichtung zwei Kommunikationsmodule auf, nämlich ein erstes Kommunikationsmodul, welches ausgebildet ist, vorzugsweise drahtlos über eine erste Kommunikationsverbindung mit einer entfernten, zentralen Erfassungseinheit zu kommunizieren, sowie ein zweites Kommunikationsmodul, welches ausgebildet ist, über eine zweite Kommunikationsverbindung in Form einer drahtlosen Kommunikation eine Kommunikationsverbindung mit einem Benutzer-Identifizierungsmittel eines Benutzers herzustellen, um Benutzerdaten des Benutzers zu empfangen.
Durch ein in der Vorrichtung implementiertes Authentifizierungsmodul ist sichergestellt, dass die Benutzerdaten des Benutzers verifiziert und einem Konto des Benutzers zugewiesen werden können.
Zudem ist das Datenverarbeitungsmodul so ausgebildet, dass eine nach Authentifizierung an den Benutzer abgegebene und von dem Messmodul gemessene Verbrauchsgröße dem Konto des Benutzers zugeordnet und über das erste Kommunikationsmodul an die zentrale Erfassungseinheit gesendet werden kann.
Besonders bevorzugt ist das erste Kommunikationsmodul nach dem LPWA-Standard (Low Power Wide Area Standard) ausgebildet und ermöglicht insbesondere eine Kommunikation über NB-IoT (Narrowband Internet of Things) - oder LTE-M- (Long Term Evolution for Machines) Standard. Mit dem LPWA-Standard wird die Überbrückung großer Reichweiten bei gleichzeitig niedrigem Energieverbrauch der Module erreicht. Insbesondere können batteriebetriebene Sensoren eingesetzt werden. Zudem sind die Betriebskosten gering.
Das zweite Kommunikationsmodul ist vorzugsweise als NFC (Near Field Communication) -Modul, RFID (Radio-Frequency Identification) - Schreib-/Lesegerät oder als Bluetooth- Modul ausgebildet.
Zur Kommunikation mit einem lokalen Netzwerk kann die Vorrichtung zudem vorzugsweise ein LAN-AVLAN-Modul aufweisen. Zur Standortbestimmung kann in der Vorrichtung ein GPS-Modul integriert sein.
Vorzugsweise ist das Benutzer-Identifizierungsmittel ein Mobiltelefon oder eine Chipkarte, wie RFID-Chipkarte oder NFC-Chipkarte. Besonders bevorzugt ist die Vorrichtung ein Zähler, insbesondere ein Volumenstromzähler, wobei das Datenverarbeitungsmodul ausgebildet ist, aus dem von dem Messmodul erzeugten Messignal die Verbrauschgröße in Form einer Verbrauchsmenge oder einer Zustandsgröße zu bestimmen und über die erste Kommunikationsverbindung direkt, d. h. ohne lokalen Server, an die zentrale Erfassungseinheit in Form eines Cloud-Servers zu übertragen.
Gemäß der Erfindung sind die nach dem Stand der Technik getrennten Komponenten, nämlich Verbrauchs- bzw. Zustandsmessung einerseits und Datenaufarbeitung und - Übertragung andererseits, in einer einzigen Vorrichtung mit interner Spannungsversorgung mit direkter Cloud- Anbindung integriert.
Eine besonders bevorzugte Ausfuhrungsform sieht vor, dass das Messmodul ausgebildet ist, die Verbrauchsgröße in Form einer Verbrauchsmenge oder einer Zustandsgröße zu erfassen und insbesondere ein Gerät aus der Gruppe zumindest umfassend ein Durchflussmesser, ein Temperaturmesser, ein Strommesser, ein Lichtmesser, ein Druckmesser oder ein Schallmesser ist.
Vorzugsweise umfasst das Messmodul ein in einem Gehäuse der Vorrichtung integriertes Sensormodul in Form eines Maget-, Strom-, Licht-, Druck- oder Schallsensors zum direkten Erfassen der Verbrauchsgröße.
Ergänzend zu dem Sensormodul kann das Messmodul ein Aufhehmermodul zum indirekten Erfassen der Verbrauchsgröße aufweisen, wobei das Aufhehmermodul zusammen mit dem Sensormodul als integraler Bestandteil der Vorrichtung in dem Gehäuse dieser angeordnet ist oder wobei das Aufhehmermodul ein externes Modul ist, welches vorzugsweise drahtlos, insbesondere magnetisch, optisch oder über Funk, mit dem Sensormodul gekoppelt und lösbar mit einem Gehäuse der Vorrichtung verbindbar ist. Somit kann die Vorrichtung in Kombination mit einer Vielzahl von Aufhehmermodulen verwendet werden. Das Aufhehmermodul ist ausgebildet, um eine physikalische Größe aus der Gruppe umfassend zumindest Durchfluss, Temperatur, elektrischer Strom, Licht, Zeit, Masse, Druck oder Länge zu erfassen und kann vorzugsweise ein Turbinenrad-Durchflussmesser mit einem einen Magneten aufweisenden Turbinenrad, ein Ovalradzähler mit einem einen Magneten aufweisenden Ovalzahnrad, ein Temperatursensor, ein Stromsensor, ein Lichtsensor oder ein Drucksensor sein.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die Vorrichtung ein Anschlussmodul aufweist, über das externe Leistungsmodule ansteuerbar und/oder externe Messmodule auswertbar sind, wobei insbesondere das Anschlussmodul eine optische, elektrische, magnetische und/oder elektromagnetische Schnittstelle ist.
Besonders bevorzugt ist die Vorrichtung ein Tankautomat, wobei das Leistungsmodul eine Pumpe zur Bereitstellung bzw. Abgabe eines Fluids ist, wobei das Anschlussmodul vorzugsweise mit einem Steuereingang der Pumpe verbunden ist, wobei ein Fluideingang der Pumpe fluidtechnisch mit einem in einem Reservoir, wie Tank, enthaltenen Fluid gekoppelt ist, wobei ein Fluidausgang der Pumpe mit einem Eingang des Aufnehmermoduls in Form eines Turbinen-Durchflussmessers oder eines Ovalradzählers verbunden ist und wobei an einem Ausgang des Aufnehmermoduls die Verbrauchsstelle ankoppelbar ist.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Erfassen einer an eine Verbrauchsstelle gelieferten bzw. bereitgestellten Verbrauchsgröße, umfassend die folgenden Schritte:
Aufbau einer drahtlosen Kommunikationsverbindung zwischen einem Datenverarbeitungsmodul und einem Benutzer-Identifizierungsmittel eines Benutzers,
- Authentifizierung des Benutzers durch Verifizierung der korrekten Identität des Benutzers,
- Starten der Bereitstellung der Verbrauchsgröße an die Verbrauchsstelle automatisch oder durch den Benutzer,
- Beenden der Bereitstellung der Verbrauchsgröße automatisch oder durch den Benutzer, - Übertragen von verbrauchsbezogenen Daten, die sich auf die Abgabe der Verbrauchsmenge beziehen, von der Abgabeeinheit an eine zentrale, entfernte Erfassungseinheit;
- ggf. Speichern der verbrauchsbezogenen Daten durch die zentrale, entfernte Erfassungseinheit.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in Kombination - , sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung von den Zeichnungen zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispielen.
Es zeigen;
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und
Fig. 2 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit externen Komponenten zum Ausgeben und Messen einer an eine Verbrauchsstelle gelieferten Verbrauchsmenge.
Fig. 1 zeigt rein schematisch ein Blockschaltbild einer Vorrichtung 10 mit einem Messmodul 12 zum Messen einer an einer Verbrauchsstelle, wie Kfz-Tank, gelieferten Verbrauchsmenge, wie z.B. eines Kraftstoffs. Ferner umfasst die Vorrichtung 10 ein Datenverarbeitungsmodul 14, ein erstes Kommunikationsmodul 16, ein zweites Kommunikationsmodul 18, eine Anzeige- und Bedieneinheit 20, ein Authentifizierungsmodul 22, ein Stromversorgungsmodul 24 mit Batteriemodul 26 sowie gegebenenfalls ein Anschlussmodul 28.
Das erste Kommunikationsmodul 16 ist ausgebildet, um über eine erste Kommunikationsverbindung 30 eine direkte Anbindung der Vorrichtung 10 an eine zentrale Erfassungseinheit 32 zu ermöglichen. Die zentrale Erfassungseinheit 32 ist ein Cloud-Server, auf dem eine Softwareapplikation zur Erfassung und Verarbeitung von Benutzerdaten und benutzerspezifischen Verbrauchsdaten sowie zur Steuerung der Vorrichtung implementiert ist. Die Anbindung erfolgt über den LPWA-Funkstandard (Low Power Wide Area), der sich u.a. durch geringen Energieverbrauch und niedrige Materialkosten für die benötigten Kommunikationsmodule auszeichnet. Die größte Abdeckung lässt sich mit den Standards NB-IoT und LTE-M erreichen.
Das zweite Kommunikationsmodul 18 ist ausgebildet, um eine drahtlose Nahfeld- Kommunikationsverbindung 34 zwischen einem mobilen Benutzer-Identifizierungsmittel 36, wie Mobiltelefon oder RFID-Card, herzustellen. Bei Annährung des mobilen Benutzer- Identifizierungsmittels 36 an das zweite Kommunikationsmodul 18 erfolgt ein Datenaustausch, wobei Benutzerdaten des Benutzers an das Datenverarbeitungsmodul 14 übertragen werden. Die Benutzerdaten werden in dem Authentifizierungsmodul 22 verifiziert und einem Benutzerkonto zugewiesen. Eine Freigabe der Verbrauchsmenge kann nach abgeschlossener Verifizierung des Benutzers durch eine Benutzereingabe mittels der Anzeige- und Bedieneinheit 20 oder durch Zeitsteuerung erfolgen.
Gemäß der Erfindung ist das Datenverarbeitungsmodul 14 so ausgebildet, dass das von dem Messmodul 12 empfangene Messignal ausgewertet und in eine Verbrauchsmenge umgeformt wird. Ferner werden die gelesenen Benutzerdaten sowie die an den verifizierten Benutzer abgegebene und von dem Messmodul 12 gemessene Verbrauchsgröße in Form einer Verbrauchsmenge oder einer Zustandsgröße, wie Druck, über das erste Kommunikationsmodul 16 an die zentrale Erfassungseinheit 32, wie z.B. einen Cloud- Server, gesendet und dem Benutzerkonto des Benutzers zugeordnet und verrechnet. Zudem kann die Verbrauchsmenge oder die Bereitstellung der Zustandsgröße und ggf. ein entsprechender Geldbetrag berechnet und auf der Anzeigeeinheit 20 dargestellt werden.
Ergänzend kann die Vorrichtung 10 ein LAN/WLAN-Modul 38 oder ein GPS-Modul 40 aufweisen.
Vorzugsweise umfasst das Messmodul 12 ein in einem Gehäuse der Vorrichtung 10 integriertes Sensormodul 42 in Form eines Maget-, Strom-, Licht-, Druck- oder Schallsensors zum direkten Erfassen der Verbrauchsgröße.
Alternativ kann das Messmodul 12 ein mit dem Sensormodul 42 gekoppeltes Aufiiehmermodul 44, 44 ‘ zum indirekten Erfassen der Verbrauchsgröße aufweisen, wobei das Aufiiehmermodul 44‘ zusammen mit dem Sensormodul 40 als integraler Bestandteil der Vorrichtung 10 in dem Gehäuse dieser angeordnet ist oder wobei das Aufiiehmermodul 44 ein externes Modul ist, welches vorzugsweise drahtlos, insbesondere magnetisch, optisch oder über Funk, mit dem Sensormodul 42 gekoppelt und lösbar mit dem Gehäuse der Vorrichtung 10 verbindbar ist. Somit kann die Vorrichtung in Kombination mit einer Vielzahl von Aufhehmermodulen verwendet werden.
Fig. 2 zeigt die Vorrichtung 10 in Form eines Tankautomaten zum Ausgeben und zum Messen einer an eine Verbrauchsstelle 46, wie Kraftstofftank eines Kraftfahrzeugs, gelieferten Verbrauchsmenge.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst das Messmodul 12 das interne Sensormodul 42 in Form eines Magnetsensors und das externe Aufhehmermodul 44 in Form eines Turbinenrad-Durchflussmessrohrs, wobei in dem Messrohr ein einen Magneten aufweisendes Turbinenrad drehbar gelagert ist, wobei der Magnet mit dem Sensormodul 42 magnetisch gekoppelt ist und dessen Umdrehungen mitels des Sensormoduls 42 erfasst und gezählt werden. Das Aufhehmermodul 44 ist mit dem Gehäuse der Vorrichtung 10 verbunden, wie dies aus der EP 3 196 600 Alan sich bekannt ist.
An dem Anschlussmodul 28 ist eine Leistungskomponente in Form einer Pumpe 48 und eine Sensorkomponente in Form eines Füllstandmessers 50 angeschlossen.
Die Pumpe 48 und der Füllstandmesser 50 sind an einem Behälter 52, wie Tank, montiert, in dem ein Fluid 54, wie Kraftstoff, enthalten ist. Ein Fluideingang 56 der Pumpe 48 ist über eine Zuleitung 58 mit dem Fluid 54 fluidtechnisch gekoppelt und ein Fluidausgang 60 der Pumpe 48 ist über eine Rohrleitung 62 mit einem Eingang 64 des Aufhehmermoduls 44 verbunden, wobei ein Ausgang 66 des Aufhehmermoduls 44 über eine Fluidverbindung 68 wie Rohrleitung oder Schlauch mit der Verbrauchsstelle 46 koppelbar ist.
Bei Annäherung des Benutzer-Identifizierungsmittels 36 an das zweite Kommunikationsmodul 18 erfolgt eine Übertragung von Benutzerdaten. Nach Identifizierung des Benutzers erfolgt entweder nach Zeitablauf oder durch Benutzereingabe eine Freigabe der Pumpe 48 und der Start der Abgabe der Verbrauchsmenge. Die Abgabe endet durch Benutzereingabe oder durch eine Time-Out- Funktion, die z.B. über die zentrale Erfassungseinheit (Cloud-Server) einstellbar ist. Das erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zeichnet sich gegenüber dem Stand der Technik dadurch aus, dass die nach dem Stand der Technik einzelnen und räumlich getrennten Komponenten, nämlich Volumenstromzähler und Tankautomat mit Datenverarbeitung- und Übertragung in einer einzigen Vorrichtung mit integrierter Volumenstrommessung und direkter Datenübertragung an einen Cloud-Server vereint sind.

Claims

Ansprüche
Vorrichtung und Verfahren zum Erfassen einer Verbrauchsgröße Vorrichtung (10) zum Erfassen einer an eine Verbrauchsstelle gelieferten Verbrauchsgröße, umfassend:
- ein Messmodul (12) zum Erfassen der Verbrauchsgröße,
- ein erstes Kommunikationsmodul (16), welches ausgebildet ist, vorzugsweise drahtlos über ein erstes Kommunikationsnetzwerk (30) mit einer entfernten zentralen Erfassungseinheit (32) zu kommunizieren und zumindest verbrauchsbezogene Daten an die zentrale Erfassungseinheit (32) zu senden,
- ein Datenverarbeitungsmodul (14), welches ausgebildet ist, Funksignale über das erste Kommunikationsmodul (16) zu senden und zu empfangen und ein von dem Messmodul (12) erzeugtes Signal zu empfangen und zu analysieren,
- ein Stromversorgungsmodul (24), welches ausgebildet ist, das Messmodul (12), das erste Kommunikationsmodul (16) und das Datenverarbeitungsmodul (14) mit Strom zu versorgen,
- eine Batterie (26), die so angeordnet ist, dass sie das Stromversorgungsmodul (24) mit Energie versorgt, dadurchgekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) ein zweites Kommunikationsmodul (18) aufweist, welches mit dem Datenverarbeitungsmodul (14) gekoppelt und ausgebildet ist, eine drahtlose Kommunikationsverbindung (34) zwischen dem Datenverarbeitungsmodul (14) und einem Benutzer ridentifizierungsmittel (36) eines Benutzers herzustellen und Benutzerdaten des Benutzers zu empfangen; dass die Vorrichtung (10) ein mit dem Datenverarbeitungsmodul (14) gekoppeltes Authentifizierungsmodul (22) aufweist, welches ausgebildet ist, die Benutzerdaten zu verifizieren und einem Konto des Benutzers zuzuweisen und dass das Datenverarbeitungsmodul (14) ausgebildet ist, die an den Benutzer bereitgestellte und von dem Messmodul (12) erfasste Verbrauchsgröße dem Konto des Benutzers zuzuordnen und über das erste Kommunikationsmodul (16) an die zentrale
Erfassungseinheit (32) zu senden. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kommunikationsmodul (16) nach dem LPWA (Low Power Wide Area) - Standard ausgebildet ist, insbesondere eine Kommunikation über NB-IoT- oder LTE- M -Standard ermöglicht. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Kommunikationsmodul (18) ein NFC (Near Field Communication) - Modul, ein RFID (Radio-Frequency Identification) -Schreib-/Lese-Modul oder ein Bluetooth-Modul ist. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) ein LAN/WLAN-Modul (40) und/oder ein GPS-Modul (38) aufweist. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Benutzer-Identifizierungsmittel (36) ein Mobiltelefon oder eine Chipkarte, wie RFID-Chipkarte oder NFC-Chipkarte, ist. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) ein Zähler, insbesondere ein Volumenstromzähler ist, wobei das Datenverarbeitungsmodul (14) ausgebildet ist, aus dem von dem Messmodul (12) erzeugten Messignal der Verbrauchsgröße eine Verbrauchsmenge zu berechnen und vorzugsweise auf einer Bedien- und/oder Anzeigeeinheit (20) darzustellen und/oder an die zentrale Erfassungseinheit (32) zu übertragen. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messmodul (12) ausgebildet ist, die Verbrauchsgröße in Form einer Verbrauchsmenge, wie Durchfluss, Wärme oder elektrische Energie, oder in Form einer Zustandsgröße, wie Druck, zu erfassen und insbesondere ein Gerät aus der Gruppe umfassend zumindest ein Durchflussmesser, ein Temperaturmesser, ein Strommesser, ein Lichtmesser, ein Druckmesser oder ein Schallmesser ist. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das Messmodul (12) ein in einem Gehäuse der Vorrichtung (10) integriertes Sensormodul (42) in Form eines Maget-, Strom-, Licht-, Druck- oder Schallsensors zum direkten Erfassen der Verbrauchsgröße aufweist. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messmodul (12) zusätzlich zu dem Sensormodul (42) ein Aufnehmermodul (44, 44‘) aufweist, wobei das Aufnehmermodul (44‘) zusammen mit dem Sensormodul (42) in dem Gehäuse der Vorrichtung (10) angeordnet ist oder wobei das Aufnehmermodul (44) ein externes Modul ist, welches drahtlos, insbesondere magnetisch, optisch oder über Funk, mit dem Sensormodul (42) gekoppelt und lösbar mit dem Gehäuse der Vorrichtung (10) verbindbar ist. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnehmermodul (44) ausgebildet ist, um eine physikalische Größe aus der Gruppe umfassend zumindest Durchfluss, Temperatur, elektrischer Strom, Licht, Zeit, Masse, Druck oder Länge zu erfassen, wobei das Aufnehmermodul (44) vorzugsweise ein Turbinenrad-Durchflussmesser mit einem einen Magneten aufweisenden Turbinenrad, ein Ovalzahnradmesser mit einem einen Magneten aufweisenden Ovalzahnrad, ein Temperatursensor, ein Stromsensor, ein Lichtsensor oder ein Drucksensor ist. Vorrichtung nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Vorrichtung (10) ein Anschlussmodul (28) aufweist, über das ein externes Leistungsmodul (48) ansteuerbar und/oder ein externes Messmodul (50) auswertbar ist, wobei insbesondere das Anschlussmodul eine optische, elektrische, magnetische und/oder elektromagnetische Schnittstelle ist. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Vorrichtung (10) ein Tankautomat ist, wobei das Leistungsmodul (48) eine Pumpe ist, wobei das Anschlussmodul (28) mit einem Steuereingang der Pumpe (48) verbunden ist, wobei ein Fluideingang (56) der Pumpe (48) fluidtechnisch mit einem in einem Reservoir (52), wie Tank, enthaltenen Fluid (54) gekoppelt ist, wobei ein Fluidausgang (60) der Pumpe (48) mit einem Eingang (64) des Aufiiehmermoduls (44) in Form eines Durchflussmessers verbunden ist und wobei ein Ausgang (66) des Aufiiehmermoduls (44) an die Verbrauchsstelle (46), wie Kraftstofftank eines Kraftfahrzeugs, ankoppelbar ist. Verfahren zum Erfassen einer an eine Verbrauchsstelle (46) gelieferten Verbrauchsgröße, umfassend die folgenden Schritte:
- Aufbau einer drahtlosen Kommunikationsverbindung (34) zwischen einem Datenverarbeitungsmodul (14) und einem Benutzer-Identifizierungsmittel (36) eines Benutzers,
- Authentifizierung des Benutzers durch Verifizierung der Identität des Benutzers,
- Starten der Bereitstellung der Verbrauchsgröße an die Verbrauchsstelle (46) automatisch oder durch den Benutzer,
- Beenden der Bereitstellung der Verbrauchsgröße automatisch oder durch den Benutzer,
- Übertragen von verbrauchsbezogenen Daten, die sich auf die Bereitstellung der Verbrauchsgröße beziehen, von dem Datenverarbeitungsmodul (14) an eine zentrale, entfernte Erfassungseinheit;
- ggf. Speichern der verbrauchsbezogenen Daten durch die zentrale, entfernte Erfassungseinheit.
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