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WO2011148003A1 - Luminaria de emergencia y sistema para el control y monitorización remoto de contadores de agua - Google Patents

Luminaria de emergencia y sistema para el control y monitorización remoto de contadores de agua Download PDF

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WO2011148003A1
WO2011148003A1 PCT/ES2010/070354 ES2010070354W WO2011148003A1 WO 2011148003 A1 WO2011148003 A1 WO 2011148003A1 ES 2010070354 W ES2010070354 W ES 2010070354W WO 2011148003 A1 WO2011148003 A1 WO 2011148003A1
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luminaire
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Amador Martinez Suarez
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    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
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    • H—ELECTRICITY
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    • Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/30—Smart metering, e.g. specially adapted for remote reading

Definitions

  • the present invention applies to meter reading systems. More specifically, it refers to an emergency luminaire that is suitable to be part of a reading system for water and / or gas remote city meters with an architecture of at least four levels.
  • the meters send the meter reading data by radio frequency to a hub module that in turn transmits the readings to a control system of the company providing the services via GPRS (General Packet Radio Service). of water and / or gas city.
  • GPRS General Packet Radio Service
  • One of the main problems of the system is that it is not universal. There must be a maximum distance of 100m between each meter and the concentrator module, so in many cases, the concentrator must be installed in basements, for example, but the concentrator needs GPRS coverage, a signal that does not usually reach these types of locations.
  • the meter reading architectures also face the maintenance problem of having many elements inside the building that require separate periodic attention. OBJECT OF THE INVENTION
  • the object of the invention is to provide an emergency system / luminaire that solves the technical problems pointed out in the previous section.
  • an emergency luminaire adapted for incorporation into a reading system of water and / or city gas meters at different levels and that includes radio frequency means to receive information from the meters and a memory to store the meter data and events, where the counters constitute the lowest level of the system.
  • the luminaire also includes a radio frequency module, a GPRS module, a LIN module (Local interconnect Network) and a PLC modem module for radio communications with higher levels of the system, which makes it compatible with countless reading systems.
  • Fig. 1 .- is a diagram that schematically describes the components of the luminaire of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  • the invention is applied to a reading system of water and / or city gas meters with an architecture of up to five levels.
  • the data control center is the first link in the entire system chain. Its functions are essential for operation, maintenance and supervision of the meter network. There may be several control centers, such as customer profiles, managers, maintenance companies, provinces, etc. Its most outstanding functions are:
  • GDT data transmission gate
  • the network allows access from each GDT to all equipment of lower levels except the counters, which facilitates the dynamic distribution of traffic load between nearby doors.
  • the modem used is preferably a GPRS / 2.5 G.
  • the teams will publish the IP address assigned by the operator in a database, so that the use of cards with fixed IP will not be necessary .
  • the connection is made through tunnels contracted with the operators that ensure that all access is carried out through the CCD, which allows managing the different access permits to the equipment.
  • the functions of the GDT are:
  • the next level is the data concentrator outside the building (CDE), which is responsible for concentrating the data of the counters stored in cabinets and, if an internal router is available, will attend the terminals of said router.
  • CDE data concentrator outside the building
  • this level can also be incorporated into an emergency luminaire and is optional, since if there is only one floor in the building, it will not be necessary to incorporate it.
  • the CDE automatically requests the meter readings on the last day of the month to the next level, so that the monthly readings from the CCD are expedited.
  • Access to DCEs can be made from the CCD via GDT and with the possibility of routing through other CDEs or directly through mobile terminals.
  • the assignment of the equipment from which each CDE must collect readings is made from the CCD or from mobile terminals.
  • the basic functions of the CDE are: - routing of radio frames among other devices (except with counters);
  • the next level, the indoor data router (EDI), is incorporated into the luminaire of the invention.
  • the luminaire incorporates, among the typical elements, an AC / DC converter, an emergency circuit and an emergency light battery, which keeps the equipment in stand-by in case of power failure.
  • the EDI is responsible for allowing access to the meters from outside the building or the facade.
  • the EDI must ensure good coverage to get from the equipment of the previous level (CDE) to the next (which can be in turn incorporated into a luminaire) minimizing the number of jumps and maintaining a good RRSI in all of them. Its basic functions are:
  • the luminaire also incorporates a microcontroller, a communication module with radio frequency counters, and GPRS, LIN (Local interconnect Network for cable communications) and RF modules to communicate with the upper level and a PLC modem to send data to through the power grid.
  • the RF module for the meters is 25mW.
  • the luminaire is provided with analog inputs and digital outputs.
  • the memory for storing counter, event and own data is preferably a dataflash memory.
  • the luminaire can be provided with a redundant ferromagnetic safety memory.
  • the closet counter concentrator is the penultimate level and is very close to these counters. Like the previous levels, it belongs to the network infrastructure and presents the predefined architecture and topology from the data control center (CCD). Among the features of the CCA are:
  • Each hub has a list of counters assigned for its control, which can be dynamically updated from the CCD or from a portable terminal;
  • the last level of architecture (level 5) consists of counters. These use RF communications for remote access and are configured to send alarms spontaneously to the higher level equipment indicated.
  • the access to the controllers is made by radio through the network, and they can be configured and read from both the CCD and mobile terminals.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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Abstract

Luminaria de emergencia adaptada para su incorporación a sistema de lectura de contadores de agua y /o gas ciudad a distintos niveles y que comprende medios de radio frecuencia para recibir información de los contadores y una memoria para almacenar los datos de contadores y eventos, donde los contadores constituyen el nivel más bajo del sistema. La luminaria comprende además un módulo de radiofrecuencia, un módulo GPRS, un módulo LIN y un módulo PLC para las comunicaciones con niveles superiores del sistema, Io que Ia hace compatible con un gran número de contadores. Luminaria con sistema de corte de suministro de agua y / o gas ciudad al detectar fugas.

Description

LUMINARIA DE EMERGENCIA Y SISTEMA PARA EL CONTROL Y MONITORIZACIÓN REMOTO DE CONTADORES DE AGUA
D E S C R I P C I Ó N
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se aplica a sistemas de lectura de contadores. Más concretamente, se refiere a una luminaria de emergencia que es apta para formar parte de un sistema de lectura de contadores de agua y /o gas ciudad remoto con una arquitectura de al menos cuatro niveles.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Existen en el mercado módulos de lectura de contadores de agua y /o gas ciudad adaptados para formar parte de arquitecturas en varios niveles que permiten la lectura instantánea y remota de los contadores. En los sistemas conocidos, los contadores envían los datos de la lectura de los contadores por radio frecuencia a un módulo concentrador que a su vez trasmite vía GPRS( General Packet Radio Service) las lecturas a un sistema de control de la compañía suministradora de los servicios de agua y / o gas ciudad.
Uno de los principales problemas del sistema es que no es universal. Entre cada contador y el módulo concentrador debe haber una distancia máxima de 100m por lo que, en muchas ocasiones, el concentrador debe instalarse por ejemplo en sótanos, pero el concentrador necesita cobertura GPRS, una señal que no suele llegar a este tipo de localizaciones.
Las arquitecturas de lectura de contadores se enfrentan también al problema de mantenimiento que supone el tener muchos elementos dentro del edificio que requieren atención periódica por separado. OBJETO DE LA INVENCIÓN
La invención tiene por objeto proporcionar un sistema/luminaria de emergencia que soluciona los problemas técnicos apuntados en el apartado anterior. Para ello propone una luminaria de emergencia adaptada para su incorporación a sistema de lectura de contadores de agua y /o gas ciudad a distintos niveles y que comprende medios de radio frecuencia para recibir información de los contadores y una memoria para almacenar los datos de contadores y eventos, donde los contadores constituyen el nivel más bajo del sistema. La luminaria comprende además un módulo de radiofrecuencia, un módulo GPRS, un módulo LIN (Local interconnect Network) y un módulo PLC modem para las comunicaciones de radio con niveles superiores del sistema, lo que lo hace compatible con un sinfín de sistemas de lectura. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURA
Con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica, se acompaña la siguiente descripción de un dibujo en donde con carácter ilustrativo se ha representado lo siguiente:
Fig. 1 .- es un diagrama que describe esquemáticamente los componentes de la luminaria de la invención. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
La invención se aplica a un sistema de lectura de contadores de agua y / o gas ciudad con una arquitectura de hasta cinco niveles. El centro de control de datos es el primer eslabón de toda la cadena del sistema. Sus funciones son imprescindibles para el funcionamiento, mantenimiento y supervisón de la red de contadores. Pueden existir varios centros de control, tantos como perfiles de clientes, gestores, empresas de mantenimiento, por provincias, etc. Sus funciones más destacadas son:
- apoyo al instalador de la infraestructura de la red;
- estudio de coberturas y en particular de enrutamientos;
- coordinación con el instalador;
- actualización en la base de datos con lecturas reales;
- confirmación de tensión de las baterías que puede llevar la instalación de contadores;
- mantenimiento de la infraestructura mediante la detección de anomalías y alarmas con aviso a la empresa de mantenimiento, indicando la actuación a realizar y la situación exacta del contador a reparar;
- actualización de la base de datos con altas, bajas datos bancarios de usuarios, etc. ;
- servicio de cálculo de fugas, presiones y caudales, aportando a los gestores datos de consumo por zonas.
El siguiente nivel estaría conformado por una puerta de transmisión de datos (GDT). Esta puerta es el punto de acceso remoto del centro de control de datos (CCD) y funciona como pasarela de comunicaciones con el CCD y la red de radio de acceso a los contadores.
La red permite el acceso desde cada GDT a todos los equipos de niveles inferiores excepto los contadores, lo que facilita la distribución dinámica de la carga de tráfico entre puertas próximas. El módem utilizado es de preferencia un GPRS/2,5 G. Para permitir el acceso, los equipos publicarán la dirección IP que les vaya asignando el operador en una base de datos, de forma que no será necesario el uso de tarjetas con IP fija. Para evitar accesos no autorizados a la red, la conexión se realiza a través de túneles contratados con las operadoras que aseguran que todos los accesos se realizan a través del CCD, que permite gestionar los diferentes permisos de acceso a los equipos.
Las funciones del GDT son:
-ejercer la comunicación entre el CCD (en GPRS) y los equipos de red (en RF);
- procesar comandos SMS y correos electrónicos, que se generan para configurar partes del equipo;
- controlar alarmas del equipo;
- controlar fecha y hora;
- solicitar en tiempo real los paquetes de datos del siguiente nivel.
El siguiente nivel es el concentrador de datos exterior al edificio (CDE), que se encarga de concentrar los datos de los contadores almacenados en armarios y, en caso de que se disponga de enrutador interior, atenderá a las terminales de dicho enrutador. Como se verá más adelante, este nivel puede estar incorporado también a una luminaria de emergencia y es opcional, ya que si solo existe una planta en el edificio, no será necesaria su incorporación.
Su ubicación se selecciona de manera a abarcar con uno o varios portales de radio frecuencia las señales del siguiente nivel. De preferencia, el CDE solicita de forma automática el último día del mes al siguiente nivel las lecturas de los contadores, de forma que se agilicen las lecturas mensuales desde el CCD. El acceso a los DCE se puede realizar desde el CCD vía GDT y con la posibilidad de enrutar a través de otros CDEs o directamente mediante terminales móviles.
La asignación de los equipos de los que cada CDE debe recopilar lecturas se realiza desde el CCD o desde terminales móviles.
Las funciones básicas del CDE son: -enrutado de tramas de radio entre otros dispositivos (excepto con los contadores);
- comunicación bajo demanda de niveles superiores con los equipos de nivel inferior (configuración, lecturas puntuales...);
- recopilación periódica automática de lecturas almacenadas en equipos;
- control de alarmas;
- control de fecha y hora.
El siguiente nivel, el enrutador de datos interior (EDI), está incorporado en la luminaria de la invención. La luminaria incorpora, entre los elementos típicos, un convertidor AC/DC, un circuito de emergencia y una batería de luz de emergencia, que mantiene al equipo en stand-by en caso de fallo de la red eléctrica. El EDI es el encargado de permitir el acceso a los contadores desde el exterior del edificio o la fachada.
El EDI debe asegurar una buena cobertura para llegar desde los equipos del nivel anterior (CDE) hasta el siguiente (que puede estar a su vez incorporado a una luminaria) minimizando el número de saltos y manteniendo un buen RRSI en todos ellos. Sus funciones básicas son:
-enrutado de tramas de radio entre otros dispositivo (excepto el contador), -control de alarmas, fecha y hora del propio equipo.
La luminaria incorpora además de un microcontrolador, un módulo de comunicación con los contadores por radio frecuencia, y módulos GPRS, LIN (Local interconnect Network para las comunicaciones por cable) y RF para comunicar con el nivel superior y un módem PLC para enviar datos a través de la red eléctrica. De preferencia, el módulo RF para los contadores es de 25mW. Opcionalmente, la luminaria está provista de entradas analógicas y salidas digitales. La memoria para almacenar datos de contadores, eventos y propios es, de preferencia una memoria dataflash. Alternativamente la luminaria puede estar provista de una memoria ferromagnética redundante de seguridad.
Opcionalmente, existiría una luminaria en cada planta del edificio.
El concentrador de contadores de armario (CCA) es el penúltimo nivel y se sitúa muy cerca de dichos contadores. Al igual que los anteriores niveles, éste pertenece a la infraestructura de la red y presenta la arquitectura y topología predefinida desde el centro de control de datos (CCD). Entre las funcionalidades del CCA se encuentran:
- enrutado de tramas de radio entre otros dispositivos;
- comunicación bajo demanda de niveles superiores con los equipos de nivel inferior;
- recopilación de datos las lecturas de los contadores, datos que se almacenan en una memoria no volátil y se envían bajo demanda a los equipos de niveles superiores; cada concentrador tiene una lista de contadores asignada para su control, que puede actualizarse dinámicamente desde el CCD o desde un terminal portátil;
-retransmisión por la ruta previamente configurada de las alarmas asincronas recibidas procedentes de los contadores;
-salidas de solenoide controladas mediante comandos desde el CCD
-control de alarmas, fecha y hora.
El último nivel de la arquitectura (nivel 5) consiste en los contadores. Éstos usan comunicaciones RF para acceso remoto y están configurados para enviar alarmas de forma espontánea a los equipos de niveles superiores que se les indique. El acceso a los controladores se realiza por radio a través de la red, pudiendo los mismos ser configurados y leídos tanto desde el CCD como desde terminales móviles.

Claims

REIVINDICACIONES
1 . Luminaria de emergencia adaptada para su incorporación a sistema de lectura de contadores de agua y /o gas ciudad a distintos niveles y que comprende medios de radio frecuencia para recibir información de los contadores y una memoria para almacenar los datos de contadores y eventos, donde los contadores constituyen el nivel más bajo del sistema, caracterizado porque comprende además un módulo de radiofrecuencia, un módulo GPRS, un módulo LIN y un módulo PLC para las comunicaciones con niveles superiores del sistema.
2. Luminaria de emergencia según la reivindicación 1 caracterizada porque comprende además un circuito AC/DC, un circuito de emergencia y una batería para la luz de emergencia.
3. Sistema para el control y monitorización remota de contadores de agua y/ o gas ciudad situados en un edificio, que incorpora una luminaria según las reivindicación 1 ó 2 y que se compone de al menos cuatro niveles de actuación y donde un primer nivel está conformado por al menos un centro de control, el segundo nivel es una puerta de transmisión de datos, el siguiente nivel es un concentrador de datos de contadores en el edificio ubicado en la luminaria y el último nivel es el propio contador.
4. Sistema para el control y monitorización remota de contadores según la reivindicación 3 caracterizado porque el primer nivel está provisto de un programa de autenticación por usuario y contraseña.
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