WO2016079421A1 - Distributed system for metering energy and/or fluid consumption - Google Patents
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- Y04S20/30—Smart metering, e.g. specially adapted for remote reading
Definitions
- the invention lies in the field of counting the energy distribution and / or fluid.
- Distribution networks must implement meters to measure the quantities supplied by the network to the users. Historically, these meters are physical and require the intervention of the man to raise them. Operators have begun to make the meters communicating to automate the succession through the telephone network for example. This remote reading is then rare because expensive. This mode of operation does not allow fine management of the network. As communication is rare, it does not make it possible to know the consumption profiles or the management of complex tariff plans.
- the present invention improves this situation.
- a metering system of energy consumption and / or fluid comprising:
- a non-transitory memory storing at least one consumption history.
- non-transitory memory is deported to a remote router, further comprising means for calculating the consumption history, as well as a communication interface with a central distribution management server.
- the sensor and the limiting device are in turn grouped in the same physical entity, counting, further comprising a means of communication with the router to communicate to the router at least one current consumption count statement, from the sensor of counting.
- the term "central distribution management server” means a server generally responsible for the management of the energy distribution network and / or fluids, possibly also the billing of consumer users, for example also possible decisions of load shedding to reduce the load on the distribution network, etc.
- power limiting member means a member capable of reducing or even cutting off the supply of energy and / or fluids. It can thus be used to cut the power supply in the event of fraud detection, for example, and can integrate a power limitation function, for example a load limiting function in the case of electric power distribution, in particular for load shedding applications. .
- non-transient memory means that this memory can store durably (as opposed to a random access memory) including computer program instructions at least for calculating the consumption history, as well as for example:
- the router having such a memory thus has virtual counter features and is hereinafter referred to as a "smart router”.
- this intelligent router interfaces with the central distribution management server and comprises technical means including functionalities making it possible to calculate at least the consumption history recorded by at least one counting entity, possibly to check this history. , and transmit the data of this history to the central server so that the billing including the consumed resource is established by the central server for a user of the counting entity (or "user" below).
- the solution of the invention then makes it possible to virtualize the logical functionalities of the counting entity. More particularly, the basic functionalities of the physical counting entity, combined with the more sophisticated functionalities of the intelligent router, make it possible to develop together a distributed virtual counter that is efficient and takes account, for example, of national regulations (application of tariff grids, management consumption monitoring thresholds, etc.). We then have the advantage of a simple and inexpensive physical equipment while taking advantage of the advent of networks to deport the intelligence of the physical counting entity with fewer intelligent routers than the physical counting entities. The improvements are as follows:
- the centralized intelligence allows a total flexibility of management, as well in the time (change of management mode) as in the complexity (method of calculation),
- the solution is independent of the distributed element (water, gas, electricity, steam, etc.) because only the meter needs to be adapted,
- the solution allows a real-time supervision of the network by its communicating nature
- the solution allows a simplified update of the software controlling the advanced functions of the routers, thanks to the virtualization of these functions in the intelligent routers.
- the non-transitory memory is organized to store a plurality of consumption histories relating to a plurality of respective counting entities, each comprising a means of communication with the router.
- the non-transitory memory further stores a history of energy and / or fluid distribution from a distribution point (such as a transformer station for a power distribution electrical), comprising a distributed energy and / or fluid counting entity including a means of communication with the router.
- a distribution point such as a transformer station for a power distribution electrical
- the router can then be arranged to determine a difference between a total quantity of energy and / or distributed fluid and a total quantity of energy and / or fluid consumed according to the readings received from the counting.
- the metering system by following the specificities of the distribution network, with then several routers downstream of the central server, and several counting entities downstream of each router.
- the system thus comprises a plurality of routers connected to the central server, and a plurality of counting entities connected to each router.
- Such an organization advantageously makes it possible to centralize business rules with the central server and to deploy them in real time to the routers. It is then easy to modify or assign them to independent counting entities or groups of entities, for example, for a monthly billing of consumption, a prepayment of the consumable, a limitation or automatic cut-off of consumption by thresholds, in particular for reasons of load shedding periods or zones or any other criteria.
- the central server can be arranged to communicate to the routers instructions for updates at least consumption consumption calculation rules.
- Such an update with the routers can be done practically in real time and without fear of an individual fraud attack.
- the communication between the counting entity and the router remains secure by encryption means.
- the present invention also aims at a router of a system according to the invention and comprising:
- a non-transitory memory storing at least said consumption history.
- the present invention also relates to a computer program, comprising instructions at least for calculating consumption history, when this program is executed by computing means of such a router.
- the program can also perform other functionalities such as the calculation of a consumption profile or others.
- the present invention also aims at a physical entity for counting a system according to the invention, and comprising:
- A means of communication with a remote router.
- FIG. 1 illustrates an exemplary embodiment of a system according to the invention
- FIG. 2 illustrates an example of architecture, in particular of a more complete electrical network
- FIG. 3 details the elements that comprise the counter EC and the intelligent router RI of FIG. 1,
- FIG. 4 illustrates an example of a communication diagram for pairing a new EC meter with an RI router
- FIG. 5 illustrates an example of a communication diagram for consumption monitoring with an RI router, in one embodiment where the distributed quantity to be consumed has been prepaid.
- the solution proposed by the invention consists of virtualizing the smart meter by deporting the intelligence of the counter from RIs (or "Service Gateways” in English) and a central server SC for managing the smart meter. distribution and billing in particular.
- the router RI provides periodic communication between the physical counting entities (or “counters” below) EC1, EC2, EC3, and the central server SC.
- Counters EC1, EC2, EC3 are arranged in premises (domestic or professional) of respective users Ul, U2, U3.
- the RI router is an intelligent mediation and computation / aggregation component between the simple counters EC1, EC2, EC3 and the central server.
- the intelligent router RI makes it possible in particular to virtualize the regulatory functions of a consumption metering (determination of a consumption history, evaluation of a corresponding load curve, financial evaluation of the corresponding consumed resource by application of a tariff schedule, pricing by thresholds to check for example that a quantity of prepaid resource is not soon exceeded as described later, and others).
- a router manages a large number of counters. Intelligent routers RI are expected in a very limited number compared to the number of counters EC.
- an RI router managing in particular the counter of this ECPS station as well as the consumer EC counters downstream of the PS station.
- the central server SC in connection with the routers RI, supervises the entire network.
- the SC server can therefore identify and anticipate changes in consumption (waves of consumption by example) and more generally the load of the distribution network. If the central server detects a rise in consumption reaching the limits of production capacity, it can arbitrate to totally or partially offload users to protect the power supply of a hospital UH for example.
- the central server can command the routers to open the meters at the distribution stations or more precisely at the level of user groups to offload the production network, or to lower the power capacity to counter to preserve minimal use.
- the term "open a counter" means opening the circuit breaker controlled by the meter (which corresponds to activating the "cut-off device" according to the general terminology adopted above).
- the intelligent router RI by its position in the embodiment of Figure 2, supervises the PS production station, and is therefore capable, by energy balance, to determine leaks or energy fraud. If the energy injected at the substation is greater than the energy consumed at the level of the users (by means for example of the usual on-line losses related to the nature of the drivers), and possibly in correlation with a profile of user appearing abnormal, it detects a leak and notifies the information to the central server SC to order an inspection.
- the intelligent router supervises its postal network sufficiently finely (every 15 minutes for example) to raise alarms allowing the central server to detect fraud habits and assist in the detection.
- the router can also for example decide a temporary load shedding in case of leak detection too large (compared to a threshold).
- the EC meter becomes a simple and standard component that must ensure only basic functions.
- the EC meter comprises:
- a switching device COM of the distribution to the user on command of the intelligent router by action on a contact switch INT of a supply circuit AC of electricity discharged by the network RES (or on a regulator of power circuit breaker, or on a valve to cut / increase / decrease fluid flow in an alternative fluid counting application),
- an encryption key storage memory MEM for securely communicating with the router RI
- the counter EC further comprises a microcontroller CTL for controlling all of these elements from commands it receives from the router RI, via the communication card CC that it comprises. It can also go back counting information or counter integrity to the router RI, always via the communication card CC. It can thus put the meter in security (supply cutoff) in the event of an external event (insulation of the counters and its system, detection of attack, or other) on command of the router RI.
- the meter has the technical features:
- a counter integrity check detection of opening, fracturing, non-verticality, shock, etc.
- An automaton (such as the CTL microcontroller represented by way of example in FIG. 3) allows:
- the RI router is composed of the following elements:
- a network router ICI making it possible to provide the communication functions with the access networks to the central server SC,
- a rewritable storage area MEM 'and secured for storing the configurations of the counters, the measurements made on the counters in time and the commands for the non-transmitted counters,
- one or more CAP sensors for detecting the integrity of the router (detector for opening, fracturing, non-verticality, shock, etc.),
- PROC processor with a programmable intelligence
- the processor PROC in cooperation with the non-transitory memory MEM '(notably storing program instructions to confer this intelligence to the router) makes it possible to send to the central server that interpreted and preprocessed data necessary to the functionality of the central server.
- the central server SC provides for its high-level functions and high complexity for example:
- a router has two communication interfaces:
- the communication between the counters and the router is provided by means of H AN / PAN / F AN / LAN (or other) type of short-haul network communications.
- the messages exchanged between the counter and the router are of type:
- a counter control message used to set the contact state, change the power limit, ask for a counter status.
- a counter status message containing the internal value of the counter, the value of the instantaneous power, the state of its contact, the state of its power limitation and its general state.
- the dialogue between the EC meters and the RI router requires an initial pairing phase. Pairing goes through two phases of configuration: the counter and the router.
- the meter configuration is frozen during its manufacturing phase, with:
- a private key of the counter (private key symmetrical or asymmetrical according to the technical capabilities of the meter). This so-called “supply” data is transmitted by the manufacturer to the central server SC by a secure means.
- the configuration of the router is dynamic and comes from the central server SC which transmits to the router a message containing the provisioning information with the meter identifiers that the router must support.
- This message contains in particular a list of counters, and for each counter the following information is transmitted:
- the router can send its pilot messages to its counters.
- the central server SC sends, for example to the router RI, information adding an EC counter (with its data).
- the router creates a virtual counter in association with this new EC counter.
- the router recognizes in its memory its identifier and responds with a favorable message to the new EC meter, with a security negotiation phase.
- This router is typically the only one to answer the pairing request of the new EC meter, since it is a priori the only one to have been notified of the identifier of this new counter.
- This router RI then imposes on the EC meter parameters that it has obtained from the central server SC and in particular:
- an initial contact state (open or closed) of the switch for an electrical distribution typically, before an effective line creation, as long as the user has not provided a payment element, the switch is open and it is delivered as such and installed open at a user.
- the router can send a command to close the switch (deactivation of the meter cut-off device).
- the RI router can begin its "index" (consumption reading) requests to the EC meter.
- Counters can accept messages from an IN router without knowing the router.
- the counters can respond or broadcast their status, but the router in charge of a counter can ensure the integrity of the communication with this counter because the router holds the private information of the counter.
- Such an embodiment does not prevent a transmission of messages from a counter to a nearby counter, and this step by step, to the router in charge of the counter whose messages are issued, according to a communication mode point to point.
- the central server related communication is long distance broadband type LAN / WAN communication (2G / 3G, 4G, 5G, Ethernet, IP, or other).
- the messages exchanged between the RI router and the central server SC are of type:
- counter control messages in which the central server can ask the router to change the state of the counter contact or their power level.
- the router RI can consult the central server SC to determine whether a credit has been taken by the user of an EC meter.
- the central server responds favorably by indicating the credit and the current price for this counter.
- the router drives a closed contact of the switch and repeatedly requests a consumption index from the meter.
- the router can calculate the consumption history and determine if the remaining credit could soon be exceeded (according to a management by thresholds). As such, it queries the central server and, in the event of credit recovery, the process is repeated, until, in the example shown, receipt of information that there is no more credit remaining.
- the router controls an open contact of the switch and asks for an index to check for example that no consumption is made, with the switch open.
- the central server does not communicate directly with the counters. It is considered as such that the counters are virtualized by the functionality of the router.
- the central position of the router ensures (among others) the following functions:
- the router is not intended to replace the central server in its management of business rules, nor to duplicate the intelligence of the central server.
- the router completes the server in its areas of expertise:
- the intelligent router of the invention does not merely perform a protocol correspondence between the central server and the physical counters, but, in addition to this connectivity core application, to execute a second core application ( "Application Host") containing the computer counting program embedded in the router.
- Application Host a second core application
- the router does not transmit a simple stream of indexes and events to the central server, but rather advanced data to historian and / or analyze over long periods for application or regulatory requirements.
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Abstract
The invention relates to a system for metering energy and/or fluid consumption, which includes: a consumption metering sensor (REA), a member for limiting the supply of energy and/or fluid (COM), a non-transient memory storing at least one consumption history (MEM'). In particular, the non-transient memory (MEM') is provided remotely in a remote router (RI), which also comprises means (PROC) for processing the consumption history, as well as a communication interface (IC1) with a central distribution management server (SC). The sensor and the limiting member are, in turn, grouped together in a single physical metering entity (EC), which also includes means (CC) for communicating with the router in order to send the router at least one reading of current consumption metering, from the metering sensor.
Description
Système distribué de comptage de consommation d'énergie et/ou de fluide Distributed energy and / or fluid consumption metering system
L'invention se situe dans le domaine du comptage de la distribution d'énergie et/ou de fluide. The invention lies in the field of counting the energy distribution and / or fluid.
Les réseaux de distribution doivent mettre en œuvre des compteurs pour mesurer les quantités fournies par le réseau aux usagés. Historiquement, ces compteurs sont physiques et nécessitent l'intervention de l'homme pour les relever. Les opérateurs ont commencé à rendre les compteurs communicants pour automatiser la relève au travers du réseau téléphonique par exemple. Cette télérelève est alors rare car onéreuse. Ce mode de fonctionnement ne permet pas une gestion fine du réseau. La communication étant rare, elle ne permet pas de connaître les profils de consommation ou la gestion de plans tarifaires complexes. Distribution networks must implement meters to measure the quantities supplied by the network to the users. Historically, these meters are physical and require the intervention of the man to raise them. Operators have begun to make the meters communicating to automate the succession through the telephone network for example. This remote reading is then rare because expensive. This mode of operation does not allow fine management of the network. As communication is rare, it does not make it possible to know the consumption profiles or the management of complex tariff plans.
L'avènement des technologies a fait émerger des compteurs intelligents capables d'embarquer des moyens électroniques sophistiqués et les logiques informatiques nécessaires à mémoriser les consommations ou calculer des plans tarifaires complexes. Il est alors possible de mettre en œuvre une gestion fine du réseau avec une communication minimale. Cependant, cette mise en œuvre présente des inconvénients majeurs. Le coût très important des compteurs limite la rentabilité du déploiement à très grande échelle. La complexité de l'intelligence embarquée dans les compteurs limite en réalité le déploiement de la solution dans des environnements différents. Un compteur est fortement lié à l'élément distribué à son mode de gestion (plan tarifaire, limitation contextuelle). Les modifications de cette intelligence passent par des phases de déploiement sur les compteurs longues et complexes. The advent of technologies has led to the emergence of smart meters capable of carrying sophisticated electronic means and the computer logic necessary to memorize consumption or calculate complex tariff plans. It is then possible to implement a fine management of the network with minimal communication. However, this implementation has major drawbacks. The very high cost of the meters limits the profitability of the deployment on a very large scale. The complexity of embedded intelligence in the meters actually limits the deployment of the solution in different environments. A meter is strongly related to the element distributed to its management mode (tariff plan, contextual limitation). Changes in this intelligence go through phases of deployment on long and complex counters.
La présente invention vient améliorer cette situation. The present invention improves this situation.
Elle propose à cet effet un système compteur de consommation en énergie et/ou en fluide, comportant : It proposes for this purpose a metering system of energy consumption and / or fluid, comprising:
- un capteur de comptage de consommation, a consumption metering sensor,
- un organe de limitation d'alimentation en énergie et/ou en fluide, a device for limiting power supply and / or fluid,
- une mémoire non-transitoire stockant au moins un historique de consommation. a non-transitory memory storing at least one consumption history.
En particulier, la mémoire non-transitoire est déportée auprès d'un routeur distant, comportant en outre des moyens de calcul de l'historique de consommation, ainsi qu'une interface de communication avec un serveur central de gestion de distribution. In particular, the non-transitory memory is deported to a remote router, further comprising means for calculating the consumption history, as well as a communication interface with a central distribution management server.
Le capteur et l'organe de limitation sont quant à eux regroupés dans une même entité physique, de comptage, comportant en outre un moyen de communication avec le routeur pour communiquer au routeur au moins un relevé de comptage de consommation courante, issu du capteur de comptage.
On entend par « serveur central de gestion de distribution » un serveur en charge de façon générale de la gestion du réseau de distribution d'énergie et/ou de fluides, éventuellement aussi de la facturation des usagers consommateurs, par exemple aussi des décisions éventuelles de délestage pour réduire la charge du réseau de distribution, etc. The sensor and the limiting device are in turn grouped in the same physical entity, counting, further comprising a means of communication with the router to communicate to the router at least one current consumption count statement, from the sensor of counting. The term "central distribution management server" means a server generally responsible for the management of the energy distribution network and / or fluids, possibly also the billing of consumer users, for example also possible decisions of load shedding to reduce the load on the distribution network, etc.
On entend par « organe de limitation d'alimentation » un organe capable de réduire, voire de couper l'alimentation en énergie et/ou en fluides. Il peut servir ainsi à couper l'alimentation en cas de détection de fraude par exemple, et peut intégrer une fonctionnalité de limitation d'alimentation, par exemple de limitation de charge en cas de distribution d'énergie électrique, notamment pour des applications de délestage. The term "power limiting member" means a member capable of reducing or even cutting off the supply of energy and / or fluids. It can thus be used to cut the power supply in the event of fraud detection, for example, and can integrate a power limitation function, for example a load limiting function in the case of electric power distribution, in particular for load shedding applications. .
On entend par « mémoire non-transitoire » le fait que cette mémoire peut stocker durablement (par opposition à une mémoire vive) notamment des instructions de programme informatique au moins pour le calcul de l'historique de consommation, ainsi que par exemple : The term "non-transient memory" means that this memory can store durably (as opposed to a random access memory) including computer program instructions at least for calculating the consumption history, as well as for example:
- le dernier index reçu de l'entité physique de comptage, the last index received from the physical counting entity,
l'historique de consommation (par exemple de façon glissante sur 24 heures), the history of consumption (for example in a sliding manner over 24 hours),
des instructions de calcul et le calcul lui-même d'un profil de consommation (à partir de ces historiques), calculation instructions and the calculation itself of a consumption profile (from these histories),
et éventuellement des informations de détection/suspicion de fraude (comme détaillé plus loin). and possibly fraud detection / suspicion information (as detailed below).
Le routeur comportant une telle mémoire a ainsi des fonctionnalités de compteur virtuel et est qualifié ci-après de « routeur intelligent ». The router having such a memory thus has virtual counter features and is hereinafter referred to as a "smart router".
On comprendra alors que ce routeur intelligent s 'interface avec le serveur central de gestion de distribution et comporte des moyens techniques incluant des fonctionnalités permettant de calculer au moins l'historique de consommation relevée par au moins une entité de comptage, éventuellement de vérifier cet historique, et de transmettre les données de cet historique au serveur central pour que la facturation notamment de la ressource consommée soit établie par le serveur central pour un utilisateur de l'entité de comptage (ou « usager » ci-après). It will then be understood that this intelligent router interfaces with the central distribution management server and comprises technical means including functionalities making it possible to calculate at least the consumption history recorded by at least one counting entity, possibly to check this history. , and transmit the data of this history to the central server so that the billing including the consumed resource is established by the central server for a user of the counting entity (or "user" below).
La solution de l'invention permet alors de virtualiser les fonctionnalités logiques de l'entité de comptage. Plus particulièrement, les fonctionnalités de base de l'entité physique de comptage, associées aux fonctionnalités plus sophistiquées du routeur intelligent, permettent d'élaborer ensemble un compteur virtuel distribué, performant et tenant compte par exemple de réglementations nationales (application de grilles tarifaires, gestion de seuils de surveillance de consommation, etc.). On dispose alors de l'avantage d'un équipement physique simple et peu coûteux tout en profitant de l'avènement des réseaux permettant de déporter l'intelligence de
l'entité physique de comptage auprès de routeurs intelligents moins nombreux que les entités physiques de comptage. Les améliorations sont alors les suivantes : The solution of the invention then makes it possible to virtualize the logical functionalities of the counting entity. More particularly, the basic functionalities of the physical counting entity, combined with the more sophisticated functionalities of the intelligent router, make it possible to develop together a distributed virtual counter that is efficient and takes account, for example, of national regulations (application of tariff grids, management consumption monitoring thresholds, etc.). We then have the advantage of a simple and inexpensive physical equipment while taking advantage of the advent of networks to deport the intelligence of the physical counting entity with fewer intelligent routers than the physical counting entities. The improvements are as follows:
- l'entité physique de comptage installée chez un usager est très simple, the physical metering entity installed in a user is very simple,
- l'intelligence centralisée permet une flexibilité totale de gestion, aussi bien dans le temps (changement de mode gestion) que dans la complexité (méthode de calcul), - the centralized intelligence allows a total flexibility of management, as well in the time (change of management mode) as in the complexity (method of calculation),
- la solution est indépendante de l'élément distribué (eau, gaz, électricité, vapeur, etc.) car seul le compteur nécessite d'être adapté, the solution is independent of the distributed element (water, gas, electricity, steam, etc.) because only the meter needs to be adapted,
- la solution permet une supervision en temps réel du réseau de par sa nature communicante, the solution allows a real-time supervision of the network by its communicating nature,
- la solution permet une mise à jour simplifiée des logiciels pilotant les fonctions évoluées des routeurs, grâce à la virtualisation de ces fonctions dans les routeurs intelligents. - the solution allows a simplified update of the software controlling the advanced functions of the routers, thanks to the virtualization of these functions in the intelligent routers.
Il devient possible alors de déployer la solution à large échelle. It becomes possible then to deploy the solution on a large scale.
Ainsi, dans une forme de réalisation du système selon de l'invention, la mémoire non-transitoire est organisée pour stocker une pluralité d'historiques de consommation relatifs à une pluralité d'entités de comptage respectives, comportant chacune un moyen de communication avec le routeur. Thus, in one embodiment of the system according to the invention, the non-transitory memory is organized to store a plurality of consumption histories relating to a plurality of respective counting entities, each comprising a means of communication with the router.
On peut ainsi mutualiser pour plusieurs entités de comptage (plusieurs centaines en pratique) une intelligence de comptage et de suivi de consommation, alors que l'état de l'art connu préconise d'individualiser cette intelligence pour chaque compteur de consommation. It is thus possible to pool for several counting entities (several hundred in practice) an intelligence of counting and consumption monitoring, whereas the state of the prior art recommends that this intelligence be individualized for each consumption counter.
Il est alors possible de déployer les routeurs de façon avantageuse dans un réseau de distribution (et d'y intégrer des fonctions évoluées de comptage dans un réseau IP haut débit, puisque telle peut être la communication entre les routeurs et le serveur central notamment). It is then possible to deploy the routers advantageously in a distribution network (and to integrate advanced metering functions in a high-speed IP network, since this may be the communication between the routers and the central server in particular).
Par exemple, dans une forme de réalisation, la mémoire non-transitoire stocke en outre un historique de distribution d'énergie et/ou de fluide issue d'un point de distribution (tel qu'un poste de transformation pour une distribution d'énergie électrique), comportant une entité de comptage d'énergie et/ou de fluide distribués incluant un moyen de communication avec le routeur. For example, in one embodiment, the non-transitory memory further stores a history of energy and / or fluid distribution from a distribution point (such as a transformer station for a power distribution electrical), comprising a distributed energy and / or fluid counting entity including a means of communication with the router.
Dans une telle réalisation, le routeur peut alors être agencé pour déterminer un écart entre une quantité totale d'énergie et/ou de fluide distribuée et une quantité totale d'énergie et/ou de fluide consommée d' après les relevés reçus des entités de comptage. In such an embodiment, the router can then be arranged to determine a difference between a total quantity of energy and / or distributed fluid and a total quantity of energy and / or fluid consumed according to the readings received from the counting.
Dans une forme de réalisation, il est ainsi possible d'organiser le système de comptage en suivant les spécificités du réseau de distribution, avec alors plusieurs routeurs en aval du serveur central, et plusieurs entités de comptage en aval de chaque routeur. Le système comporte ainsi une pluralité de routeurs reliés au serveur central, et une pluralité d'entités de comptage reliées à chaque routeur.
Une telle organisation permet avantageusement de centraliser des règles métiers auprès du serveur central et de les déployer en temps réel auprès des routeurs. Il est alors aisé de les modifier ou les affecter à des entités de comptage indépendantes ou des groupes d'entités, par exemple, pour une facturation mensuelle de la consommation, un prépaiement du consommable, une limitation ou coupure automatique de consommation par seuils, notamment pour des raisons de délestage des périodes ou des zones ou tout autre critère. In one embodiment, it is thus possible to organize the metering system by following the specificities of the distribution network, with then several routers downstream of the central server, and several counting entities downstream of each router. The system thus comprises a plurality of routers connected to the central server, and a plurality of counting entities connected to each router. Such an organization advantageously makes it possible to centralize business rules with the central server and to deploy them in real time to the routers. It is then easy to modify or assign them to independent counting entities or groups of entities, for example, for a monthly billing of consumption, a prepayment of the consumable, a limitation or automatic cut-off of consumption by thresholds, in particular for reasons of load shedding periods or zones or any other criteria.
Par exemple encore, le serveur central peut être agencé pour communiquer aux routeurs des instructions de mises à jour au moins de règles de calcul d'historiques de consommation. Une telle mise à jour auprès des routeurs peut se faire pratiquement en temps réel et sans craindre une attaque de fraude individuelle. For example still, the central server can be arranged to communicate to the routers instructions for updates at least consumption consumption calculation rules. Such an update with the routers can be done practically in real time and without fear of an individual fraud attack.
En revanche, avantageusement, la communication entre l'entité de comptage et le routeur reste sécurisée par des moyens de chiffrement. On the other hand, advantageously, the communication between the counting entity and the router remains secure by encryption means.
La présente invention vise aussi un routeur d'un système selon l'invention et comportant : The present invention also aims at a router of a system according to the invention and comprising:
- une interface de communication avec un serveur central de gestion de distribution, a communication interface with a central distribution management server,
- une interface de communication avec au moins une entité physique de comptage, a communication interface with at least one physical counting entity,
- des moyens de calcul d' au moins un historique de comptage de la consommation relevée par au moins l'entité de comptage, et means for calculating at least one count history of the consumption recorded by at least the counting entity, and
- une mémoire non-transitoire stockant au moins ledit historique de consommation. a non-transitory memory storing at least said consumption history.
La présente invention vise aussi un programme informatique, comportant des instructions au moins pour le calcul d'historique de consommation, lorsque ce programme est exécuté par des moyens de calcul d'un tel routeur. Comme indiqué précédemment, le programme peut effectuer en outre d'autre fonctionnalités telles que le calcul d'un profil de consommation ou autres. The present invention also relates to a computer program, comprising instructions at least for calculating consumption history, when this program is executed by computing means of such a router. As indicated above, the program can also perform other functionalities such as the calculation of a consumption profile or others.
La présente invention vise aussi une entité physique de comptage d'un système selon l'invention, et comportant : The present invention also aims at a physical entity for counting a system according to the invention, and comprising:
- un capteur de comptage de consommation, a consumption metering sensor,
- un organe de limitation d'alimentation en énergie et/ou en fluide, et a member for limiting energy supply and / or fluid supply, and
- un moyen de communication avec un routeur distant. - A means of communication with a remote router.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés sur lesquels : Other features and advantages of the invention will appear on examining the detailed description below, and the attached drawings in which:
la figure 1 illustre un exemple de réalisation d'un système selon l'invention ;
la figure 2 illustre un exemple d'architecture, en particulier d'un réseau électrique, plus complet, FIG. 1 illustrates an exemplary embodiment of a system according to the invention; FIG. 2 illustrates an example of architecture, in particular of a more complete electrical network,
la figure 3 détaille les éléments que comportent le compteur EC et le routeur intelligent RI de la figure 1, FIG. 3 details the elements that comprise the counter EC and the intelligent router RI of FIG. 1,
- la figure 4 illustre un exemple de diagramme de communications pour l'appairage d'un nouveau compteur EC à un routeur RI ; FIG. 4 illustrates an example of a communication diagram for pairing a new EC meter with an RI router;
la figure 5 illustre un exemple de diagramme de communications pour la surveillance de consommation auprès d'un routeur RI, dans un mode de réalisation où la quantité distribuée à consommer a été prépayée. FIG. 5 illustrates an example of a communication diagram for consumption monitoring with an RI router, in one embodiment where the distributed quantity to be consumed has been prepaid.
En référence à la figure 1, la solution que propose l'invention consiste à virtualiser le compteur intelligent en déportant l'intelligence du compteur auprès de routeurs RI (ou « Service Gateways » en anglais) et d'un serveur central SC de gestion de distribution et de facturation notamment. Le routeur RI assure la communication périodique entre les entités physiques de comptage (ou « compteurs » ci- après) EC1, EC2, EC3, et le serveur central SC. Les compteurs EC1, EC2, EC3 sont disposés dans des locaux (domestiques ou professionnels) d'usagers respectifs Ul, U2, U3. With reference to FIG. 1, the solution proposed by the invention consists of virtualizing the smart meter by deporting the intelligence of the counter from RIs (or "Service Gateways" in English) and a central server SC for managing the smart meter. distribution and billing in particular. The router RI provides periodic communication between the physical counting entities (or "counters" below) EC1, EC2, EC3, and the central server SC. Counters EC1, EC2, EC3 are arranged in premises (domestic or professional) of respective users Ul, U2, U3.
Le routeur RI est un composant intelligent de médiation et de calcul/agrégation entre les simples compteurs EC1, EC2, EC3 et le serveur central. Le routeur intelligent RI permet notamment de virtualiser les fonctions réglementaires d'un comptage de consommation (détermination d'un historique de consommation, évaluation d'une courbe de charge correspondante, évaluation financière de la ressource consommée correspondante par application d'une grille tarifaire, tarification par seuils pour vérifier par exemple qu'une quantité de ressource prépayée n'est pas bientôt dépassée comme décrit plus loin, et autres). Un routeur gère un grand nombre de compteurs. On prévoit des routeurs intelligents RI en un nombre très limité par rapport au nombre de compteurs EC. The RI router is an intelligent mediation and computation / aggregation component between the simple counters EC1, EC2, EC3 and the central server. The intelligent router RI makes it possible in particular to virtualize the regulatory functions of a consumption metering (determination of a consumption history, evaluation of a corresponding load curve, financial evaluation of the corresponding consumed resource by application of a tariff schedule, pricing by thresholds to check for example that a quantity of prepaid resource is not soon exceeded as described later, and others). A router manages a large number of counters. Intelligent routers RI are expected in a very limited number compared to the number of counters EC.
En effet, en référence à la figure 2, présentant un cas d'usage dans un réseau de distribution d'électricité, on prévoit un déploiement des routeurs RI et des compteurs EC qui suit la topologie du réseau électrique. Au niveau des postes de distribution PS dans le réseau même, on retrouve : - des compteurs ECPS permettant notamment de compter l'énergie distribuée par un poste de distribution PS correspondant, In fact, with reference to FIG. 2, presenting a use case in an electricity distribution network, provision is made for deployment of the RI routers and EC meters which follows the topology of the electrical network. At the level of PS distribution stations in the network itself, there are: - ECPS meters allowing in particular to count the energy distributed by a corresponding PS distribution station,
- un routeur RI gérant notamment le compteur de ce poste ECPS ainsi que les compteurs EC de consommation en aval du poste PS. an RI router managing in particular the counter of this ECPS station as well as the consumer EC counters downstream of the PS station.
Au niveau des usagers U, on retrouve : At the user level U, we find:
- les compteurs EC permettant notamment de compter l'énergie consommée par les usagers U.EC meters in particular for counting the energy consumed by users U.
Le serveur central SC, en lien avec les routeurs RI, supervise l'intégralité du réseau. Le serveur SC peut donc identifier et anticiper les évolutions de consommations (les vagues de consommation par
exemple) et plus généralement la charge du réseau de distribution. Si le serveur central détecte une montée de consommation arrivant aux limites de capacité de production, il peut arbitrer de délester totalement ou partiellement des usagers afin de protéger l'alimentation d'un hôpital UH par exemple. Dans un cas de délestage, le serveur central peut commander aux routeurs d'ouvrir les compteurs au niveau des postes de distribution ou plus finement au niveau de groupes d'usager pour délester le réseau de production, ou encore d'abaisser la puissance admissible au compteur pour préserver un usage minimal. On entend par « ouvrir un compteur », le fait d'ouvrir l'interrupteur du circuit que contrôle le compteur (ce qui correspond à activer l'« organe de coupure » selon la terminologie générale adoptée ci-dessus). The central server SC, in connection with the routers RI, supervises the entire network. The SC server can therefore identify and anticipate changes in consumption (waves of consumption by example) and more generally the load of the distribution network. If the central server detects a rise in consumption reaching the limits of production capacity, it can arbitrate to totally or partially offload users to protect the power supply of a hospital UH for example. In a case of load shedding, the central server can command the routers to open the meters at the distribution stations or more precisely at the level of user groups to offload the production network, or to lower the power capacity to counter to preserve minimal use. The term "open a counter" means opening the circuit breaker controlled by the meter (which corresponds to activating the "cut-off device" according to the general terminology adopted above).
Le routeur intelligent RI, de par sa position dans l'exemple de réalisation de la figure 2, supervise le poste de production PS, et est donc capable, par bilan énergétique, de déterminer des fuites ou des fraudes à l'énergie. Si l'énergie injectée au niveau du poste est supérieure à l'énergie consommée au niveau des usagers (moyennant par exemple les pertes usuelles en ligne liées à la nature des conducteurs), et éventuellement en corrélation avec un profil d'usager paraissant anormal, il détecte une fuite et notifie l'information au serveur central SC pour commander une inspection. Le routeur intelligent supervise son réseau de poste suffisamment finement (toutes les 15 minutes par exemple) pour lever des alarmes permettant au serveur central de détecter des habitudes de fraudes et aider à la détection. Le routeur peut aussi par exemple décider d'un délestage temporaire en cas de détection de fuite trop importante (par comparaison à un seuil). The intelligent router RI, by its position in the embodiment of Figure 2, supervises the PS production station, and is therefore capable, by energy balance, to determine leaks or energy fraud. If the energy injected at the substation is greater than the energy consumed at the level of the users (by means for example of the usual on-line losses related to the nature of the drivers), and possibly in correlation with a profile of user appearing abnormal, it detects a leak and notifies the information to the central server SC to order an inspection. The intelligent router supervises its postal network sufficiently finely (every 15 minutes for example) to raise alarms allowing the central server to detect fraud habits and assist in the detection. The router can also for example decide a temporary load shedding in case of leak detection too large (compared to a threshold).
Ainsi, dans une telle architecture, le compteur EC devient un composant simple et standard ne devant assurer que des fonctions de base. En référence à la figure 3 détaillant les éléments que comportent le compteur EC et le routeur intelligent RI, pour un relevé de consommation électrique, le compteur EC comporte : Thus, in such an architecture, the EC meter becomes a simple and standard component that must ensure only basic functions. With reference to FIG. 3 detailing the elements that comprise the EC meter and the intelligent router RI, for an electricity consumption record, the EC meter comprises:
- un capteur de comptage et une mémoire vive REA de relativement faible capacité (2 octets par exemple) pour stocker temporairement une mesure de consommation courante de l'énergie distribuée à l'usager U, a counting sensor and a RAM of relatively low capacity (2 bytes for example) for temporarily storing a measurement of current consumption of the energy distributed to the user U,
- un organe de coupure COM de la distribution à l'usager sur commande du routeur intelligent, par action sur un interrupteur de contact INT d'un circuit d'alimentation CA d'électricité débitée par le réseau RES (ou sur un régulateur de puissance de disjoncteur, ou sur une vanne pour couper/augmenter/diminuer le débit de fluide dans une application alternative de comptage de fluide), a switching device COM of the distribution to the user on command of the intelligent router, by action on a contact switch INT of a supply circuit AC of electricity discharged by the network RES (or on a regulator of power circuit breaker, or on a valve to cut / increase / decrease fluid flow in an alternative fluid counting application),
- une mémoire MEM de stockage de clé de chiffrement pour communiquer de manière sécurisée avec le routeur RI, an encryption key storage memory MEM for securely communicating with the router RI,
- un capteur d'intégrité CAP pour détecter une attaque physique contre le compteur (pour le forcer en cas de fraude par exemple).
Le compteur EC comporte en outre un microcontrôleur CTL pour piloter l'ensemble de ces éléments à partir de commandes qu'il reçoit du routeur RI, via la carte de communication CC qu'il comporte. Il peut remonter en outre les informations de comptage ou d'atteinte à l'intégrité du compteur, à destination du routeur RI, toujours via la carte de communication CC. Il peut donc mettre le compteur en sécurité (coupure d'approvisionnement) en cas d'événement extérieur (isolation des compteurs et de son système, détection d'attaque, ou autre) sur commande du routeur RI. - A CAP integrity sensor to detect a physical attack against the counter (to force it in case of fraud for example). The counter EC further comprises a microcontroller CTL for controlling all of these elements from commands it receives from the router RI, via the communication card CC that it comprises. It can also go back counting information or counter integrity to the router RI, always via the communication card CC. It can thus put the meter in security (supply cutoff) in the event of an external event (insulation of the counters and its system, detection of attack, or other) on command of the router RI.
Ainsi, le compteur a les fonctionnalités techniques : Thus, the meter has the technical features:
- de comptage, - count,
- d'action sur l'énergie ou le fluide distribué (contact, disjoncteur de puissance, électro vanne),- action on the energy or the distributed fluid (contact, power circuit breaker, electro valve),
- une interface de communication avec le routeur mettant en œuvre des fonctions cryptographiques,a communication interface with the router implementing cryptographic functions,
- un stockage durable de l'identité du compteur (en mémoire MEM) et des données cryptographiques privées, a durable storage of the counter identity (in MEM memory) and private cryptographic data,
- une vérification d'intégrité du compteur (détection d'ouverture, de fracturation, de non verticalité, de choc, etc.). a counter integrity check (detection of opening, fracturing, non-verticality, shock, etc.).
Un automate (tel que le microcontrôleur CTL représenté à titre d'exemple dans la figure 3) permet :An automaton (such as the CTL microcontroller represented by way of example in FIG. 3) allows:
- de faire le pont entre l'organe de comptage (capteur et mémoire vive REA), l'organe de coupure COM, et la carte de communication CC, to bridge the counting member (sensor and RAM REA), the breaking device COM, and the communication card CC,
- d'interpréter des commandes simples et de bas niveau du routeur auquel il est relié, afin, par exemple, d'envoyer un relevé de consommation courante sur demande du routeur, ou de gérer l'organe de coupure COM sur demande du routeur, et to interpret simple and low-level commands of the router to which it is connected, for example, to send a current consumption statement on request from the router, or to manage the COM breaker on request of the router, and
- de piloter en mode autonome l'organe de coupure COM en cas de perte d'intégrité captée au niveau du compteur ou encore en cas de perte de communication durable avec son routeur. - Control in autonomous mode the breaking device COM in case of loss of integrity detected at the meter or in case of loss of sustainable communication with its router.
Le routeur RI est composé des éléments suivants : The RI router is composed of the following elements:
- un routeur réseau ICI permettant d'assurer les fonctions de communication avec les réseaux d' accès au serveur central SC, a network router ICI making it possible to provide the communication functions with the access networks to the central server SC,
- une interface sécurisée IC2 vers le réseau des compteurs EC, a secure IC2 interface to the EC meter network,
- une zone de stockage réinscriptible MEM' et sécurisée, permettant de stocker les configurations des compteurs, les mesures effectuées sur les compteurs dans le temps et les commandes à destination des compteurs non transmises, a rewritable storage area MEM 'and secured, for storing the configurations of the counters, the measurements made on the counters in time and the commands for the non-transmitted counters,
- un ou plusieurs capteurs CAP permettant de détecter l'intégrité du routeur (détecteur d'ouverture, de fracturation, de non verticalité, de choc, etc.), one or more CAP sensors for detecting the integrity of the router (detector for opening, fracturing, non-verticality, shock, etc.),
- un processeur PROC (avec une intelligence programmable). a PROC processor (with a programmable intelligence).
Le processeur PROC, en coopération avec la mémoire non-transitoire MEM' (stockant notamment des instructions de programme pour conférer cette intelligence au routeur) permet de n'envoyer au
serveur central que les données interprétées et prétraitées nécessaires aux fonctionnalités du serveur central. The processor PROC, in cooperation with the non-transitory memory MEM '(notably storing program instructions to confer this intelligence to the router) makes it possible to send to the central server that interpreted and preprocessed data necessary to the functionality of the central server.
Le serveur central SC assure quant à lui les fonctions de haut niveau et de forte complexité par exemple: The central server SC provides for its high-level functions and high complexity for example:
- gérer tous les modes de facturation, - manage all billing modes,
- les différents profils clients, - the different customer profiles,
- gérer les différentes formes de grilles tarifaires, - manage the different forms of tariff grids,
- changer instantanément les modes de facturation (règles métier) sans déploiement, - Instantly change billing methods (business rules) without deployment,
- superviser globalement l'état du réseau (à la fois le réseau de distribution et le réseau de communication reliant les équipements de mesure, comptage et gestion de distribution), - globally supervise the state of the network (both the distribution network and the communication network connecting the metering, metering and distribution management equipment),
- détecter et superviser les fraudes et fuites dans le réseau des compteurs, - detect and supervise fraud and leaks in the meter network,
- calculer les commandes aux compteurs (délestage de zone, client non solvable, forçage). L'ensemble de ses actions peut être effectué en temps réel ou bien à intervalles réguliers. Du fait de la communication permanente entre les routeurs et le serveur central, la solution permet nativement une supervision du réseau de distribution. - calculate the orders to the meters (load shedding of the zone, insolvent customer, forcing). All of its actions can be performed in real time or at regular intervals. Due to the permanent communication between the routers and the central server, the solution allows natively a supervision of the distribution network.
Ainsi, un routeur a deux interfaces de communication : Thus, a router has two communication interfaces:
- une interface vers les compteurs qu'il gère afin d'assurer leur pilotage, - an interface to the counters it manages to ensure their management,
- une interface vers le serveur central pour récupérer les configurations clients, les ordres de commandes et transmettre les données de comptages. - An interface to the central server to retrieve customer configurations, orders and transmit count data.
La communication entre les compteurs et le routeur est assurée par des moyens de communications de réseau à faible distance de type H AN/PAN/F AN/LAN (ou autre). The communication between the counters and the router is provided by means of H AN / PAN / F AN / LAN (or other) type of short-haul network communications.
Les messages échangés entre le compteur et le routeur sont de type : The messages exchanged between the counter and the router are of type:
- du routeur vers le compteur : un message de pilotage du compteur, permettant de fixer l'état du contact, de changer la limite de puissance, de demander un statut du compteur. - from the router to the counter: a counter control message, used to set the contact state, change the power limit, ask for a counter status.
- du compteur vers le routeur : un message de statut du compteur, contenant la valeur interne du compteur, la valeur de la puissance instantanée, l'état de son contact, l'état de sa limitation de puissance et son état général. from the meter to the router: a counter status message containing the internal value of the counter, the value of the instantaneous power, the state of its contact, the state of its power limitation and its general state.
Le dialogue entre les compteurs EC et le routeur RI nécessite une phase initiale d'appairage. L'appairage passe par deux phases de configuration : celle du compteur et celle du routeur. The dialogue between the EC meters and the RI router requires an initial pairing phase. Pairing goes through two phases of configuration: the counter and the router.
La configuration du compteur est figée durant sa phase de fabrication, avec : The meter configuration is frozen during its manufacturing phase, with:
- un identifiant unique du compteur, et a unique identifier of the counter, and
- une clé privée du compteur (clé privée symétrique ou asymétrique selon les capacités techniques du compteur).
Ces données dites « d'approvisionnement » sont transmises par le fabricant au serveur central SC par un moyen sécurisé. - A private key of the counter (private key symmetrical or asymmetrical according to the technical capabilities of the meter). This so-called "supply" data is transmitted by the manufacturer to the central server SC by a secure means.
La configuration du routeur est dynamique et provient du serveur central SC qui transmet au routeur un message contenant les informations d'approvisionnement avec les identifiants de compteurs que le routeur doit prendre en charge. Ce message contient en particulier une liste de compteurs, et pour chaque compteur les informations suivantes sont transmises: The configuration of the router is dynamic and comes from the central server SC which transmits to the router a message containing the provisioning information with the meter identifiers that the router must support. This message contains in particular a list of counters, and for each counter the following information is transmitted:
- identifiant unique du compteur, - unique identifier of the counter,
- clé privée du compteur, - private key of the meter,
- état du compteur (contact, puissance, mode). - counter status (contact, power, mode).
Ainsi, le routeur peut envoyer ses messages de pilotage à ses compteurs. Thus, the router can send its pilot messages to its counters.
En référence à la figure 4, le serveur central SC envoie par exemple au routeur RI une information d'ajout de compteur EC (avec ses données). Le routeur crée un compteur virtuel en association avec ce nouveau compteur EC. Ensuite, sur demande d'appairage du nouveau compteur EC, le routeur reconnaît dans sa mémoire son identifiant et répond par un message favorable au nouveau compteur EC, avec une phase de négociation de sécurité. Ce routeur est typiquement le seul à répondre à la demande d'appairage du nouveau compteur EC, puisqu'il est a priori le seul à avoir été notifié de l'identifiant de ce nouveau compteur. Ce routeur RI impose ensuite au compteur EC des paramètres qu'il a obtenus du serveur central SC et notamment : With reference to FIG. 4, the central server SC sends, for example to the router RI, information adding an EC counter (with its data). The router creates a virtual counter in association with this new EC counter. Then, on request for pairing the new EC meter, the router recognizes in its memory its identifier and responds with a favorable message to the new EC meter, with a security negotiation phase. This router is typically the only one to answer the pairing request of the new EC meter, since it is a priori the only one to have been notified of the identifier of this new counter. This router RI then imposes on the EC meter parameters that it has obtained from the central server SC and in particular:
- une puissance maximum attribuée à l'usager (selon son contrat de distribution), - a maximum power allocated to the user (according to his distribution contract),
- un état de contact initial (ouvert ou fermé) de l'interrupteur pour une distribution électrique : typiquement, avant une création effective de ligne, tant que l'usager n'a pas fourni d'élément de paiement, l'interrupteur est ouvert et il est livré comme tel et installé ouvert chez un usager. Sur ordre du serveur central (par exemple au premier paiement), le routeur peut envoyer une commande de fermeture de l'interrupteur (désactivation de l'organe de coupure du compteur). Sur acquittement de l'exécution des commandes associées à ces paramètres reçu du compteur EC (flèche OK de la figure 4), le routeur RI peut commencer ses demandes « d'index » (de lecture de consommation) au compteur EC. an initial contact state (open or closed) of the switch for an electrical distribution: typically, before an effective line creation, as long as the user has not provided a payment element, the switch is open and it is delivered as such and installed open at a user. On the order of the central server (for example at the first payment), the router can send a command to close the switch (deactivation of the meter cut-off device). On acknowledgment of the execution of the commands associated with these parameters received from the EC meter (arrow OK of FIG. 4), the RI router can begin its "index" (consumption reading) requests to the EC meter.
Les compteurs peuvent accepter les messages d'un routeur RI sans pour autant connaître le routeur. Les compteurs peuvent répondre ou diffuser leur statut, mais le routeur en charge d'un compteur peut s'assurer de l'intégrité de la communication avec ce compteur car le routeur détient les informations privées du compteur. Une telle réalisation n'empêche pas une transmission des messages d'un compteur à un compteur à proximité, et ce de proche en proche, jusqu'au routeur en charge du compteur dont les messages sont issus, selon un mode de communication en point à point.
La communication liée au serveur central est une communication à longue distance de type LAN/WAN de type haut débit (2G/3G, 4G, 5G, Ethernet, IP, ou autre). Counters can accept messages from an IN router without knowing the router. The counters can respond or broadcast their status, but the router in charge of a counter can ensure the integrity of the communication with this counter because the router holds the private information of the counter. Such an embodiment does not prevent a transmission of messages from a counter to a nearby counter, and this step by step, to the router in charge of the counter whose messages are issued, according to a communication mode point to point. The central server related communication is long distance broadband type LAN / WAN communication (2G / 3G, 4G, 5G, Ethernet, IP, or other).
Les messages échangés entre le routeur RI et le serveur central SC sont de type: The messages exchanged between the RI router and the central server SC are of type:
- du serveur central SC vers le routeur RI : un message de configuration du routeur, principalement de transmission d'informations d'approvisionnement, from the central server SC to the router RI: a configuration message of the router, mainly transmission of supply information,
- du routeur RI vers le serveur central SC : des messages de relevé de compteurs, de demandes de crédit ou d'événements, permettant au serveur central d'effectuer sa supervision et son pilotage du réseau, - From the RI router to the central server SC: meter reading messages, credit requests or events, allowing the central server to perform its supervision and management of the network,
- du serveur central SC vers le routeur RI : des messages de pilotage des compteurs, dans lesquels le serveur central peut demander au routeur de changer l'état du contact de compteur ou leur niveau de puissance. from the central server SC to the router RI: counter control messages, in which the central server can ask the router to change the state of the counter contact or their power level.
Ainsi, dans l'exemple de la figure 5, le routeur RI peut consulter le serveur central SC pour déterminer si une prise de crédit a bien été réalisée par l'usager d'un compteur EC. Le serveur central répond favorablement en indiquant le crédit et le tarif en cours pour ce compteur. Dans ce cas, le routeur pilote un contact fermé de l'interrupteur et demande répétitivement un index de consommation au compteur. Sur plusieurs retours d'index successifs, le routeur peut calculer l'historique de consommation et déterminer si le crédit restant pourrait prochainement être dépassé (selon une gestion par seuils). Il interroge à ce titre le serveur central et, en cas de reprise de crédit, le processus se réitère, jusqu'à, dans l'exemple représenté, réception d'une information selon laquelle il n'y a plus de crédit restant. Dans ce cas, le routeur pilote un contact ouvert de l'interrupteur et demande un index pour vérifier par exemple qu'aucune consommation n'est réalisée, avec l'interrupteur ouvert. Thus, in the example of FIG. 5, the router RI can consult the central server SC to determine whether a credit has been taken by the user of an EC meter. The central server responds favorably by indicating the credit and the current price for this counter. In this case, the router drives a closed contact of the switch and repeatedly requests a consumption index from the meter. On several successive index returns, the router can calculate the consumption history and determine if the remaining credit could soon be exceeded (according to a management by thresholds). As such, it queries the central server and, in the event of credit recovery, the process is repeated, until, in the example shown, receipt of information that there is no more credit remaining. In this case, the router controls an open contact of the switch and asks for an index to check for example that no consumption is made, with the switch open.
Par ailleurs, selon une autre distinction forte avec l'état de l'art connu, le serveur central ne communique pas directement avec les compteurs. On considère à ce titre que les compteurs sont virtualisés de par les fonctionnalités du routeur. La position centrale du routeur permet d'assurer (entre autres) les fonctions suivantes : Moreover, according to another strong distinction with the state of the prior art, the central server does not communicate directly with the counters. It is considered as such that the counters are virtualized by the functionality of the router. The central position of the router ensures (among others) the following functions:
- gérer la communication sécurisée et la supervision des compteurs, - manage the secure communication and the supervision of the meters,
- collecter les données provenant des compteurs et les transmettre vers le serveur central, collect the data coming from the counters and transmit them to the central server,
- stocker et transmettre les commandes provenant du serveur central vers les compteurs, store and transmit commands from the central server to the counters,
- gérer, optimiser et sécuriser la communication avec le serveur central, - manage, optimize and secure the communication with the central server,
- communiquer au serveur central les événements locaux à traiter de manière centralisée (définition des règles métier de distribution, facturation, supervision, etc.), - communicate to the central server the local events to be handled centrally (definition of the distribution business rules, invoicing, supervision, etc.),
- gérer l'intelligence métier minimale, nécessitant des temps de réaction rapide, - manage the minimal business intelligence, requiring rapid reaction times,
- gérer la sécurité locale du système (fraude, fuite, déconnexion, attaque, vandalisme, etc.)
- faciliter la mise à jour des fonctionnalités évoluées du système de comptage, car ces fonctionnalités sont virtualisées au sein du routeur intelligent. - manage the local security of the system (fraud, leakage, disconnection, attack, vandalism, etc.) - facilitate the update of the advanced features of the metering system, because these features are virtualized within the smart router.
Le routeur n'a pas pour vocation de remplacer le serveur central dans sa gestion des règles métier, ni à dupliquer l'intelligence du serveur central. Le routeur complète le serveur dans ses domaines de compétences : The router is not intended to replace the central server in its management of business rules, nor to duplicate the intelligence of the central server. The router completes the server in its areas of expertise:
- le suivi et le stockage des relevés de consommation en cas de défaut de communication avec le serveur central, - monitoring and storage of consumption records in the event of communication failure with the central server,
- les fonctions nécessitant des temps de réaction rapide sans attendre le délai de réponse du serveur central, - functions requiring fast reaction times without waiting for the response time of the central server,
- des fonctions de gestion non centralisées par le serveur central (par exemple incrémenter ou décrémenter les unités de compte dans le cadre d'une distribution prépayée, comme illustré dans l'exemple de la figure 5, et le cas échéant commander l'ouverture d'interrupteur pour un compteur ayant dépassé son crédit prépayé, ou encore détecter des pics de consommation en puissance électrique des usagers sur une période donnée et retourner une information synthétique au serveur central). - management functions that are not centralized by the central server (for example incrementing or decrementing the units of account in the framework of a prepaid distribution, as illustrated in the example of FIG. 5, and if necessary ordering the opening of switch for a counter that has exceeded its prepaid credit, or detect peak consumption of electrical power users over a period of time and return synthetic information to the central server).
De façon générale, le routeur intelligent de l'invention ne se contente pas d'effectuer une correspondance protocolaire entre le serveur central et les compteurs physiques, mais bien, en plus de cette application cœur de connectivité, d'exécuter une deuxième application cœur (« Host applicatif ») contenant le programme informatique de comptage embarqué dans le routeur. Ainsi, tous les calculs traditionnellement faits dans les compteurs habituels sont réalisés dans ce routeur intelligent, seule la mesure physique étant réalisée et transmise par l'entité physique de comptage simple au sens de l'invention. De plus, le routeur ne transmet pas un simple flot d'index et événements au serveur central, mais plutôt des données évoluées à historier et/ou analyser sur des périodes longues pour des besoins applicatifs ou réglementaires. In general, the intelligent router of the invention does not merely perform a protocol correspondence between the central server and the physical counters, but, in addition to this connectivity core application, to execute a second core application ( "Application Host") containing the computer counting program embedded in the router. Thus, all the calculations traditionally done in the usual counters are carried out in this intelligent router, only the physical measurement being performed and transmitted by the physical entity of simple counting in the sense of the invention. In addition, the router does not transmit a simple stream of indexes and events to the central server, but rather advanced data to historian and / or analyze over long periods for application or regulatory requirements.
Bien entendu, la présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites ci-avant à titre d'exemple ; elle s'étend à d'autres variantes. Of course, the present invention is not limited to the embodiments described above by way of example; it extends to other variants.
Par exemple, on a décrit ci-avant un exemple d'application à la distribution électrique en mode prépayé. Toutefois, l'invention s'applique à toute forme de distribution d'énergie ou de fluide, comptée.
For example, there is described above an example of application to electrical distribution in prepaid mode. However, the invention applies to any form of energy or fluid distribution, counted.
Claims
1. Système compteur de consommation en énergie et/ou en fluide, comportant : 1. A system for consuming energy and / or fluid, comprising:
- un capteur de comptage de consommation (RE A), a consumption metering sensor (RE A),
- un organe de limitation d'alimentation en énergie et/ou en fluide (COM), a power supply and / or fluid supply limiting device (COM),
- une mémoire non-transitoire stockant au moins un historique de consommation (ΜΕΜ'), caractérisé en ce que la mémoire non-transitoire (ΜΕΜ') est déportée auprès d'un routeur distant (RI), comportant en outre des moyens de calcul (PROC) de l'historique de consommation, ainsi qu'une interface de communication (ICI) avec un serveur central de gestion de distribution (SC), et en ce que le capteur et l'organe de limitation sont regroupés dans une même entité physique (EC), de comptage, comportant en outre un moyen de communication (CC) avec le routeur pour communiquer au routeur au moins un relevé de comptage de consommation courante, issu du capteur de comptage. a non-transitory memory storing at least one consumption history (ΜΕΜ '), characterized in that the non-transitory memory (ΜΕΜ') is deported to a remote router (RI), furthermore comprising calculation means (PROC) of the consumption history, as well as a communication interface (ICI) with a central distribution management server (SC), and in that the sensor and the limiting device are grouped together in the same entity physical (EC), counting, further comprising a communication means (CC) with the router for communicating to the router at least one current consumption count record, from the counting sensor.
2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que la mémoire non-transitoire est organisée pour stocker une pluralité d'historiques de consommation relatifs à une pluralité de d'entités de comptage respectives (EC1, EC2, EC3), comportant chacune un moyen de communication avec le routeur. 2. System according to claim 1, characterized in that the non-transient memory is organized to store a plurality of consumption histories relating to a plurality of respective counting entities (EC1, EC2, EC3), each comprising a means of communication with the router.
3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que la mémoire non-transitoire stocke en outre un historique de distribution d'énergie et/ou de fluide issue d'un point de distribution (PS) comportant une entité de comptage d'énergie et/ou de fluide distribués (ECPS) incluant un moyen de communication avec le routeur. 3. System according to claim 2, characterized in that the non-transient memory further stores a distribution history of energy and / or fluid from a distribution point (PS) comprising a power metering entity. and / or distributed fluid (ECPS) including means of communication with the router.
4. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que le routeur est agencé pour déterminer un écart entre une quantité totale d'énergie et/ou de fluide distribuée et une quantité totale d'énergie et/ou de fluide consommée d'après les relevés reçus des entités de comptage. 4. System according to claim 3, characterized in that the router is arranged to determine a difference between a total amount of energy and / or distributed fluid and a total amount of energy and / or fluid consumed according to statements received from counting entities.
5. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une pluralité de routeurs est reliée au serveur central, et en en ce qu'une pluralité d'entités de comptage est reliée à chaque routeur. 5. System according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of routers is connected to the central server, and in that a plurality of counting entities is connected to each router.
6. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que le serveur central est agencé pour communiquer aux routeurs des instructions de mises à jour au moins de règles de calcul d'historiques de consommation.
6. System according to claim 5, characterized in that the central server is arranged to communicate to the routers instructions for updating at least consumption history calculation rules.
7. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la communication entre l'entité de comptage et le routeur est sécurisée par des moyens de chiffrement. 7. System according to one of the preceding claims, characterized in that the communication between the counting entity and the router is secured by encryption means.
8. Routeur d'un système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte : 8. Router of a system according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises:
- une interface de communication (ICI) avec un serveur central de gestion de distribution, a communication interface (ICI) with a central distribution management server,
- une interface de communication (IC2) avec au moins une entité de comptage, a communication interface (IC2) with at least one counting entity,
- des moyens de calcul d' au moins un historique de comptage de la consommation relevée par au moins l'entité de comptage, et means for calculating at least one count history of the consumption recorded by at least the counting entity, and
- une mémoire non-transitoire (ΜΕΜ') stockant au moins ledit historique de consommation. a non-transitory memory (ΜΕΜ ') storing at least said consumption history.
9. Programme informatique, caractérisé en ce qu'il comporte des instructions au moins pour le calcul d'historique de consommation, lorsque ce programme est exécuté par des moyens de calcul d'un routeur selon la revendication 8. 9. Computer program, characterized in that it comprises instructions at least for calculating consumption history, when this program is executed by means of calculating a router according to claim 8.
10. Entité physique de comptage d'un système selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle comporte : 10. Physical counting entity of a system according to one of claims 1 to 7, characterized in that it comprises:
- un capteur de comptage de consommation (RE A), a consumption metering sensor (RE A),
- un organe de limitation d'alimentation en énergie et/ou en fluide (COM), et a power and / or fluid supply limiting device (COM), and
- un moyen de communication avec un routeur distant (CC).
a means of communication with a remote router (CC).
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1461115A FR3025600A1 (en) | 2014-09-08 | 2014-11-18 | DISTRIBUTED POWER AND / OR FLUID CONSUMPTION COUNTING SYSTEM |
| FR1461115 | 2014-11-18 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2016079421A1 true WO2016079421A1 (en) | 2016-05-26 |
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|---|---|---|---|
| PCT/FR2015/053110 WO2016079421A1 (en) | 2014-11-18 | 2015-11-18 | Distributed system for metering energy and/or fluid consumption |
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| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2016079421A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2638925A1 (en) * | 2016-11-29 | 2017-10-24 | Tecsol Solutions, S.L. | System and procedure of remote measurement of energy consumption of the users of a building. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2646234A1 (en) * | 1989-04-20 | 1990-10-26 | Ruas Michel | Method and autonomous device for remotely reading and interrupting the consumption of fluids |
| JP2000134679A (en) * | 1998-10-23 | 2000-05-12 | Toshiba Corp | Communications system |
| WO2003023415A1 (en) * | 2001-09-12 | 2003-03-20 | Smit Daniel | Electronic meter reader system and method |
| US20070205915A1 (en) * | 2006-02-16 | 2007-09-06 | Elster Electricty, Llc | Load control unit in communication with a fixed network meter reading system |
| US20080154624A1 (en) * | 2006-06-29 | 2008-06-26 | Carina Technology, Inc. | System and method for monitoring, controlling, and displaying utility information |
| US20110307932A1 (en) * | 2010-06-11 | 2011-12-15 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Integrating video share and text messaging with set-top box and access point |
| EP2544059A1 (en) * | 2010-03-05 | 2013-01-09 | Langdhua (Beijing) Controls Technology Co., Ltd | Energy management control system based on cloud computing and method thereof |
-
2015
- 2015-11-18 WO PCT/FR2015/053110 patent/WO2016079421A1/en active Application Filing
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2646234A1 (en) * | 1989-04-20 | 1990-10-26 | Ruas Michel | Method and autonomous device for remotely reading and interrupting the consumption of fluids |
| JP2000134679A (en) * | 1998-10-23 | 2000-05-12 | Toshiba Corp | Communications system |
| WO2003023415A1 (en) * | 2001-09-12 | 2003-03-20 | Smit Daniel | Electronic meter reader system and method |
| US20070205915A1 (en) * | 2006-02-16 | 2007-09-06 | Elster Electricty, Llc | Load control unit in communication with a fixed network meter reading system |
| US20080154624A1 (en) * | 2006-06-29 | 2008-06-26 | Carina Technology, Inc. | System and method for monitoring, controlling, and displaying utility information |
| EP2544059A1 (en) * | 2010-03-05 | 2013-01-09 | Langdhua (Beijing) Controls Technology Co., Ltd | Energy management control system based on cloud computing and method thereof |
| US20110307932A1 (en) * | 2010-06-11 | 2011-12-15 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Integrating video share and text messaging with set-top box and access point |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2638925A1 (en) * | 2016-11-29 | 2017-10-24 | Tecsol Solutions, S.L. | System and procedure of remote measurement of energy consumption of the users of a building. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) |
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