通信インターフェースを持つユーティリティ切断監視ノード

专利摘要:
装置は、ソケットの負荷側出力（１８）における電圧（９０、９６）の存在を検出する回路と、ユーティリティへの負荷側出力（１８）における電圧の存在に関するデータを送信するために上記回路に接続された通信装置（５５）とを含むユーティリティ・メータ・ソケットの負荷側（１８）における電圧（９０、９６）の存在を監視する。また、ユーティリティの負荷側（１８）における電圧を監視するステップを含む方法を提供する。方法は、電気ユーティリティ切断監視ノードをユーティリティ・メータ・ソケットに組み込むステップと、ユーティリティ・メータ・ソケットの負荷側出力（１８）における電圧（９０、９６）の存在を検出するステップと、負荷側出力（５６、５８）における電圧の存在に関するデータを送信するステップとを含む。
公开号:JP2011511606A
申请号:JP2010540636
申请日:2008-12-12
公开日:2011-04-07
发明作者:ブラッド ジルバート，
申请人:シルバー スプリング ネットワークス インコーポレイテッドＳｉｌｖｅｒ Ｓｐｒｉｎｇ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ， Ｉｎｃ．；
IPC主号:H02J13-00

专利说明:

[0001] 本発明は、ユーティリティ・ネットワーク及び装置に関し、特に、ユーティリティ・メータ・ソケットの負荷側における電気出力の利用（utilization）を検出、監視及び制御し、無線ネットワークを介してユーティリティ・サーバと通信を行なう装置及び方法に関する。]
課題を解決するための手段

[0002] 一実施の形態においては、本発明は、電気ユーティリティ切断監視ノードを提供する。電気ユーティリティ切断監視ノードは、電気サービス入力、負荷側出力、及びメーター或いは切断監視ノードのいずれかを受け入れるソケットを有するユーティリティ・メータ・ソケットに差し込まれるように構成される。切断監視ノードは、ソケットの負荷側出力における電圧の存在を検出する回路と、負荷側出力における電圧の存在に関するデータをユーティリティに送信するために上記回路に接続された通信装置とを備える。]
[0003] 他の実施形態においては、本発明は、電気ユーティリティ切断監視ノードを提供する。電気ユーティリティ切断監視ノードは、電気サービス入力、負荷側出力、及びメーター或いは切断監視ノードのいずれかを受け入れるソケットを有するユーティリティ・メータ・ソケットに差し込まれるように構成される。切断監視ノードは、ソケットの負荷側出力における電圧の存在を検出する回路を備える。一実施形態においては、回路は、電圧を検出するための回路素子と、当該回路素子に接続され、当該電圧をデジタル値に変換するためのアナログ・デジタル変換器とを含む。また、切断監視ノードは、電圧のデジタル値を受信するとともに、負荷側出力における電圧の存在に関するデータをユーティリティに向けて送信するために上記回路に接続された無線ネットワーク・インターフェース装置を備える。ある形態においては、無線ネットワーク・インターフェース装置は、近接するユーティリティ・ネットワーク装置からの通信を受信及び再送するように構成される。]
[0004] 更なる他の実施形態においては、方法は、電気ユーティリティ切断監視ノードを、電気サービス入力、負荷側出力、及びメーター或いは切断監視ノードのいずれかを受け入れるソケットを有するユーティリティ・メータ・ソケットに組み込むステップを備える。切断監視ノードは、ソケットの負荷側出力における電圧の存在を検出する回路と、負荷側出力における電圧の存在に関するデータをユーティリティに送信するために上記回路に接続された通信装置とを備え、方法は、ユーティリティ・メータ・ソケットの負荷側出力にける電圧の存在を検出するステップと、負荷側出力における電圧の存在に関するデータを送信するステップとを備える。]
図面の簡単な説明

[0005] ユーティリティ・メータ・ソケット及び切断監視ノードが搭載された一実施形態を示す図である。
機械的な統合特徴を示すユーティリティ・メータ・ソケット及び切断監視ノードの分解図の一例を示す図である。
種々のネットワークを介してローカル装置及びユーティリティと通信する切断監視ノードの概略表現の一例である。
本発明の一実施の形態に係わる切断監視ノードの主要な要素の概略表現の一例である。
切断監視ノードの回路の概略図の一例である。
本発明の他の実施形態に係わる切断アラート装置を持つ切断監視ノードの概略表現の一例である。
本発明の他の実施形態に係わるＣＡＰを動力源又は電池式の装置を持つ切断監視ノードの概略表現の一例である。
本発明の他の実施形態に係わるディスプレイ表示器を持つ切断監視ノードの概略表現の一例である。
本発明の他の実施形態に係わるＦＳＵ（Field Service Unit）インターフェースを持つ切断監視ノードの概略表現の一例である。
本発明の一実施の形態に係わる接続スイッチ／監視インターフェースを持つ切断監視ノードの概略表現の一例であり、外部ユーザ装置が電源に一時的に接続される。
水道メータ及びガスメータへネットワーク接続を提供するために、水道メータ及びガスメータへのインターフェースを持つ切断監視ノードの概略表現の一例である。]
実施例

[0006] 以下、本発明の例示の実施形態について詳細に説明する。本発明は、以下に示す記載又は添付の図面における図示において説明される構成の詳細及び要素の配置の範囲内に限定されないことは、理解されるであろう。本発明は、その他の実施形態及び実施されうる形態で実施される可能性があり、また、種々の方法で実行される可能性がある。また、以下に使用される表現や専門用語は、詳細な説明を目的としており、限定としてみなされるべきではない。以下に示す「含む（includes）」、「備えている（comprising）」、「有している（having）」やその他の用語は、以降にリストされた事項を包含し、追加の事項も含んで同等のものであることが意図されている。]
[0007] 当業者の一人にとっても明らかになるべきように、図示されるシステム、ネットワーク及び装置は、実際のシステム、ネットワーク又は装置等がどのようであるかのモデルである。このように、多くの記載されたモジュール及び論理構造は、マイクロプロセッサ又は同様の装置により実行されるソフトウェアで実現される可能性があり、又は、例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を含む種々の要素を用いたハードウェアにより実現される可能性がある。”プロセッサ”のような用語は、ハードウェア及びソフトウェアの少なくとも一方を含む又は言及しうる。更に、明細書のいたるところで大文字が使用されている。そのような用語は、一般的なルールに従って使用されており、図を持つ記載を相互に関連させることを支援するのに準拠して使用されている。しかし、特定の意味が、暗に含まれたり暗黙又は大文字を使用するために単純に暗示されるべきではない。そのため、本発明は、特定の例示或いは特定の専門用語、又は任意の特定のハードウェア或いは任意の特定のソフトウェア、又はソフトウェア或いはハードウェアの組み合わせに限定されない。]
[0008] 図１Ａ及び図１Ｂは、本発明の実施形態に係わるメータ・ブランクとして表現して形成される電気ユーティリティ・メータ・ソケット１２と、電気ユーティリティ電力切断監視ノード１４とを含む電気ユーティリティ・メータ・アセンブリ１０の一例を示す。メータ・ソケット１２は、メータ（不図示）又は切断監視ノード１４のいずれかを受け入れ、メータ（不図示）又は切断監視ノード１４のいずれかに接続されるように構成される。サービスが建物（premise）から切断されると、メータは取り外され、切断監視ノード１４は、電気ハザードから保護するとともに電圧の存在を検出するため、メータ・ソケット１２に接続されうる。図１Ａ及び図１Ｂに示す電気ユーティリティ・メータ・アセンブリ１０内の切断監視ノード１４は、電気サービス側入力１６及び負荷側出力１８に接続するための端子を含む。メータ・アセンブリ１０は、サービス側入力１６から電気エネルギー及びその他のデータを受信し、負荷側出力１８を介して当該電気エネルギー及び追加のデータを当該メータ・アセンブリに関連付けられた建物の電気出力配電回路に向けて送信する。] 図１Ａ 図１Ｂ
[0009] 動作中、オペレータは、電気ユーティリティ・メータ・アセンブリ１０における電気ユーティリティ・メータ・ソケット１２に電気ユーティリティ切断監視ノード１４を組み込むことができる。メータ読取装置（不図示）又は種々の切断監視ノードがユーティリティ・メータ・ソケット１２に予め組み込まれている可能性があり、そのため、一般に、オペレータは、切断監視モニタ１４を組み込む前に組み込まれた装置を取り外す必要がある。電気ユーティリティ切断監視ノード１４は、電気ユーティリティ切断監視ノード１４の電圧検出回路（図３Ｂ参照）が負荷側出力１８における電圧を監視できるように、メータ・ソケット１２に組み込まれる。] 図３Ｂ
[0010] 図２は、切断監視ノード１４がネットワーク環境において種々の機能をどのように実行するのかを概略的に示す図を提供する。図２は、切断監視ノード１４が、ゲートウェイ・ノード３６を介した１以上の通信ネットワーク３２を通じて電力会社（ユーティリティ会社：utility company）３０とどのようにして通信を行なうかを示している。切断監視ノード１４は、本実施形態に示すように、データ送信及びデータ受信の双方を行なうために、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ：local area network）等で構成される第１のネットワーク３４に接続されうる。また、ユーティリティ・ノード４１は、直接又は切断監視ノード１４を介するかして第１のネットワーク３４に接続されている。ユーティリティ・ノード４１は、電気ユーティリティ・メータと接続されても良いし、また、電気ユーティリティ・メータを含んでいても良い。切断監視ノード１４は、第１のネットワーク３４におけるユーティリティ・ノード４１又は他の切断監視ノード１４に直接的に通信できても良い。切断監視ノード１４は、ゲートウェイ・ノード３６と直接通信を行なえるか、又は１以上のユーティリティ・ノード４１或いは１以上の切断監視ノード１４を介して通信を行なえる。ある実施形態においては、ＬＡＮは、周波数ホッピング方式（frequency-hoppingspread spectrum）、直接拡散方式（direct-sequence spread spectrum）、時分割多元接続（time-division multiple access）、直交波周波数分割多重（orthogonal frequency-division multiplexing）又はその他等の１つに基づきうるが、これに限られない。ＬＡＮ３４は、ＩＰｖ４、ＩＰｖ６、ＺｉｇＢｅｅ又は独自のプロトコルを含むデータプロトコルを利用することができるが、これに限られない。他の実施形態においては、第１のネットワーク３４は、例えば、キャンパス・エリア・ネットワーク（ＣＡＮ：campus area network）、メトロポリタン・エリア・ネットワーク（ＭＡＮ：metropolitan area networ）又はその他等の他のタイプの通信ネットワーク３２になりうる。ＬＡＮ、すなわち、第１のネットワーク３４は、一般に、第２のネットワーク３８にリンクするとともに第２のネットワーク３８へのアクセスを制御するために、ゲートウェイ・ノード３６に接続されうる。図示された実施形態においては、第２のネットワーク３８は、ワイド・エリア・ネットワーク（ＷＡＮ：wide area network）である。しかし、他の実施形態においては、第２のネットワーク３８は、他のタイプの通信ネットワーク３２になりうる。図示するように、第１のネットワーク３４は、ゲートウェイ・ノード３６を介して、第２のネットワーク３８との間でデータの送受を行なうことができる。図示された実施形態においては、第２のネットワーク３８は、データの送受の両方を行なうために、電力会社３０に接続されている。そのため、切断監視ノード１４は、一般に、第１のネットワーク３４及び第２のネットワーク３８を介して電力会社３０との間でデータの送受を行なう。更なる実施形態においては、切断監視ノード１４は、１つの通信ネットワーク３２を介して直接的に、又は３以上の通信ネットワーク３２を介して直接的に直接電力会社３０との間でデータの送受を行なうことができる。] 図２
[0011] 図２に示すように、切断監視ノード１４は更に、構内（in-premises（in-prem））ネットワーク３９との間でデータの送受を行なうため、建物におけるローカル・ネットワーク３９に接続される可能性がある。ローカル・ネットワークは、構内ネットワーク又はホーム・エリア・ネットワーク（ＨＡＮ：home area network）とも呼ばれる。構内ネットワーク３９は、ＩＰｖ４、ＩＰｖ６、Ｚｉｇｂｅｅ、又は６ＬｏｗＰＡＮのいずれかの一つのデータ通信プロトコルに基づく可能性がある。構内ネットワーク３９は、図示するように、電気製品等の１以上の構内装置４２を含むことができる。構内装置の一例としては、冷蔵庫、暖房機、照明、料理用電気製品、エアコン、用水タンク制御（swimming pool control）、監視カメラ等を含むことができるが、これに限定されない。そのため、構内ネットワーク３９における構内装置４２は、通信ネットワーク３２及び切断監視ノード１４を介して電力会社３０に接続され、データ及び電気エネルギーの両方を電力会社３０から受信するとともに、電力会社３０に向けて応答データを送信する能力がある。] 図２
[0012] 切断監視ノードの一実施形態は図３Ａに示される。図１Ａ及び図１Ｂに示されるように、メータ・ソケット・パネルに差し込む切断監視ノード１４は、図示された実施形態においては４つの構成を有する。電圧検出器２０は、負荷側における電圧の任意の検出を察知し、プロセッサ／コントローラ４０に報告する。電力利用監視装置３０は、電力を受信するために電力ライン（ユーティリティ・ライン：utility line）に接続し、プロセッサ／コントローラ４０を介して電力の利用を監視し報告するように構成される。プロセッサ／コントローラ４０は、データ監視装置、記憶装置、報告機能及びスケジューリング機能を全て管理するとともに、また、ユーティリティ・ネットワークに向けて送信するためのメッセージ、又はユーティリティ・ネットワークからメッセージを受信し処理するためのメッセージをセットアップする。通信モジュール／ＲＦ送受信機５０は、アンテナ６０を介して、ＬＡＮ又はＷＡＮへの接続を通じたゲートウェイとの双方向パケット通信リンクを維持する。これら構成の各々は、ユーティリティ・メータ・ブランク（utility meter blank）に準拠し、メータ・ソケット１２に差し込む基盤にセキュアに搭載される。] 図１Ａ 図１Ｂ 図３Ａ
[0013] ［一実施形態の詳細な説明］
図３Ａに示す切断監視ノードの電圧検出回路は図３Ｂにおいて詳細に示される。図３Ａ〜図３Ｆに関連して記載されるように、切断監視ノードは、電圧の存在を検出する、電力接続及び電力利用を許可及び報告する、及びゲートウェイに接続される他のネットワークへの当該ゲートウェイとして機能する監視装置及び報告装置として機能できる。電圧検出回路は、負荷側出力１８又は切断監視ノード１４の外部である”建物側”における電圧の存在を監視及び検出するための回路と、負荷側出力１８又は切断監視ノード１４の外部である”建物側”における電圧の存在に関するデータを通信可能な装置とを含む。建物は、住宅、アパート、オフィス、ビル等でありうる。ある実施形態においては、図３Ｂに示すように、電圧検出回路は、電源５２と、負荷側出力１８における電圧の存在を検出するプロセッサ５４とを含むことができる。他の実施形態においては、種々の回路及び種々の回路要素は、電圧の存在を検出又は電力の一時的又は恒久的な利用を監視及び報告するのに使用されうる。] 図３Ａ 図３Ｂ 図３Ｃ 図３Ｄ 図３Ｅ 図３Ｆ
[0014] 図３Ｂに示すように、電圧検出回路は更に、電圧の存在に関するデータを送信するために通信装置５５を含む。ある実施形態においては、通信装置５５は、図３Ｂに示すように、ＲＦ（radio frequency）送受信機５６でありうる。切断監視ノードは、１以上のＲＦ送受信機を含むことができる。例えば、一実施形態においては、第２の送受信機は、他のコモディティ・メータ（例えば、水道メータやガスメータ）に接続されて使用されうる。更なる他の実施形態においては、切断監視ノードは、ホーム・エリア・ネットワーク用の送受信機を含むことができる。ある実施形態においては、切断監視装置は、以下に記載されるように、ホーム・エリア・ネットワーク等のあるローカル・ネットワーク用のゲートウェイとしての機能を果たすこともできる。２以上の送受信機を有する実施形態においては、１つの送受信機は、ユーティリティ・ネットワークと通信を行なうための”プライマリー（第１の：primary）”送受信機として設計される可能性がある。] 図３Ｂ
[0015] 代替の実施形態においては、通信装置５５は、例えば、ネットワーク・インターフェース装置、種々のタイプの送受信機、受信機、送信機又はその他等の任意のタイプの通信装置である可能性があり、無線又は直接配線接続を介した通信のいずれかを用いて通信を行なう。更に、通信装置５５は、周波数ホッピング方式通信プロトコル、ブロードバンド通信プロトコル、直接拡散方式変調、直交波周波数分割多重変調の少なくともいずれかを含む任意のＲＦ通信プロトコルを採用できるが、これに限られない。同様に、通信装置５５は、ＩＰｖ４、ＩＰｖ６、Ｘ．２５、独自パケットプロトコル又はその他を含む１以上のデータプロトコルを採用できるが、これに限られない。]
[0016] ある実施形態においては、電圧検出回路は更に、１以上の追加又は代替の通信装置５７を含むことができる。図３Ｂに示すように、一つの形式においては、代替通信装置５７は、代替送受信機５８である。更なる実施形態においては、代替通信装置５７は、例えば、ネットワーク・インターフェース装置、種々のタイプの送受信機、受信機、送信機又はその他等の任意のタイプの通信装置である可能性があり、無線又は直接配線接続を介した通信のいずれかを用いて通信を行なう。更に、通信装置５７は、周波数ホッピング方式通信プロトコル、ブロードバンド通信プロトコル、直接拡散方式変調、直交波周波数分割多重変調の少なくともいずれかを含む任意のＲＦ通信プロトコルを採用可能であるが、これに限られない。同様に、通信装置５７は、ＩＰｖ４、ＩＰｖ６、Ｘ．２５及び独自パケットプロトコル等を含む任意のタイプのデータ通信プロトコルを採用可能であるが、これに限られない。] 図３Ｂ
[0017] 通信装置５５及び代替通信装置５７の少なくとも一方は、例えば、例えば、ＬＡＮ３４（図２参照）等の隣接する通信ネットワークから通信の送受信の少なくとも一方を行なうように構成されうる。ある実施形態においては、通信装置５５及び代替通信装置５７の少なくとも一方は、ローカル・ネットワーク３９における装置４２からの通信を受信、送信、再送信の少なくともいずれかを行なうように構成されうる。他の実施形態においては、通信装置５５及び代替通信装置５７の少なくとも一方は、周波数ホッピング方式通信プロトコル、ブロードバンド通信プロトコル、直交波周波数分割多重、時分割多元接続又はそれらの任意の組み合わせを用いた通信を行なうように構成されうる。] 図２
[0018] ある実施形態においては、電圧検出回路は更に、負荷側出力１８に対する（からの）サービス側入力１６の接続及び切断を選択的に行なうために、サービス側入力１６と負荷側出力１８との間に位置付けられるサービス・スイッチを含む。上述した要素の各々は、一般に、相互に接続され、サービス側入力１６と負荷側出力１８との間に位置付けられる。]
[0019] ある実施形態においては、図３Ｂに示すサービス・スイッチ５９は、図３Ｇに関連して以下に示す決済システムと連動して使用されうる。そのため、電力供給の一時的な権限がユーザに提供される可能性があり、その結果、建物への一時的な電力供給を許可するために、建物側出力に対するサービス側入力の接続を許可する。このように、”建物”は、一時的な接続や電力供給を必要とする装置、乗り物、電気製品又はその他になりうる。そして、”建物”は、切断監視ノードを介して通信を行なうユーティリティ・ネットワークに対して必要とされる認証情報を提供可能である。] 図３Ｂ 図３Ｇ
[0020] ある実施形態においては、図３Ｂに示すように、サービス側入力１６は、電源５２に接続されるその接続によって電圧検出回路に接続される。電源５２は、サービス入力電圧の範囲（一般に、９６ＶＡＣ〜２７７ＶＡＣ）をアドレスするために、当該電圧範囲を越えた電圧検出回路の動作を許容する。ある実施形態においては、電源５２は更に、サービス側入力電力１６の損失が起きた場合に、装置のシャットダウンを順序正しく行なうために一時的なエネルギー貯蔵を提供可能である。電源５２は、電圧の急上昇に対して電圧検出回路を保護するために、サージ電圧保護素子７２を含むことができる。図３Ｂに示すように、サージ電圧保護素子７２は、ＡＣ電圧とＤＣ電圧との間の変換や電圧の増大及び減少を行なうために、整流器及びフィルタ素子７４ａ、変圧器７６、その他の整流器及びフィルタ素子７４ｂに接続されうる。図示するように、スイッチ装置制御素子７８は、第１の整流器及びフィルタ素子７４ａと、変圧器７６との間の回路に接続される。スイッチ装置制御素子７８は更に、電圧レギュレータ８０に接続される。スイッチ装置制御素子７８及び電圧レギュレータ８０は、一般的な定電圧レベルを維持することにより電圧を制御する。電圧レギュレータ８０は、変圧器７６と第２の整流器及びフィルタ素子７４ｂとの間の接続に接続されており、更に、第２の整流器及びフィルタ素子７４ｂに接続されている。第２の整流器及びフィルタ７４ｂは更に、低電圧レギュレータ８２に接続される。低電圧レギュレータ８０からの接続は、プロセッサ・ユニット５４、第１のＲＦ送受信機５６及び代替送受信機５８に対する電源５２のうちのいずれかのラインを提供する。更に、電源５２は、サービス側入力１６からの電力の損失及び復旧を検出するゼロ交差検出素子８４を含む。ゼロ交差検出素子８４は更に、プロセッサ・ユニット５４に接続される。] 図３Ｂ
[0021] 図３Ｂに示すように、プロセッサ・ユニット５４は、切断監視回路１４の負荷側出力１８における電圧の存在の監視及び検出用の追加の回路が設計される標準プロセッサ・ユニットでありうる。図示された実施形態におけるプロセッサ・ユニット５４は、コンピュータ・プログラム及び処理データを解釈及び実行可能なアプリケーション・プロセッサ９０を含む。アプリケーション・プロセッサ９０は、電圧検出回路における他の要素の中の多数に接続される。これは、それらの要素の機能を監視及び制御するためである。例えば、アプリケーション・プロセッサ９０は、アプリケーション・プロセッサ９０及びサービス・スイッチ５９がデータを授受するスイッチ制御を介してサービス・スイッチ５９に接続される。] 図３Ｂ
[0022] ある実施形態においては、図示するように、プロセッサ・ユニット５４は更に、電力が継続的に供給されている間のみ格納データを保持する揮発性メモリ９２ａと、電力が継続的に供給されていなくても格納データを保持可能な不揮発性メモリ９２ｂ及び９２ｃとを含むことができる一組のメモリ記憶素子９２を含む。図示した実施形態においては、揮発性のメモリ記憶素子９２ａは、ＳＲＡＭ（static random access memory）記憶素子であり、不揮発性の記憶素子群は、フラッシュ・メモリ９２ｂ及びＥＥＰＲＯＭ（electrically erasable programmable read-only memory）９２ｃである。アプリケーション・プロセッサ９０に対するプログラム指示は、不揮発性メモリに格納されうる。他の実施形態においては、メモリ素子９２は、他のタイプの揮発性メモリ及び不揮発性メモリがなりうる。メモリ素子９２は、相互及びアプリケーション・プロセッサ９０にパラレルに接続される。更に、メモリ記憶素子９２は、図示するように、電源５２と代替送受信機５８の間の接続に接続されうる。]
[0023] ある実施形態においては、プロセッサ・ユニット５４は更に、アプリケーション・プロセッサ９０に接続される水晶振動子（ＸＴＡＬ）９４を含む。水晶振動子９４は、ＲＦ送受信機を正確に使用するための安定した周波数を持つ電気信号を生成するのに使用されうる。ある実施形態においては、図３Ｂに示すように、プロセッサ５６は、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）９６、アイソレーション回路９８、サージ電圧保護回路１００を含むことができる。図示した実施形態においては、アプリケーション・プロセッサ９０は、ＡＤＣ９６に順次接続される。ＡＤＣ９６は、連続的な電気信号をデジタル信号に変換する電気的な集積回路である。ＡＤＣ９６は、切断監視ノード１４又はメータ・ソケット１２の負荷側出力１８における電圧を検出可能であり、当該電圧をデジタル値の電圧に変換する。ＡＤＣ９６は更に、負荷側出力１８における位相反転を保護するとともに、使用可能なレベルにするためにサービス側入力１６電圧を減少するアイソレーション回路９８に接続される。アイソレーション回路９８は、負荷側出力１８における電圧の急上昇を保護するためにサージ電圧保護回路１００に接続される。上述した接続に加えて、プロセッサ・ユニット５４は更に、第１のＲＦ送受信機５６、代替送受信機５８及び負荷側出力１８に接続される。] 図３Ｂ
[0024] 図３Ｂに示すように、プロセッサ・ユニット５４に含まれるアプリケーション・プロセッサ９０は、第１のＲＦ送受信機５６に含まれるフロント・エンド・プロセッサ１１０と第１の制御コマンド及びデータを通信する。図示するように、フロント・エンド・プロセッサ１１０は、メディア・アクセス制御フロント・エンド・プロセッサ（ＭＡＣフロント・エンド・プロセッサ、又はＭＦＥ）を含むことができる。ＭＦＥ１１２は、各信号が正確な位置に送信されるのを保証するとともに複数の信号の衝突を抑制するために、種々のデータ信号をどこに命令するのかを判定する。フロント・エンド・プロセッサ１１０は、多数の通信装置と第１のＲＦ送受信機５６に含まれる信号との間をインターフェースする。] 図３Ｂ
[0025] 一実施形態においては、他のＲＦ送受信機１１４は、第１のＲＦ送受信機内に位置付けられ、フロント・エンド・プロセッサ１１０との間でデータ送信及びデータ受信の両方を行なえる。ＲＦ送受信機１１４及びフロント・エンド・プロセッサ１１０の双方は、電源５２内の低電圧レギュレータ８２と、プロセッサ・ユニット５４内のアプリケーション・プロセッサ９０及びメモリ記憶素子９２とに接続される。ＲＦ送受信機１１４は、帯域通過（ＢＰ）フィルタ１１６、電力増幅器（ＰＡ）１１８、低域通過（ＬＰ）フィルタ１２０に一組で接続される。他の組においては、低雑音増幅器（ＬＮＡ）１２２及び帯域通過（ＢＰ）フィルタ１２４に接続される。]
[0026] フロント・エンド・プロセッサ１１０は、多数の経路を介してＲＦスイッチ１２６、低域通過（ＬＰ）フィルタ１２８及びＲＦ送受信機アンテナ１３０を含むアセンブリと通信を行なう。”アンテナ制御”とラベル付けされたフロント・エンド・プロセッサ１１０からの一つの経路は、アンテナ制御データをアセンブリに送信する関わりを示している。他の経路においては、送信電力制御は、ＲＦスイッチ１２６、ＬＰフィルタ１２８及びアンテナ１３０を備えるアセンブリへＰＡ１１８及びＬＰフィルタ１２０を介してフロント・エンド・プロセッサ１１０との間で通信される。更なる他の経路においては、データは、アセンブリへ向けてＢＰフィルタ１１６、ＰＡ１１８及びＬＰフィルタ１２０を介してＲＦ送受信機１１４から通信される。更に他の経路においては、データは、ＬＮＡ１２２及びＢＰフィルタ１２４を介してＲＦスイッチ１２６、ＬＰフィルタ１２８、アンテナ１３０へＲＦ送受信機１１４から通信される。これらの経路は、所定の周波数を排除するとともに、よりクリアな送信信号を許可するための一連の種々のフィルタを介した種々の周波数でのデータ通信を可能にする。ある実施形態においては、第１のＲＦ送受信機５６は、１以上の代替ネットワーク３２、ローカル・ネットワーク３９、装置４２或いはその他、又はそれらの任意の組み合わせの間におけるデータ受信、データ送信、データ再送信の少なくともいずれかを行なう通信装置５５として機能できる。]
[0027] 図３Ｂに示すように、第１のＲＦ送受信機５６内のフロント・エンド・プロセッサ１１０及び電力増幅器１１８と、プロセッサ・ユニット５４内のアプリケーション・プロセッサ９０と、電源５２内の低電圧レギュレータ８２は、それぞれ代替送受信機５８に接続されている。ある実施形態においては、代替送受信機５８は、自身のフロント・エンド・プロセッサ及び電力増幅器を有している。ある実施形態においては、代替送受信機５８は、アンテナ１４０を含み、１以上の代替ネットワーク３２、ローカル・ネットワーク３９、装置４２或いはその他、又はそれらの任意の組み合わせの愛代におけるデータ受信、データ送信、データ再送信の少なくともいずれかを行なう通信装置５５として機能できる。] 図３Ｂ
[0028] 切断監視ノードがメータ・ソケット１２に組み込まれている間、切断監視ノード１４は、関連付けられた建物の電気出力配電回路における電圧を検出するために、負荷側出力１８を監視する。ある実施形態においては、図３Ｂに示すように、プロセッサ・ユニット５４及び電源の少なくとも一方は、ある閾値を越える電圧の存在を検出するために、負荷側出力１８を監視する。電圧を監視するために、プロセッサ・ユニット５４は、電圧値を測定し、タイムスタンプとともに測定結果のログをとる。例えば、ＡＤＣ９６は、電圧をデジタル値の電圧に変換することにより測定を行ない、その情報は、アプリケーション・プロセッサ９０により処理され、揮発性メモリ及び不揮発性メモリ９２の少なくとも一方に格納される。プロセッサ・ユニット５４は、メモリに格納された所定の閾値電圧に交差する負荷側出力１８における電圧の増加を検出した場合、プロセッサ・ユニット５４は、”アラート”信号を通信装置５５に向けて送信する。ある実施形態においては、通信装置５５としては無線ネットワーク・インターフェース装置がなりうる。例えば、建物に対する電気サービスが終了している場合に、電源遮断状態中の切断監視ノードの負荷側における電圧の突然の出現は、許可なく違法及び電力の未許可使用の少なくとも一方を示すであろう。通信装置５５は、検出電圧の存在に関するデータをユーティリティ（電力会社）３０に送信する。ある実施形態においては、データは、ユーティリティ３０に送信される前に１以上の通信ネットワーク３２を介して送信されうる。] 図３Ｂ
[0029] 更に、ある実施形態においては、負荷側出力１８で電圧が検出された場合、切断サービス信号が発行される。ある実施形態においては、電圧検出回路が更に、監視装置の代替実施形態としてサービス・スイッチ５９を含む可能性がある。負荷側出力１８で十分な電圧が検出されると、サービス・スイッチ５９は、サービス側入力１６と負荷側出力１８との間の通信を選択的に接続及び未接続にするために、プロセッサ・ユニット５４と通信を行なえる。]
[0030] ある実施形態においては、電圧検出回路が負荷側出力１８における電圧を検出した後、プロセッサ・ユニット５４は、メータ・アセンブリ１０の負荷側出力における電圧の存在を示すアラート信号をユーティリティ３０に向けて送信するために、通信装置５５及び５７のいずれかに信号を送信する。ユーティリティのネットワークアドレスは、プロセッサ・ユニット５４のメモリ９２に格納されうる。メモリは更に、アラート信号を直接送信するため、ネットワークにおける他のノードのアドレスを含んでも良い。その後、他のノードは、信号をユーティリティに向けて中継又はルーティングする機能を果たす。ある実施形態においては、電圧検出回路がサービス側入力１６から負荷側出力１８への電力が切断されたか否かを示すコマンドを受信できるように、メッセージは、通信装置５５に応答信号を送信可能なユーティリティ管理システムに送信されうる。他の実施形態においては、通信装置５５及び５７は、負荷側出力１８から電力を取得する可能性のあるローカル装置及び電気製品の少なくとも一方に向けて”電源遮断”信号を送信するようにプログラムされうる。]
[0031] また、他のタイプのコマンド及びデータは、切断監視ノードの動作を制御するために、通信装置５５及び５７の少なくとも一方を介して受信されうる。例えば、メモリに格納され、アラート・メッセージの発行に使用される電圧閾値は、ユーティリティ又はネットワークにおける他のノードからプロセッサ９０に向けたコマンドに対応して変更されうる。更に、メモリに格納されたソフトウェア・プログラムに対する更新は、通信装置を介したユーティリティ又はユーティリティ管理システムから送られうる。]
[0032] ゼロ交差検出素子８４は更に、サービス側入力１６の損失及び復旧を検出可能である。電圧検出回路が電力損失を検出すると、ゼロ交差検出素子８４は、メモリ記憶素子９２内にタイムスタンプとともにイベントを記録するプロセッサ・ユニット５４に向けて信号を送信する。プロセッサ・ユニット５４は、残りの電圧検出回路に向けて電力イベントの損失の信号を送信し、その後、順序正しくシャットダウンを実行する。電力が復旧した際、電圧検出回路は、安定度を判定するためにサービス電圧を監視する。その後、電圧検出回路は、メモリ記憶素子９２内にタイムスタンプとともにイベントを記録する復旧イベントの信号をプロセッサ・ユニット５４に送信する。]
[0033] 通常のネットワーク動作の間、電圧検出回路、より具体的には、１以上の通信装置５５及び５７は、ネットワーク３２及び３９内の電力供給を受けている装置４２に関連付けられた標準的な動作を実行する。ある実施形態においては、電圧検出回路と通信装置５５及び５７とにおける標準的な動作は、例えば、ネットワーク３２及び３９内の他の装置４２に対するネットワーク中継機能、下流装置４２用のプロキシ機能、時間の分配及び同期やファームウェアのアップグレードの支援機能、ＺｉｇＢｅｅネットワーク・サービス装置４２或いはその他、又はそれらの組み合わせ等の種々のネットワークにおける装置４２用のゲートウェイ機能、の少なくともいずれかを実行する。ある実施形態においては、第１のＲＦ送受信機５６は、電圧検出回路、ユーティリティ３０及び種々の他の通信ネットワーク３２の間で受信信号及び送信信号の両方の第１のデータ通信を提供可能である。ある実施形態においては、代替送受信機５８は、電圧検出回路と１以上のローカル・ネットワーク３９における装置４２との間で受信信号及び送信信号の両方の第１のデータ信号通信ゲートウェイを提供可能である。フロント・エンド・プロセッサ１１０とアンテナ１３０との間に接続される第１のＲＦ送受信機５６における信号経路の数は、信号周波数の範囲を越える通信を許容する。ある実施形態においては、通信装置５５及び５７は、ＬＡＮとの間でデータを送受する。]
[0034] ［他の可能な実施形態の詳細］
切断監視ノードは、種々の機能的な能力を達成するために、いくつかの可能な実施形態の形式で実現されうる。図３Ｃは、装置又は電力素子の物理的な切断をアラートするために、切断スイッチを持つ切断監視ノードを示す。図３Ｄは、スマートグリッド分配ネットワークにおける停電状態のネットワーク・アラートを提供するために、電池式又は蓄電式（Capacitor-powered Last Gasp）の装置を持つ切断監視ノードの図を提供する。図３Ｅは、ディスプレイ表示器を持つ切断監視ノードのブロック図である。図３Ｆは、診断、ファームウェア・アップグレード、セキュリティ認証等のためのＦＳＵインターフェースを持つ切断監視ノードを示す。図３Ｇは、一時的な接続や、外部のユーザ電気製品／装置に対するネットワーク認証後の電力供給を支援するために、コネクタ／監視装置／コントローラを持つ切断監視ノードを示す。図３Ｈは、水道メータ及びガスメータのネットワーク接続を可能にするために、これらメータへのインターフェースを持つ切断監視ノードである。他の実施形態は、図２に関連して記載されている。ここでは、ローカル・ネットワークは、種々の電気製品に接続するとともに、ネットワーク・ゲートウェイ及びユーティリティ・ネットワーク・サーバへ切断監視ノードを接続するためのホーム・エリア・ネットワーク（ＨＡＮ）である。以下、これら実施形態を更に詳細に説明する。] 図２ 図３Ｃ 図３Ｄ 図３Ｅ 図３Ｆ 図３Ｇ 図３Ｈ
[0035] 図３Ｃは、切断アラート装置７０を持つ切断監視ノード１５の一実施形態を示す。この装置は、図３Ｂに示されるサービス・スイッチとは異なる。切断アラート装置７０は、電気メータ・アセンブリ１０からの切断監視ノード１４の物理的な切断を察知し、プロセッサ／コントローラ４０に向けてアラート信号を送信する。メッセージは、通信モジュール／ＲＦ送受信機５０を介してユーティリティ・ネットワーク３０に向けて送信される。この構成は、切断監視ノード１４の不正使用（アンチ・タンパー）特徴を提供する。] 図３Ｂ 図３Ｃ
[0036] 図３Ｄは、電池式又は蓄電式の装置７１を持つ切断監視ノード１４の他の実施形態を示す。この装置は、電池残量に基づいた時間周期に対してシステムを機能させることができ、電力が停止した場合、コントローラ４０による処理のための電力供給なしメッセージ（last-gasp message）を生成し、通信モジュール５０を介してユーティリティに送信する。この装置は更に、ライン側電力の一時的な損失及び電圧変化等を察知する能力がある。コントローラ／プロセッサ４０は、データ解析し、通信モジュール５０を介してユーティリティ３０に向けて情報を報告する能力を備えている。また、停電の後、電力が復旧したときにその旨の情報を通知するためにユーティリティと通信可能である。本発明の他の実施形態においては、電圧変化がある所定のプリセット及び設定可能な閾値に到達すると、アラート・メッセージが生成されユーティリティ３０に送信される。] 図３Ｄ
[0037] 図３Ｅは、ディスプレイ表示器７２を持つ切断監視ノード１４の更なる他の実施形態を示す。ディスプレイ表示器７２は、切断監視ノード１４に対して接続された装置、電力接続の状態、電圧レベル及び電圧状況の状態、及び現存或いは最新のアラートの状態等の主要な状態パラメータの視覚表示を提供する。] 図３Ｅ
[0038] 図３Ｆは、診断、ファームウェア・アップグレード、セキュリティ認証等のためのＦＳＵインターフェースを持つ切断監視ノードの一実施形態である。ＦＳＵインターフェース７３は、外部ＰＣ又は通信モジュール５０を介したネットワーク接続とのシリアルデータ・リンク用のＵＳＢポートを有する場合がある。] 図３Ｆ
[0039] 図３Ｇは、一時的な接続や、外部のユーザ電気製品／装置に対するネットワーク認証後の電力供給を支援するために、コネクタ／監視装置／コントローラ・スイッチ・インターフェース７４を持つ切断監視ノードの更なる他の実施形態である。このインターフェース７４は更に、関連付けられた決済プロセッサ８０を介して決済システムとして機能する。一実施形態においては、一時的な接続や電力供給を探索する外部装置は、以前に発行された認証コード及びＩＰアドレスを有する場合がある。この情報は、通信モジュール５０を介してユーティリティ３０に送信される。ユーティリティは、接続認証を発行でき、更に請求プロトコルを規定できる。コネクタ・スイッチ７４は、電力利用の測定、電力接続の確立及び終了をユーティリティ権限毎に支援する。] 図３Ｇ
[0040] 図３Ｈは、水道メータ及びガスメータのネットワーク接続を可能にするために、これらメータへの通信インターフェース７５及び７６を持つ切断監視ノードの一実施形態である。このモードにおいては、水道メータ及びガスメータは、プロセッサ／コントローラ４０及び通信モジュール５０を利用するユーティリティ３０へコモディティの利用を報告し続けることができる。] 図３Ｈ
[0041] 図２を参照して他の実施形態について説明する。ここでは、ローカル・ネットワークは、種々の電気製品に接続するとともに、ネットワーク・ゲートウェイ及びユーティリティ・ネットワーク・サーバへ切断監視ノードを接続するためのホーム・エリア・ネットワーク（ＨＡＮ）である。ローカル・エリア・ネットワーク３９は、ホーム・エリア・ネットワークであり、構内ネットワークとも呼ばれる。冷蔵庫、温度自動調整器、ヒータ／クーラ・ユニット、用水タンク制御、ホーム監視システムやその他等のいくつかの電気製品４２は、ローカル・ネットワーク３９に接続されうる。ローカル・ネットワーク３９は、ＩＰｖ４、ＩＰｖ６、Ｚｉｇｂｅｅ又はその他の独自パケットプロトコルのいずれか１つでありうる通信プロトコルを使用する。ローカル・ネットワークは、切断監視ノード１４を接続し、ユーティリティ３０に通信するためのゲートウェイとして切断監視ノード１４を使用する。一実施形態においては、ローカル・ネットワークは、そのネットワーク要素及びデータを処理、格納、評価、スケジューリング及び制御等する機能を実行するために、切断監視ノード１４のプロセッサ／コントローラを使用可能である。] 図２
[0042] 図中に上述及び示された実施形態は、例示の方法のみが示されており、本発明の概念及び原理を限定する意図ではない。本発明の種々の特徴及び利点は、以下に示す請求項において説明される。]

权利要求:

請求項1
ユーティリティ・ネットワークで使用するための装置であって、建物の電気出力配電回路における電圧を検出可能な建物電圧検出器と、コンピュータ読取可能な指示を格納するメモリと、前記建物電圧検出器及び前記メモリに通信可能に接続される処理ユニットと、前記処理ユニットに通信可能に接続され、前記ユーティリティ・ネットワークに通信可能な通信モジュールとを備え、前記処理ユニットは、前記建物の前記電気出力配電回路における電圧が予め決められた電圧閾値を越えた旨の検出に対応して、前記ユーティリティ・ネットワークにおける他のノードにアラート・メッセージを送信することを特徴とする装置。
請求項2
前記ユーティリティ・ネットワークにおける前記他のノードに送信される前記アラート・メッセージは、前記装置の前記メモリに格納された所定のネットワーク・アドレスに従って、前記ユーティリティ・ネットワークと通信するユーティリティ管理システムに向けて行なわれることを特徴とする請求項１記載の装置。
請求項3
前記装置のメモリに格納された前記予め決められた電圧閾値は、前記ユーティリティ・ネットワークにおける他のノードから前記通信モジュールにより受信された変更プリセット電圧検出閾値指示の受信に対応して、前記処理ユニットにより変更されることを特徴とする請求項１記載の装置。
請求項4
前記アラート・メッセージは、前記建物の前記電気出力配電回路が電源遮断状態になった後、前記建物の前記電気出力配電回路における電圧を検出したことに対応して送信されることを特徴とする請求項１記載の装置。
請求項5
前記通信モジュールは、前記ユーティリティ・ネットワークにおけるノード間でメッセージを中継し、前記ユーティリティ・ネットワークにおける少なくとも１つの前記ノードは、電気ユーティリティ・メータに接続されるユーティリティ・ノードであり、前記電気ユーティリティ・メータは、当該電気ユーティリティ・メータに関連付けられた第２の建物の前記電気の利用を報告することを特徴とする請求項１記載の装置。
請求項6
ユーティリティによるガスサービス又は水道サービスの少なくとも１つに関するメータと通信するための第２のメータ・インターフェースを更に備えることを特徴とする請求項１記載の装置。
請求項7
電気ユーティリティ・メータ・ソケットを搭載するための電気ユーティリティ・メータ基盤を更に備え、前記処理ユニット、メモリ及び通信モジュールは、電気ユーティリティ・メータ基盤にセキュアに搭載されることを特徴とする請求項１記載の装置。
請求項8
施設内で電気出力の監視に使用するための電気出力監視装置であって、コンピュータ読取可能な指示を処理する処理ユニットと、前記処理ユニットと接続され、コンピュータ読取可能な指示を格納するメモリと、前記メモリ及び前記処理ユニットに接続され、ユーティリティ・ネットワークに通信可能な通信モジュールと、前記処理ユニットに接続され、前記施設の電気出力配電回路における電圧の状態を前記処理ユニットに通知可能な施設電圧検出器と、前記処理ユニット、前記施設電圧検出器、前記メモリ及び前記通信モジュールをセキュアに搭載するとともに、前記施設電圧検出器が前記施設の電気出力配電回路に電気的に接続されるように、電気ユーティリティ・メータ・サービス・ボックスのソケットに接続されるように形成される電気出力監視装置基盤とを備え、前記処理ユニットは、前記施設の電気出力配電回路における電圧の増加の検出に対応して、前記ユーティリティ・ネットワークにおける他のノードに電力検出アラートを送信することを特徴とする電気出力監視装置。
請求項9
前記電気出力監視装置基盤は、電気ユーティリティ・メータ・サービス・ボックス・ブランクの形状を有することを特徴とする請求項８記載の電気出力監視装置。
請求項10
前記電力検出アラートは、前記検出された電圧が予め決められた電圧値を越えている場合にのみ送信されることを特徴とする請求項８記載の電気出力監視装置。
請求項11
前記処理ユニットは、前記施設の電気出力配電回路における電圧の減少の検出に対応して、前記ユーティリティ・ネットワークにおける他のノードに向けて電力損失アラートを送信することを特徴とする請求項８記載の電気出力監視装置。
請求項12
前記電力検出アラートは、前記施設の前記電圧が前記増加の検出よりも前に予め決められた電圧レベル以下となった場合にのみ送信されることを特徴とする請求項８記載の電気出力監視装置。
請求項13
前記通信モジュールは、前記ユーティリティ・ネットワークにおけるノード間でメッセージを中継し、前記ユーティリティ・ネットワークにおける少なくとも１つの前記ノードは、電気ユーティリティ・メータに接続されるユーティリティ・ノードであり、前記電気ユーティリティ・メータは、当該電気ユーティリティ・メータに関連付けられた施設の前記電気の利用を報告することを特徴とする請求項８記載の電気出力監視装置。
請求項14
ユーティリティによるガスサービス又は水道サービスの少なくとも１つに関するメータと通信するための第２のメータ・インターフェースを更に備えることを特徴とする請求項８記載の電気出力監視装置。
請求項15
施設電気出力監視装置であって、ユーティリティ・ネットワークで通信可能な通信モジュールを備え、前記通信モジュールは、コンピュータ読取可能な指示を格納するメモリと、前記メモリに接続され、コンピュータ読取可能な指示を実行可能な処理ユニットと、前記処理ユニットと通信可能に接続され、施設の電気出力配電回路における電圧を検出可能な電圧検出器とを含み、前記通信モジュールは、電力の再開又は電力損失状態が生じているか否かを判定し、前記電力の再開又は電力損失状態のいずれかが判定されたことに対応して、前記ユーティリティ・ネットワークにおける他のノードにメッセージを送信することを特徴とする施設電気出力監視装置。
請求項16
前記通信モジュール及び前記電圧検出器をセキュアに搭載するとともに、電気ユーティリティ・サービス・パネルのソケットに接続されるように形成される電力監視装置基盤を更に備えることを特徴とする請求項１５記載の施設電気出力監視装置。
請求項17
前記電力監視装置基盤は、電気ユーティリティ・メータ・サービス・ボックス・ブランクの形状を有することを特徴とする請求項１６記載の施設電気出力監視装置。
請求項18
前記電力監視装置基盤にセキュアに取り付けられ、前記施設の電気出力配電回路における電圧の視覚的な表示を提供する施設電圧状態ディスプレイを更に備えることを特徴とする請求項１６記載の施設電気出力監視装置。
請求項19
前記通信モジュールは、前記ユーティリティ・ネットワークにおけるノード間でメッセージを中継し、前記ユーティリティ・ネットワークにおける少なくとも１つの前記ノードは、電気ユーティリティ・メータに接続されるユーティリティ・ノードであり、前記電気ユーティリティ・メータは、当該電気ユーティリティ・メータに関連付けられた建物の前記電気の利用を報告することを特徴とする請求項１５記載の施設電気出力監視装置。
請求項20
前記通信モジュールに通信可能に接続され、ガスメータ又は水道メータの少なくとも１つに通信するように機能する第２のメータ・インターフェースを更に備えることを特徴とする請求項１５記載の施設電気出力監視装置。