專利名稱：功率消耗的監(jiān)測(cè)的制作方法
功率消耗的監(jiān)測(cè)本發(fā)明涉及用于監(jiān)測(cè)電器的功率消耗的方法和裝置。更具體地，本發(fā)明涉及監(jiān)測(cè)裝置的分布式布置和用于匯集來自監(jiān)測(cè)裝置的測(cè)量結(jié)果的相關(guān)聯(lián)的主裝置。監(jiān)測(cè)單獨(dú)的電器的功率消耗并將功率或能量測(cè)量結(jié)果傳輸?shù)郊惺奖O(jiān)測(cè)站是已知的。這樣的系統(tǒng)可用在住宅或商業(yè)樓宇中，且允許用戶發(fā)現(xiàn)哪些裝置正在消耗功率；多少功率正在被消耗；以及何時(shí)被消耗。將測(cè)量結(jié)果傳送給電力供應(yīng)商用于計(jì)量目的或其它分析也是可能的。用于專注于監(jiān)測(cè)市場(chǎng)的大部分現(xiàn)有設(shè)備使用了測(cè)量裝置和中央(“主”)匯集器之間的無線通信。然而，也已經(jīng)提出了使用電力線通信用于該目的。例如，家庭插電聯(lián)盟(HomePlug Powerline Alliance)已經(jīng)提出，對(duì)于智能電網(wǎng)/智能能源應(yīng)用，通信協(xié)議應(yīng)被標(biāo)準(zhǔn)化。這將使用現(xiàn)有的電力線通信技術(shù)，使得該規(guī)范將是IEEE P1901標(biāo)準(zhǔn)的輪廓。這是 針對(duì)通過電力線網(wǎng)絡(luò)提供寬帶(高速)通信的世界范圍的標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明人已認(rèn)識(shí)到，無線解決方案將受到有限的通信范圍、干擾和巨大的節(jié)點(diǎn)成本的影響。他們也已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，基于現(xiàn)有的高速電力線數(shù)據(jù)通信技術(shù)的功率監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不必要是復(fù)雜的，因?yàn)閷⒈粋鬏數(shù)臏y(cè)量結(jié)果規(guī)模較小，且它們可相對(duì)不頻繁地(例如每秒一次)被傳輸。因此，本發(fā)明人已確定了對(duì)于更簡(jiǎn)單和更經(jīng)濟(jì)的基于電力線的系統(tǒng)的需要。因此，提供了一種裝置，其適合于從另一裝置接收擴(kuò)頻定時(shí)基準(zhǔn)信號(hào)；檢測(cè)接收到的基準(zhǔn)信號(hào)的碼相位；以及使用關(guān)于檢測(cè)到的碼相位定義的定時(shí)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)搅硪谎b置。本裝置的一個(gè)有利的用途是作為通過電力線通信的功率消耗監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)中的監(jiān)測(cè)
>J-U ρ α裝直。根據(jù)第一發(fā)明構(gòu)思的第一方面，提供了一種用于測(cè)量由電器消耗的功率的功率消耗監(jiān)測(cè)裝置，所述裝置可連接到電源電路，且可操作來通過所述電路將測(cè)量結(jié)果傳輸?shù)街餮b置，其中所述裝置適合于從主裝置接收擴(kuò)頻定時(shí)基準(zhǔn)信號(hào)；檢測(cè)接收到的基準(zhǔn)信號(hào)的碼相位；以及使用關(guān)于檢測(cè)到的碼相位定義的定時(shí)將測(cè)量結(jié)果傳輸?shù)街餮b置。當(dāng)使用傳統(tǒng)的電力線技術(shù)用于該應(yīng)用時(shí)，效率低的最顯著的來源之一是在設(shè)置主裝置、控制器裝置和(潛在地許多)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)之間的通信中所涉及的開銷。以通常在寬帶通信中所見的高數(shù)據(jù)速率，該開銷是必要的以支持復(fù)雜的應(yīng)用；而且與總的數(shù)據(jù)帶寬相比也是可忽略的。在本系統(tǒng)中，擴(kuò)頻定時(shí)基準(zhǔn)信號(hào)用于使網(wǎng)絡(luò)中的所有監(jiān)測(cè)裝置同步到主裝置的時(shí)鐘。然后，單獨(dú)的裝置可以用關(guān)于這個(gè)中央基準(zhǔn)的指定的定時(shí)傳輸它們的測(cè)量結(jié)果。擴(kuò)頻基準(zhǔn)信號(hào)允許非常精確的定時(shí)恢復(fù)，而同時(shí)對(duì)電力線環(huán)境中遇到的干擾類型具有魯棒性。在電力線通信中，衰減的問題(在RF通信中所見到的)通常是最小的。通道的變化往往僅僅由布線結(jié)構(gòu)中的主要的變化導(dǎo)致，因此，一旦通信通道被建立，它通常將保持可靠。然而，電源通信遭受更大的干擾源，所述干擾源通常是寬帶的和短的持續(xù)時(shí)間的，由負(fù)載(脈沖噪聲)的切換所導(dǎo)致。已經(jīng)表明電器，如爐具、咖啡機(jī)，是家庭環(huán)境中產(chǎn)生這種類型的干擾的罪魁禍?zhǔn)字械囊恍?。擴(kuò)頻基準(zhǔn)信號(hào)的使用使監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)能夠基本上不受這種類型的突發(fā)性的脈沖干擾的影響。因此，具有一種在短期寬帶噪聲脈沖串的存在下保持魯棒性的通信協(xié)議是可取的。本文中，“擴(kuò)頻”指的是至少由偽隨機(jī)擴(kuò)展碼(或“片碼(chippingcode)”)序列調(diào)制的信號(hào)。這些信號(hào)已被用于其它技術(shù)領(lǐng)域如RF通信中的其它用途——例如，在如GPS衛(wèi)星定位和第三代移動(dòng)通信(例如CDMA)的應(yīng)用中。在本應(yīng)用中，片碼的相位可以被恢復(fù)并用作定時(shí)基準(zhǔn)。因此，網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備共享相同的定時(shí)，并且當(dāng)數(shù)據(jù)消息被發(fā)送時(shí)，沒有對(duì)·復(fù)雜的定時(shí)恢復(fù)的需要，也不需要在可能希望同時(shí)傳輸?shù)难b置之間進(jìn)行復(fù)雜的判斷。例如，一旦監(jiān)測(cè)裝置已經(jīng)恢復(fù)了定時(shí)基準(zhǔn)信號(hào)，則它不需要請(qǐng)求許可來進(jìn)行傳輸。除根據(jù)基準(zhǔn)信號(hào)的定時(shí)來定時(shí)其傳輸之外，監(jiān)測(cè)裝置可調(diào)整其內(nèi)部時(shí)鐘或本機(jī)振蕩器的頻率，以更好地匹配擴(kuò)頻基準(zhǔn)信號(hào)的頻率。優(yōu)選地，擴(kuò)頻基準(zhǔn)信號(hào)被同步符號(hào)周期性地調(diào)制，監(jiān)測(cè)裝置適合于通過檢測(cè)同步符號(hào)確定粗略的定時(shí)。通常，片碼將在給定的傳輸幀中重復(fù)多次。這意味著代碼可以更短，這反過來使它更快地檢測(cè)。然而，在這種情況下，對(duì)碼相位的檢測(cè)提供了精細(xì)的定時(shí)，但留下了粗略定時(shí)的模糊，因?yàn)榻邮掌鞑恢罊z測(cè)到的是傳輸幀中的片碼的哪個(gè)重復(fù)片碼。這可以通過提供同步符號(hào)——例如作為每個(gè)傳輸幀中的第一個(gè)符號(hào)來解決。功率消耗監(jiān)測(cè)裝置優(yōu)選包括用于檢測(cè)碼相位的時(shí)域相關(guān)器?？扇〉氖潜３直O(jiān)測(cè)裝置的成本盡可能低，因?yàn)閷⑿枰獑为?dú)的裝置用于監(jiān)測(cè)感興趣的每個(gè)電器或電器組(例如，共用延長(zhǎng)的導(dǎo)線)。使用時(shí)域相關(guān)器檢測(cè)碼相位幫助簡(jiǎn)化了該裝置，且因此降低了它的成本。監(jiān)測(cè)裝置優(yōu)選適合于將上游信號(hào)傳輸?shù)街餮b置，上游信號(hào)包括由數(shù)據(jù)消息調(diào)制的擴(kuò)展碼，數(shù)據(jù)消息包括功率測(cè)量結(jié)果、上游信號(hào)被傳輸?shù)膫鬏敃r(shí)間間隔和/或關(guān)于檢測(cè)到的基準(zhǔn)信號(hào)的碼相位定義的擴(kuò)展碼的傳輸碼相位。通過選擇唯一的時(shí)間間隔，監(jiān)測(cè)裝置可實(shí)現(xiàn)時(shí)分多址(TDMA)系統(tǒng)?？商鎿Q地或另夕卜，該裝置可以以碼分多址(CDMA)方式操作，其中在該方式，不同裝置的傳輸由具有低互相關(guān)度的擴(kuò)展碼調(diào)制。再次，為了最小化監(jiān)測(cè)裝置的復(fù)雜性，優(yōu)選的是它們都使用相同的單一的、預(yù)定義的擴(kuò)展碼。因此，低互相關(guān)度通過在每個(gè)單獨(dú)的監(jiān)測(cè)裝置使用具有不同相位的這種單一的、共享的擴(kuò)展碼來實(shí)現(xiàn)。這是可能的，因?yàn)樗鼈內(nèi)抗蚕碛芍骺刂破?匯集器提供的相同的準(zhǔn)確的全局定時(shí)基準(zhǔn)。監(jiān)測(cè)裝置優(yōu)選還適合于在與從主裝置接收到的擴(kuò)頻定時(shí)基準(zhǔn)信號(hào)的頻帶不同的頻帶中傳輸上游信號(hào)。這可以幫助避免“近-遠(yuǎn)”問題，其中在通信鏈路的近端傳輸?shù)膹?qiáng)信號(hào)干擾從遠(yuǎn)端接收更微弱的信號(hào)。例如，由于近-遠(yuǎn)問題，監(jiān)測(cè)裝置可能難以檢測(cè)或保持與定時(shí)基準(zhǔn)信號(hào)的同步，原因在于相比于由監(jiān)測(cè)裝置本身所傳輸?shù)纳嫌涡盘?hào)的功率，這種接收到的信號(hào)的相對(duì)低的信號(hào)電平。同樣地，在主/匯集器裝置處，定時(shí)基準(zhǔn)信號(hào)的(近端)傳輸可干擾對(duì)來自(遠(yuǎn)端)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)裝置的上游信號(hào)的接收。通過對(duì)上游和下游通信使用不同的頻帶，來自相對(duì)端的擴(kuò)頻信號(hào)不再相互干擾。因此，該系統(tǒng)除了從上面描述的TDMA和/或CDMA技術(shù)中受益之外，還可從頻分復(fù)用(FDM)的使用中受益。監(jiān)測(cè)裝置可選地具有配置模式和正常模式，在配置模式中，它適合于使用用于與主裝置協(xié)商(negotiation)而保留的第一、預(yù)定的時(shí)間間隔和/或碼相位傳輸上游信號(hào)；以及從主裝置接收配置信息，所述配置信息分配第二、不同的時(shí)間間隔和/或碼相位，在正常模式中，它適合于使用所分配的、第二時(shí)間間隔和/或碼相位傳輸上游信號(hào)。以這種方式，當(dāng)每個(gè)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)第一次連接到電源網(wǎng)絡(luò)時(shí)，它將以固定的且預(yù)先安排的時(shí)隙和/或碼相位輪詢主(匯集器)裝置。主裝置將把其它時(shí)隙和/或碼相位間隙中的一個(gè)分配給新連接的裝置，并將把該配置信息傳回監(jiān)測(cè)裝置。配置信息優(yōu)選地可在擴(kuò)頻定時(shí)基準(zhǔn)信號(hào)上被傳輸調(diào)制。配置好后，監(jiān)測(cè)裝置將使用其被唯一地分配的時(shí)隙和/或碼相位用于與主裝置通信。還提供了一種用于接收由一個(gè)或多個(gè)其它裝置傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的裝置，該裝置適合于 生成擴(kuò)頻定時(shí)基準(zhǔn)信號(hào)并將擴(kuò)頻定時(shí)基準(zhǔn)信號(hào)傳輸?shù)剿鲆粋€(gè)或多個(gè)其它裝置。這個(gè)裝置的一種有利的用途是作為通過電力線通信的功率消耗監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)中的主
匯集裝置。根據(jù)第一發(fā)明構(gòu)思的第二方面，提供了一種主裝置，其用于通過電源電路接收由一個(gè)或多個(gè)功率消耗監(jiān)測(cè)裝置傳輸?shù)墓β蕼y(cè)量結(jié)果，主裝置適合于生成擴(kuò)頻定時(shí)基準(zhǔn)信號(hào)并通過電源電路將擴(kuò)頻定時(shí)基準(zhǔn)信號(hào)傳輸?shù)揭粋€(gè)或多個(gè)監(jiān)測(cè)裝置。 因此，該主裝置適合于與上面所概述的監(jiān)測(cè)裝置一起使用。主裝置還適合于以預(yù)定的定時(shí)從一個(gè)或多個(gè)監(jiān)測(cè)裝置中的每個(gè)接收功率測(cè)量結(jié)果，所述預(yù)定的定時(shí)關(guān)于所傳輸?shù)亩〞r(shí)基準(zhǔn)信號(hào)的碼相位來定義。主裝置優(yōu)選適合于從一個(gè)或多個(gè)監(jiān)測(cè)裝置中的每個(gè)接收上游信號(hào)，上游信號(hào)包括由數(shù)據(jù)消息調(diào)制的擴(kuò)展碼，數(shù)據(jù)消息包括功率測(cè)量結(jié)果，主裝置還適合于通過它的上游信號(hào)的接收定時(shí)和/或在該信號(hào)中的擴(kuò)展碼的碼相位來識(shí)別每個(gè)單獨(dú)的監(jiān)測(cè)裝置。監(jiān)測(cè)裝置全部共用由主裝置提供的相同的定時(shí)基準(zhǔn)。由于這個(gè)原因，對(duì)于主裝置，根據(jù)(指定的)時(shí)隙和/或傳輸?shù)拇a相位識(shí)別每個(gè)監(jiān)測(cè)裝置是可能的。這避免了對(duì)于節(jié)點(diǎn)向主裝置識(shí)別其自身的需要——簡(jiǎn)化了監(jiān)測(cè)裝置本身和通信協(xié)議兩者。主裝置優(yōu)選適合于在與上游信號(hào)被接收的頻帶不同的頻帶中傳輸擴(kuò)頻定時(shí)基準(zhǔn)信號(hào)。這有助于減小上文結(jié)合監(jiān)測(cè)裝置解釋的近-遠(yuǎn)問題的影響。主裝置優(yōu)選地包括用于檢測(cè)來自一個(gè)或多個(gè)監(jiān)測(cè)裝置中的每個(gè)的上游信號(hào)的碼相位的頻域相關(guān)器。如果每個(gè)監(jiān)測(cè)裝置使用不同的碼相位傳輸，則主裝置需要能夠檢測(cè)多個(gè)碼相位。這可以借助頻域相關(guān)來完成。根據(jù)第一發(fā)明構(gòu)思的另一方面，提供了一種電力線通信網(wǎng)絡(luò)，其包括如上所描述的主裝置；和如上所描述的一個(gè)或多個(gè)功率消耗監(jiān)測(cè)裝置。還提供了大致上如在本文中和/或參照附圖
所描述的功率消耗監(jiān)測(cè)裝置、主裝置或電力線通信網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)第二發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)方面，提供了一種功率消耗監(jiān)測(cè)裝置，其用于測(cè)量由電器消耗的功率，所述裝置可連接到電源電路，且可操作來通過所述電路將測(cè)量結(jié)果傳輸?shù)街餮b置， 其中所述裝置適合于在一系列時(shí)間間隔的每一個(gè)中測(cè)量由電器消耗的能量，并保持所得到的能量測(cè)量結(jié)果的第一累加總和；周期性地將表示所述累加總和的第一量化值傳輸?shù)街餮b置；以及從所述累加總和中減去所傳輸?shù)牧炕怠鬏數(shù)闹档牧炕`差被隱含地計(jì)算在所述累加總和中，并傳遞(carryover)在后續(xù)周期中傳輸?shù)闹?。因此，總的量化誤差不累加，因?yàn)榍懊娴闹芷谥械恼`差將被后續(xù)的傳輸自動(dòng)校正。量化優(yōu)選是非均勻的，最優(yōu)選浮點(diǎn)量化。非均勻量化是指對(duì)于值的某些范圍，量化相對(duì)地更準(zhǔn)確。當(dāng)能量消耗落入這些范圍時(shí)，先前的量化誤差將被更準(zhǔn)確地校正。優(yōu)選地，非均勻量化是量化誤差的大小直接與傳輸?shù)闹档拇笮∮嘘P(guān)。例如，這可以通過浮點(diǎn)量化來實(shí)現(xiàn)。浮點(diǎn)值與消耗的能量數(shù)量的累加總和的保持值的結(jié)合意味著較寬范圍的能量值可用少量的位來表示。因?yàn)榱炕`差對(duì)于接近零的值將是最小的，所以當(dāng)電器關(guān)閉時(shí)，由于量化到浮點(diǎn)格式而導(dǎo)致的任何殘余誤差將被抵消。因此，例如，非常準(zhǔn)確地確定由電器在它被接通的持續(xù)時(shí)間內(nèi)消耗的總能量將是可能的。以獲得精確值的過程中的短暫延遲為代價(jià)，非常高的精度是可實(shí)現(xiàn)的。該裝置優(yōu)選還適合于保持能量測(cè)量結(jié)果的第二累加總和；以及間歇地將第二累加總和的值傳輸?shù)街餮b置。傳輸?shù)闹挡粡牡诙奂涌偤椭袦p去。因此，第二累加總和表示了能量測(cè)量結(jié)果的整個(gè)歷史的總和(例如，從監(jiān)測(cè)裝置最近一次被激活、連接到功率監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)或復(fù)位時(shí)起)。在間歇的基礎(chǔ)上傳輸所有能量測(cè)量結(jié)果的整個(gè)總和允許主裝置校正誤差，如果第一量化值的一個(gè)或多個(gè)周期性傳輸未被正確地接收，則所述誤差可被引入。如果僅僅考慮了第一量化值且數(shù)據(jù)包丟失，則系統(tǒng)誤差可被引入，因?yàn)橹餮b置將永遠(yuǎn)不會(huì)發(fā)現(xiàn)在丟失的數(shù)據(jù)包中編碼的所消耗的能量的值。完整的累加總和的重新傳輸為主裝置提供了檢測(cè)到這樣的誤差并從這樣的誤差中恢復(fù)的機(jī)會(huì)。因此，這樣的系統(tǒng)可以自動(dòng)進(jìn)行自校正。完整的累加總和的間歇性傳輸可以按相比于第一量化值較不頻繁的周期性間隔來執(zhí)行；可由來自主裝置的請(qǐng)求觸發(fā)；和/或可根據(jù)檢測(cè)到的網(wǎng)絡(luò)狀況觸發(fā)。例如，如果監(jiān)測(cè)裝置檢測(cè)到網(wǎng)絡(luò)上的差的信號(hào)質(zhì)量，則它可增加傳輸?shù)诙奂涌偤偷闹档念l率。第二累加總和的值可被傳輸，代替第一累加總和的周期性傳輸中的一次。這意味著第一累加總和的周期性傳輸中的一次被抑制，且作為代替，第二累加總和被傳輸。主裝置應(yīng)認(rèn)識(shí)到代替值具有不同的含義。這種認(rèn)識(shí)可由下列情況導(dǎo)致，監(jiān)測(cè)裝置將第二累加總和正在被傳輸?shù)男畔l(fā)信號(hào)到主裝置；或者它可以是隱含的，因?yàn)橹餮b置先前已請(qǐng)求傳輸?shù)诙奂涌偤?；或者由于已約定的傳輸定時(shí)。由于延遲，第一累加總和的隨后的周期性傳輸?shù)闹悼上鄳?yīng)地更大(因?yàn)樵诮橛谥虚g的額外周期中，額外的能量可能已經(jīng)被消耗)。然而，主裝置將認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，且可將測(cè)量結(jié)果的一部分分配給前面的周期。例如，主裝置可將隨后傳輸?shù)闹档囊话敕峙浣o當(dāng)前的間隔，且將所述值的一半分配給先前的間隔(它的值被第二累加總和替換)。在接收到第二累加總和時(shí)，主裝置可以回溯地檢測(cè)和校正先前所接收的第一累加總和的值中的誤差。優(yōu)選地，當(dāng)傳輸功率測(cè)量結(jié)果時(shí)，每個(gè)監(jiān)測(cè)裝置使用誤差校正碼。不同的發(fā)明構(gòu)思的不同方面可以結(jié)合來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的特別有利的實(shí)施方式?，F(xiàn)將參照附圖，借助實(shí)例來描述本發(fā)明，其中 圖I示出了連接在電力線網(wǎng)絡(luò)中的主裝置和多個(gè)監(jiān)測(cè)裝置；圖2是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的主裝置的框圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的功率消耗監(jiān)測(cè)裝置的框圖；圖4示出了根據(jù)一種實(shí)施方式的監(jiān)測(cè)裝置從主裝置接收數(shù)據(jù)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換；圖5示出了根據(jù)一種實(shí)施方式的數(shù)據(jù)幀的格式化和傳輸；表I示出了在監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)處執(zhí)行的計(jì)算以便將功率測(cè)量結(jié)果發(fā)送到主匯集器的一個(gè)例子；表2給出了由監(jiān)測(cè)裝置傳輸?shù)姆?hào)和在主匯集器處接收的相應(yīng)的符號(hào)的序列的一個(gè)例子；表3概述了監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)從主匯集器接收數(shù)據(jù)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換，如圖4的狀態(tài)圖所示；以及表4示出了根據(jù)一種實(shí)施方式的表3的算法如何用狀態(tài)編碼實(shí)現(xiàn)。應(yīng)注意，這些圖形是示意性的且未按比例繪制。在附圖中，為了清楚和方便起見，這些圖形的某些部分的相對(duì)尺寸和比例已在大小上被放大或縮小。具有大量的低成本的‘可配置的’節(jié)點(diǎn)是可取的，所述節(jié)點(diǎn)可監(jiān)測(cè)電源供電的靠電操作的設(shè)備的功率消耗并使用電源通信方法將所消耗的功率傳遞到集中式的匯集器。在本描述中，術(shù)語“節(jié)點(diǎn)”是指?jìng)鬏敼β氏牡臏y(cè)量結(jié)果的功率消耗監(jiān)測(cè)裝置，且術(shù)語“匯集器”是指接收這些測(cè)量結(jié)果的主裝置。主要目標(biāo)是以在匯集器上的復(fù)雜性為可能的代價(jià)使附接到電器的節(jié)點(diǎn)的成本和復(fù)雜性最小化，使得裝置節(jié)點(diǎn)可廉價(jià)地甚至沒有成本地提供給終端用戶。根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)需要單一的裝置，其作為從裝置節(jié)點(diǎn)接收的信息的匯集器。這可以通過互聯(lián)網(wǎng)耦合到應(yīng)用服務(wù)器，所述應(yīng)用服務(wù)器通過基于網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用為用戶提供等級(jí)服務(wù)應(yīng)用和賬單。通過使用電力線通信，與RF干擾以及匯集器的操作范圍相關(guān)聯(lián)的問題被消除，使得用戶可以不具備專業(yè)知識(shí)而簡(jiǎn)單地通過插入所述裝置并將匯集器連接到他們的家庭網(wǎng)絡(luò)來安裝所述設(shè)備。該結(jié)構(gòu)需要大量節(jié)點(diǎn)，所述節(jié)點(diǎn)能夠使用有限的通道帶寬，例如Cenelec波段A、B或C中的一個(gè)與匯集器通信。本發(fā)明的本實(shí)施方式使用Cenelec波段B。可取的是具有一種通信協(xié)議，其在存在短期寬帶噪聲脈沖串的情況下仍然是魯棒的。所選擇的結(jié)構(gòu)通過使用擴(kuò)頻技術(shù)解決了這個(gè)問題，借此大量節(jié)點(diǎn)可以以很慢的數(shù)據(jù)速率同時(shí)傳輸，使得典型的噪聲持續(xù)時(shí)間大大短于符號(hào)持續(xù)時(shí)間。因此，可能的是約束這些干擾脈沖串，使得它們通常干擾單一的符號(hào)并因此可以使用誤差校正碼來克服。
為了本目的，傳統(tǒng)的基于數(shù)據(jù)包的網(wǎng)絡(luò)是低效的，因?yàn)樗鼈冃枰罅块_銷以允許接收器同步到發(fā)射器；以及需要明顯的包間間隙以避免節(jié)點(diǎn)之間的干擾，因?yàn)楣?jié)點(diǎn)定時(shí)經(jīng)
常具有顯著的誤差。發(fā)生在數(shù)據(jù)包中的不可校正的多位誤差的概率與數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度成比例。因此，使數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度最小化增加了通信的完整性。然而，當(dāng)需要判斷時(shí)，這是不實(shí)際的，因?yàn)榕袛嘈枰荒苡蒄EC編碼保護(hù)的附加位。因此，消除判斷增加了通信的整體完整性。另外，當(dāng)使用RF網(wǎng)絡(luò)時(shí)，通常需要使用相對(duì)穩(wěn)定的基準(zhǔn)振蕩器以既滿足關(guān)于雜散發(fā)射的規(guī)定又避免由于殘余載波導(dǎo)致的明顯偏移，殘余載波使信號(hào)解調(diào)變得困難。因此，通常有附加到每個(gè)數(shù)據(jù)包的相當(dāng)大的前同步碼(pre-amble)，以允許RF接收器在嘗試解調(diào)該信號(hào)之前相位鎖定到到來的信號(hào)。這些效果的影響是，對(duì)于每個(gè)傳輸?shù)膸酗@著的開銷，當(dāng)所述幀如用于文件傳送和流媒體應(yīng)用的數(shù)據(jù)通信常見的幀一樣大時(shí)，這不是一個(gè)問題。這反映了該事實(shí)，即這些技 術(shù)通常被設(shè)計(jì)用于在相對(duì)少量的節(jié)點(diǎn)之間的大脈沖串中的大量數(shù)據(jù)的通信。遺憾地，當(dāng)需要傳輸來自非常多的節(jié)點(diǎn)的大量的短數(shù)據(jù)包時(shí)，開銷成為一個(gè)明顯的限制——正如在本申
請(qǐng)中一樣。本發(fā)明的通信結(jié)構(gòu)可利用家中安裝的布線來提供低成本的小數(shù)據(jù)包傳送或短的數(shù)據(jù)報(bào)類型的傳送，在短的數(shù)據(jù)包類型的傳送中，通信是足夠可靠的，以至于不需要確認(rèn)序列。通過避免復(fù)雜的判斷方案和鎖相接收器，鎖相接收器需要在每一幀的開始的訓(xùn)練序列(前同步碼)，這個(gè)協(xié)議有效利用了可用的帶寬，因?yàn)檫@些過程的開銷可以控制到該點(diǎn)的通信，在該點(diǎn)，它們成為可實(shí)現(xiàn)的吞吐量和/或可實(shí)現(xiàn)的節(jié)點(diǎn)數(shù)量的限制性因素。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，本發(fā)明的實(shí)施方式使用了主定時(shí)基準(zhǔn)，其必須是在所有節(jié)點(diǎn)的有界的不確定性之內(nèi)，因?yàn)檫@確定了幀之間的空閑時(shí)段。空閑時(shí)段必須盡可能短，以使效率最大化，但是必須足夠長(zhǎng)以防止來自其它通道的幀之間的沖突。這可以使用擴(kuò)展碼來實(shí)現(xiàn)。使用從主設(shè)備傳輸?shù)臄U(kuò)展碼，我們可以容易地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)的住宅建筑中的I微秒的定時(shí)不確定性。這種不確定性的最大部分是由于信號(hào)穿過電源線花費(fèi)的時(shí)間。通常，電源線中的信號(hào)傳播將是約O. 6C或200米/微妙。使用相關(guān)度的一個(gè)缺點(diǎn)是，當(dāng)裝置被接通時(shí)對(duì)于搜索的需求它必須搜索擴(kuò)展碼的所有可能的相位，以便檢測(cè)它，然后通常將使用多個(gè)相關(guān)器指針跟蹤擴(kuò)展碼相位。如果我們連續(xù)地傳輸擴(kuò)展碼，那么我們可以容易地跟蹤任意長(zhǎng)度的代碼。然而，為了使在啟動(dòng)階段搜索代碼的時(shí)間、復(fù)雜性和成本最小化，我們要求所述代碼相比于正被標(biāo)記的數(shù)據(jù)幀的持續(xù)時(shí)間是相對(duì)短的。通常，以6KHz傳輸?shù)募s128碼片持續(xù)時(shí)間的代碼將每20ms左右重復(fù)一次，而數(shù)據(jù)幀可能需要幾百ms來完成；因此，該代碼被重復(fù)并使用附加的幀定時(shí)標(biāo)記信號(hào)來調(diào)制，所述附加的幀定時(shí)標(biāo)記信號(hào)用于解決幀定時(shí)模糊。此外，使用用于定時(shí)的主裝置傳輸擴(kuò)展碼不僅是高度魯棒的，而且將信息提供給了可用于調(diào)整低成本的振蕩器的節(jié)點(diǎn)，以便保持傳輸來自該節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)的非常準(zhǔn)確的頻率。這使接收器(主匯集器裝置)處的相關(guān)丟失最小化，且從而改善了接收的信噪比(SNR)。當(dāng)使用調(diào)制的擴(kuò)展碼時(shí)，對(duì)于接收器最初確定載波的相位以及因此調(diào)制信號(hào)的相位是不可能的，然而，如稍后將被描述的，這可以容易地被克服。然后，擴(kuò)展碼的這種調(diào)制以廣播的方式提供了匯集器和所有附接的節(jié)點(diǎn)之間的通信的一種方法，并且一種協(xié)議被定義用于調(diào)制信號(hào)，其允許實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和幀定時(shí)同步兩者。一旦監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)準(zhǔn)確地知道系統(tǒng)定時(shí)，它需要知道何時(shí)傳輸。根據(jù)本實(shí)施方式，這個(gè)決定基于一些先前協(xié)議的定時(shí)約束來做出。從用戶的角度來看，在應(yīng)該是“即插即用”的低成本應(yīng)用中，在制造時(shí)手動(dòng)地對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)唯一地編程或提供用于配置的開關(guān)是不可能的。所以，需要一種自配置機(jī)制，其允許節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)用于其傳輸?shù)暮线m的一組參數(shù)(如時(shí)隙)。當(dāng)使用擴(kuò)展碼時(shí)，這導(dǎo)致了額外的挑戰(zhàn)，因?yàn)閭鹘y(tǒng)上，共用相同頻率的通道將使用 不同的擴(kuò)展碼以避免干擾。根據(jù)本實(shí)施方式，當(dāng)節(jié)點(diǎn)第一次被連接時(shí)，它將進(jìn)入發(fā)現(xiàn)和配置模式。配置好后，它接著將進(jìn)入一般通信模式，借此判斷隱含于系統(tǒng)幀定時(shí)標(biāo)記和在配置過程期間保存的信息。這具有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。首先，它最小化了成本和復(fù)雜性；以及其次，它允許匯集器在啟動(dòng)時(shí)有選擇地配置節(jié)點(diǎn)，使得在每個(gè)時(shí)隙期間，可以實(shí)現(xiàn)最佳的SNR。為了保持最佳的通信完整性以及使可被連接的節(jié)點(diǎn)的數(shù)量最大化，本實(shí)施方式將使用時(shí)隙判斷訪問介質(zhì)與CDMA訪問技術(shù)相結(jié)合，使得在任何時(shí)刻，系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)的一個(gè)子集使用擴(kuò)頻技術(shù)同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)。這減輕了系統(tǒng)中的突發(fā)噪聲。整體的吞吐量是電源電路中的布線環(huán)境的一個(gè)函數(shù)，且匯集器將通過把節(jié)點(diǎn)配置成共享每個(gè)時(shí)隙的集合且配置整體的幀重復(fù)率以確保所有節(jié)點(diǎn)獲得對(duì)通信通道的平等訪問機(jī)會(huì)來管理可用的帶寬。用于分配這些資源的算法可以考慮在每個(gè)時(shí)隙中實(shí)現(xiàn)的SNR :默認(rèn)的最小數(shù)目的時(shí)隙最初被配置，然后根據(jù)具有最佳的SNR的時(shí)隙，節(jié)點(diǎn)被順序地添加。因?yàn)镾NR接近一閾值，在該閾值，進(jìn)一步分配節(jié)點(diǎn)將降低信號(hào)完整性，所以匯集器將僅通過增加所使用的時(shí)隙的數(shù)量來添加更多的容量。因此，正在將它們的測(cè)量結(jié)果報(bào)告給匯集器的節(jié)點(diǎn)應(yīng)該足夠靈活以支持可變的幀速率，并參考它們的傳輸時(shí)隙作為來自幀定時(shí)標(biāo)記的時(shí)隙數(shù)量。為了從節(jié)點(diǎn)到匯集器的傳輸，本實(shí)施方式使用CDMA，其允許許多節(jié)點(diǎn)同時(shí)傳輸。使用這種方法，數(shù)據(jù)位持續(xù)時(shí)間(以及因此幀持續(xù)時(shí)間)被延長(zhǎng)。然而，因?yàn)橛休^多的同時(shí)傳輸?shù)墓?jié)點(diǎn)，所以總的數(shù)據(jù)吞吐量被保持。這種技術(shù)具有幾個(gè)益處第一，在存在噪聲的情況下它是非?？煽康?；以及第二，由于位持續(xù)時(shí)間被顯著增加，所以比較起來監(jiān)視期間變得可忽略不計(jì)。因此，解調(diào)信號(hào)并且不使用任何位同步過程恢復(fù)數(shù)據(jù)流成為可能。在匯集器處，接收到的信號(hào)包含來自所有傳輸節(jié)點(diǎn)的載波，其必須被解調(diào)。然而，每個(gè)節(jié)點(diǎn)將具有相對(duì)于主時(shí)鐘的變化的載波相位，而且這還將是漂移的。為了避免匯集器同步到每個(gè)節(jié)點(diǎn)的需要，這將需要多個(gè)相關(guān)器和訓(xùn)練序列，本實(shí)施方式使用了簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)的二進(jìn)制相移鍵控(BPSK)編碼。這種編碼僅提供具有180度相移的兩種符號(hào)狀態(tài)，這意味著接收到的數(shù)據(jù)可被簡(jiǎn)單地解碼，而無需使用任何訓(xùn)練序列，且僅具有初始碼相位的模糊。在開始接收幀時(shí)，匯集器首先必須搜索每個(gè)節(jié)點(diǎn)的擴(kuò)展碼。為使復(fù)雜性最小化，所有節(jié)點(diǎn)將使用相同的擴(kuò)展碼同時(shí)傳輸，對(duì)于每個(gè)傳輸節(jié)點(diǎn)，所述擴(kuò)展碼將被相移使得來自每個(gè)節(jié)點(diǎn)的能量將呈現(xiàn)在匯集器中的頻域相關(guān)器的輸出處的不同的非重疊的碼相位窗口內(nèi)。使用頻域相關(guān)器使搜索過程更高效，因?yàn)樗写a相位被同時(shí)地相關(guān)。因?yàn)槭褂昧艘环N共享的擴(kuò)頻碼，所以對(duì)于多個(gè)擴(kuò)頻碼，執(zhí)行頻域相關(guān)是不必要的。對(duì)于本實(shí)施方式，128個(gè)碼片的碼序列已被選擇,其在所有未對(duì)齊的相移處具有最低的互相關(guān)。因此，節(jié)點(diǎn)之間的干擾被最小化。當(dāng)在匯集器處解調(diào)數(shù)據(jù)時(shí)，必要的是確定傳輸信號(hào)的相位。這可通過利用擴(kuò)展碼的BPSK調(diào)制來進(jìn)行，其已被發(fā)現(xiàn)使用簡(jiǎn)單的不歸零(NRZ)編碼方案和BPSK調(diào)制非常奏效。該方法類似于在用于跟蹤衛(wèi)星信號(hào)的GPS接收器的背景下所使用的方法。假設(shè)同時(shí)傳輸大量的節(jié)點(diǎn)以及另外時(shí)域復(fù)用節(jié)點(diǎn)，匯集器跟蹤它們中的每個(gè)是不可能的，因?yàn)檫@將涉及改變相關(guān)器的定時(shí)。然而，即使具有顯著的載波偏移(殘余載波)，使擴(kuò)展碼相互關(guān)聯(lián)并通過查看復(fù)雜相關(guān)器的輸出獲得載波相位測(cè)量結(jié)果是可能的。通過監(jiān)測(cè)復(fù)雜相關(guān)器的輸出的相位旋轉(zhuǎn)速率，這閉合了跟蹤回路。通過使用BPSK調(diào)制和簡(jiǎn)單地測(cè)量相關(guān)峰值的碼相位，跟蹤絕對(duì)的信號(hào)相位是不必要的。相反，匯集器可以僅僅確定每個(gè)相干相關(guān)的相對(duì)的載波相位，對(duì)于調(diào)制中的每一個(gè)變化，有180度的相移。除了 BPSK調(diào)制，每個(gè)節(jié)點(diǎn)將使用數(shù)據(jù)的不歸零倒置(NZRi)編碼，使得對(duì)于傳輸?shù)拿總€(gè)I有180度相移；且對(duì)于傳輸?shù)拿總€(gè)O有O度相移。因此，檢測(cè)相位變化中的任何誤差將導(dǎo)致接收到的消息的僅僅2位被損壞。然后，這使前向糾錯(cuò)(FEC)技術(shù)能夠減輕這個(gè)問題。不使用NRZ或NRZi編碼，為了克服初始的相位模糊，將必要的是知道傳輸?shù)牡谝粋€(gè)數(shù)據(jù)位。也就是說，每一幀將必須以一個(gè)已知的位極性開頭以提供基準(zhǔn)。這當(dāng)然使系統(tǒng)在這個(gè)起始位的檢測(cè)上非常容易失敗。假設(shè)節(jié)點(diǎn)和匯集器的相對(duì)載波頻率足夠接近，以上所概述的協(xié)議可以可靠地工作；但是，不確定性的主要來源是每個(gè)節(jié)點(diǎn)中的內(nèi)部時(shí)鐘不準(zhǔn)確。假設(shè)節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘是相對(duì)準(zhǔn) 確的，我們將看到由于時(shí)鐘的不一致，每個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)的較小的相位旋轉(zhuǎn)。這應(yīng)該被充分地限制，使得由于時(shí)鐘導(dǎo)致的相位旋轉(zhuǎn)在一個(gè)符號(hào)周期期間是不顯著的。在本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)具有取自接收到的擴(kuò)展碼的準(zhǔn)確的時(shí)間基準(zhǔn)，并且如果使用了非常低成本的時(shí)鐘，則可以使用這個(gè)基準(zhǔn)來校正時(shí)鐘誤差。這留下了保持碼相位的問題，這將通過在每個(gè)數(shù)據(jù)幀的開始重新對(duì)準(zhǔn)來解決。因此，該系統(tǒng)在一個(gè)幀周期期間容許明顯的時(shí)鐘漂移。相關(guān)器中的剩余的相位不確定性可歸因于噪聲功率，其將受控于在相同的頻帶傳輸功率的其它CDMA通道(對(duì)應(yīng)于其它節(jié)點(diǎn))。這限制了可以同時(shí)傳輸?shù)耐ǖ赖臄?shù)量，因?yàn)閬碜晕挥趨R集器附近的節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)信號(hào)可導(dǎo)致來自遠(yuǎn)節(jié)點(diǎn)的信號(hào)的SNR低于可接受的水平。通常，可接受的信號(hào)水平是這樣的，在該水平，噪聲的影響導(dǎo)致相關(guān)器輸出相位測(cè)量結(jié)果中的模糊明顯小于+/-90度。這通過控制傳輸功率來實(shí)現(xiàn)，以使在匯集器處觀察到的相對(duì)信號(hào)功率對(duì)于每個(gè)節(jié)點(diǎn)而言近似相等。這可以通過匯集器發(fā)送指示哪些節(jié)點(diǎn)應(yīng)增加或減少它們的傳輸功率的簡(jiǎn)單的廣播消息來實(shí)現(xiàn)。通過使用NRZi編碼，系統(tǒng)對(duì)第一數(shù)據(jù)位的相位的誤檢測(cè)的靈敏性被消除。然而，這導(dǎo)致一個(gè)缺點(diǎn)不能正確地檢測(cè)一個(gè)符號(hào)的相位將導(dǎo)致多位誤差，因?yàn)樗鼘⒉迦牖蛉コ龑?duì)隨后的符號(hào)的額外轉(zhuǎn)換。然而，作為副益處，不能正確地檢測(cè)2個(gè)符號(hào)將絕不會(huì)導(dǎo)致2個(gè)相鄰的位被不正確地接收。
單個(gè)的位誤差可通過漢明碼使用前向誤差校正算法來校正。本實(shí)施方式使用11B/15B編碼，其中11個(gè)位的每個(gè)組被15個(gè)位替換，使得任何單個(gè)的位誤差可被檢測(cè)和校正。這些碼不能校正多位誤差，且有時(shí)將不能檢測(cè)到它們。為了克服這個(gè)問題，塊插入用來擴(kuò)展幾個(gè)數(shù)據(jù)塊之間的多位誤差，使得每個(gè)塊接收單一的可糾正的位誤差。以上所概述的信令系統(tǒng)將導(dǎo)致合理地可靠的通信協(xié)議。然而，將仍然有損壞的數(shù)據(jù)包所導(dǎo)致的誤差。由于主要的應(yīng)用是用于功率監(jiān)測(cè)，所以實(shí)現(xiàn)>95 %的數(shù)據(jù)包傳送速率被認(rèn)為是可接受的，因?yàn)檫@將導(dǎo)致在整體的功率監(jiān)測(cè)上優(yōu)于5%的準(zhǔn)確度，這是一個(gè)被視為對(duì)于監(jiān)測(cè)其中功率正被消耗的地方的目的而言足夠準(zhǔn)確的數(shù)字。注意，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于在最傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信應(yīng)用中可接受的值。為了適應(yīng)寬范圍的功率消耗值，且為了準(zhǔn)確地指示功率而不發(fā)送不必要的高精度數(shù)據(jù)(其將加長(zhǎng)所述消息)，功率使用浮點(diǎn)格式來傳遞。·
例如，假設(shè)我們需要考慮在I到3000焦耳/秒的范圍中的值，如果要使用具有I焦耳的精度的無符號(hào)的定點(diǎn)格式，那么最大值3000將需要13個(gè)數(shù)據(jù)位來表示它。(假設(shè)消耗的能量永遠(yuǎn)不會(huì)是負(fù)的，因此無符號(hào)的值是足夠的)。作為替代，在本實(shí)施方式中，使用了 15位的浮點(diǎn)值，其中11個(gè)位分配給尾數(shù)且4個(gè)位被分配給指數(shù)，這給出了 [O到2047]*2 Λ [O到15]焦耳的范圍。隨著測(cè)量結(jié)果被獲得，節(jié)點(diǎn)累加消耗的總功率(能量)的總和。在每一幀中，值使用上述的浮點(diǎn)格式傳輸。由于這種格式的有限的精度，只有小于或等于2047焦耳的值可被保證準(zhǔn)確地編碼。從2048焦耳到4095焦耳，傳輸?shù)闹狄?焦耳的步長(zhǎng)被量化。從4096到8191焦耳，步長(zhǎng)大小為4焦耳，依此類推。因此，浮點(diǎn)的、量化的、傳輸?shù)闹低ǔ⒉煌耆扔诶奂涌偤偷漠?dāng)前值。為了考慮這個(gè)量化誤差以及避免在接收器(匯集器)處建立累加誤差，傳輸?shù)牧炕当粡拇鎯?chǔ)的累加總和中減去。在隨后的時(shí)間間隔中消耗的能量繼續(xù)添加到所述總和；所以，在下一次累加總和被量化且值被傳輸時(shí)，它將不僅包含新消耗的能量而且包含來自先前傳輸?shù)臍堄嗔炕`差。因此，隨后的量化的傳輸值將校正先前的值中引入的量化誤差。因此，整體的精度沒有損失，但在傳遞精確的功率使用上有短暫的延遲。在一天中的某些時(shí)間，大部分電器將被關(guān)閉。當(dāng)功率消耗降到零時(shí)，存儲(chǔ)的累加總和中的殘余量化誤差可被完全消除，因?yàn)橐粋鬏數(shù)氖Ｓ嗟牧孔罱K將下降到低于2048焦耳的可被精確地表示的一個(gè)值。注意，量化總是四舍五入為可以以15位的浮點(diǎn)格式表示的最接近的數(shù)字。表I示出了執(zhí)行的計(jì)算和傳輸?shù)闹档囊粋€(gè)例子，其以消耗2551焦耳/秒并按I秒的時(shí)間間隔傳輸(對(duì)應(yīng)于I秒的傳輸幀)的電器為例。在這種情況下，為簡(jiǎn)單起見，使用了較小的5、3位的浮點(diǎn)值。設(shè)備運(yùn)行了 9秒。功率標(biāo)示在瓦特列中，且消耗的總能量累加在焦耳列中。累加的能量值總和每秒累加一次。消息表示在所述時(shí)間間隔期間被發(fā)送的量化值，這是小于累加的總和的最大值，其可使用8位來表示，其中3位為指數(shù)、5位為無符號(hào)尾數(shù)。在這個(gè)例子中，消息每?jī)擅氡话l(fā)
送一次。例如，在時(shí)間2處，總和是2551，其表示直到那一瞬間所消耗的焦耳數(shù)?？梢砸赃@種格式表示的最接近的較小數(shù)字是2528 (79*2 Λ 5)，其被編碼為尾數(shù)=79，指數(shù)=5。因此，值2528被傳輸并從總和的累加值中減去，而且下一能量讀數(shù)被累加剩余的23焦耳(2551+2551-2528) =2574 焦耳。表I
權(quán)利要求
1.一種功率消耗監(jiān)測(cè)裝置，其用于測(cè)量由電器消耗的功率，所述裝置可連接到電源電路，且可操作來通過所述電路將測(cè)量結(jié)果傳輸?shù)街餮b置， 其中所述裝置適合于從所述主裝置接收擴(kuò)頻定時(shí)基準(zhǔn)信號(hào)；檢測(cè)所接收到的基準(zhǔn)信號(hào)的碼相位；以及使用關(guān)于所檢測(cè)到的碼相位定義的定時(shí)將所述測(cè)量結(jié)果傳輸?shù)剿鲋餮b置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的功率消耗監(jiān)測(cè)裝置，其中所述擴(kuò)頻基準(zhǔn)信號(hào)由同步符號(hào)周期性地調(diào)制，所述監(jiān)測(cè)裝置適合于通過檢測(cè)所述同步符號(hào)確定定時(shí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或權(quán)利要求2所述的功率消耗監(jiān)測(cè)裝置，包括用于檢測(cè)所述碼相位的時(shí)域相關(guān)器。
4.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的功率消耗監(jiān)測(cè)裝置，其中所述監(jiān)測(cè)裝置適合于將上游信號(hào)傳輸?shù)剿鲋餮b置，所述上游信號(hào)包括由數(shù)據(jù)消息調(diào)制的擴(kuò)展碼，所述數(shù)據(jù)消息包括所述功率測(cè)量結(jié)果，所述上游信號(hào)被傳輸?shù)膫鬏敃r(shí)間間隔，和/或關(guān)于所述基準(zhǔn)信號(hào)的所述檢測(cè)到的碼相位定義的所述擴(kuò)展碼的傳輸碼相位。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的功率消耗監(jiān)測(cè)裝置，其中所述監(jiān)測(cè)裝置具有配置模式，在所述配置模式下，它適合于使用為了與所述主裝置協(xié)商而保留的第一、預(yù)定的時(shí)間間隔和/或碼相位傳輸所述上游信號(hào)；和從所述主裝置接收分配第二、不同的時(shí)間間隔和/或碼相位的配置信息，以及正常模式，在所述正常模式下，它適合于使用所分配的、第二時(shí)間間隔和/或碼相位傳輸所述上游信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或權(quán)利要求5所述的功率消耗監(jiān)測(cè)裝置，其中所述裝置適合于在與從所述主裝置接收到的所述擴(kuò)頻定時(shí)基準(zhǔn)信號(hào)的頻帶不同的頻帶中傳輸所述上游信號(hào)。
7.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的功率消耗監(jiān)測(cè)裝置，其中所述裝置還適合于測(cè)量由所述電器在一系列的時(shí)間間隔中的每一個(gè)中消耗的能量，并保持所得到的能量測(cè)量結(jié)果的第一累加總和；將表示所述累加總和的第一量化值周期性地傳輸?shù)剿鲋餮b置；以及從所述累加總和中減去所傳輸?shù)牧炕怠?br> 8.如權(quán)利要求7所述的功率消耗監(jiān)測(cè)裝置，其中用于生成所述第一量化值的量化是非均勻的，最優(yōu)選浮點(diǎn)量化。
9.一種主裝置，其用于通過電源電路接收由一個(gè)或多個(gè)功率消耗監(jiān)測(cè)裝置傳輸?shù)墓β蕼y(cè)量結(jié)果，所述主裝置適合于生成擴(kuò)頻定時(shí)基準(zhǔn)信號(hào)并通過所述電源電路將所述擴(kuò)頻定時(shí)基準(zhǔn)信號(hào)傳輸?shù)剿鲆粋€(gè)或多個(gè)監(jiān)測(cè)裝置，所述裝置還適合于使用關(guān)于所傳輸?shù)亩〞r(shí)基準(zhǔn)信號(hào)的碼相位定義的預(yù)定的定時(shí)從所述一個(gè)或多個(gè)監(jiān)測(cè)裝置中的每一個(gè)接收所述功率測(cè)量結(jié)果。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的主裝置，其中所述裝置適合于從所述一個(gè)或多個(gè)監(jiān)測(cè)裝置中的每一個(gè)接收上游信號(hào)，所述上游信號(hào)包括由數(shù)據(jù)消息調(diào)制的擴(kuò)展碼，所述數(shù)據(jù)消息包括所述功率測(cè)量結(jié)果，所述主裝置還適合于通過其上游信號(hào)的接收定時(shí)和/或所述信號(hào)中的所述擴(kuò)展碼的碼相位來識(shí)別每個(gè)單獨(dú)的監(jiān)測(cè)裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的主裝置，其中所述裝置適合于在與所述上游信號(hào)被接收的頻帶不同的頻帶中傳輸所述擴(kuò)頻定時(shí)基準(zhǔn)信號(hào)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11中任一項(xiàng)所述的主裝置，包括用于檢測(cè)來自所述一個(gè)或多個(gè)監(jiān)測(cè)裝置中的每一個(gè)的所述上游信號(hào)的碼相位的頻域相關(guān)器。
13.一種電力線通信網(wǎng)絡(luò)，包括如權(quán)利要求9至12中任一項(xiàng)所述的主裝置；以及如權(quán)利要求I至8中任一項(xiàng)所述的一個(gè)或多個(gè)功率消耗監(jiān)測(cè)裝置。
全文摘要
一種功率消耗監(jiān)測(cè)裝置，其用于測(cè)量由電器消耗的功率。該裝置可連接到電源電路，且可操作來通過所述電路將測(cè)量結(jié)果傳輸?shù)街餮b置。還提出了一種主裝置，其用于通過電源電路接收由一個(gè)或多個(gè)功率消耗監(jiān)測(cè)裝置傳輸?shù)墓β蕼y(cè)量結(jié)果。另外提出了一種電力線通信網(wǎng)絡(luò)，其包括主裝置；以及一個(gè)或多個(gè)功率消耗監(jiān)測(cè)裝置。
文檔編號(hào)H04Q9/00GK102934461SQ201180028127
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2011年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月25日
發(fā)明者菲利普·揚(yáng)格, 安德魯·詹姆斯·希頓 申請(qǐng)人:恩莫杜斯有限公司