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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Gateway-Einrichtung zur Erfassung
eines Ressourcenverbrauchs, beispielsweise von Gas, Strom oder Wasser,
welche mit einem Identifikationsmodul zusammenwirken kann. Ferner
betrifft die Erfindung ein Ressourcenverbrauchsverwaltungssystem,
insbesondere zur Erfassung von Strom-, Gas-, Wasser- oder Wärmeverbrauchen
und zur Abrechnung derselben sowie ein Verfahren zum Betreiben der
Gateway-Einrichtung.
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Bislang
werden verschiedene Energieversorgungssysteme, wie beispielsweise
für die
Strom-, Wasser-, Gas- oder Wärmeversorgung
getrennt verwaltet und insbesondere gegenüber dem Verbraucher jeweils
abgerechnet. Es sind Konzepte entwickelt worden, die ein Gateway
zur Erfassung des jeweiligen Einzelenergieverbrauchs erfordern,
wobei das Gateway die erfassten Verbrauchswerte zum jeweiligen Energieanbieter
oder Versorger zur Auswertung und Abrechnung überträgt. Das entsprechende Gateway,
welches auch als intelligenter Strom- oder Verbrauchszähler bezeichnet
wird, wird üblicherweise
von dem Versorgungsunternehmen bereitgestellt und kann vom Endkunden
in der Regel nicht bedient werden. Bei einem Wechsel des entsprechenden
Energieanbieters durch den Endkunden sind daher aufwändige Verwaltungsvorgänge notwendig,
um die Verbrauchsdaten dem jeweiligen Versorgungsunternehmen zuzuleiten.
In besonders ungünstigen
Konfigurationen muss das Gateway bei einem Anbieterwechsel ausgetauscht
werden.
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte
Gateway-Einrichtung bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch eine
Gateway-Einrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, ein
Identifikationsmodul für
eine entsprechende Gateway-Einrichtung nach Anspruch 12, ein Ressourcenverbrauchsverwaltungssystem
nach Anspruch 15 und ein Verfahren zum Betreiben einer Gateway-Einrichtung
nach Anspruch 16 gelöst.
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Demgemäß ist eine
Gateway-Einrichtung zur Erfassung eines Ressourcenverbrauchs durch
einen Ressourcenabnehmer vorgesehen. Die Gateway-Einrichtung umfasst
Kopplungsmittel zur Ankopplung eines Identifikationsmoduls des Ressourcenabnehmers.
Die Gateway-Einrichtung ist dabei derart eingerichtet, dass sie
in Abhängigkeit
von den im Informationsmodul gespeicherten Identifikationsdaten
und von Ressourcenverbrauchsdaten oder Ressourceneinspeisungsdaten
Ressourcennutzungsdaten erzeugt. Die Ressourcennutzungsdaten können an
eine Servereinrichtung eines Ressourcenlieferanten übertragen
werden. Die Ressourcenverbrauchsdaten oder Ressourceneinspeisungsdaten werden
dabei von mindestens einem an die Gateway-Einrichtung gekoppelten
Ressourcenzähler
bereitgestellt.
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Ein
Verfahren zum Betreiben einer entsprechenden Gateway-Einrichtung, welche
eine programmsteuerbare Verarbeitungsplattform umfasst, hat die
Schritte: Auslesen der Identifikationsdaten aus dem Identifikationsmodul,
Empfangen von Ressourcenverbrauchsdaten oder Ressourceneinspeisungsdaten
von dem Ressourcenzähler,
und Erzeugen von Ressourcennutzungsdaten in Abhängigkeit von den Identifikationsdaten
und den Ressourcenverbrauchsdaten.
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Als
Ressource kommt zum Beispiel Strom, Gas, Wasser oder Wärme in Frage,
die von dem jeweiligen Ressourcenabnehmer also von dem Strom-, Gas-,
Wasser- oder Wärmekunden
verbraucht wird. Es ist ebenso möglich,
dass der eigentliche Ressourcenabnehmer selbst Energie bzw. eine
Ressource erzeugt und in das jeweilige Versorgungsnetz einspeist.
Auch diese entsprechenden Ressourceneinspeisungsdaten können durch
die Gateway-Einrichtung
an die Servereinrichtung übermittelt
werden. Als Ressourcenlieferanten seien beispielhaft Stromversorgungsunternehmen,
Fernwärmeanbieter,
Gasversorger oder Wasserversorgungsunternehmen genannt. Insofern
kommen als Ressourcenzähler
insbesondere Strom-, Gas-, Wasser- oder Wärmeverbrauchszähler in
Frage, welche in einem Ausführungsbeispiel
der Gateway-Einrichtung in dieselbe integriert sind. Die Zähler liefern
einfach Verbrauchsdaten oder Einspeisungsdaten, wie Stromverbrauch in
kWh, Gasvolumen in m3, Wassermenge in l,
Wärmemenge
in kWh. Grundsätzlich
können
die Ressourcennutzungsdaten auch Informationen zu eine Einspeisung
von Ressourcen durch den Ressourcenabnehmer umfassen.
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Das
Identifikationsmodul ist zum Beispiel einem jeweiligen Ressourcenlieferanten
oder Anbieter zugeordnet und hat Identifikationsdaten, die der Gateway-Einrichtung
ermöglichen,
auf den Ressourcenlieferanten zugeschnittene Ressourcennutzungsdaten
erzeugt. Zum Beispiel kann die Gateway-Einrichtung die Ressourcennutzungsdaten
in einem durch die Identifikationsdaten vorgegebenen Datenformat
erzeugen und an den entsprechenden Server übertragen. Gemäß den in
den Identifikationsdaten stellt die Gateway-Einrichtung beispielsweise
die Ressourcennutzungsdaten für
den Server, wobei ein durch die Identifikationsdaten vorgegebenes
Adressformat verwendet wird, beispielsweise unter Angabe einer IP-Adresse,
eines DNS-Namen, einer URL, etc. Denkbar als Identifikationsdaten
sind ferner kryptographische Authentifizierungsdaten, Verbrauchstarifinformationen
und/oder Ressourcenlieferanteninformationen, die mit den reinen
Verbrauchsdaten verknüpft
werden. Entsprechende Konfigurationsinformationen, die in dem Identifikationsmodul
gespeichert vorliegen, können
beispielsweise die Netzwerkadresse des Servers, an dem die Ressourcennutzungsdaten übertragen
werden sollen, umfassen. Es können
Informationen zur Häufigkeit,
beispielsweise zu vorgebbaren Zeitpunkten, in die Identifikationsdaten
integriert werden, damit die Gateway-Einrichtung zu diesen vorgegebenen
Zeitpunkten die Ressourcennutzungsdaten an die Servereinrichtung überträgt. Entsprechende
Ressourcennutzungsdaten, wie beispielsweise Energieverbrauchsdatensätze oder
Energieeinspeisungsdatensätze,
können
zum Beispiel in regelmäßigen Abständen stündlich,
täglich
oder wöchentlich
durch die Gateway-Einrichtung übertragen
werden. Die Identifikationsdaten können auch bestimmen, dass sobald
eine vorbestimmte Energiemenge, wie beispielsweise ein bestimmter Stromverbrauch,
konsumiert wurde, entsprechende Informationen über ein Kommunikationsnetzwerk
an den Stromversorger gesendet werden. Als Identifikationsdaten
kommen auch Informationen in Frage, welche die Inhalte eines entsprechenden
Datensatzes für
die Ressourcennutzungsdaten bestimmen. Denkbar sind beispielsweise
eine Energieverbrauchsmenge, ein aktueller Gesamtenergieverbrauch,
ein zeitliches Energieverbrauchsprofil, welches Maximal-, Minimal-
und Mittelwerte umfasst oder Tagesverbrauchskurven. Ferner sind
in bestimmten Ausführungsformen
Hersteller-, Modell- oder Seriennummern der Gateway-Einrichtung oder des
Identifikationsmoduls in den Ressourcennutzungsdaten enthalten.
Als Datenformate kommen zum Beispiel ASCII- oder XML-Formate in
Frage.
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Eine
weitere Ausführungsform
der Gateway-Einrichtung ist derart eingerichtet ist, dass kryptographisch
verarbeitete Daten zur manipulationsgeschützten Übertragung als Ressourcennutzdaten
an die Servereinrichtung gesendet werden. Es ist dabei möglich, dass
die entsprechende kryptographische Operation von der Gateway-Einrichtung
ausgeführt wird.
Alternative kann auch das Identifikationsmodul derart eingerichtet
sein, dass kryptographische Operationen, zum Beispiel an den Ressourcenverbrauchs-
oder Ressourceneinspeisungsdaten, durch das Identifikationsmodul
durchgeführt
werden.
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Das
Identifikationsmodul weist in der Regel einen bekannten integrierten
Speicher auf.
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Unter
Kopplungsmitteln werden Einrichtungen bezeichnet, die einen Datenaustausch
zwischen der Gateway-Einrichtung und dem Identifikationsmodul ermöglichen.
Dies können
zum Beispiel Kontakte oder Steckverbindungen sein, aber auch drahtlose Kommunikationsverbindungen,
die im Nahbereich, z. B. bis zu 2 cm einen Datenaustausch zulassen.
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In
einer Ausführungsform
der Gateway-Einrichtung werden Schlüssel oder Zertifikate zum kryptographischen
Schutz des Datensatzes für
die Ressourcennutzungsdaten verwendet. Die Gateway-Einrichtung ist
beispielsweise derart ausgerichtet, dass die Ressourcennutzungsdaten
mit einem auf dem Identifikationsmodul abgespeicherten kryptographischen
Schlüssel
verschlüsselt
oder mit einer Signatur versehen werden. Die verschlüsselten
Daten mit den Ressourcennutzungsinformationen des Ressourcenabnehmers
können
dann nur von dem autorisierten Ressourcenlieferanten entschlüsselt werden.
Prinzipiell können
auch in einem entsprechend ausgestalteten Identifikationsmodul die
kryptographischen Prozesse ablaufen.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Gateway-Einrichtung hat dieselbe einen verriegelbaren Einschub
für das
Identifikationsmodul. Der Einschub oder Modulschacht zur Aufnahme
des Identifikationsmoduls kann insbesondere mechanisch verriegelt sein.
Ein unberechtigtes Entnehmen oder Austauschen des Identifikationsmoduls
kann durch Abschließen,
beispielsweise mit einem mechanischen Schlüssel, verhindert werden.
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Bei
noch einer weiteren Ausführungsform der
Gateway-Einrichtung
ist diese an mehrere Ressourcenzähler
koppelbar und umfasst Kopplungsmittel zum Ankoppeln von mehreren
Identifikationsmodulen von unterschiedlichen Ressourcenlieferanten oder
Ressourcenabnehmern. Es ist damit möglich, ein einziges Gateway,
beispielsweise in einem Mehrfamilienhaus, vorzusehen, welches die Übertragung von
Ressourcennutzungsdaten an die jeweiligen Servereinrichtungen in
Abhängigkeit
der verschiedenen Identifikationsdaten verwaltet. Es ist auch möglich, dass
in Abhängigkeit
von weiteren Parametern, wie der Tageszeit, eines Energieverbrauchs,
die Art der Ressourcenenergie (Strom, Gas, Wasser, Wärme) oder
die Art der Verwendung (wie beispielsweise Heizung oder Beleuchtung)
eine Auswahl des jeweiligen Identifikationsmoduls erfolgt. Beispielsweise kann
ein Stromverbraucher für
unterschiedliche Anwendungen bei unterschiedlichen Stromversorgern die
Energie beziehen.
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Es
ist auch möglich,
dass die Gateway-Einrichtung derart ausgestaltet ist, dass in Abhängigkeit von
den Identifikationsdaten und von Ressourceneinspeisungsdaten Ressourcenlieferungsdaten
zur Übertragung
an die Servereinrichtung erzeugt. Sofern beispielsweise der Kunde
Stromerzeugungsmodule besitzt und die erzeugte elektrische Energie
in das jeweilige Stromnetz einspeist, ist über die Gateway-Einrichtung
auch eine Vereinfachung der Abrechnung bzw. Gutschrift für die eingespeiste
Energie möglich.
Die entsprechenden Informationen beispielsweise die Identität des Einspeisenden
und die Energiemenge können
in einem Datensatz als Ressourcenlieferungsdaten zusammengesetzt
werden. Die Ressourcennutzungsdaten könne auch die Ressourcenlieferungsdaten
umfassen.
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Eine
Variante der Gateway-Einrichtung verwaltet ausschließlich Ressourceneinspeisedaten,
d. h. es werden von den Ressourcenzähleinrichtung Ressourceneinspeisedaten
abgefragt, welche gemäß den Identifikationsdaten
zu Ressourcenlieferungsdaten verknüpft werden.
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In
einem weiteren Beispiel für
eine Gateway-Einrichtung ist ein Ressourcenzähler, beispielsweise ein Strom-
Gas-, Wasser- oder Wärmezähler in die
Gateway-Einrichtung integriert. Allerdings können auch externe Energieverbrauchserfassungseinrichtungen,
beispielsweise über
ein Netzwerk an die Gateway-Einrichtung gekoppelt sein. Verbrauchserfassungseinrichtungen
sind in der Regel auch dazu geeignet, eine Ressourceneinspeisung
zu erfassen. Die Gateway-Einrichtung kann auch in ein Kommunikationsmodem,
beispielsweise für
das Internet, integriert werden, so dass über das Internet als Kommunikationsnetz
die Ressourcennutzungsdaten übertragen
werden. Es können über gängige Netzwerkstrukturen,
beispielsweise LAN, Bluetooth, ZigBee, WLAN oder PLC Daten über Zählerstände von
den einzelnen Zählern
erfasst werden.
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Es
wird ferner ein Identifikationsmodul für eine entsprechende Gateway-Einrichtung
vorgeschlagen.
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Das
Identifikationsmodul kann in unterschiedlichen Formfaktoren implementiert
werden. Lediglich beispielhaft seien Chipkarten, beispielsweise
im Format ID-1, ID-00, Mini-UICC genannt. Auch die Implementierung
als Speicherkarte, zum Beispiel als SD-Card, Mikro SD-Card, XD-Card
oder MMC-Card sind denkbar. Eine Kopplung kann auch über einen
USB-Port der Gateway-Einrichtung erfolgen. Weitere Beispiele sind
Conditional Access Module oder PCMCIA-Karten.
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Das
Identifikationsmodul kann ferner mit einer Rechenfunktionalität ausgestattet
werden. Bei einem Ausführungsbeispiel
umfasst das Identifikationsmodul einen Mikrocontroller oder Mikroprozessor, der
die angekoppelte Gateway-Einrichtung prüft bzw. eine Kompatibilitätsprüfung vornimmt.
Beispielsweise kann die Kompatibilität der Gateway-Einrichtung anhand
von kryptographischen Signaturen, Schlüsseln, Hersteller-, Modell-
oder Seriennummern geprüft
werden. Bei einer entsprechenden Aktivierung des Identifikationsmoduls
empfängt
dasselbe Identifizierungsinformationen, beispielsweise eine Seriennummer
der Gateway-Einrichtung, und vergleicht sie mit einem gespeicherten
Referenzwert. Damit kann verhindert werden, dass Identifikationsmodule
mit Gateway-Einrichtungen verwendet werden, die nicht miteinander
kompatibel sind oder wobei die Betreiber der Gateway-Einrichtung
keine Vereinbarung mit dem Identifikationsmodul des ausgebenden
Ressourcenlieferanten haben.
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Es
ist auch denkbar, dass das Identifikationsmodul eine Zufallszahl
erzeugt und diese als Challenge an die Gateway-Einrichtung übermittelt. Die entsprechende
Antwort der Gateway-Einrichtung wird an das Identifikationsmodul übertragen
und dort überprüft. Insofern
kann die kommunikative Kopplung zwischen Gateway-Einrichtung und
Identifikationsmodul insbesondere bidirektional erfolgen.
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Das
Identifikationsmodul umfasst in einer speziellen Ausführungsform
Eingabemittel, wie beispielsweise eine Tastatur, zur Eingabe von
Identifikationsdaten des Ressourcenabnehmers. Es ist zum Beispiel
möglich,
dass das Identifikationsmodul erst nach Eingabe einer PIN-Nummer
einen Datenaustausch zwischen der Gateway-Einrichtung und dem Identifikationsmodul
erlaubt. Es ist ebenfalls möglich, dass
die Gateway-Einrichtung
erst nach Eingabe und Empfang einer PIN-Nummer, welche durch die
Eingabemittel in das Identifikationsmodul geschrieben wurde, die
Nutzung der jeweiligen Ressource freigibt. Bei einer Variante des
Identifikationsmoduls speichert das Identifikationsmodul beim erstmaligen
Aktivieren in einer Gateway-Einrichtung eine Information des Gateways
als Referenzwert. Das Identifikationsmodul kann dadurch nach dem
erstmaligen Einlegen und Nutzen einer Gateway-Einrichtung nur noch
mit dieser benutzt werden.
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Es
wird ferner ein Ressourcenverbrauchsverwaltungssystem mit einer
vorbeschriebenen Gateway-Einrichtung einem vorbeschriebenen Identifikationsmodul
und einer Servereinrichtung eines Ressourcenlieferanten vorgeschlagen.
Das Ressourcenverbrauchsverwaltungssystem kann insbesondere bei
Versorgungsunternehmen Verwendung finden, die ihre Kunden mit Identifikationsmodulen
und Gateway-Einrichtungen ausstatten. Durch die Programmierung oder
Auswahl der Identifikationsdaten, die in den Identifikationsmodulen
gespeichert sind, können vor
Ort bei dem Verbraucher an der Gateway-Einrichtung die Verbrauchs-,
Einspeisungs- und/oder Abrechnungsdaten erzeugt werden und anschließend als
Ressourcennutzungsdaten an die Servereinrichtung übertragen
werden.
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Durch
die Kombination von Gateway-Einrichtungen mit Identifikationsmodulen
ließen
sich beispielsweise Einschränkungen
für den
Bezug von Ressourcen wie Strom oder Gas implementieren. Es ist beispielsweise
denkbar, dass das die Gateway-Einrichtung
ausschließlich
Identifikationsmodule akzeptiert, die in einer bestimmten geographischen Region
liegen. Dies kann als Identifikationsinformation auf dem Identifikationsmodul
gespeichert sein. Falls die Gateway-Einrichtung diese Identifikationsfunktion,
welche die geographischen Angaben umfasst, mit Referenzinformation
vergleicht, kann die Gateway-Einrichtung überprüfen, ob ein Nutzer des Identifikationsmoduls
berechtigt ist, Energie bzw. Ressourcen zu beziehen oder reinzuspeisen.
Es ist auch möglich,
dass die Servereinrichtung des Ressourcenlieferanten Ressourcenautorisierungsinformationen
an die Gateway-Einrichtung sendet. Die Gateway-Einrichtung erlaubt nur dann den Ressourcenbezug,
wenn diese Autorisierungsinformationen beispielsweise mit den auf
dem Identifikationsmodul abgelegten Daten übereinstimmen. Es ist auch
möglich,
den Ressourcenbezug zeitlich zu begrenzen oder die Abnahmemenge
zu begrenzen.
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Insgesamt
liefert die vorgeschlagene Gateway-Einrichtung das Identifikationsmodul
und das Ressourcenverbrauchsverwaltungssystem eine einfache Möglichkeit,
für die
Verbraucher, also Ressourcenabnehmer, und Versorgungsunternehmen,
also Ressourcenlieferanten, aufwandsgünstig die Abrechnungen für bezogene
oder eingespeiste Ressourcen zusammenzustellen. Es ist insbesondere
einfach möglich,
die Menge an Ressourcenverbrauch, beispielsweise einem Gas- oder
Stromverbrauchs, den jeweiligen Verbrauchern zuzuordnen, der sich
durch das Identifikationsmodul gegenüber der Gateway-Einrichtung
identifiziert. Es ist auch möglich,
das Identifikationsmodul in der Art einer Prepaid-Karte zu vertreiben
und an die entsprechende Gateway Einrichtung anzukoppeln, die dann
die entsprechende Ressource wie Gas, Strom, Wasser, Wärme freigibt oder
stoppt.
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Die
Erfindung betrifft ferner ein Computerprogrammprodukt, welches die
Durchführung
eines entsprechenden Verfahrens auf einer programmgesteuerten Rechner-
oder Steuereinrichtung veranlasst. Als programmgesteuerte Rechner-
oder Steuereinrichtung kommt zum Beispiel ein PC oder ein Rechner
einer Gateway-Einrichtung, auf dem entsprechende Software installiert
ist. Insbesondere kann die Gateway-Einrichtung, die Servereinrichtung oder
der Ressourcenzähler
eine programmsteuerbare Verarbeitungsplattform umfassen. Als Verarbeitungsplattform
wird eine Einrichtung bezeichnet, die ein codiertes Computerprogramm
abarbeiten kann. Zum Beispiel eignen sich Mikroprozessoren aber auch
softwarebasierte Plattformen, wie Java-Clients, als Verarbeitungsplattform.
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Das
Computerprogrammprodukt kann beispielsweise in der Art eines Datenträgers wie
zum Beispiel USB-Stick, Floppy-Disk, CD-ROM, DVD implementiert werden
oder auch auf einer Servereinrichtung als herunterladbare Programmdatei
implementiert sein.
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Weitere
mögliche
Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte
Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele
beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen.
Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder
Ergänzungen
zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.
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Weitere
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie
der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die beigelegten Figuren näher
erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Ressourcenverbrauchsverwaltungssystems
mit einer Gateway-Einrichtung;
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2 ein
Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben einer Gateway-Einrichtung;
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3 eine
schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Ressourcenverbrauchsverwaltungssystems
mit einer Gateway-Einrichtung;
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4 eine
schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels einer Gateway-Einrichtung; und
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5–7 Sequenzdiagramme
für Varianten
eines Verfahrens zum Betreiben einer Gateway-Einrichtung.
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In
den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben
Bezugszeichen versehen worden, sofern nichts Anderes angegeben ist.
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In
der 1 ist ein Ausführungsbeispiel
eines Ressourcenverbrauchsverwaltungssystems, beispielsweise für Wasserverbrauch,
dargestellt. Das Ressourcenverbrauchsverwaltungssystem 100 umfasst
eine Gateway-Einrichtung 1, die in der Regel in der Wohnung
oder im Haus des Kunden angeordnet ist. Die Gateway-Einrichtung 1,
welche im Folgenden auch als Energie-Gateway bezeichnet wird, ist
kommunikativ an einen Zähler 5 gekoppelt.
Der Ressourcenzähler 5 ist
beispielsweise ein Wasserverbrauchszähler 5. Der Verbrauchszähler 5 misst
den in einer Wasserversorgungsleitung 7 laufenden Wasserstrom
R, wobei das Wasser als Ressource betrachtet wird. Entsprechende
Verbrauchsdaten oder Zählerstände werden
von dem Wasserzähler 5 an
die Gateway-Einrichtung 1 übertragen.
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Die
Gateway-Einrichtung 1 ist ferner an ein Identifikationsmodul 2 gekoppelt.
Das Identifikationsmodul 2 kann beispielsweise in der Form
einer SIM-Karte ausgeführt
sein und hat Kontakte 3, die mit entsprechenden Gegenkontakten 4 der
Gateway-Einrichtung 1 verbunden werden können. Insofern
ist das Identifikationsmodul 2 und die Gateway-Einrichtung 1 miteinander
kommunikativ in Verbindung. Die Gateway-Einrichtung erzeugt nun
in Abhängigkeit
von Identifikationsdaten ID, die von dem Identifikationsmodul 2 ausgelesen
werden, und den Verbrauchsdaten VD Datensätze, beispielsweise in vorgegebenen
Formaten zur Übertragung
an einen Abrechnungsserver 6 des Ressourcenanbieters, im Fall
der 1 des Wasserversorgers. Diese entsprechenden Wasser-
oder Ressourcennutzungsdaten ND können dann zu Abrechnungszwecken
vom Versorger verwendet werden.
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Es
ist insbesondere einfach möglich,
das Identifikationsmodul 2 auszutauschen und damit andere
Identifikationsdaten ID für
die Nutzungsdaten ND zu verwenden. Damit kann einfach bei einem Kundenwechsel
oder bei einem Anbieterwechsel die Verbrauchsabrechnung angepasst
werden. Sind beispielsweise Identifikationsmodule 2 durch
Versorgungsanbieter also verschiedene Wasserversorger vorhanden,
kann der Kunde durch Einschub seines Identifikationsmoduls von dem
von ihm gewünschten Versorgungswerk
abrechnen lassen.
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Die 2 zeigt
ein beispielhaftes Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben
einer Gateway-Einrichtung, wie sie beispielsweise in der 1 dargestellt
ist. Es wird zunächst
das Verfahren gestartet (S).
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Die
Gateway-Einrichtung, welche beispielsweise eine Verarbeitungsplattform
als Mikroprozessor oder eine andere programmsteuerbare Einrichtung
enthält,
bestimmt den Energie- oder Ressourcenlieferanten in Abhängigkeit
von den Identifikationsinformationen auf dem Identifikationsmodul.
In diesem Schritt S1 liest die Gateway-Einrichtung somit die Identifikationsdaten
aus dem Identifikationsmodul.
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Im
Folgeschritt S2 wird die Energie- oder Ressourcenverbrauchsmenge
beispielsweise durch den vorgehaltenen Zähler 5 (vgl. 1)
erfasst. So werden im Schritt S2 die Ressourcenverbrauchsdaten,
in dem Fall der 1 die Wasserverbrauchsdaten,
von dem Ressourcenzähler
empfangen. Ferner können
entsprechende Einspeisungsdaten durch der Ressourcenzähler erfasst
werden und der Gateway-Einrichtung übermittelt werden.
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Die
Gateway-Einrichtung bestimmt nun einen entsprechenden Ressourcennutzungsdatensatz,
der die Energieverbrauchsdaten umfasst (Schritt S3) und überträgt diesen
an einen bestimmten Energieanbieter bzw. an eine Servereinrichtung des
Ressourcenlieferanten in Schritt S4. Damit ist eine einfache Variante
des Verfahrens beendet (Schritt E).
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Es
können
weitere optionale Schritte vorgesehen werden. Beispielsweise ist
es möglich,
die Übertragung
des Energieverbrauchsdatensatzes bzw. der Ressourcennutzungsdaten
in vorgegebenen Zeitabständen
regelmäßig vorzusehen.
Dies kann stündlich,
täglich
oder wöchentlich
erfolgen. Es ist auch möglich,
dass sobald ein bestimmter Energiemengenschwellwert verbraucht wurde,
eine Übertragung
der Nutzungsdaten erfolgt. Die Identifikationsdaten können Informationen
darüber
enthalten, welche Daten an die Servereinrichtung übertragen werden.
Dabei ist es möglich,
ein zeitliches Energieverbrauchsprofil oder Identifikationsdaten
wie Hersteller-, Modell- oder Seriennummer des Gateways oder des
Identifikationsmoduls zu übertragen.
Es ist insbesondere möglich,
die Identifikationsdaten an Tarifinformationen zu knüpfen, sodass
das Energie-Gateway
bereits auf den jeweiligen Verbraucher abgestimmte Abrechnungsdaten
zusammenstellt und diese an den Server des Energieanbieters überträgt. Der
Server kann auch als „Energy
Provider Accounting Server” bezeichnet
werden.
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Die 3 zeigt
eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Ressourcenverbrauchsverwaltungssystem
mit einer Gateway-Einrichtung.
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Das
Ressourcenverbrauchsverwaltungssystem 101 ist als Stromverbrauchsverwaltungssystem ausgestaltet.
Dazu ist ein Energienetzwerk 21 vorgesehen, an das die
Gateway-Einrichtung 16 gekoppelt ist. Verbraucherseitig,
also bei dem Stromabnehmer RA sind Stromleitungen 22, 23, 24 vorgesehen,
an die Steckdosen 25, 26 gekoppelt sind. Es ist
ferner ein Stromverbraucher 28 dargestellt, den der Stromabnehmer
RA verwendet. Als Stromabnehmer RA wird hier der Stromkunde verstanden.
Prinzipiell könnte
der Stromkunde RA auch elektrische Energie in das Netzwerk des Stromanbieters
liefern. In diesen hier nicht weiter ausgeführten Fall würde beispielsweise
ein Solarpanel 28 geeignet wechselgerichteten Strom in
die Leitungen 22, 23 einkoppeln. Die Gateway-Einrichtung 16 umfasst
einen Stromzähler 19, der
kommunikativ an eine Verarbeitungsplattform 29 gekoppelt
ist. Die Verarbeitungsplattform 29 ist beispielsweise ein
programmsteuerbarer Rechner. Das Ausführungsbeispiel der 3 zeigt
eine Gateway-Einrichtung 19 mit einem Einschub 17,
in das ein Identifikationsmodul 2 eingeführt werden
kann. Das Identifikationsmodul 2 umfasst ferner eine Tastatur 18.
Von dem Identifikationsmodul 2 können Identifikationsdaten ID
an die Verarbeitungsplattform 29 gesendet werden.
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Die
Gateway-Einrichtung 16 ist an ein Kommunikationsnetzwerk,
beispielsweise an das Internet, gekoppelt, welches wiederum kommunikativ
an Servereinrichtungen 6, 15 und weitere nicht
dargestellte Servereinrichtungen von Stromversorgungsanbietern verbunden
ist. Das Identifikationsmodul 2 kann beispielsweise wie
in der 1 angedeutet ist als Chipkarte mit Kontakten ausgeführt sein.
Die Gateway-Einrichtung 16 wählt nun in Abhängigkeit von
den Identifikationsdaten ID einen Abrechnungsserver 6, 15 eines
Stromanbieters aus. Die Verbrauchsdaten VD können durch die Verarbeitungsplattform 29 der
Gateway-Einrichtung 16 in ein für die jeweilige Servereinrichtung 6, 15 vorgegebenes
Datenformat gebracht werden und werden über das Kommunikationsnetzwerk 20 als
Energienutzungsdaten ND übertragen.
Die Identifikationsdaten ID können
beispielsweise vorgeben, dass bestimmte Datenformate für den dem
Identifikationsmodul 2 zugeordneten Stromversorger verwendet
werden müssen.
Es ist ferner möglich,
die Identifikationsdaten ID mit einem kryptographischen Schlüssel auszustatten,
so dass eine authentisierte und verschlüsselte und/oder integritätsgeschützte Internet-Verbindung zwischen
dem Gateway 16 und dem jeweiligen Abrechnungsserver 6, 15 aufgebaut
werden kann.
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Durch
die Tastatur 18 des Identifikationsmoduls kann sich der
Stromabnehmer RA beispielsweise mittels einer Geheimzahl zusätzlich identifizieren. Es
ist zum Beispiel möglich,
dass der Stromanbieter, welcher den Abrechnungsserver betreibt,
seinen Kunden Geheimzahlen mitteilt, um bestimmte Angebote oder
Tarife nutzen zu können.
Es ist insbesondere möglich,
dass die Gateway-Einrichtung 16 bereits alle Abrechnungsinformationen
sammelt und zusammenstellt und anschließend, beispielsweise zu vorgegebenen
Zeitpunkten, überträgt.
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Die 4 zeigt
die schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels einer Gateway-Einrichtung.
Die Gateway-Einrichtung 10 der 4 hat
mehrere Einschübe
und Kopplungsmittel für
unterschiedliche Identifikationsmodule 3, 8, 9. Ferner
sind mehrere Ressourcenzähler 5, 11–14 vorgesehen,
die kommunikativ an die Gateway-Einrichtung 10 gekoppelt
sind. Die Ressourcenzähler
oder Zähleinrichtungen 5, 11–14 liefern
Verbrauchsdaten VD1–VD5.
Ferner sind zwei Servereinrichtungen 6, 15 von
Ressourcenlieferanten kommunikativ an die Gateway-Einrichtung 10 gekoppelt.
Es ist zum Beispiel möglich,
dass die Gateway-Einrichtung 10 die Identifikationsmodule
für mehrere
Haushalte in einem Wohnhaus der Ressourcenabnehmer verwaltet. Es
ist auch möglich,
dass die Gateway-Einrichtung 10 derart
ausgestaltet ist, dass unterschiedliche Identifikationsmodule 3, 8, 9 zu
unterschiedlichen Zeiten für
die jeweilige Ressourcenabrechnung zuständig ist. Es ist beispielsweise
möglich,
dass nachts ein Stromanbieter ausgewählt wird, der einen besonders
günstigen
Nachttarif anbietet, so dass die Identifikationsdaten des entsprechenden
Identifikationsmoduls verwendet werden. Tagsüber hingegen kann ein zweites
Identifikationsmodul bzw. die darauf abgespeicherten Identifikationsdaten
verwendet werden, um einen anderen Tarif bei einem anderen Anbieter
zu nutzen.
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5 zeigt
ein Sequenzdiagramm für
die während
des Betriebs einer Gateway-Einrichtung bzw. eines Verbrauchsverwaltungssystems
ablaufenden Vorgänge.
Dabei stellen die senkrechten fetten Linien das Identifikationsmodul 2,
die Gateway-Einrichtung 1 und
den jeweiligen Abrechnungsserver 6 dar. Der zeitliche Ablauf
erfolgt in der Orientierung der 5 von oben
nach unten.
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Zunächst wird
in einer ersten Nachricht M1 die Netzwerkadresse des zu verwendenden
Abrechnungsservers durch die Gateway-Einrichtung 1 von dem Identifikationsmodul 2 abgefragt.
Das Identifikationsmodul 2 sendet daraufhin die Nachricht
M2 mit der Netzwerkadresse des zu verwendenden Abrechnungsservers.
Anschließend
erfolgt durch die Gateway-Einrichtung die Verbrauchserfassung. Falls
eine entsprechende Energiezähleinrichtung,
wie ein Stromzähler,
in der Gateway-Einrichtung integriert ist, werden die entsprechenden
Verbrauchsdaten erhoben (P1). Anschließend werden durch die Gateway-Einrichtung 1 die
entsprechenden Ressourcennutzungsdaten bzw. Abrechnungsdaten für den Abrechnungsserver
zusammengestellt. Anschließend übersendet
die Gateway-Einrichtung 1 über die Nachricht M3 die zusammengestellten
Abrechnungsdaten an den Abrechnungsserver 6. Im einfachen Beispiel
der 5 liefert das Identifikationsmodul somit als Identifikationsdaten
die Netzwerkadresse des Abrechnungsservers 6. Die Gateway-Einrichtung 1 verknüpft diese
Netzwerkadresse mit den erhobenen Verbrauchsdaten und überträgt diese
zur Abrechnung an den jeweiligen Server 6.
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Die 6 zeigt
eine Variante für
ein Verfahren zum Betreiben einer Gateway-Einrichtung als Sequenzdiagramm.
Dabei fragt die Gateway-Einrichtung 1 über die Nachricht M1 die Netzwerkadresse des
Abrechnungsservers bei dem Identifikationsmodul 2 ab. Das
Identifikationsmodul 2 sendet die Netzwerkadresse an die
Gateway-Einrichtung 1 über
die Nachricht M2. Anschließend
kontaktiert die Gateway-Einrichtung 1 den Abrechnungsserver 6 über eine
Nachricht M3. Der Abrechnungsserver 6 überträgt über die Nachricht M4 eine Challenge,
beispielsweise einen Zufallswert, an die Gateway-Einrichtung 1 über die
Nachricht M4. Die Gateway-Einrichtung 1 übermittelt
diese Challenge-Nachricht als Nachricht M5 weiter an das Identifikationsmodul 2. Das
Identifikationsmodul ist beispielsweise derart ausgestaltet, dass
es einen Responsewert ermittelt, welcher zusammen mit einem Sitzungsschlüssel (SK =
Secure Key) als Nachricht 6 an die Gateway-Einrichtung 1 zurückgeliefert
wird. Diese Response-Nachricht überträgt die Gateway-Einrichtung 1 als
Nachricht M7 an den Abrechnungsserver 6. Der Abrechnungsserver 6 führt daraufhin
eine Verifizierung (P1) durch und bestimmt nach erfolgreicher Überprüfung dieser
Nachricht ebenfalls den Sitzungsschlüssel SK. Die Gateway-Einrichtung 1 erfasst
wie bereits hinsichtlich der 5 die Verbrauchsdaten
P2 und setzt die Abrechnungsdaten oder Ressourcennutzungsdaten P4
zusammen. Anschließend
können
diese Nutzungsdaten ND über eine
gesicherte kryptographische Verbindung zwischen der Gateway-Einrichtung 1 und
dem Abrechnungsserver 6 übertragen werden. Dies ist
in der 6 im schraffierten Bereich angedeutet.
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Schließlich zeigt
die 7 ein weiteres Sequenzdiagramm einer Variante
des Verfahrens zum Betreiben für
die Gateway-Einrichtung.
Bei dieser Abwandlung erfolgt die Zusammenstellung der Nutzungsdaten
durch das Identifikationsmodul 2. Zunächst wird mittels der Nachricht
M1 von der Gateway-Einrichtung 1 die
Netzwerkadresse des Abrechnungsservers von dem Identifikationsmodul 2 erfragt. Das
Identifikationsmodul 2 überträgt über die
Nachricht M2 die Adressdaten des Abrechnungsservers 6 an
die Gateway-Einrichtung 1. Anschließend ermittelt die Gateway-Einrichtung
die Verbrauchsdaten P1. Die Verbrauchsdaten werden über die
Nachricht M3 an das Identifikationsmodul 2 übertragen.
Daraufhin bestimmt das Identifikationsmodul, welches beispielsweise
mit einer Verarbeitungsplattform ausgestattet sein kann, die Abrechnungsdaten
als Nutzungsdatensätze.
Diese Nutzungsdatensätze
werden über
die Nachricht M4 zunächst
an die Gateway-Einrichtung 1 übertragen, welche diese Abrechnungsdaten
als Nachricht M5 an den Abrechnungsserver 6 weiterleitet.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung anhand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert wurde, ist
sie nicht darauf beschränkt,
sondern vielfältig
modifizierbar. Bei der Beschreibung der Ausführungsbeispiele wurden für den Begriff
Ressourcen als Beispiele Strom, Gas, Wasser oder Fernwärme verwendet.
Ferner ist der Begriff Gateway-Einrichtung mit Energie-Gateway synonym benutzt.
Als Beispiele für Ressourcenlieferanten
sind Stromversorger, Gasversorger, Wasserversorger oder Fernwärmelieferanten denkbar.
Der jeweilige Kunde des Versorgers oder Versorgungsunternehmens
ist als Ressourcenabnehmer bezeichnet. Als Kommunikationsnetzwerk sind
insbesondere das Internet oder andere Netzwerke möglich. Es
ist auch denkbar, dass beispielsweise das Stromnetz als Datenübertragungsmedium
verwendet wird wie bei einer PLC-Kommunikation. Es ist jedoch auch
denkbar, dass GPRS, UMTS oder Mobilfunk oder andere Drahtlosübertragungsverfahren Einsatz
finden. Die vorgenannten Beispiele betreffen hauptsächlich die
Erfassung und Verwaltung von Ressourcenverbrauchsdaten. Analog können Einspeisungsdaten
von den entsprechenden Zählern
erfasst werden und in Abhängigkeit
der Identifikationsdaten von der Gateway-Einrichtung, oder bei entsprechender
Ausgestaltung des Identifikationsmoduls mit einer Verarbeitungsplattform
durch das Identifikationsmodul, zu Ressourcennutzungsdaten und/oder
Ressourcenlieferungsdaten zusammengestellt werden. Ressourcennutzungsdaten
können beispielsweise
die Ressourcenlieferungsdaten umfassen. Die beschriebenen Gateway-Einrichtungen, Identifikationsmodule
und/oder Ressourcenverbrauchsverwaltungssystem können jedoch auch eingerichtet
sein, um ausschließlich
Einspeisedaten, also Ressourcenlieferungsdaten zu Abrechnungszwecken
zu verarbeiten.