[发明专利]用于检测电活动的电活动传感器设备以及电活动监视装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于检测连接到供电网络的电设备的电活动(具体地，电功率状态的改变)的电活动传感器设备。本发明还涉及用于监视一个或多个电设备的电活动的电活动监视装置。该电活动传感器设备基于射频标识设备(RFID)。

背景技术

对电设备的电活动的监视在诸如能量消耗、用户活动简档的建立这样的领域中以及在安全或保险监视系统中得到很多有用的应用。例如，在家庭环境中，诸如洗衣机、照明设备、炊具、烤箱或咖啡机这样的电设备的活动的知识可以提供关于住户习惯和用户活动的有用的信息，使得能够建立简档。

用于监视电设备的活动的已知的解决方案利用基于被插入到电力插座并且被配置为测量从相应的电力插座供电的电设备的电消耗的遥控模块的复杂电表系统。这样，遥控模块典型地配备有基于低功率无线技术的无线通信系统，以远程地监视和控制对应的电器。然而，这样的高级的仪表系统需要复杂且昂贵的定制安装。实际上，最近的关于家庭自动化和监视的研究报告指示价格和技术复杂度为阻止广泛采用的主要市场障碍和抑制。这样的技术的另一缺点是电设备可能从一个电力插座移动到另外的电力插座。而且，并不总是从电子插座对诸如照明设备这样的一些设备进行供电。

用于检测电设备的活动的其他解决方案基于通过监视供电网络的一个或若干点处的电力线来感测它们的“EMI(电磁干扰)签名(EMI signature)”。然而，这些技术需要定制的校准和训练处理，以学习各种设备的EMI签名。而且，EMI签名可能随时间发展。需要复杂的信号处理技术来分解连接到网络的各种活动设备的签名，并且所获得的结果并不总是非常精确的。

考虑上述问题设计了本发明。

发明内容

在一般的形式下，本发明涉及一种基于诸如例如射频标识设备这样的天线设备的电活动传感器设备。

本发明的第一方面提供一种用于监视电设备的电状态的电活动传感器设备，该电活动传感器设备包含：可附接到电设备的电缆的传感器设备，该传感器设备包括可用于与通过电设备的电功率状态的改变在电缆中产生的电脉冲进行磁耦合以引起可检测的电信号的天线元件；其中，天线元件还可用于经由电缆向读取器设备传送表示电设备的电力状态改变的数据。

从而可以简化且低成本的方式提供对电活动的检测。传感器具有电活动检测和电活动数据的传送的双重功能。典型地，响应于读取器经由供电网络的询问，向远程读取器传送数据。因为数据经由电力网络而不是无线地传送给读取器，所以扩展了传感器设备的操作范围。而且，因为经由电缆网络进行数据的传送，所以例如使用家里的电力基础设施数据传送更少容易受到来自其他无线系统的干扰或者存在的障碍的影响。

设备的电功率状态的改变可能包含设备的接通、设备的断开、从待机模式到接通电力状态的切换以及从接通电力状态到待机模式的切换。

在实施例中，天线元件在其工作频率范围内执行到电脉冲的磁耦合以及经由电缆的数据传送这两者。这提供了一种简化的检测设备，因为不必对数据传送提供进一步的数据处理。

在实施例中，天线元件具有适配于电缆外形的形状因数。

在实施例中，通过天线元件传送数据包含反向散射经由电缆从读取器设备接收的RF信号。

在实施例中，传感器设备包含用于响应于所检测到的电信号来存储表示电设备的电力状态改变的数据的存储器元件，并且其中，天线元件被配置为向读取器设备传送标识传感器设备的标识数据。

在实施例中，天线元件被形成为环形天线。

在实施例中，天线元件被配置为布置在供电缆线的至少一部分的周围以形成感应线圈。这样的配置提供更高效的磁耦合。

在实施例中，该设备包括被配置为区分从接通电设备引起的电信号与从断开电设备引起的电信号的脉冲检测器。例如，脉冲检测器可以被配置为区分从接通电设备引起的电信号与从断开电设备引起的电信号。另外，脉冲检测器可以被配置为区分从待机模式切换到接通状态所引起的电信号和从接通状态切换到待机状态所引起的电信号。在一些具体的实施例中，脉冲检测器可以被配置为区分在断开状态和接通状态之间进行切换所引起的电信号以及在待机状态和接通状态之间进行切换所引起的电信号。以这种方式提供关于电功率状态的信息。

在实施例中，传感器设备包含可用于与RFID读取器设备进行通信的RFID标签。

在实施例中，RFID传感器设备可用作短距离RFID标签。与经由电力网络的有线传送相结合的短距离通信使得能够相对于通过经由现有的缆线基础设施进行传送所提供的长距离无线RFID标签系统以及扩展的覆盖减少功耗。