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低成本零误差的三表远传技术(转载)
2008年05月03日 星期六 21:11
合作维权]低成本零误差的三表远传技术

  为百万挣扎在温饱线下,捧着金饭碗乞讨的发明家们的创造发明寻觅一条求生的道路,本人以当年送给自己女儿上大学的礼物——发明专利申请《抗干扰零误差的计量数据集传系统》的权利义务,公开寻求合作维权伙伴。

  按我个人目前非常拮据的经济状况,这个合作维权可以倒三七甚至更高的比例成交,但既然作为一个样板来进行,首先需要考虑的是后继者,主要是发明人的利益是否有足够的保证。为了兼顾合作双方的实质利益做出的典范,这个案例拟以投资方占 30%股份的固定标准,寻求合作维权投资人。(请注意:这里所谓的“投资方”并非为开发产品的投入,而是仅需要花钱来维持专利权利的费用,因为有减缓,所以在开头几年的投入只需各种费用的15%)

  技术名称:发明专利申请《抗干扰零误差的计量数据集传系统》
  申请人:王桂冕,申请号:200410063070.8,申请日:2004.7.13
  在中国专利局第22卷第03期公布,公开号 CN 1722188A

  本技术的市场背景:本技术是在 2004年5月应朋友迫切要求进行开发研究的,后在网上查询到该类技术早在12年就已经具备雏形,因干扰等原因直到2002年才以昂贵的成本为代价,形成成熟的市场模式,并因价格过高而限制了普及应用。当时的技术平均到每户的价格在400元左右徘徊,按其用途显见难以形成市场的主流。

  申请人是本人女儿,当时刚从高中毕业,虽然专利算是本人送给女儿上大学的礼物,其基本原理确实是女儿提出的线索,事实上我不过是帮助女儿完善了技术细节而已。

本专利技术的市场优势

  本技术与现行市场产品比较最大优势在于以极小的成本、同等甚至更高的技术可靠性及理论寿命等保证形成完整的体系,在用户负担低于百元的前提下仍有非常可观的利润,使得在全国范围形成普及市场成为可能。

  构成本专利的关键技术——从用户单表到集中的“数据采集器”之间优异的抗干扰性能,因为完全超出那些所谓“权威”的知识范围,甚至在[千家网] (1000BBS.COM)上被人污蔑为2004年第11大骗局,可见其技术档次之一斑,而这种“不可思议”的技术,完全可以非常简单的现场实验雄辩地得到证明!

  因为本人经济状况超乎一般想象的困难,导致已经减缓到 15%的实质审查费都无力负担(当然因为自己没有市场开发能力,不肯雪上加霜也有关系),所以已经面临只有两个月期限即等于放弃专利申请的局面。在这样的境况之下,可见开篇的说法是真实的心态。

  从为发明人利益的表率考虑,不会因急于求成增加投资者的比例,相反从对发明人降温的想法探讨,也不会因可能出现的竞争降低这个标准。其实并非自己有多么高尚,更不是为了“显摆”宁肯失去机会也不让步,说白了并不在意暂时放弃专利申请的原因,是本人对发明专利申请具有丰富的经验,该申请的技术公开依法保留着许多技术诀窍,使得在没有诀窍的前提下难以实施专利说明书中提供的技术,而在可能得到新的机会后,可以新的专利申请取而代之。

本技术合作维权者的实际投入及其他

  事实上,我这个案例提供的技术,参与合作维权的投资者相对而言投入要小得多。首先,因为专利文书是自己完成的,就省掉了1800元的代理费,这样前期的投入不过减缓到15%的申请费,总共不足200元,大可不必斤斤计较偏要对方付出不可(按模式设计要求是提倡投资方全包所有付出);然后,是第一次的投入总数为实质审查费、申请维持费和第一年的专利年费的15%,总数大致为600元左右和少量的挂号邮寄费用(不是计较,而是完全按照设计的合作维权模式正规标准来运作的行为),当然,如果要提供演示模型或样品,投资人还要负担一点简单的成本,或者如果需要见面演示等的旅差费用。接下来不过是每年的后续维持费用(年费)而已。

  合作维权的投资者与接受专利技术的投资完全不是一个概念,实质上只要有一定的经济基础、对提供合作的专利技术有信心者就可以投入,这种少量资金的注入,解决了专利(或专利申请)权人的经济问题,使得专利权限得以维持,同时自己也在转让成功后得到丰厚的回报。

  虽然不是必备的条件,本人仍强烈建议合作维权的伙伴自身具有一定的社交能力,因为如果双方都没有能力寻求可能的接产者,将专利技术推向社会转化为实质的产品,这种合作就不过是转化了维持费用的负担,除了延续权利的时间之外起不到任何应有的实质作用。

  本人这次提供的技术,只要很少的费用就可以制作有效的演示模型,稍微具备一点电气干扰方面常识的人士,就能够清楚地从这种实质性演示中理解其关键技术(所谓2004年第11大骗局)的真实性。即使要求提供完全符合实际需要的真实产品样板,也不需要太大的投资就可以做到。

  本技术的实质内核及相关的争议等资料,曾在千家网的自动抄表论坛全部体现,并在《电力系统自动化》的相关论坛上保留有完整的副本。

下边将分帖连续发布原专利申请《说明书》的全文

说 明 书

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          抗干扰零误差的计量数据集传系统

  本发明涉及供电、自来水、燃气等部门远程采集用户消费计量表读数的计量数据集中处理传送系统。

  计量数据集传系统,通常被称之谓“自动抄表系统”,议题起源于1992年,其间几经周折,到2002年形成当前市场的主流模式。

  登陆INTERNET网,搜索“自动抄表”将发现数千篇相关的文章,其中大多是各自吹嘘自己的产品,这里仅就千家网www.qianjia.com/amr)上一篇比较客观介绍自动抄表发展经历的、署名“思想家”发表的文章《自动抄表系统发展三部曲》(以下简称《三部曲》)为参照,概括背景技术。

  传统的各种消费计量表,采用类同的结构模式--把流量(电度表可理解为电的流量)变换为旋转机械运动,使用多级带十进制数值显示的轮系递进,组成累计消费量的计费依据。实现数据采集处理,先要改造计量表的结构,使之可以向外传送计量信息,这里统一把改造后的计量表,按业界公认的说法称之为“远传表”。《三部曲》中把“远传表”根据“采样方式”分为“脉冲方式”和“机械位置方式”两大类。其中“脉冲方式”主要的代表是使用干簧管或霍尔元件构造的、磁敏传感方式和光电传感方式。因为采样机构通常针对最初级的轮系,所以一般未考虑更经济方便的机械开关;机械位置方式则因要识别一个码轮十种不同的位置,成本太高且加工、装配精度的实现都有困难,而仅被少数高端产品采用。

最近两年更在两种采样方式的基础上,增加多级十进制电子计数器,构成如《三部曲》中命名的“直读表”。向外传输的信号也由脉冲信号流,或位置信号变换的累计数据流,等待“数据采集器”的命令,向公用的“总线”传输完整的数值记录,形成现在的主流模式。对于从“远传表”到“数据采集器”之间的信息传输,大家都在拼命寻求高新技术解决干扰等可靠性的问题,试遍了所有可资利用的传输方法,正如《三部曲》第一阶段中所述:“五花八门,各家都吹嘘自己的方式是最好的,事实上家家都有本难念的经”。最后总算取得了一致意见,达成使用485总线的共识。在《三部曲》第三阶段中总结道:“不管采取何种方式,业界已经取得共识,表具必须具备直接输出数据的功能,系统采取总线制的结构。分线制结构一定是江河日下了。”

  除那些纯广告性的产品介绍外,一些稍带评论性质的文章,无不中肯地承认这些技术仍存在许多问题。主要的当然是指抗干扰性差(脉冲式);作为比较两类采样方式的优劣,又有脉冲式内部供电电池的寿命、位置方式结构复杂精度成本高等问题。《三部曲》第二阶段综合总结为:两类结构是在电子难度与机械难度的交换。
  说白了,背景技术发展12年的历史,专家们一直在黑暗中摸索,根本没找到正确的道路!首先“业界”津津乐道的“精度”或“误差”,是计量法规对消费计量表的最基本要求和必要保证。“自动抄表”要做的不过是读取这些现成的数值而已,却偏偏搞出一套“双轨制”从源头去重复计量,结果形成了至今的主流模式“直读表”。   这种把本来在“数据采集器”中,软件集中完成的脉冲累计计数的工作,分离到各自独立的“远传表”中的做法,不但成倍地提高了单表的改造成本、因追求高新传输技术反而增加了“数据采集器”的成本,更没有从根本上克服诸如水表的水锤、倒流;电表的瞬时功率和平均功率脉冲不同步等造成的,可视的读数难以与脉冲累计数值保持同步的问题,只不过把本来集中在初级信号的传输干扰,分离到针对脉冲累计数值输出的数据流而已。

事实上脉冲累计计数与可视读数不同步“胎里病”造成的误差,不可能凭先进的传输技术解决;相反由于“直读表”内始终保持最新的数据随时可能主动读得正确累计值,并不构成对用户的计费总额的错误,一切提高传输成本的做法都是在“画蛇添足”。

  本发明的目的:就是要提供一种在保证更高传输可靠性(抗干扰,正确地定义所谓“精度”或“误差”的概念)的基础上,以背景技术无法比拟的低成本,实现从各种计量表采集与视在值保持同步的数据,传输到“数据采集器”中,统计整理还原成零“误差”的累计数据后集中传输(系统外上传)功能的数据集传(自动抄表)系统。

  在说明本发明的技术方案之前,先探讨一下“自动抄表”在供应部门计费终端需了解的量值:原始的计量表均具备累计显示功能,传统收整存零的计费方式并无不妥;至多带一位小数就足以满足包括因水资源保护,对单用户或按人口月用水限量零头计费的需要。

  本发明的技术方案,并不在于提供更高新的技术(对此,背景技术已经如俗语所云“高射炮打蚊子--大材小用了”),而是指出改变思维方式的办法,从改变对传输信息的处理方法入手,使用最简单的元器件,达到远非背景技术可比的、更好的性能标准。从对背景技术发展的评点可以清楚地看出,本发明把切入点对准了背景技术的源头。

基于一般数据传输普遍追求保证传输质量的高速度的理念,背景技术在“远传表”与“数据采集器”之间传输的信息,也未免俗地承继了这种思路。早期“脉冲采样远传表”与数据采集器之间传输的信息,当然是“数据采集器”在被动地计数脉冲的上或下沿。

  本发明基本技术的关键在于:把早期背景技术中“数据采集器”被动计数“远传表”脉冲的方法,改为依赖采样器件体现的不同电平,远非干扰信号可比的、足够的持续时间,主动监测电平的变化。经反复多次采样比较,从排斥了干扰信号造成假象(被监测开关动作时的变化亦被视为干扰信号)的静态电平,高低变化次数得到的计数值,必能保证与视在数值同步。甚至不改动早期背景技术的硬件组合,就能实现这样的方法改变。以下用“电平”和“脉冲”两种不同的说法,区别描述本发明与背景技术处理信息传输的方法。

  既然改最简单的脉冲采样技术为电平监测的方法,能以最小的成本达到发明目的,结构复杂的位置采样及成本更高的“直读表”自然不包括在本发明探讨范围。

必须强调声明:早期的“脉冲采样”技术虽不可靠,却很难从硬件结构上发现其与本发明的基本区别。例如早期 “远传表”中被采样识别体(磁敏传感器的磁性体、光电传感光路通、断的孔或缺口等),即使设置在最初级的位置,且在圆周上所占比例很小,在最大负荷造成最大转速时,被采样时体现的高低电平中占比例较小者的时间,也不至于小到千分之一秒以下,对应单片机百万分之一秒的机器周期,已足够排除最顽固的干扰信号,保证正确的识别取值(水表倒流或其它故障性因素除外)。

  孙小唐先生直读表的授权发明(专利号ZL001052551)尚且被侵权,在INTERNET网上公开声诉,本发明更难免公开后被无偿剽窃占用。为保护知识产权,详述本发明与早期脉冲采样方式的区别:背景技术仅靠避免或压制干扰信号的幅度,区别是否正常的计数脉冲;本发明则不必须回避这些干扰信号,凭借正常电平绝对大于干扰信号持续时间的因素识别并排除干扰。识别是否构成侵权行为的方法,是在远传表和数据采集器传输通道上,强行注入足够幅度的干扰信号,不影响记数值与远传表读数同步者,即构成本发明的特征

  事实上对基于传统机械式计量表改造的“远传表”,机械进位体系的采样完全可以也只须针对计费最低位(一般针对小数点后一位),这样不但能更有力地完全排除所有干扰,同时自然克服了诸如水表的水锤、倒流等因素的影响,真正作到零“误差”计量收费。

设置在被采样位的采样识别体,可以是单一的(设置在更低一位),也可以沿圆周匀布几个,数量为1或2时统计该位旋转圈数,构成上位计数单位;数量为5或10则统计高低电平的数量构成计数最低位。提倡在不增加成本的基础上,使采样产生的高低电平时间相等或接近,即使差异很大也不过在单片机中增加几个字节的编程量而已。

  这种按收费计量最低位决定采样位置的方法,使得背景技术无法选用的,成本最低、改造、制造及安装最易的弹性簧片开关(以下简称“微动开关”,而把包括其它传感器方式构造的开关量统称为“开关”),因寿命足够保证不低于其它部件,而成为本发明采样技术的首选器件。

  为克服意外事故造成数据采集器可能形成累计误差,在远传表采样位的上位(或隔位)设置同样或不同的采样装置作为进位调整器,在上位采样电平发生变化时纠正可能的误差,强制调整至正确值(上位加1,低位全0)。

  归结构成本发明以早期简单实用的“脉冲远传表”基本结构,取代以大大提高改造成本为代价的“直读表”技术,实现对抗干扰的总体技术特征为:保证采样周期表征的高、低电平延续的时间,至少在最大流速时远高于最顽固的干扰造成误判的时间,数据采集器反复检测被识别的采样电平,以识别最低保持时间的方法,确认并计数采样周期,达到抗干扰计数的目的。与背景技术比较,虽同样是高低电平的变化体现在传输电路上,且同样是“数据采集器”在累计这些变化量,却因“脉冲”和静态“电平”的区别,使“数据采集器”得以采用完全不同的判断策略,彻底排除干扰造成的错误。
现在流行的各户计量表统一安装在户外的“一户一表”方式,使得各表可以和数据采集器共处一箱之内,其间联线之短,使得“远传”两字可以免矣。在这样环境安装的“电平远传表”甚至可以采取最简单的结构;只要把表内的两个开关一端并联,连同另一端总共三条线输出。其中并联的一端分别输入“数据采集器”各占一个端口,另一端分别互相并联成两条公共传输线路。这样,“数据采集器”只要分别对两公共线输出监测电平,即可依次监测所有表具两个开关的当前状态。至于“数据采集器”如何统计,存储及传输这些数据,属于现有技术中最基本的知识,不再进行具体的技术理论分析。

  由于本发明对传输线路干扰不敏感,这种“分线制”传输亦可适应不改变原来的进户结构的地方,且对线路质量无任何要求。如使用带屏蔽的双芯线,为充分发挥屏蔽线作用,传输的方法改为“电平远传表”开关的公共线接屏蔽层,两开关的另一端分别占用“数据采集器”的一个端口。
这种简单结构的“电平远传表”,如安装在户内且没有任何防护措施,唯一不可直接避免的是,用户蓄意破坏线路造成的欺骗性漏记数,这是个道德或法制的问题,可以利用不定期突击检查等手段震慑大部分,这种现象虽已超出了技术讨论的范畴,本发明亦有相应解决办法:

  传输线路的断路或短路,既可能是出现的意外故障,又可能是人为破坏造成传输数据欺骗。本发明提供及时发现并报告故障的技术关键是:在“电平远传表”的两个开关处于任何状态时,必须保证被检测到的信号中包含高、低两种电平,否则就认定为故障。具体方案稍后再作介绍。


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