特表 2024-535883 相対的適応符号化

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-10-02

(54)【発明の名称】相対的適応符号化

(51)【国際特許分類】

   H02J 13/00 20060101AFI20240925BHJP

   G01R 11/00 20060101ALI20240925BHJP

【ＦＩ】

H02J13/00 301A

G01R11/00 Z

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024517441

(86)(22)【出願日】2022-09-19

(85)【翻訳文提出日】2024-05-14

(86)【国際出願番号】 US2022044033

(87)【国際公開番号】W WO2023044133

(87)【国際公開日】2023-03-23

(31)【優先権主張番号】63/261,401

(32)【優先日】2021-09-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】519461738

【氏名又は名称】ヴティリティー インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＶＵＴＩＬＩＴＹ， ＩＮＣ．

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】230118913

【弁護士】

【氏名又は名称】杉村 光嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100213333

【弁理士】

【氏名又は名称】鹿山 昌代

(72)【発明者】

【氏名】マイケル エム オースティン

(72)【発明者】

【氏名】コーディ シュック ブラウン

【テーマコード（参考）】

5G064

【Ｆターム（参考）】

5G064AA01

5G064AA04

5G064AB05

5G064AC09

5G064CB08

(57)【要約】

電気使用量モニタは、電気使用量モニタを結合して電気回路をモニタリングする結合部品と、電気回路の電気使用量を測定するメータと、メータから電気使用量測定値を受信して、電気使用量測定値に基づいて測定値送信を生成するエンコーダと、エンコーダから測定値送信を受信し、通信ネットワーク上の宛先に通信するために測定値送信を通信ネットワークに送信するように構成された通信インタフェースと、を含むことができる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気使用量モニタであって、
前記電気使用量モニタをモニタリングする電気回路に取り付ける結合部品と、
前記電気回路の電気使用量をモニタリングする測定装置と、
前記測定装置から電気使用量測定値を受信して、前記電気使用量測定値に基づいて測定値送信を生成するエンコーダであって、前記測定値送信は前記電気使用量測定値を含む測定値の範囲を表すビット配列を含み、前記測定値の範囲は複数の測定値の範囲のうちの１つであり、前記複数の測定値の範囲はプライムバンドおよび複数のエクスカーションバンドを含み、前記プライムバンドは第１の精度を有する前記複数の測定値の範囲の第１のサブセットを含み、かつ予測される電気使用量測定値を含み、前記複数のエクスカーションバンドの各エクスカーションバンドは、前記第１の精度よりも低い精度を有する前記複数の測定値の範囲のサブセットを含む、エンコーダと、
前記エンコーダから前記測定値送信を受信し、通信ネットワーク上の宛先に通信するために、前記測定値送信を前記通信ネットワークに送信するように構成された通信インタフェースと、
を備える、電気使用量モニタ。

【請求項2】

各エクスカーションバンドは前記プライムバンドよりも広く、各エクスカーションバンドが前記プライムバンドよりも広範囲の測定値の範囲を表す、請求項１に記載の電気使用量モニタ。

【請求項3】

前記宛先は、前記通信ネットワークを介して前記通信インタフェースから受信した前記ビット配列から、前記エンコーダによって割り当てられた測定値アナログの前記測定値の範囲を識別するように構成された復号化コンポーネントを含む、請求項１に記載の電気使用量モニタ。

【請求項4】

前記電気使用量は、電圧、アンペア数、抵抗、および力率のうちの少なくとも１つで測定される、請求項１に記載の電気使用量モニタ。

【請求項5】

電気使用量の前記予測される電気使用量測定値は、前記電気回路の材料特性に基づく計算である、請求項１に記載の電気使用量モニタ。

【請求項6】

電気使用量の前記予測される電気使用量測定値は、前記電気回路における電気使用量の測定値の繰り返しに基づく計算である、請求項１に記載の電気使用量モニタ。

【請求項7】

前記測定値送信は、前記通信ネットワークの通信プロトコルの制限内のビット数を含む、請求項１に記載の電気使用量モニタ。

【請求項8】

電気使用量モニタであって、
通信ネットワークインタフェースと、
１つ以上のプロセッサであって、
測定値の範囲内の電気使用量測定値を決定し、前記測定値の範囲は符号化テーブル内の複数の測定値の範囲のうちの１つであり、前記複数の測定値の範囲はプライムバンドおよび複数のエクスカーションバンドを含み、前記プライムバンドは、第１の精度を有する前記複数の測定値の範囲の第１のサブセットを含み、かつ予測される電気使用量測定値を含み、前記複数のエクスカーションバンドの各エクスカーションバンドは、前記第１の精度より低い精度を有する前記複数の測定値の範囲のサブセットを含み、
前記電気使用量測定値を前記予測される電気使用量測定値と比較し、
前記電気使用量測定値が前記予測される電気使用量測定値と異なることに基づいて、前記電気使用量測定値に等しい新しい予測される電気使用量測定値を設定し、
前記通信インタフェースによって、前記新しい予測される電気使用量測定値をサーバに送信し、
前記新しい予測される電気使用量測定値で前記符号化テーブルを更新する、
１つ以上のプロセッサと、
を含む、電気使用量モニタ。

【請求項9】

前記１つ以上のプロセッサは、前記予測される電気使用量測定値から標準偏差の数を計算することによって、前記電気使用量測定値を前記予測される電気使用量測定値と比較する、請求項８に記載の電気使用量モニタ。

【請求項10】

前記１つ以上のプロセッサは、前記プライムバンドが前記新しい予測される電気使用量測定値を中心とするように、前記新しい予測される電気使用量測定値で符号化テーブルを更新するように更に構成されている、請求項８に記載の電気使用量モニタ。

【請求項11】

前記複数の範囲が更新されるとき、前記プライムバンドと前記エクスカーションバンドとの間の相対関係が保持されるように、前記符号化テーブルが更新される、請求項１０に記載の電気使用量モニタ。

【請求項12】

前記符号化テーブル内の前記複数の範囲は通常の分布を表しており、前記通常の分布の中心は前記予測される電気使用量測定値であり、前記複数の測定値の範囲を更新することは、前記中心が前記新しい予測される電気使用量測定値になるように前記通常の分布をシフトすることを含む、請求項１１に記載の電気使用量モニタ。

【請求項13】

前記１つ以上のプロセッサが、
後続の電気使用量測定値を決定し、
前記後続の電気使用量測定値を前記新しい予測される電気使用量測定値と比較し、
前記後続の電気使用量測定値が前記新しい予測される電気使用量測定値と異なることに基づいて、前記新しい予測される電気使用量測定値を更新し、
前記更新された新しい予測される電気使用量測定値で前記符号化テーブルを更新する
ように更に構成されている、請求項８に記載の電気使用量モニタ。

【請求項14】

前記後続の電気使用量測定値が前記更新された新しい予測される電気使用量測定値の所定の閾値内になるまで、前記１つ以上のプロセッサが更に後続の電気使用量測定値を取得し、前記更新された新しい予測される電気使用量測定値で前記符号化テーブルを更新するように更に構成されている、請求項１３に記載の電気使用量モニタ。

【請求項15】

プロセッサによって実行されると、前記プロセッサに、
サーバにて、電気使用量モニタからの測定値送信を受信させ、
前記サーバによって、前記測定値送信を復号化させて、複数の位置を含むルックアップテーブル内の位置を決定させることであって、各位置は電気使用量の測定値の範囲に関連付けられており、
前記サーバによって、前記ルックアップテーブル内の位置に基づいて、前記電気使用量モニタによって測定された電気使用量測定値に対応する電気使用量の測定値の範囲を決定させ、
前記サーバにて、前記電気使用量モニタからの新しい予測される電気使用量測定値を受信させ、
前記サーバによって、前記ルックアップテーブルの位置に関連付けられた前記測定値の範囲が前記新しい予測される電気使用量測定値を中心とするように、前記ルックアップテーブルを更新させる
命令を含む、非一時的なコンピュータ可読媒体。

【請求項16】

前記ルックアップテーブル内の前記電気使用量の測定値の範囲は、プライムバンドおよび複数のエクスカーションバンドを含み、前記プライムバンドは、第１の精度を有する前記複数の測定値の範囲の第１のサブセットを含み、かつ予測される電気使用量測定値を含み、前記複数のエクスカーションバンドの各エクスカーションバンドは、前記第１の精度よりも低い精度を有する前記複数の測定値の範囲のサブセットを含む、請求項１５に記載の媒体。

【請求項17】

前記プライムバンドが前記新しい予測される電気使用量測定値を中心とするように、前記プロセッサに前記ルックアップテーブルを前記新しい予測される電気使用量測定値で更新させる命令を更に含む、請求項１６に記載の媒体。

【請求項18】

前記プライムバンドと前記エクスカーションバンドとの間の相対関係が保持されるように、前記プロセッサに前記ルックアップテーブルを更新させる命令を更に含む、請求項１７に記載の媒体。

【請求項19】

前記ルックアップテーブル内の前記電気使用量の測定値の範囲は通常の分布を表し、前記通常の分布の中心は前記予測される電気使用量測定値であり、前記複数の測定値の範囲を更新することは、前記中心が前記新しい予測される電気使用量測定値となるように前記通常の分布をシフトすることを含む、請求項１８に記載の媒体。

【請求項20】

前記プロセッサに、
前記サーバにて、後続の電気使用量測定値を受信させ、
前記サーバによって、前記後続の電気使用量測定値を前記新しい予測される電気使用量測定値と比較させ、
前記後続の電気使用量測定値が前記新しい予測される電気使用量測定値の所定の閾値内にあることに基づいて、前記新しい予測される電気使用量測定値を保持するよう、前記電気使用量モニタにメッセージを送信させる
命令を更に含む、請求項１７に記載の媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（関連技術の相互参照）
本出願は、２０２１年９月２０日に出願された「ＲＥＬＡＴＩＶＥ ＡＤＡＰＴＩＶＥ ＤＥＣＯＤＩＮＧ ＯＲ ＳＥＬＦ－ＴＵＮＩＮＧ ＣＵＲＲＥＮＴ ＴＲＡＮＳＦＯＲＭＥＲ」と題する米国仮出願第６３／２６１４０１号に対する優先権を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【0002】

本開示は、導体の電気的測定値変数を感知し、それらの変数を測定および報告する方法および装置に関し、より具体的には、セルフチューニングして測定報告の分解能を向上させるモニタリング方法および装置に関する。

【背景技術】

【0003】

電気使用量をモニタリングすることにより、重要な資産の管理、不必要なエネルギーまたは機器の損失の軽減、および全体効率の向上（資金の節約や貴重な資源の節約）に役立つエネルギー消費に関するより良い情報を提供することができる。電気をモニタリングすることにより、所与の電気システムの様々な部分（例えば、集合住宅の個々のユニット）によるエネルギー消費の理解および洞察を容易にすることもできる。電気使用量のモニタリングを通じて得られる強化された情報により、意思決定力が向上し得る。より良い情報は、意思決定力を改善させることもできる。

【0004】

センサ読み取り値（例えば、モニタリング情報、測定情報）を無線でおよび／またはインターネット等の通信ネットワークを介して通信する電気モニタリング装置は、利用可能な情報を大幅に向上させることができる。モノのインターネット（ＩｏＴ）の普及により、モニタリング情報を無線で通信する、こうした電気モニタリング装置の可能性が開かれた。

【0005】

電気測定値を送信するために、電気モニタリング装置は、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）を利用して、アナログ読み取り値をデジタル値に変換することができる。ＡＤＣは、様々な回路技術のうちの１つ以上を利用して変換機能を実施することができる。技術の１つに、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）が挙げられる。

【発明の概要】

【0006】

本開示は、精度が保持されるようにモニタリングデータ（例えば、測定値データ）を表すおよび／または送信するための装置、方法、および技術に関する。具体的には、本開示は、モニタリングデータを無線送信する等、モニタリングデータを送信するための相対的適応復号化スキームに関する。

【0007】

追加の態様および利点は、添付の図面を参照して進める、以下の好ましい実施形態の詳細な説明から明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】１つ以上の実施形態による、電気モニタリングを含む電気システムを示す図である。

【図2】図２Ａは、１つ以上の実施形態による、通常の分布パターンを示す図である。図２Ｂは、１つ以上の実施形態による、左すそが長い分布パターンを示す図である。図２Ｃは、１つ以上の実施形態による、右すそが長い分布パターンを示す図である。

【図3】既存の電気モニタリングシステムに典型的なバイトマップの図である。

【図4】１つ以上の実施形態による、相対的適応復号化（および符号化）を実装する電気モニタリングシステムのバイトマップの図である。

【図5】１つ以上の実施形態による、電気モニタリングおよびデータ送信が行われ得る環境の概略図である。

【図6】１つ以上の実施形態による、電気使用量モニタの概略図である。

【図7】１つ以上の実施形態による、サーバの概略図である。

【図8】１つ以上の実施形態による、適応符号化の動作を示すフローチャートである。

【図9】１つ以上の実施形態による、適応復号化の動作を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

アクティブ電気モニタリングでは、「収益グレード（レベニューグレード）」である（例えば、ＡＮＳＩ標準等の標準に準拠しているか、または電気使用量に対する課金を可能にするのに十分な精度である）ためには、エラーが２％未満である必要がある。このレベルでの報告精度には、通常、（ＫＷまたはＫＷｈについて）小数点以下の複数桁で表される数値による高精度データが必要である。本開示による装置および／または本開示の実施形態による方法を実施する装置は、アンペア時データをナノアンペア時およびミリアンペア時で測定することで、非常に高い精度（例えば、ミリアンペア時に使用されるビット数がそれぞれ６４ビットおよび４２ビット）を達成することができる。

【0010】

しかしながら、この高精度データを無線プロトコルで送信することは、大きな挑戦となり得る。高精度データ送信は、多くのプロトコルのＩｏＴ帯域幅制限と直接競合する（例えば、ＬｏＲａＷＡＮはパケット全体を１１バイト未満に制限する可能性があり、ＳｉｇＦｏｘ ＩｏＴは１２バイトに制限され、かつ１日あたり１００回の送信しか許可しない）。この重要なデータをＩｏＴプロトコルの小さな帯域幅で転送しながら、電気モニタリングの「収益グレード」精度要件を達成するには、新しいアプローチおよび技術が必要である。

【0011】

本発明は、精度を保持しながら、モニタリングデータ（例えば、測定値データ）を小さなパケットで表現および／または送信する装置、方法、および技術に関する。開示された実施形態は、重要な精度を失うことなく、データを表現および／または送信する。具体的には、本発明は、相対的適応復号化（および符号化）スキームに関する。

【0012】

本発明の実施形態による相対的適応復号化（ＲＡＤ）スキームは、ベースライン（例えば、通常の分布上のグローバル最大値、ヒストグラム上のピークの最頻出回答）または標準値（例えば、５０または６０Ｈｚ周波数標準、または米国の電圧標準等）からの偏差を正確に表すことができる。値の精度は重要であり、測定される値の確率は、通常の分布等の確率分布に基づいて決定することができる。ベースラインに最も近い値（例えば、確率分布におけるグローバル最大値）は、この中心点の近くで最も高い解像度を適用することができる。偏差の値が中心点またはベースラインに非常に近い場合、精度が非常に高くなり、それ故、これらの高確率回答に対してより多くの帯域幅（従って、より高い解像度）が確保される。しかしながら、ベースラインから離れるほど、同じ高解像度精度を持つ可能性はより「頻繁」ではなくなり、かつ統計的により重要ではなくなる（または、統計的に不正確性はめったに発生しないため、時間の経過とともに報告精度を満たさなくなるリスクがより低くなる）。測定値またはモニタリング値がベースラインに近い場合、ＲＡＤは非常に高精度の値を提供する。値がベースラインから遠い場合、精度はより重要ではなくなり、より広い範囲に対応できるように（かつ帯域幅の消費がより少なくなるように）精度を調整することができる。

【0013】

図１は、１つ以上の実施形態による、電気モニタリングを含む電気システム１００を示す。電気システム１００は、配電網１０を含むまたは配電網１０を伴うことができる。ステーション１２（例えば、変電所）は、１つ以上の主電源１１にて配電網１１に相互接続されている。ステーション１２は、サービスライン１４、１６、１８を介して、産業消費者３０、商業または高密度住宅の消費者３２、および／または住宅消費者３４等の１以上の消費者（例えば、顧客）に公共電気サービスを提供する（引込線２２を介して住宅消費者３４に供給するために、変圧器２０を介在させて、サービスライン１８上の電圧を降圧させてもよい。）

【0014】

電気モニタリング装置１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｅ、１１０ｆ、１１０ｇ、１１０ｈ、１１０ｋ（総称して、電気モニタリング装置１１０ａ～ｋ）は、システム１０全体にわたって様々な地点に配置されて、システム１０の様々な地点で電気をモニタリングすることができる。図１に僅かに拡大して示されるように、電気モニタリング装置１１０ｃは、結合部（例えば、モニタリング対象のサービスライン１６ｍに結合する分割コア変流器）、プロセッサ１２０、メモリ１２５、不揮発性メモリ１３０、通信プロセッサ１３５（例えば、通信ネットワークインタフェース、無線通信ネットワーク送信機／送受信機）、および収集されたエネルギーを貯蔵し、貯蔵されたエネルギーを放出して、プロセッサ１２０、通信プロセッサ１３５、および／またはモニタリング装置１１０ｃの他のコンポーネントに給電するエネルギー貯蔵装置を含むことができる。電気モニタリング装置１１０ａ～ｋは、無線通信ネットワーク（例えば、ＷｉＦｉ、ＬｏＲａＷＡＮ、ＳｉｇＦｏｘ ＩｏＴ）、クラウドコンピューティングネットワークまたはシステム、および／またはインターネット等の電子通信ネットワーク５０と通信することができる。サーバシステム１４２も通信ネットワーク５０と通信してもよい。

【0015】

電気モニタリング装置１１０ａ～ｋは、サーバシステム１４２により受信可能な通信ネットワークへのデータ送信または通信１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄ、１５０ｅ、１５０ｆ、１５０ｇ、１５０ｈ、１５０ｋ、１５０ｍ（総称して、通信１５０ａ～ｍ）を提供することができる。データには測定値データが含まれ得る。通信１５０ａ～ｍには、測定値データの精度を維持しながらパケットサイズをより小さくできるＲＡＤスキームの実施形態が含まれ得る。上で触れたように、ＲＡＤスキームの実施形態を使用して、ベースライン値または標準値（例えば、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの周波数標準、または米国の電圧標準等）からの偏差＋および－パーセンテージの形式でデータを提供することができる。偏差が元のベースライン値に非常に近い場合、値の精度は重要になる。しかしながら、ベースラインから離れるほど、値の精度はそれほど重要ではなくなる（または、統計的に不正確性はめったに発生しないため、時間の経過とともに報告精度を満たさなくなるリスクがより低くなる）。測定値またはモニタリング値がベースラインに近い場合、ＲＡＤは非常に高精度の値を提供する。値がベースラインから遠い場合、精度はそれほど重要ではなくなり、より広い範囲に対応できるように（かつ帯域幅の消費がより少なくなるように）精度を調整することができる。

【0016】

（履歴の観点から）ヒストグラムの動きを使用して、統計的に有意な値のサンプリングにわたる各値の頻度カウントのベル曲線のように見える値を統計的に予測することができる。ヒストグラムを使用して、間隔スケールで測定された特定のデータポイントの頻度を要約することができる。ヒストグラムは、指定された値の範囲内（「ビン」または「スロット」と呼ばれる）に含まれるデータポイントの量または頻度を表示することで、数値データの視覚的な解釈を提供することができる。縦棒グラフとは異なり、ヒストグラムは棒の間に隙間がないことを除いて、ヒストグラムは縦棒グラフに似ている。値の頻度の分布は、図２Ａ～図２Ｃ３に示す例のように、様々な「パターン」で発生し得る。

【0017】

図２Ａは、通常の分布（正規分布）パターン２００ａを示す。通常の分布は対称的に見え、平均の一方の側のポイントは、平均のもう一方の側と同程度に発生する可能性がある。このタイプの分布により、標準的なユーティリティ住宅用１２０Ｖ ＡＣライン電圧で、ベースライン１２０Ｖ ＡＣ値の高い側（右側）と低い側（左側）との両方で「同程度の頻度の」電圧変動が発生する。従って、ルックアップテーブルの中心は、ヒストグラム（または確率分布）の中心点になり、最高の解像度は、規制の最高の「ターゲット電圧」値に最も近い場所で生じる。

【0018】

図２Ｂは、左すそが長い分布パターン２００ｂを示している。左すそが長い分布は、負の歪度を持つ分布とも呼ばれる。即ち、スケールの頂部で最も多くのデータ値が発生し、スケールの左側（下方）に行くほど値が少なくなる。左すそが長い分布は、通常、データの上端境界がヒストグラムの右側にある場合に発生する。例えば、力率の場合のように、１００％等の境界が挙げられる。回路の効率が１００％を超えることは不可能であるため、最高値は１００％であり、「１」で表される。しかしながら、これが最高値ではあるものの、効率的に配線および設計された回路で最も頻繁に発生する値ではない可能性があり、何故なら、「完璧」に到達するのは困難であり、例えば、０．９８～０．９９が、電気回路が「統計的に」達成し得る完璧に最も近い値であり得る。次に頻度の高い範囲は、０．９７～０．９７９であり、その次に０．９６～０．９６９であり得る。全ての値は、最高の効率から徐々に減少するが、効率値が「最高値」から離れるほど、それらが生じる頻度は低くなる。従って、本開示の実施形態は、精度を損なうことなく（かつ帯域幅を維持しながら）ルックアップテーブルに表される「ビン」または「スロット範囲」を広げることができる。

【0019】

図２Ｃは、右すそが長い分布パターン２００ｃを示している。右すそが長い分布は、左すそが長い分布の反対で、スケールの底部で最も多くのデータ値が発生し、スケールの右側（上方）に行くほど値が少なくなる。右すそが長い分布は、通常、データの下端境界がヒストグラムの左側にある場合に発生する。

【0020】

ほとんどの人が、少なくとも１種類のベル曲線ヒストグラム、例えば、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｆの「成績評価スケール」についてよく知っている。教師が「スケールで成績評価している」と報告した場合、私たちは、教師が私たちのほとんどが「並」であるという仮定のルールを適用していることを（生徒の最も頻繁な成績の集団がスケールの中央に収まることを）学んでいる。教師は、ほとんどの生徒がＣ＋を取得する統計曲線によって反映された、様々な生徒に対して不十分な指導を強制している可能性がある。しかしながら、この曲線は、クラスが非常に優秀な人々で「詰め込まれている」「優等生クラス」に在籍している場合には崩れ、即ち、実際の曲線は、（大多数がおそらく「Ａ＋」を取得すべきである）左側に歪んでいる。

【0021】

ヒストグラムパターンは、ライン電圧変動と力率変動との両方の発生方法と整合させることができるため、本開示の実施形態は、報告精度（それが重要である場合）を維持し、より少ないビット（またはより低い帯域幅）を使用して、「統計的に可能性のある」ＶＡＲＩＡＮＣＥ％値の最高パーセンテージを表すように独自のプロセスを採用することができる。更に、開示された実施形態は、発生する可能性が低い「電圧」値に対して「帯域幅を無駄に」（または解像度を無駄に）するのではなく、代わりに、それらをデータポイントとしての基本参照値から離れたより広い％変動範囲に変換することができる。％変動頻度をサンプリング全体にわたって使用することができ、最も存在する可能性の高いデータポイントと高解像度の「ビン」を一致させることができる。換言すると、本開示の実施形態は、存在する可能性が低い値に対して貴重なルックアップテーブルスロットを無駄にせず、変動範囲は、最も低い頻度の回答（例えば、値）で広がる。これは、シリアル通信および／または無線通信を介して値を送信する場合に特に重要である。値がベースラインから大きく歪んでいる場合、精度はそれほど重要ではないが、値が歪んだ原因は依然として顧客が解決する必要がある。

【0022】

（基準値または目標値から外れた極端な値の場合、データから得られる洞察は常に同じである可能性が高いことに留意されたい。即ち、「緊急に修正する必要がある。」顧客は、８０Ｖ ＡＣレポートを３０Ｖ ＡＣレポートと区別して扱うことはなく、即ち、何かが壊れており、修正が必要である。）

【0023】

本開示は、高い精度を維持しつつ、元の値のサイズ（ビット数／バイト数）を縮小する技術を含む装置および方法の実施形態を対象としている。例えば、パーセンテージ（１％～１００％）は、通常、ｆｌｏａｔ型（４バイト）またはｄｏｕｂｌｅ型（８バイト）に格納される。これにより、値に多くの粒度が与えられる（通常、それぞれ、１．２Ｅ－３８～３．４Ｅ＋３８および２．３Ｅ－３０８～１．７Ｅ＋３０８）。

【0024】

パーセンテージ数値は、０～２５５までのルックアップテーブル内の位置を識別する単一バイト（符号なしｃｈａｒ）に「ビン化」または格納することもでき、各ビン位置は特定のパーセンテージ値ＲＡＮＧＥを表す。

【0025】

図３は、既存の電気モニタリングシステムに典型的なバイトマップ３００である。バイトマップ３００は、バイトマップ３００内の位置を表す数値３０５を含むことができる。いくつかの実施形態では、バイトマップ３００は数値３０５を省略する。バイトマップ３００は、ビット値３１０および測定値アナログバケット３２０を含むことができる。ビット値３１０は、パケットで送信される実際のビットであり得る。ビット値３１０の各個別バイトは、測定値アナログバケット３２０のうちの測定値アナログバケットに関連付けられ得る。測定値アナログバケット３２０は、バイトマップ３００で定義された任意の値であることができる。ビット値３１０は、任意に定義された値を有する測定値アナログバケット３２０に関連付けられ得る。

【0026】

測定値アナログバケット３２０は、ターゲット３２２を含むことができる。ターゲット３２２は、ターゲットが数値３０５の値１２８に関連付けられるように、バイトマップ３００の中央に配置することができる。ターゲット３２２は、予測される測定値であることができる。例えば、バイトマップ３００は、予測される電圧が１２０ボルトの住宅用途で電圧を測定するために使用することができ、バイトマップ３００は１２０ボルトのターゲット３２２を有することができる。いくつかの実施形態では、本明細書に示すように、測定値アナログバケット３２０は、ターゲット３２２が０であり、測定値アナログバケット３２０がターゲット３２２からの偏差であるように、ターゲット３２２に対する相対として表される。他の実施形態では、測定値アナログバケット３２０は、１２０ボルト、１２１ボルト等の実際の測定値である。測定値アナログバケット３２０は、ターゲットより下の第１の偏差セル３２３、ターゲットより上の第１の偏差セル３２４、ターゲットより下の最後の偏差セル３４３、ターゲットより上の最後の偏差セル３４４、およびヌル値３２１を含むことができる。ヌル値３２１は、バイトマップ３００のヘッダーであることができる。ターゲットより下の第１の偏差セル３２３は、ターゲット３２２より下の値を表すことができる。ターゲットより下の第１の偏差セル３２３は、ターゲット３２２より１つの偏差、または増分下であることができ、この場合、全ての測定値アナログバケット３２０は、偏差に応じて間隔をあけた値を有する。例えば、ターゲットより下の第１の偏差セル３２３は、ターゲット３２２より１ｋＶ低く、測定値アナログバケット３２０は全て１ｋＶ間隔をあけることができる。偏差は、所定の任意の数値であることができる。ターゲットより下の最後の偏差セル３４３は、バイトマップ３００に含まれる最低値であり得る。ターゲットより下の最後の偏差セル３４３は、測定値アナログバケット３２０および偏差の数によって定義され得る。例えば、ターゲット３２２が２５５の数値を有するバイトマップ３００の値１２８に関連付けられ、偏差が１ｋＶである場合、ターゲットより下の最後の偏差セル３４３は、ターゲット３２２より１２７ｋＶ低い値を表し得る。同様に、ターゲットより上の最後の偏差セル３４４は、バイトマップ３００に含まれる最高値であり得る。ターゲットより上の最後の偏差セル３４４は、測定値アナログバケット３２０および偏差の数によって定義することができる。例えば、ターゲット３２２が２５５の数値を有するバイトマップ３００の値１２８に関連付けられ、偏差が１ｋＶである場合、ターゲットより上の最後の偏差セル３４４は、ターゲット３２２より１２７ｋＶ上の値を表し得る。いくつかの実施形態では、測定値アナログバケット３２０は値の範囲を表し得る。測定値アナログバケット３２０の各バケットは、後続の測定値との間の値が含まれ得る。例えば、ターゲットより下の第１の偏差セル３２３は、全ての値をターゲット３２２より１ｋＶ低く、またはターゲット３２２より１ｋＶ下からターゲット３２２までの全ての値を表すことができる。

【0027】

明らかに、このアプローチは精度がはるかに低く、特定の小数値を用いることなく範囲を表しているため、これらのデータ値をｆｌｏａｔまたはｄｏｕｂｌｅと同じ解像度で表すことはできない。

【0028】

本発明による適応符号化および復号化は、予測される目標値に基づいてバイトマップのバケットのサイズを適応させることにより、粗い測定値の問題を解決することができる。

【0029】

図４は、１つ以上の実施形態による、相対的適応復号化（および符号化）を実装する電気モニタリングシステムのバイトマップ４００である。バイトマップ４００は、本明細書で説明される適応型スケールを採用したルックアップテーブルに類似しているか、またはその一例である。バイトマップ４００は、バイトマップ４００内の位置を表す数値４０５を含むことができる。いくつかの実施形態では、バイトマップ４００は数値４０５を省略する。バイトマップ４００は、ビット値４１０および測定値アナログバケット４２０を含むことができる。ビット値４１０は、パケットで送信される実際のビットであり得る。ビット値４１０の各個別バイトは、測定値アナログバケット４２０のうちの測定値アナログバケットに関連付けられ得る。測定値アナログバケット４２０は、バイトマップ４００で定義される任意の値であり得る。ビット値４１０は、任意に定義された値を有する測定値アナログバケット４２０に関連付けられ得る。

【0030】

測定値アナログバケット４２０は、ターゲット４２２を含むことができる。ターゲット４２２は、ターゲットが数値４０５の値１２８に関連付けられるように、バイトマップ４００の中央に配置され得る。ターゲット４２２は、予測される測定値であることができる。例えば、バイトマップ４００は、予測される電圧が１２０ボルトの住宅用途で電圧を測定するために使用することができ、バイトマップ４００は、１２０ボルトのターゲット４２２を有することができる。いくつかの実施形態では、本明細書に示すように、測定値アナログバケット４２０は、ターゲット４２２に関連付けられるバケットが０またはターゲット４２２の．０１Ｖ以内の全ての値であり、測定値アナログバケット４２０がターゲット４２２からの偏差であるように、ターゲット４２２に対する相対として表される。他の実施形態では、測定値アナログバケット４２０は、１２０ボルト、１２１ボルト等の実際の測定値である。測定値アナログバケット４２０は、ターゲットより下の第１の偏差セル４２３、ターゲットより上の第１の偏差セル４２４、ターゲットより下の最後の偏差セル４４３、ターゲットより上の最後の偏差セル４４４、およびヌル値４２１を含むことができる。ヌル値４２１は、バイトマップ４００のヘッダーであることができる。

【0031】

ターゲットより下の第１の偏差セル４２３は、ターゲット４２２より下の値を表すことができる。ターゲットより下の第１の偏差セル４２３は、ターゲット４２２より１つの偏差下であり得る。第１の偏差は、第１の精度レベルを表す所定の数値であることができる。例えば、第１の偏差は、第１の偏差を使用する測定値アナログバケット４２０の連続するバケットが．０２Ｖ離れた値を表すように、．０２Ｖであることができる。いくつかの実施形態では、連続する各バケットは異なる偏差を使用する。例えば、ターゲット４２２からの連続する各バケットは、ターゲット４２２に近いほどより正確な測定値が表され、ターゲット４２２から遠いほどより正確でない測定値が表されるように、より大きな偏差を使用することができる。いくつかの実施形態では、ターゲットより上の第１の偏差セル４２４は、ターゲット４２２より．０１Ｖ～．０２Ｖ上の値を表すことができる。ターゲットより上の第２の偏差セル４２６は、ターゲットより．０２Ｖ～．０５Ｖ上の値を表すことができる。ターゲット４２２に近いほどより精度の高い測定値を使用し、ターゲット４２２から遠いほど精度の低い測定値を使用することにより、適応型スケールが提供され、測定の精度がターゲット４２２の周囲の正確な値を測定するように調整される。ターゲット４２２を新しいターゲットに変更することによって、スケールが調整されて、新しいターゲットの周囲の精度が提供される。バイトマップ４００等の相対バイトマップを使用することにより、バイトマップ４００を更新することなく、測定の精度を調整することができる。ターゲット４２２が更新される限り、同じバイトマップ４００を使用して、ターゲット４２２に相対する値を符号化および復号化することができる。

【0032】

値が「適応型」スケールで要素を表すように変更された場合、ルックアップテーブルを使用して最も重要な（最も頻繁に繰り返される）値を定義することができる。このスケールは、エッジインテリジェントデバイス（データのコーディングおよびビットパッキング）により、その「ルックアップテーブル割り当て」とバックエンドデータベース（データの暗号解除、アンパック、および復号化を行う）との整合性が取れている限り、適応可能である。

【0033】

同じ差異の割合の例を使用すると、表１に示すように、１バイト内で、保存／送信にこれ以上ビットを使用することなく、より細分化することができる。

【0034】

【表1】

【0035】

適応型復号化プロセスにより、値に０．５パーセントの精度を追加することができる。しかしながら、未使用の値が未だに５５個ある。

【0036】

相対的適応復号化（ＲＡＤ）

【0037】

値をベースラインまたは標準と比較する場合、ルックアップテーブルを変更して精度を更に高めることができる。これは、予測される標準値またはベースライン値があることを意味している。値は、「通常」、そのベースラインの一定のパーセンテージ以内である。ベースライン値との比較は、ベースラインから離れるほど精度の重要性が低くなる、即ち、その時点では、おおよそどの程度悪いのかを（顧客が修正する必要があることを）知るだけでよい、電気特性測定に特に有用である。

【0038】

ベースラインと比較するこのアプローチは、ＲＡＤスキームにつながる。値が基準値または目標値に近い場合、ＲＡＤスキームの値が極めて正確になるようにルックアップテーブルを設計することができる。値がベースラインから遠い場合、精度の重要性が低くなる可能性があり、その場合、その代わりに、ルックアップテーブルの値は、解像度が広くなる（精度が低くなる）。

【0039】

例：電圧測定

【0040】

ほとんどの場合、電圧を測定する場合、値が予測される電圧に近い場合（例えば、ベースラインに近い場合）に精度が最も重要になる。例えば、米国の住宅の電力線は、多くの他のデータポイントの中でも、電圧およびアンペア（電流）を有する。電圧標準は１２０ボルトである。米国全体の平均は、約１１０Ｖ～１２０Ｖの間である（例えば、１２０ボルト＋－６％）。

【0041】

この既知の平均を使用して、表２に示すように、ルックアップテーブルを合理化して精度を更に高めることができる。

【0042】

【表2】

【0043】

利用可能な全てのビン・スロットを使用することによって、ベースライン（１００％）に近づくほど、極めて高い精度を提供することができる。

【0044】

力率（Ｐ．Ｆ．）値が７０％を下回ることは非常にまれである故に、可能であれば、低い値の一部を削除し（例えば、低い値を表すビン・スロット範囲の一部を広げ）、表３に示すように、値がベースラインに近づくにつれて精度を更に向上させることができる。

【0045】

【表3】

【0046】

別の代替として、使用するビット数を減らすこともできる。１バイト（８ビット）の代わりに５ビットを使用することができ、これにより、表４に示すように、３２個の可能なビン・スロットが得られる。

【0047】

１２０Ｖの標準を使用したいくつかの例：１１７Ｖの電圧は１２０Ｖの９７．５％である故、ビン・スロットは２１（９７％）になる。１１８．５Ｖ（９８．７５％）の電圧では、ビン・スロットは２３（９８．５％）になる。１１２Ｖ（９３％）の電圧では、ビン・スロットは１７（９３％）になる。

【0048】

【表4】

【0049】

設置時に測定された基準値を使用すると、設置プロセスで電圧測定を行い、それを代わりに初期の中心点またはベースラインとして使用することによって、精度を更に向上させることができる。

【0050】

符号化された電圧中心点測定値は、上述したように、１１バイトのパケット等の小さなパケットでサーバに送信することができる。

【0051】

図５は、１つ以上の実施形態が行われるか、または他の方法で実施される環境５００を示している。環境５００は、電気使用量モニタ５１０、ネットワーク５２０、およびサーバ５３０を含むことができる。電気使用量モニタ５１０は、電圧、力率、および皮相電力をモニタリングする装置であることができる。電気モニタ５１０は、ネットワーク５２０を介して、サーバ５３０に電圧、力率、および皮相電力を通信することができる。ネットワークは、本明細書で説明するように、ＬｏＲａＷＡＮまたはＳｉｇＦｏｘ等のＩｏＴネットワーク等、任意のネットワークであり得る。電気使用量モニタ５１０およびサーバ５３０は、一致するルックアップテーブルを有することができる。ネットワーク５２０を介した通信は、本明細書で説明するように、制限されてもよい。電気使用量モニタ５１０およびサーバ５３０は、小さなパケットを使用して通信することができる。データは、ルックアップテーブルまたは他の方法を使用して圧縮され、電気使用量モニタ５１０とサーバ５３０との間で送信される。例えば、電気使用量モニタ５１０は、電圧測定値をルックアップテーブルの位置として符号化し、ルックアップテーブルの位置を含むパケットを、ネットワーク５２０を介してサーバ５３０に送信することができる。サーバ５３０は、ルックアップテーブルの位置を受信し、一致するルックアップテーブルを使用してルックアップテーブルの位置を復号化し、電圧測定値を決定することができる。

【0052】

図６は、１つ以上の実施形態による、電気使用量モニタ６１０のブロック図を示す。電気使用量モニタ６１０は、結合部品６１１、メータ６１２、メモリ６１３、通信インタフェース６１４、エンコーダ６１５、およびプロセッサ６１６を含むことができる。電気使用量モニタ６１０は、図５の電気使用量モニタ５１０の一例であることができる。結合部品６１１は、電気使用量モニタ６１０を電線に結合し、それにより、電気使用量モニタ６１０がメータ６１２を使用して電線の電圧、力率、および皮相電力を測定できるようにする。メモリ６１３は、電気測定値および過去の電気使用量測定値を格納することができる。メモリ６１３は、電気測定値を符号化するために使用されるルックアップテーブルを格納することができる。メモリ６１３は、サーバに送信される符号化された電気測定値を含むパケットを生成するための命令を格納することができる。通信インタフェース６１４は、サーバからパケットを送受信するように構成することができる。通信インタフェースは、ＬｏＲａＷＡＮまたはＳｉｇＦｏｘ等のネットワークを介してサーバと無線通信するように構成することができる。エンコーダ６１５は、ルックアップテーブルを使用して、メータ６１２によって捕捉された電気測定値をパケットに符号化するように構成することができる。プロセッサ６１６は、メモリ６１３と通信し、通信インタフェース６１４およびエンコーダ６１５を制御するように構成することができる。いくつかの実施形態では、エンコーダ６１５は、メモリ６１３に格納され、プロセッサ６１６によって実行されるプログラムである。

【0053】

図７は、１つ以上の実施形態による、サーバ７３０を示す。サーバ７３０は、デコーダ７３１、メモリ７３２、通信インタフェース７３３、およびプロセッサ７３４を含むことができる。サーバ７３０は、図５のサーバ５１０の一例であり得る。デコーダ７３１は、電気使用量測定値を符号化するために使用される電気使用量モニタルックアップテーブルと一致するルックアップテーブルを使用して、電気使用量モニタから受信したパケットを復号化するように構成することができる。メモリ７３２は、電気使用量モニタからのパケットを復号化する命令を含むことができる。通信インタフェース７３３は、ネットワークを介して、電気使用量モニタからパケットを送受信するように構成することができる。プロセッサ７３４は、メモリ７３２に結合されてもよく、デコーダ７３１および通信インタフェース７３３を制御するように構成することができる。いくつかの実施形態では、デコーダ７３１は、メモリ７３２に格納され、プロセッサ７３４によって実行されるプログラムである。

【0054】

図８は、１つ以上の実施形態による、適応符号化のための操作を示すフローチャート８００を示す。操作には、追加のステップまたはより少ないステップが含まれ得る。更に、操作は、図示されているのとは異なる順序であってもよい。

【0055】

電気使用量モニタは、測定値の範囲内の電気使用量測定値を決定し８１０、測定値の範囲は、測定値の通常の分布の一部である。

【0056】

電気使用量モニタは、電気使用量測定値のローリング平均を予測される電気使用量測定値と比較することができる８２０。ローリング平均は、分、時間、日、月、または年等の任意の時間の長さのウィンドウに基づいて決定することができる。一例では、電気使用量ローリング平均は、電圧の通常の分布から１１５ボルトとなり、予測される電気使用量測定値の１１８ボルトから統計的に有意な値となる。いくつかの実施形態では、電気測定値を予測される電気使用量測定値と比較することは、予測される電気使用量測定値から標準偏差の数を計算することを含む。他の実施形態では、電気測定値を予測される電気使用量測定値と比較することは、ローリングパーセンテージ変動を計算することを含む。

【0057】

電気使用量モニタは、電気使用量測定値が予測される電気使用量測定値と異なることに基づいて、電気使用量ローリング平均に等しい新しい予測される電気使用量測定値を設定する８３０。いくつかの実施形態では、電気使用量測定値が予測される電気使用量測定値と異なることは、電気使用量測定値のローリング平均が予測される電気使用量測定値からの標準偏差の数であることを含む。他の実施形態では、電気使用量測定値が予測される電気使用量測定値と異なることは、電気使用量測定値のローリング平均が予測される電気使用量測定値からの所定のパーセント変動（例えば、２σ）であることを含む。更に他の実施形態では、電気使用量測定値が予測される電気使用量測定値と異なることは、電気使用量測定値のローリング平均が予測される電気使用量測定値からの所定の数のルックアップテーブルバケットであることを含む。

【0058】

電気使用量モニタは、新しい予測される電気使用量測定値をサーバに送信し８４０、モニタは、新しい予測される電気使用量がルックアップテーブルのための測定値送信の復号化に使用されるという確認応答をサーバから受信することができる。

【0059】

電気使用量モニタは、新しい予測される電気使用量測定値で符号化テーブルを更新する８５０。いくつかの実施形態では、符号化テーブルは、複数の範囲が更新されたときにプライムバンドとエクスカーションバンドとの間の相対関係が維持されるように更新される。例えば、プライムバンドは、通常の分布の平均より１標準偏差上および１標準偏差下の値を含むことができ、符号化テーブルを更新することは、通常の分布の平均をシフトしつつ通常の分布を維持することを意味する。

【0060】

電気使用量モニタは、正しいか、または適切な予測される電気使用量測定値が見つかるまで、プロセス８００を繰り返すことができる。例えば、電気使用量モニタは、後続の電気使用量測定値を決定し、後続の電気使用量測定値を予測される電気使用量測定値と比較し、後続の電気使用量測定値に等しい更新された新しい予測される電気使用量測定値を設定し、更新された新しい予測される電気使用量測定値をサーバに送信し、新しい電気使用量測定値が新しい電気使用量測定値の所定の閾値内になるまで、更新された新しい予測される電気使用量測定値で符号化テーブルを更新するというプロセスを繰り返すことができる。例えば、予測される電気使用量測定値が１１９．９８～１２０ボルトであるが、電気使用量測定値が２４０ボルトである場合、２４０ボルトが１２０ボルトから２標準偏差以上離れるほど１２０ボルトから離れているため、２４０ボルトを含むビンは、２００～２５０ボルトをカバーするようにサイズ決めされ得る。２００～２５０ボルトの新しい予測される電気使用量測定値で符号化テーブルを更新することにより、分布の新しい中心が２２４．９８～２２５ボルトになり得る。後続の２４０ボルトの測定値により分布の中心が再びシフトするが、電気使用量測定値は前回のシフトほど平均から離れていないため、前回のシフトよりも小さなステップサイズでシフトする。電気使用量測定値が予測される電気使用量の閾値の所定の閾値（例えば、０．５ボルト）内になるまで、これらのシフトの繰り返しで符号化テーブルを更新することができる。

【0061】

図９は、１つ以上の実施形態による、適応復号化の操作を示すフローチャート９００を示す。操作には、追加のステップまたはより少ないステップを含めることができる。更に、操作は、図示されているのとは異なる順序であってもよい。

【0062】

サーバは、電気使用量モニタから測定値送信を受信することができる９１０。

【0063】

サーバは、測定値送信を復号化して、複数の位置を含むルックアップテーブル内の位置を決定することができ９２０、各位置は、電気使用量の測定値の範囲に関連付けられている。いくつかの実施形態では、ルックアップテーブル内の電気使用量の測定値の範囲は、プライムバンドおよび複数のエクスカーションバンドを含み、プライムバンドは、第１の精度を有する複数の測定値の範囲の第１のサブセットを含み、かつ予測される電気使用量測定値を含み、複数のエクスカーションバンドの各エクスカーションバンドは、第１の精度よりも低い精度を有する複数の測定値の範囲のサブセットを含む。例えば、ルックアップテーブル内の電気使用量の測定値の範囲は、通常の分布に従い、通常の分布の中心にある予測される電気使用量測定値に近い測定値は、予測される電気使用量測定値から遠い測定値よりも精度が高く、予測される電気測定値に近い値により多くの位置が割り当てられる。ルックアップテーブルは、電気使用量モニタでの符号化およびサーバでの復号化によって電気使用量測定値が正常に送信されるように、電気使用量モニタのルックアップテーブルと一致していてもよい。

【0064】

サーバは、ルックアップテーブルの位置に基づいて、電気使用量モニタによって測定された電気使用量測定値に対応する電気使用量の測定値の範囲を決定することができる９３０。

【0065】

サーバは、電気使用量モニタから新しい予測される電気使用量測定値を受信することができる９４０。

【0066】

サーバは、ルックアップテーブルの位置に関連付けられる測定値の範囲が新しい予測される電気使用量測定値を中心とするように、ルックアップテーブルを更新することができる９５０。いくつかの実施形態では、測定値の範囲を新しい予測される電気使用量測定値の中心にすることは、プライムバンドを新しい予測される電気使用量測定値の中心にすることを含む。いくつかの実施形態では、ルックアップテーブルは、プライムバンドとエクスカーションバンドとの間の相対関係が保持されるように更新される。例えば、プライムバンドおよびエクスカーションバンドは通常の分布を表し、通常の分布の中心は予測される電気使用量測定値であり、複数の測定値の範囲を更新することは、中心が新しい予測される電気使用量測定値となるように通常の分布をシフトすることを含む。フローチャート９００の操作は、図８に関連して説明したように、後続の電気測定値が新しい予測される電気使用量測定値の所定の閾値内になるまで繰り返され得る。いくつかの実施形態では、サーバは、新しい予測される電気使用量測定値を保持するよう、電気使用量モニタにメッセージを送信することができる。

【0067】

サーバは、復号化された測定値をサーバのメモリに保存することができる。復号化された測定値は、電気使用量モニタによって捕捉された測定値に対応する値であることができる。例えば、サーバは、電気使用量モニタによって測定された電圧および力率に対応する電圧値および／または力率値を保存することができる。

【0068】

一例では、電気使用量を測定する目的で、電気使用量モニタを電線に結合する。電気使用量モニタは、電気使用量を計算することができるように、電力の三相の電圧、力率、および皮相電力を測定する。電気使用量を正確に計算するには、電圧、力率、および皮相電力を一緒に測定および送信する必要がある。これら３つの値（三相全てで９つ）を別々に送信すると、これらがサーバに同時に到着しない可能性があり、電気使用量の計算にエラーが発生し得る。更に、電気使用量モニタは、１１バイトの小さなパケットサイズを必要とするＩｏＴネットワークを介してサーバと通信する。電気使用量モニタは、ルックアップテーブルを使用して、電気使用量測定値をルックアップテーブル内の位置として符号化する。ルックアップテーブルには、１２０ボルトに近い値のプライムバンドと、予測される電圧測定値と、１２０ボルトからの様々な標準偏差内の値を表すエクスカーションバンドとが含まれる。各バンドのルックアップテーブルで占められるルックアップテーブル内の位置の数は、通常の分布による、測定される各値の確率、または予測される頻度に対応し得る。従って、１２０ボルトから１標準偏差に対応するプライムバンドは、ルックアップテーブルの位置の６８％を占めつつ、１１５～１２５ボルトをカバーする一方、１２０ボルトを超える２標準偏差に対応する第１のエクスカーションバンドは、ルックアップテーブルの位置の１４％を占めつつ、１２５～１３０ボルトをカバーする。これにより、１２０ボルトに近い値の方が、１２０ボルトから遠い値よりも精度がより高くなる。電気使用量モニタは、電圧を測定し、その電圧をルックアップテーブルの位置として符号化し、ルックアップテーブルの位置を含むパケットをサーバに送信する。サーバは、電気使用量モニタによって使用されるルックアップテーブルと同じルックアップテーブルを使用して、ルックアップテーブル内の位置を復号化することで、電気使用量モニタによって測定される電圧を決定する。電気使用量モニタがプライムバンド外の電圧を測定すると、電気使用量モニタは、新しい電圧値をルックアップテーブル内の位置に関連付けることによってルックアップテーブルを更新する。電気使用量モニタがプライムバンド外の、１１４ボルトの電圧を測定した場合、ルックアップテーブルは１１４ボルトを中心とするように更新され、新しい予測される電気使用量測定値である約１１４ボルトの測定精度が向上する。新しいプライムバンドは１０４～１１９ボルトをカバーするが、プライムバンドとエクスカーションバンドとの相対的なサイズおよび位置は同じままである。ルックアップテーブルを更新する前に、電気使用量モニタは、電気使用量モニタの更新されたルックアップテーブルと一致するよう、サーバルックアップテーブルを更新するようにサーバにメッセージを送信する。電気使用量モニタは、一旦、サーバから更新されたサーバルックアップテーブルの確認応答を受信すると、電気使用量モニタはそのルックアップテーブルを更新するか、または更新を終了させる。サーバは、電気使用量モニタからメッセージを受信すると、サーバはメッセージを暗号解除し、メッセージを読み取って、予測される電気使用量測定値からの変動率に対応するルックアップテーブル内の位置を取得し、変動率および予測される電気使用量測定値から測定値を計算し、測定値をデータベースに格納する。このように、更新されたルックアップテーブルに電圧測定値を符号化することにより、サーバにてルックアップテーブルから電圧測定値を正確に復号化することができる。同じプロセスを使用して、測定値を符号化し、力率および皮相電力のルックアップテーブルを更新することができる。電気使用量モニタがサーバに送信するメッセージは、電気使用量の複数のパラメータのルックアップテーブルのルックアップテーブル位置を含むことができる。例えば、メッセージは、電力の３相の電圧および力率のルックアップテーブルのルックアップテーブル位置を含むことができる。力率や皮相電力等の様々な測定値を符号化するためのルックアップテーブルを作成するために、様々な統計分布を使用することができる。

【0069】

例示的実施形態
例１．電気使用量モニタであって、電気使用量モニタを結合して電気回路をモニタリングする結合部品と、電気回路の電気使用量を測定するメータと、メータから電気使用量測定値を受信して、電気使用量測定値に基づいて測定値送信を生成するエンコーダであって、測定値送信は、電気使用量測定値を含む測定値の範囲を表すビット配列を含み、測定値の範囲は複数の測定値の範囲のうちの１つであり、複数の測定値の範囲はプライムバンドおよび複数のエクスカーションバンドを含み、プライムバンドは第１の精度を有する複数の測定値の範囲の第１のサブセットを含み、かつ予測される電気使用量測定値を含み、複数のエクスカーションバンドの各エクスカーションバンドは、第１の精度よりも低い精度を有する複数の測定値の範囲のサブセットを含む、エンコーダと、エンコーダから測定値送信を受信し、通信ネットワーク上の宛先に通信するために、測定値送信を通信ネットワークに送信するように構成された通信インタフェースと、を含む、電気使用量モニタ。

【0070】

例２．各エクスカーションバンドがプライムバンドよりも広く、各エクスカーションバンドがプライムバンドよりも広範囲の測定値の範囲を表す、例１に記載の電気使用量モニタ。

【0071】

例３．宛先は、通信ネットワークを介して通信インタフェースから受信したビット配列から、エンコーダによって割り当てられた測定値アナログの測定値の範囲を識別するように構成された復号化コンポーネントを含む、例１に記載の電気使用量モニタ。

【0072】

例４．電気使用量は、電圧、アンペア数、抵抗、および力率のうちの少なくとも１つで測定される、例１に記載の電気使用量モニタ。

【0073】

例５．電気使用量の予測される電気使用量測定値は、電気回路の材料特性に基づく計算である、例１に記載の電気使用量モニタ。

【0074】

例６．電気使用量の予測される電気使用量測定値は、電気回路における電気使用量の測定値の繰り返しに基づく計算である、例１に記載の電気使用量モニタ。

【0075】

例７．測定値送信は、通信ネットワークの通信プロトコルの制限内のビット数を含む、例１に記載の電気使用量モニタ。

【0076】

例８．測定値の範囲内の電気使用量測定値を決定し、測定値の範囲は符号化テーブル内の複数の測定値の範囲のうちの１つであり、複数の測定値の範囲はプライムバンドおよび複数のエクスカーションバンドを含み、プライムバンドは、第１の精度を有する複数の測定値の範囲の第１のサブセットを含み、かつ予測される電気使用量測定値を含み、複数のエクスカーションバンドの各エクスカーションバンドは、第１の精度より低い精度を有する複数の測定値の範囲のサブセットを含み、電気使用量測定値を予測される電気使用量測定値と比較し、電気使用量測定値が予測される電気使用量測定値と異なることに基づいて、電気使用量測定値に等しい新しい予測される電気使用量測定値を設定し、新しい予測される電気使用量測定値をサーバに送信し、新しい予測される電気使用量測定値で符号化テーブルを更新するように構成されたプロセッサを含む、電気使用量モニタ。

【0077】

例９．電気使用量測定値を予測される電気使用量測定値と比較することは、予測される電気使用量測定値から標準偏差の数を計算することを含む、例８に記載の電気使用量モニタ。

【0078】

例１０．プロセッサは、プライムバンドが新しい予測される電気使用量測定値を中心とするように、新しい予測される電気使用量測定値で符号化テーブルを更新するように更に構成されている、例８に記載の電気使用量モニタ。

【0079】

例１１．複数の範囲が更新されるとき、プライムバンドとエクスカーションバンドとの間の相対関係が保持されるように、符号化テーブルが更新される、例１０に記載の電気使用量モニタ。

【0080】

例１２．符号化テーブル内の複数の範囲が通常の分布を表しており、通常の分布の中心は予測される電気使用量測定値であり、複数の測定値の範囲を更新することは、中心が新しい予測される電気使用量測定値になるように通常の分布をシフトすることを含む、例１１に記載の電気使用量モニタ。

【0081】

例１３．プロセッサは、後続の電気使用量測定値を決定し、後続の電気使用量測定値を新しい予測される電気使用量測定値と比較し、後続の電気使用量測定値が新しい予測される電気使用量測定値と異なることに基づいて、新しい予測される電気使用量測定値を更新し、更新された新しい予測される電気使用量測定値で符号化テーブルを更新するように更に構成されている、例８に記載の電気使用量モニタ。

【0082】

例１４．後続の電気使用量測定値が更新された新しい予測される電気使用量測定値の所定の閾値内になるまで、プロセッサが更に後続の電気使用量測定値を取得し、更新された新しい予測される電気使用量測定値で符号化テーブルを更新するように更に構成されている、例１３に記載の電気使用量モニタ。

【0083】

例１５．プロセッサによって実行されると、プロセッサに、サーバにて、電気使用量モニタからの測定値送信を受信させ、サーバによって、測定値送信を復号化させて、複数の位置を含むルックアップテーブル内の位置を決定させることであって、各位置は電気使用量の測定値の範囲に関連付けられており、サーバによって、ルックアップテーブル内の位置に基づいて、電気使用量モニタによって測定された電気使用量測定値に対応する電気使用量の測定値の範囲を決定させ、サーバにて、電気使用量モニタからの新しい予測される電気使用量測定値を受信させ、サーバによって、ルックアップテーブルの位置に関連付けられた測定値の範囲が新しい予測される電気使用量測定値を中心とするように、ルックアップテーブルを更新させる命令を含む、非一時的なコンピュータ可読媒体。

【0084】

例１６．ルックアップテーブル内の電気使用量の測定値の範囲は、プライムバンドおよび複数のエクスカーションバンドを含み、プライムバンドは、第１の精度を有する複数の測定値の範囲の第１のサブセットを含み、かつ予測される電気使用量の測定値を含み、複数のエクスカーションバンドの各エクスカーションバンドは、第１の精度よりも低い精度を有する複数の測定値の範囲のサブセットを含む、例１５に記載の媒体。

【0085】

例１７．プライムバンドが新しい予測される電気使用量測定値を中心とするように、プロセッサにルックアップテーブルを新しい予測される電気使用量測定値で更新させる命令を更に含む、例１６に記載の媒体。

【0086】

例１８．プライムバンドとエクスカーションバンドとの間の相対関係が保持されるように、プロセッサにルックアップテーブルを更新させる命令を更に含む、例１７に記載の媒体。

【0087】

例１９．ルックアップテーブル内の電気使用量の測定値の範囲は通常の分布を表し、通常の分布の中心は予測される電気使用量測定値であり、複数の測定値の範囲を更新することは、中心が新しい予測される電気使用量測定値となるように通常の分布をシフトすることを含む、例１８に記載の媒体。

【0088】

例２０．プロセッサに、サーバにて、後続の電気使用量測定値を受信させ、サーバによって、後続の電気使用量測定値を新しい予測される電気使用量測定値と比較させ、後続の電気使用量測定値が新しい予測される電気使用量測定値の所定の閾値内にあることに基づいて、新しい予測される電気使用量測定値を保持するよう、電気使用量モニタにメッセージを送信させる命令を更に含む、例１７に記載の媒体。

【0089】

例２１．通信インタフェースから、電気使用量測定値を含む測定値送信を受信する１つ以上のプロセッサであって、測定値送信は、電気使用量測定値を含む測定値の範囲を表すビット配列を含み、測定値の範囲は複数の測定値の範囲のうちの１つであり、複数の測定値の範囲はプライムバンドおよび複数のエクスカーションバンドを含み、プライムバンドは、第１の精度を有する複数の測定値の範囲の第１のサブセットを含み、かつ予測される電気使用量測定値を含み、複数のエクスカーションバンドの各エクスカーションバンドは、第１の精度よりも低い精度を有する複数の測定値の範囲のサブセットを含む、１つ以上のプロセッサと、エンコーダから測定値送信を受信し、通信ネットワーク上の宛先への通信のために、測定値送信を通信ネットワークに送信するように構成された通信インタフェースと、を備える、電気使用量モニタリングサーバ。

【0090】

例２２．通信インタフェースを介して通信ネットワーク上で電気使用量モニタリング装置から受信した測定値送信から、測定値の範囲内の電気使用量測定値を復号化するデコーダを備え、測定値の範囲は復号化テーブル内の複数の測定値の範囲のうちの１つであり、複数の測定値の範囲はプライムバンドおよび複数のエクスカーションバンドを含み、プライムバンドは、第１の精度を有する複数の測定値の範囲の第１のサブセットを含み、かつ予測される電気使用量測定値を含み、複数のエクスカーションバンドの各エクスカーションバンドは、第１の精度より低い精度を有する複数の測定値の範囲のサブセットを含み、電気使用量測定値を予測される電気使用量測定値と比較し、電気使用量測定値が予測される電気使用量測定と異なることに基づいて、電気使用量測定値に等しい新しい予測される電気使用量測定値を設定し、通信インタフェースによって新しい予測される電気使用量測定値を電気使用量モニタリング装置に送信し、新しい予測される電気使用量測定値で復号化テーブルを更新する、電気使用量モニタリングサーバ。

【0091】

例２３．電気使用量モニタを結合して電気回路をモニタリングする結合部品と、電気回路の電気使用量を測定するメータと、メータから電気使用測定値を受信して電気使用測定値に基づいて測定値送信を生成するエンコーダであって、測定値送信は、電気使用量測定値を含む測定値の範囲を表すビット配列を含み、測定値の範囲は複数の測定値の範囲のうちの１つであり、複数の測定値の範囲はプライムバンドおよび複数のエクスカーションバンドを含み、プライムバンドは、第１の精度を有する複数の測定値の範囲の第１のサブセットを含み、かつ予測される電気使用測定値を含み、複数のエクスカーションバンドの各エクスカーションバンドは、第１の精度よりも低い精度を有する複数の測定値の範囲のサブセットを含む、エンコーダと、エンコーダから測定値送信を受信し、通信ネットワーク上の宛先への通信のために通信ネットワークに測定値送信を送信するように構成された装置通信インタフェースと、を備える電気使用量モニタと、通信ネットワークを介して電気モニタリング装置から測定値送信を受信し、測定値送信から電気使用量測定値を復号化するデコーダを備える電気使用量モニタリングサーバと、を備える、電気使用量モニタリングシステム。

【0092】

例２４．電気使用量モニタリングサーバは、更に、電気使用量測定値を予測される電気使用量測定値と比較し、電気使用量測定値が予測される電気使用量測定値と異なることに基づいて、電気使用量測定値に等しい新しい予測される電気使用量測定値を設定し、サーバ通信インタフェースによって、新しい予測される電気使用量測定値を電気使用量モニタリング装置に送信し、新しい予測される電気使用量測定値で復号化テーブルを更新する、１つ以上のプロセッサを備える、例２３に記載の電気使用量モニタリングシステム。

【0093】

本開示の原理を様々な実施形態で示したが、特定の環境および動作要件に特に適合する、実際に使用される構造、配置、比率、要素、材料およびコンポーネントについて、本開示の原理および範囲から逸脱することなく、多くの修正を行うことができる。これらおよび他の変更または修正は、本開示の範囲内に含まれることが意図されている。

【0094】

本発明の基礎となる原理から逸脱することなく、上述した実施形態の詳細に多くの変更を加え得ることは、当業者には明らかであろう。従って、本発明の範囲は、特許請求の範囲によってのみ決定されるべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【国際調査報告】