KR100977503B1 - Automatic meter reading system using binary cdma technology - Google Patents

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KR100977503B1
KR100977503B1 KR1020100001925A KR20100001925A KR100977503B1 KR 100977503 B1 KR100977503 B1 KR 100977503B1 KR 1020100001925 A KR1020100001925 A KR 1020100001925A KR 20100001925 A KR20100001925 A KR 20100001925A KR 100977503 B1 KR100977503 B1 KR 100977503B1
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KR
South Korea
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slave
master
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binary cdma
meter reading
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KR1020100001925A
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Korean (ko)
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정완수
김경일
오세경
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(주)이노비드
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Abstract

PURPOSE: A remote inspection system is provided to implement a economic and efficient remote inspection by using a binary CDMA technology. CONSTITUTION: A collecting device(400) is operated as a master of a piconet while a remote inspection terminal is operated as a slave. The collecting device and the remote inspection terminal are connected through a multiple access after a mutual authentication. The collecting device obtains power metering information from a plurality of customers and simultaneously upgrades the plural remote inspection terminals through a multiple access.

Description

바이너리 CDMA 기술을 이용한 원격 검침 시스템{Automatic meter reading system using binary CDMA technology}Automatic meter reading system using binary CDMA technology

본 발명은 바이너리 CDMA 기술을 이용한 원격 검침 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 전송 속도, 전송 거리 및 데이터 처리 용량 등에 있어 장점을 갖는 바이너리 CDMA 기술을 적용함으로써, 전력량계에 대한 보다 경제적이고 효율적인 원격 검침이 가능하도록 하는 바이너리 CDMA 기술을 이용한 원격 검침 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a remote meter reading system using a binary CDMA technology, and more particularly, by applying a binary CDMA technology having advantages in transmission speed, transmission distance, data processing capacity, etc., a more economical and efficient remote meter reading for a power meter. It relates to a remote meter reading system using binary CDMA technology to enable this.

지능형 원격 검침 분야는 향후 10년 동안 세계 시장 규모가 약 120조원에 이를 것으로 전망되고 있으며, 국내 시장의 경우 1조 3천억원 정도 규모로 추정되고 있다.In the intelligent remote meter reading field, the global market is expected to reach about 120 trillion won in the next 10 years, and the domestic market is estimated to be about 1.3 trillion won.

이에 따라, 저비용 고성능의 원격 검침 기술 개발은 많은 국가 및 기업들에 있어 큰 이슈 가운데 하나로 각광받고 있는 게 현실이다.Accordingly, the development of low cost, high performance remote metering technology is one of the big issues in many countries and companies.

현재 국내에서 제안되거나 실행되고 있는 전력량계에 대한 원격 검침에는 주로 전화선 또는 전력선 통신 방식을 적용한 유선 방식이나 지그비(zigbee) 또는 RF 통신 방식 등의 무선 방식이 시도되고 있다.Currently, the remote meter reading for the electricity meter, which is proposed or implemented in Korea, is mainly attempted a wireless method such as a wired method, a zigbee or an RF communication method using a telephone line or a power line communication method.

하지만, 유선 방식의 경우 속도가 빠르고 데이터 처리 용량이 크기 때문에 부가 서비스 등의 수행이 가능하다는 장점을 갖는 반면, 유선 통신 방식의 설치 운용 편리성의 한계를 갖고 있으며, RF 통신 방식 등과 같은 무선 통신 방식의 경우 전송 속도, 전송 거리 및 데이터 처리 용량 등에 제한을 가지는 문제점이 있다.However, the wired method has the advantage of being able to perform additional services due to its high speed and large data processing capacity, but has the limitation of convenience of installation and operation of the wired communication method, and of wireless communication method such as RF communication method. In this case, there is a problem in that there is a limit in transmission speed, transmission distance, and data processing capacity.

따라서, 상기와 같은 통상의 통신 방식이 갖는 문제점을 해결할 수 있으면서도, 시스템의 구축 및 운용을 경제적, 효율적으로 수행할 수 있도록 하기 위한 새로운 원격 검침 기술의 개발이 요구되고 있다.Accordingly, there is a need for the development of a new remote meter reading technology to solve the problems of the conventional communication method as described above, and to economically and efficiently perform the construction and operation of the system.

이에 따라 현재 연구 중인 것이 코이노니아(Koinonia)이다. 코이노니아는 고속 무선 개인 네트워크(Wireless Personal Atra Network: WPAN) 기술로 무선으로 근거리 디바이스들을 연결하여 통신을 하기 위해 개발되었다. 코이노니아의 물리계층은 바이너리(binary) CDMA를 기반으로 하고 있으며, 데이터링크 계층은 매체 접근 제어(MAC) 계층과 Adaptation 계층으로 구성된다. 코이노니아의 위상 변조 방식과 멀티 코드 대역 확산 기술을 이용한 물리 계층은 강한 내잡음성과 자유롭게 조정이 가능한 대역폭을 제공해 주며, 이를 이용한 데이터 링크 계층을 각 트래픽 특성에 맞는 서비스 품질을 보장해주므로, 단순 데이터뿐 아니라 음성, 비디오와 같은 멀티미디어 서비스를 지원한다.Thus, Koinonia is currently under study. Koinonia is a high-speed wireless personal network (WPAN) technology developed to connect and communicate with short-range devices wirelessly. Koinonia's physical layer is based on binary CDMA, and the data link layer is composed of a media access control (MAC) layer and an adaptation layer. The physical layer using Koinonia's phase modulation method and multi-code spread spectrum technology provides strong noise resistance and freely adjustable bandwidth, and the data link layer guarantees the quality of service for each traffic characteristic. It supports multimedia services such as voice and video.

코이노니아 표준의 범위는 개인 운용 공간 내부나 그 외부에서 내부로 진입하는 고정, 휴대용, 그리고 이동용 기기들 사이에 고속의 데이터 전송 네트워크를 구축하기 위하여 물리계층(Physical Layer:PHY)과 데이터 링크 계층(Data link layer) 프로토콜의 규격을 정의하는 것이다. POS는 통상적으로 인간이나 물체를 기준으로 사방 10m를 포함하는 공간으로써 정지상태나 이동중인 인간을 포함한다. 코이노니아 표준의 목적은 코이노니아 기기들간의 상호 운용을 보장하기 위하여 필요한 일단의 프로토콜 명세서를 정의하는 것이다.The scope of the Koinonia standard extends the Physical Layer (PHY) and Data Link Layer (Data) to create a high-speed data transfer network between fixed, portable, and mobile devices that enter into or out of a personal operating space. link layer) Defines the protocol specification. POS is a space that includes 10m in all directions with respect to a human or an object, and includes a stationary or moving human. The purpose of the Coinonia standard is to define a set of protocol specifications necessary to ensure interoperability between Coinonia devices.

코이노니아는 네트워크의 인프라 없이도 네트워크를 구성할 수 있는 애드혹 네트워크를 기본으로 하고 있다. 코이노니아 네트워크에 참여한 기기들은 그 역할에 따라 크게 마스터와 슬레이브로 나누어 지지만, 모든 스테이션이 마스터와 슬레이브 역할을 할 수 있고 기기들간에 상황에 따라 마스터를 선출하여 네트워크를 구성하므로 별도의 네트워크 인프라의 도움없이 기기들만으로 자유로운 네트워크 구성이 가능하다.Koinonia is based on an ad hoc network that can be configured without a network infrastructure. The devices participating in the Koinonia network are divided into master and slave according to their role, but all stations can act as master and slave, and they select the master according to the situation and configure the network according to the situation without the help of a separate network infrastructure. Free network configuration is possible with only the devices.

개인 무선 네트워크에서는 무선 환경에서의 특성상 채널상태와 개인 이동 기기들의 운영특성상 네트워크에 합류한 기기들의 수가 시간에 따라 매우 크게 변한다. 이는 각 기기에게 할당되는 대역폭이나 전달지연시간도 큰 영향을 미치게 되어 일정수준의 서비스 품질의 보장이 필요한 실시간 멀티미디어 트래픽의 서비스의 지원을 어렵게 한다. 코이노니아에서는 네트워크의 한 스테이션이 마스터가 되어 자원을 할당, 관리함으로써 각 트래픽 별로 네트워크 연결품질을 관리할 수 있다.In a personal wireless network, the number of devices joining the network varies considerably with time due to the channel conditions in the wireless environment and the operation of the personal mobile devices. This also affects the bandwidth and delivery delay time allocated to each device, making it difficult to support real-time multimedia traffic services that require a certain level of service quality. In Koinonia, a station of a network becomes a master and allocates and manages resources to manage network connection quality for each traffic.

또한, 코이노니아는 Binary-CDMA 기술을 사용함으로써 내잡음성과 세밀하고 유연한 자원할당 등의 장점을 가지고 있다. 우선, Binary-CDMA는 CDMA 기술 고유의 높은 내잡음성을 가지고 있으며, 이는 유선과 달리 잡음이 매우 많은 무선네트워크 환경에 뛰어난 특징을 나타낼 수 있다. 또한 Binary CDMA의 특성에 따라 대역폭을 코드단위로 조정할 수 있어 유연하고 세밀한 자원할당이 가능하다.In addition, Koinonia has advantages such as noise resistance and fine and flexible resource allocation by using Binary-CDMA technology. First of all, Binary-CDMA has high noise resistance inherent in CDMA technology, which can be distinguished from a wireless network environment that is very noisy, unlike wired. In addition, bandwidth can be adjusted by code unit according to the characteristics of binary CDMA, enabling flexible and detailed resource allocation.

상기 코이노니아를 이용하여 원격검침 시스템을 구성하기 위해서는, 첫째, 무선 통신의 취약점이라 할 수 있는 인증 및 보안 기능이 보강되어야 한다. 종래의 무선통신방식을 이용한 원격검침시스템은 보안에 취약하여 외부네트워크에서 접근이나 정보의 도청 및 훼손이 용이하여 문제가 발생 가능이 많기 때문이다.In order to configure a remote meter reading system using the Koinonia, first, authentication and security functions, which can be said to be weaknesses of wireless communication, should be reinforced. This is because the remote meter reading system using the conventional wireless communication method is vulnerable to security, and thus it is easy to access or tamper with and damage information in an external network, which may cause problems.

둘째, 종래 검침 시스템은 시리얼 방식에 기반하여 계기와 데이터 수집장치가 1:1로 통신하여 데이터를 송수신한다. 하나의 슈퍼프레임이 최대로 이용할 수 있는 용량(capacity)이 65.535ms로 일정하기 때문에 계층에 따라 형성되는 하위 피코넷의 수와 피코넷에 속한 슬레이브 수가 증가함에 따라 이용할 수 있는 용량이 감소하는데, 종래와 같이 시리얼 방식으로 데이터를 송수신할 경우 한 계기와의 통신을 종료하기 전까지 수집장치는 다른 계기의 값을 취득하지 못하며, 특히 통신 과정에서 문제가 발생할 경우 특정 슬레이브로부터 전송이 성공할 때까지 데이터를 재전송받아야 함으로 수집장치에 연결된 모든 계기의 값을 취득하는 시간이 길어질 수 있다. 이는 계기 자료의 취득 주기를 지연시켜 전력 정보 관리의 품질을 떨어뜨리는 요인이 되며, 특히 긴 주기는 특정 계기의 값을 취득하지 못하게 되는 확률을 높일 수 있다.Second, the conventional meter reading system transmits and receives data by 1: 1 communication between the instrument and the data collecting device based on the serial method. Since the maximum usable capacity of one superframe is 65.535 ms, the usable capacity decreases as the number of lower piconets formed according to the layer and the number of slaves belonging to the piconets increase. In case of sending / receiving data by serial method, the collecting device does not acquire the value of other instrument until communication with one instrument is terminated.In particular, if a problem occurs during communication, data must be retransmitted until transmission is successful from a specific slave. Acquiring the values of all instruments connected to the collector can be lengthy. This delays the acquisition period of the meter data, which reduces the quality of power information management, and especially long periods can increase the probability of failing to acquire the value of a particular meter.

셋째, 종래 모뎀은 데이터 전달 기능만을 가지며, 오류 검출에 있어서도 하드웨어적인 오류만 표시하는 것이 고작이었다. 그러나, 실제 오류는 하드웨어적 오류보다는 데이터 통신 과정에서 주로 발생하므로 이에 대한 오류 검출 기능 개발이 요구된다.Third, conventional modems have only data transfer functions, and only display hardware errors in error detection. However, since the actual error occurs mainly in the data communication process rather than a hardware error, it is required to develop an error detection function.

물론 계기와 모뎀 간 통신 상태나 수집장치와 모뎀 간 통신 상태에 대하여 현재는 수집장치 단에서 시험 패킷 테스트를 통해 관리할 수 있으나 수집장치와 모뎀의 거리가 일반적으로 원거리이고 수집장치의 설치 위치 또한 산 정상과 같이 접근이 용이치 않은 곳이라 각각의 모뎀 설치시마다 수집장치에 접근하여 데이터 송수신 상태를 점검하는 것은 용이치 않다.Of course, the communication status between the instrument and modem or the communication status between the collecting device and the modem can be managed by test packet test at the collecting device stage. Because it is not easy to access as normal, it is not easy to check the status of data transmission and reception by accessing the collecting device with each modem installation.

넷째, 데이터 송수신 속도 및 데이터 처리량이 증가함에 따라 계기에 인접 설치되는 모뎀의 버전을 수시로 업그레이드해야 할 필요성이 있다. 그러나, 수많은 모뎀을 일일이 업그레이드하기 위해서는 막대한 인력 및 유지 보수 비용이 소요된다. 때문에 마스터와 슬레이브 사이에 형성되는 무선통신망을 이용하여 각 모뎀의 버전을 동시다발적으로 처리할 수 있는 방법의 개발이 요구된다.Fourth, as data transmission and reception speed and data throughput increase, there is a need to upgrade the version of the modem installed adjacent to the instrument from time to time. However, upgrading many modems manually requires significant manpower and maintenance costs. Therefore, the development of a method that can simultaneously handle the multiple versions of each modem using a wireless communication network formed between the master and the slave is required.

상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 전송 속도, 전송 거리 및 데이터 처리 용량 등에 있어 장점을 갖는 바이너리 CDMA 기술을 원격검침에 적용함으로써, 전력량계에 대한 보다 경제적이고 효율적인 원격 검침이 가능하도록 하는 바이너리 CDMA 기술을 이용한 원격 검침 시스템을 제공하는 것이다.The technical problem to be solved by the present invention to solve the above problems is, by applying binary CDMA technology having advantages in transmission speed, transmission distance, data processing capacity, etc. to the remote meter, a more economical and efficient remote meter for the meter It is to provide a remote meter reading system using binary CDMA technology to enable this.

더 나아가, 첫째, 종래의 무선통신방식을 이용한 원격검침시스템은 보안에 취약하여 외부네트워크에서 접근이나 정보의 도청 및 훼손이 용이하다는 문제점을 가지고 있다. 본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하여 보안 및 인증을 강화한 무선원격검침 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.Further, first, the conventional remote meter reading system using a wireless communication method has a problem that it is easy to access or eavesdrop or damage information in an external network because it is vulnerable to security. An object of the present invention is to provide a wireless remote meter reading system that solves the above problems and enhances security and authentication.

둘째, 종래 검침 시스템은 시리얼 방식에 기반하여 계기와 데이터 수집장치가 1:1로 통신하여 데이터를 송수신하므로 마스터가 다수의 슬레이브와 데이터를 송수신하는 시간이 증가하여 정확도가 떨어진다는 문제점을 가지고 있다. 본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 다중 접속방식의 원격검침 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.Second, the conventional meter reading system has a problem in that the accuracy and the accuracy is reduced by increasing the time that the master transmits and receives data with a plurality of slaves because the instrument and the data collection device communicate 1: 1 to transmit and receive data based on the serial method. An object of the present invention is to provide a multi-access remote meter reading system to solve this problem.

셋째, 종래 모뎀은 데이터 전달 기능만을 가지며, 데이터 송수신 과정에 있어 오류 검출에 취약하였다. 본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 모뎀에 통신 시험 및 표시 기능을 장착하여 오류 정보를 용이하게 검출할 수 있는 원격검침 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.Third, the conventional modem has only a data transfer function and is vulnerable to error detection in the data transmission and reception process. An object of the present invention is to provide a remote meter reading system that can easily detect error information by mounting a communication test and display function to the modem to solve such problems.

넷째, 종래 모뎀의 버전을 업그레이드하기 위해서는 수많은 모뎀을 일일이 업그레이드해야만 하기 때문에 막대한 인력 및 유지 보수 비용이 소요된다. 본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 마스터와 슬레이브 사이에 형성되는 무선통신망을 이용하여 각 모뎀의 버전을 동시다발적으로 처리할 수 있는 원격검침 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.Fourthly, in order to upgrade the version of the conventional modem, a large number of modems must be upgraded one by one, which entails enormous manpower and maintenance costs. An object of the present invention is to provide a remote meter reading system that can simultaneously handle the version of each modem using a wireless communication network formed between the master and the slave to solve this problem.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects which are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 각 수용가에 형성되는 전력량계와 연결되어 전력 검침 정보를 취득하여 바이너리 CDMA 통신망을 통하여 전송하는 원격검침 단말기; 상기 바이너리 CDMA 통신망 상에 형성되어 상기 원격검침 단말기로부터 전송되는 데이터를 전달하는 중계기; 상기 중계기로부터 전력 검침 정보를 수신하여 취합하고, 저장하며, 저장된 전력 검침 정보를 소정 주기마다 전송하는 수집장치; 상기 수집장치에서 수집된 데이터를 전송하는 유무선 통신망; 및 상기 유무선 통신망으로부터 각각의 전력량계에 대한 전력 사용량 데이터를 수신하여 기록, 보존하며, 해당 전력량계에 대한 전력 사용 요금을 과금하는 검침 서버를 포함하는 상기 원격 검침 시스템에 있어서, 상기 수집장치는 피코넷의 마스터로 동작하고, 상기 원격검침 단말기는 슬레이브로 동작하며, 상기 수집장치 및 원격검침 단말기는 상호 기기를 인증 및 보안하고, 상기 원격검침 단말기와 수집장치 사이를 다중 접속방식으로 연결하여 상기 수집장치에서 동시에 복수의 수용가로부터 전력 검침 정보를 취득하며, 상기 다중 접속방식을 이용하여 상기 수집장치에서 복수의 원격검침 단말기를 동시다발적으로 업그레이드하는 것을 특징으로 하며, 상기 인증 및 보안은 상기 슬레이브가 임의의 피코넷에 접속하도록 하는 합류 절차와, 전력 검침 정보를 전송하고자 하는 슬레이브간 또는 마스터와 슬레이브 간의 전송 권한 및 키 결정을 수행하는 인증 절차와, 최초 보안 네트워크의 성립시와, 새로운 슬레이브의 합류 또는 해제에 따른 보안 네트워크의 성립시마다 인증 및 키분배를 수행하는 키 성립 절차가 수행됨으로써 이루어지고, 상기 원격검침 단말기를 형성하는 바이너리 CDMA 모뎀에 상태표시부가 형성되고, 상기 상태표시부는 상기 원격검침 단말기와 상기 수집장치 사이의 통신상태, 상기 전력량계와 원격검침 단말기 사이의 통신상태를 시험하여 모뎀의 이상 상태 여부를 외부로 표시하는 것을 특징으로 하는 바이너리 CDMA 기술을 이용한 원격 검침 시스템에 관한 것이다.The present invention for achieving the above object is, a remote meter reading terminal connected to the electricity meter formed in each customer to obtain the power meter reading information and transmits through a binary CDMA communication network; A repeater formed on the binary CDMA communication network to transfer data transmitted from the remote meter reading terminal; A collection device for receiving, collecting and storing power metering information from the repeater, and transmitting the stored power metering information at predetermined intervals; Wired and wireless communication network for transmitting the data collected by the collection device; And a metering server that receives, records, and stores power usage data for each electricity meter from the wire / wireless communication network, and charges the electricity usage fee for the electricity meter. The collection apparatus includes a master of a piconet. The remote meter reading terminal operates as a slave, and the collecting device and the remote meter reading terminal authenticate and secure mutual devices, and simultaneously connect the remote meter reading device and the collecting device in a multiple access manner in the collecting device. Acquiring power metering information from a plurality of consumers, and simultaneously upgrading a plurality of remote metering terminals in the collecting device using the multiple access method, wherein the authentication and security are based on an arbitrary piconet of the slave. Joining procedure to access Authentication procedure for performing transmission authority and key determination between slaves to transmit needle information or between master and slave, and authentication and key distribution every time the initial security network is established and the security network is established by joining or releasing a new slave. And a status display portion formed in a binary CDMA modem forming the remote meter reading terminal, wherein the status display part is in a communication state between the remote meter reading terminal and the collecting device, the power meter and the remote The present invention relates to a remote meter reading system using binary CDMA technology characterized by testing the communication status between meter reading terminals to indicate whether the modem is abnormal.

바람직하게는, 상기 합류 절차는, 미합류 슬레이브가 임의의 피코넷의 마스터로부터 비콘 신호를 수신하는 단계; 상기 미합류 슬레이브가 수신된 비콘 신호의 피코넷 ID와 채널을 확인한 후, 상기 마스터로 합류요청 명령 블록을 전송하는 단계; 상기 합류요청 명령 블록을 수신한 상기 마스터가 상기 미합류 슬레이브의 MAC을 확인한 후, 합류응답 명령 블록을 전송하는 단계; 및 상기 합류응답 명령 블록에 포함된 이유 정보가 “성공”이면 상기 슬레이브가 상기 마스터로 합류하는 단계를 포함하고, 상기 인증 절차는, 피코넷에 접속된 슬레이브가 보안 매니저에 인증요청 명령 블록을 전송하는 단계; 상기 인증요청 명령을 수신한 보안 매니저가 상기 접속된 슬레이브로 매니지먼트 키를 포함한 도전요청 명령 블록을 전송하는 단계; 상기 접속된 슬레이브가 상기 매니지먼트 키를 공유키로 암호화하여 보안 매니저로 도전응답 명령 블록을 전송하는 단계; 및 상기 보안 매니저가 수신한 상기 도전응답 명령 블록을 공유키로 복호화하여 상기 매니지먼트 키와 동일한지 확인한 후 인증에 대한 권한부여를 결정하여 인증응답 명령 블록을 상기 슬레이브로 전송하는 단계를 포함하는 인증 및 도전 프로토콜을 포함하고, 상기 키 성립 절차는, 보안 매니저가 슬레이브로 공유키 및 보안세션 ID를 포함한 분배요청 명령 블록을 주기적으로 전송하는 단계; 및 상기 슬레이브가 수신된 상기 분배요청 명령 블록에서 그룹 멤버 및 피어 투 피어 키 성립을 확인한 후 분배응답 명령 블록을 상기 보안 매니저로 전송하는 단계를 포함하는 키 분배 프로토콜과, 슬레이브가 공유키 사용을 위해 키요청 명령 블록을 보안 매니저로 전송하는 단계; 및 상기 보안 매니저가 상기 키요청 명령 블록을 확인한 후 공유키를 포함한 키응답 명령 블록을 슬레이브로 전송하는 단계를 포함하는 키 요청 프로토콜을 포함하는 것을 특징으로 한다.Advantageously, said joining procedure comprises the steps of: an unjoined slave receiving a beacon signal from a master of any piconet; Checking, by the unjoined slave, the piconet ID and channel of the received beacon signal, and transmitting a join request command block to the master; The master receiving the join request command block confirms the MAC of the unjoined slave, and then transmits a join response command block; And when the reason information included in the join response command block is “success,” joining the slave to the master, wherein the authenticating procedure includes a slave connected to the piconet transmitting an authentication request command block to a security manager. step; Transmitting, by the security manager receiving the authentication request command, a challenge request command block including a management key to the connected slave; Transmitting, by the connected slave, the challenge response command block to the security manager by encrypting the management key with a shared key; And decrypting the challenge response command block received by the security manager with a shared key to determine whether it is the same as the management key, determining authorization for authentication, and transmitting an authentication response command block to the slave. And a key establishment procedure, the security manager periodically transmitting a distribution request command block including a shared key and a secure session ID to the slave; And transmitting, by the slave, a distribution response command block to the security manager after confirming group member and peer-to-peer key establishment in the received distribution request command block, and for the slave to use a shared key. Sending the key request command block to the security manager; And a key request protocol comprising the security manager confirming the key request command block and transmitting a key response command block including a shared key to a slave.

더욱 바람직하게는, 상기 매니지먼트 키 및 피어 투 피어 키는, 랜덤 발생 함수로 비트 열을 선택하여 118 비트를 생성하는 단계; 이를 7비트씩 나열하는 단계; 패리티 비트를 취해서 8 비트 열을 만드는 단계; 및 1행부터 순서를 취해서 128비트 키를 생성하는 단계로 생성되는 것을 특징으로 한다.More preferably, the management key and the peer-to-peer key comprise: generating a 118 bit by selecting a bit string with a random generation function; Enumerating them by seven bits; Taking the parity bits to create an 8 bit string; And generating a 128-bit key by taking the order from the first line.

한편, 상기 다중 접속방식은, 상기 수집장치에 복수의 바이너리 CDMA 모뎀이 형성되고, 상기 복수의 바이너리 CDMA 모뎀과 상기 원격검침 단말기에 형성되는 바이너리 CDMA 모뎀이 바이너리 CDMA 통신망을 통하여 일대일 대응으로 연결되는 것을 특징으로 한다.In the multiple access method, a plurality of binary CDMA modems are formed in the collection device, and the plurality of binary CDMA modems and the binary CDMA modems formed in the remote meter reading terminal are connected in a one-to-one correspondence through a binary CDMA communication network. It features.

또한, 상기 다중 접속방식은, 상기 수집장치에 형성되는 바이너리 CDMA 모뎀에 멀티포트가 형성되고, 상기 바이너리 CDMA 모뎀과, 상기 원격검침 단말기에 형성되는 바이너리 CDMA 모뎀이 바이너리 CDMA 통신망을 통하여 일대다 대응으로 연결되는 것을 특징으로 한다.In the multiple access method, a multiport is formed in a binary CDMA modem formed in the collecting device, and the binary CDMA modem and a binary CDMA modem formed in the remote meter reading terminal are one-to-many correspondence through a binary CDMA communication network. It is characterized in that the connection.

또한, 상기 통신상태 시험은 상기 원격검침 단말기에 형성되는 바이너리 CDMA 모뎀을 전력량계 및 수집장치와 연동할 수 있도록 형성하는 단계; 상기 바이너리 CDMA 모뎀에서 전력량계로 시험 패킷을 송수신하는 단계; 기준회 이상 반복 후 오류 상태 또는 정상 상태를 결정하는 단계; 상기 바이너리 CDMA 모뎀에서 상기 수집장치에 형성되는 바이너리 CDMA 모뎀으로 시험 패킷을 송수신하는 단계; 기준회 이상 반복 후 오류 상태 또는 정상 상태를 결정하는 단계; 및 오류 상태가 존재할 경우 상태표시부에 오류 발생 및 발생원인을 표시하는 단계가 수행되도록 하는 것을 특징으로 한다.In addition, the communication state test step of forming a binary CDMA modem formed in the remote meter reading terminal to interlock with a power meter and a collecting device; Transmitting and receiving a test packet from the binary CDMA modem to a power meter; Determining an error state or a normal state after repeating the reference time or more; Transmitting and receiving a test packet from the binary CDMA modem to a binary CDMA modem formed in the collecting device; Determining an error state or a normal state after repeating the reference time or more; And displaying an error occurrence and a cause of occurrence in the status display unit when an error condition exists.

또한, 상기 업그레이드는 슬레이브 형태의 에뮬레이터를 마스터의 RF 채널과 PNID 설정하여 마스터와 동기화하는 단계; 상기 에뮬레이터가 마스터와 동기화되면 상기 에뮬레이터에서 슬레이브에 업그레이드할 펌웨어를 마스터에 RF를 통하여 전송하는 단계; 상기 마스터에서 수신한 데이터를 마스터의 외부 메모리에 시리얼로 저장하고, 저장된 상기 데이터를 상기 슬레이브에 RF를 통하여 일대일로 전송하는 단계; 상기 슬레이브에서 수신된 데이터를 자체 외부 메모리에 시리얼로 저장하는 단계; 상기 슬레이브에서 외부 메모리에 기저장된 데이터를 부트 코드를 사용하여 플래쉬 메모리에 업로드하는 단계; 상기 슬레이브에서 새로운 펌웨어로 업데이트한 뒤 리셋을 시도하여 액티브 상태로 전이하여 상기 마스터와 동기화하는 단계; 상기 슬레이브에서 새로 업그레이드된 펌웨어 버전을 상기 마스터에 송신하는 단계; 상기 마스터에서 수신된 슬레이브의 MAC 주소와 펌웨어 버전을 에뮬레이터에 송신하는 단계를 수행함으로써 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the upgrade comprises the steps of synchronizing with the master by setting a slave type emulator and PNID of the master RF channel; If the emulator is synchronized with the master, transmitting the firmware to the master via RF to the master in the emulator; Storing the data received by the master in serial to an external memory of the master, and transmitting the stored data one-to-one to the slave through RF; Serially storing data received from the slave in its own external memory; Uploading data previously stored in an external memory to the flash memory using a boot code in the slave; Updating to new firmware in the slave, attempting to reset, transitioning to an active state, and synchronizing with the master; Sending a newly upgraded firmware version to the master at the slave; And transmitting the MAC address and firmware version of the slave received from the master to the emulator.

본 발명은 첫째, 보안에 취약한 종래의 무선통신방식을 개선하여 보안 및 인증을 강화한 무선원격검침 시스템을 제공한다.The present invention firstly provides a wireless remote meter reading system that improves security and authentication by improving a conventional wireless communication method that is vulnerable to security.

둘째, 종래 검침 시스템에 있어 마스터가 다수의 슬레이브와 시리얼 방식으로 데이터를 송수신함으로써 데이터 전송 시간이 증가하여 정확도가 떨어진다는 문제점을 개선하여 다중 접속방식의 원격검침 시스템을 제공한다.Secondly, in the conventional meter reading system, the master transmits and receives data in a serial manner with a plurality of slaves, thereby improving a problem that the data transmission time is increased and thus the accuracy is reduced, thereby providing a remote meter reading system of a multiple access method.

셋째, 데이터 송수신 과정에 있어 오류 검출에 취약한 종래 모뎀을 개선하여 모뎀에 통신 시험 및 표시 기능을 장착하여 오류 정보를 용이하게 검출할 수 있는 원격검침 시스템을 제공한다.Third, by improving the conventional modem that is vulnerable to error detection in the data transmission and reception process, it provides a remote meter reading system that can easily detect the error information by mounting the communication test and display function on the modem.

넷째, 막대한 인력 및 유지 보수 비용이 소요되는 종래 모뎀의 업그레이드 방법을 개선하여 마스터와 슬레이브 사이에 형성되는 무선통신망을 이용하여 각 모뎀의 버전을 동시다발적으로 처리할 수 있는 원격검침 시스템을 제공한다.Fourthly, by improving the upgrade method of a conventional modem that requires a great amount of manpower and maintenance costs, the present invention provides a remote meter reading system that can simultaneously handle multiple versions of each modem using a wireless communication network formed between a master and a slave. .

상기한 바와 같은 본 발명의 바이너리 CDMA 기술을 이용한 원격 검침 시스템에 따르면, 전송 속도, 전송 거리 및 데이터 처리 용량 등의 다양한 항목에 있어 종래 일반적으로 사용되던 유무선 통신 방식에 비해 상대적인 장점을 갖는 바이너리 CDMA 기술을 원격 검침 분야에 적용할 수 있다.According to the remote meter reading system using the binary CDMA technology of the present invention as described above, binary CDMA technology having a relative advantage compared to the wired and wireless communication methods generally used in various items such as transmission speed, transmission distance and data processing capacity, etc. Can be applied to the field of remote meter reading.

이에 따라, 보다 경제적이고 효율적인 원격 검침 시스템의 구현이 가능하며, 이로 인해 국내 및 해외의 원격 검침 분야 시장 선점 및 다양한 부가 서비스를 통한 신규 사업 창출이 가능하게 된다.Accordingly, it is possible to implement a more economical and efficient remote meter reading system, which enables the creation of new businesses through preoccupation of the domestic and overseas remote meter reading market and various additional services.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코이노니아를 구성하는 요소들을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 코이노니아의 슈퍼 프레임의 구조를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이너리 CDMA 기술을 이용한 원격 검침 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 원격검침 단말기의 내부 구성을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수집장치의 내부 구성을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 보안 절차 중 합류 절차를 나타낸 플로우 차트.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 인증 및 키 성립 절차 중 인증 및 도전 프로토콜을 나타낸 플로우 차트.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 인증 및 키 성립 절차 중 키 분배 프로토콜을 나타낸 플로우 차트.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 인증 및 키 성립 절차 중 키 요청 프로토콜을 나타낸 플로우 차트.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 모뎀을 연결하는 수집장치 구조를 도시한 도면.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 포트를 지원하는 모뎀을 구비한 수집장치 구조를 도시한 도면.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 원격검침 단말기의 데이터 송수신 상태를 점검하는 과정을 도시한 플로우 차트.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스터 및 슬레이브 모뎀의 업그레이드 방법을 도시한 도면.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 슬레이브 모뎀의 업그레이드 방법을 도시한 도면.
1 illustrates elements constituting koinonia according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a structure of a super frame of koinonia according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic diagram of a remote meter reading system using a binary CDMA technology according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram showing the internal configuration of a remote meter reading terminal according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing the internal configuration of the collecting device according to an embodiment of the present invention.
6 is a flow chart illustrating a joining procedure among security procedures according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating an authentication and challenge protocol during an authentication and key establishment procedure according to an embodiment of the present invention.
8 is a flow chart illustrating a key distribution protocol among authentication and key establishment procedures according to an embodiment of the present invention.
9 is a flowchart illustrating a key request protocol during an authentication and key establishment procedure according to an embodiment of the present invention.
10 is a view showing a structure of a collecting device for connecting multiple modems according to an embodiment of the present invention.
11 is a diagram illustrating a structure of a collecting device having a modem supporting multi-ports according to an embodiment of the present invention.
12 is a flowchart illustrating a process of checking a data transmission / reception state of a remote meter reading terminal according to an embodiment of the present invention.
13 is a diagram illustrating a method of upgrading a master and slave modem according to an embodiment of the present invention.
14 illustrates a method of upgrading a slave modem according to another embodiment of the present invention.

본 발명과 본 발명의 동작성의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, the advantages of the operability of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in the drawings denote like elements.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코이노니아를 구성하는 요소들을 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating elements constituting koinonia according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 코이노니아에서 기본적이 되는 요소는 스테이션이다. 스테이션은 그 역할에 따라 마스터(Master)와 슬레이브(Slave)로 나누어진다. 마스터는 코이노니아 네트워크 전체를 관리하고 하나의 네트워크 안에서 오직 하나만 존재할 수 있다. 마스터는 비콘을 브로드캐스팅함으로 해서 슬레이브를 제어한다. 슬레이브는 마스터의 통제에 따라 데이터를 송/수신할 수 있다. 또한, 슬레이브는 경쟁 구간에서 자신의 요구사항을 마스터에게 요청할 수 있다.Referring to FIG. 1, the basic element in Koinonia is a station. Stations are divided into master and slave according to their roles. The master manages the entire Koinonia network and there can only be one in a network. The master controls the slave by broadcasting the beacon. The slave can transmit / receive data under the control of the master. In addition, the slave may request its requirements from the master in the contention period.

보다 상세히, 마스터는 비콘을 전송하므로 해서 코이노니아의 슈퍼프레임(Superframe)의 타이밍을 제공한다. 또한, 서비스 품질 및 전력을 관리하거나 보안 인증 역할 등을 담당한다. 코이노니아는 개인 활동 영역 내에서 동일한 무선 주파수 채널상에서 동작하고 있는 두 개 이상의 스테이션이 존재할 때 구성된다.More specifically, the master transmits beacons to provide timing of Koinonia's superframes. He also manages service quality and power, or plays a role in security certification. Koinonia is configured when there are two or more stations operating on the same radio frequency channel within the personal activity area.

한편, 피코넷(piconet)은 하나의 마스터(master)와 하나 이상의 슬레이브(slave)로 구성되며, 다중 피코넷(multi-piconet)은 처음 구성된 피코넷(최상위피코넷: parent piconet)과 이를 기반으로 형성된 하위 피코넷(child piconet)으로 구성된다. 이와 같은 하위 피코넷은 상위 피코넷에서 슬레이브 역할과 하위 피코넷에서 마스터 역할을 하는 하위 마스터(child master)와 슬레이브로 구성된다.On the other hand, a piconet consists of a master and one or more slaves, and a multi-piconet consists of a piconet (parent piconet) and a lower piconet formed based thereon. child piconet). The lower piconet is composed of a slave master in the upper piconet and a child master and slave in the master role in the lower piconet.

코이노니아에서 활용할 있는 자원은 코드 분할 다중 접속(CDMA) 방식에서의 코드 채널(Code Channel)과 시간 분할 다중 접속(TDMA) 방식에서의 시간 슬롯(Time Slot)이다. 코드 분할 접속 방식의 경우, 동시에 많은 채널을 사용하면, 전송율이 증가하나, 에러율이 역시 함께 증가하는 특성을 가지고 있다. 따라서, 채널 상황에 따라 데이터를 전송하는 코드 채널의 수를 변경하여 채널 환경에 능동적으로 대처할 수 있다. 코드 채널은 채널 상황이 좋은 경우에는 모든 코드 채널을 사용하여 데이터를 전송하고 채널 환경이 좋지 않은 경우에는 소수의 채널을 사용하여 데이터를 전송한다. 시간 슬롯은 코이노니아의 중요한 자원으로서 마스터에 의해 관리되며, 슬레이브들의 요청과 마스터의 판단에 의해 분배된다.The resources available in Koinonia are Code Channel in Code Division Multiple Access (CDMA) and Time Slot in Time Division Multiple Access (TDMA). In the case of the code division access scheme, when many channels are used at the same time, the transmission rate increases, but the error rate also increases. Therefore, it is possible to actively cope with the channel environment by changing the number of code channels for transmitting data according to the channel situation. The code channel transmits data using all code channels in a good channel condition and a few channels in a bad channel environment. The time slot is managed by the master as an important resource of Koinonia and is distributed at the request of the slaves and the judgment of the master.

코이노니아의 매체접근제어계층은 네트워크 동기, 데이터 전송, 기기 인증, 전력 관리, 마스터 변경과 같은 기능을 제공한다.Koinonia's media access control layer provides functions such as network synchronization, data transfer, device authentication, power management, and master change.

1. 네트워크 동기1. Network Synchronization

코이노니아 네트워크는 마스터가 비콘 패킷을 전송함으로써 시작된다. 비콘 패킷은 네트워크에 대한 기준 정보를 가지고 있으며, 코이노니아 네트워크 내의 모든 슬레이브들은 비콘 패킷 내의 기준 정보들을 사용하여 네트워크 동기를 맞춘다.The Koinonia network is started by the master sending beacon packets. The beacon packet has reference information about the network, and all slaves in the Koinonia network synchronize the network using the reference information in the beacon packet.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 코이노니아의 슈퍼 프레임의 구조를 도시한 도면이다.2 is a diagram illustrating the structure of a super frame of koinonia according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 코이노니아의 슈퍼 프레임은 크게 3부분으로 구성되며, 각 구간의 길이는 가변적이다. (할당구간의 경우는 시간슬롯 길이의 배수만 될 수 있다.)Referring to FIG. 2, the super frame of Koinonia is composed of three parts, and the length of each section is variable. (In case of allocation section, it can only be a multiple of the timeslot length.)

(1) 비콘 구간: 마스터가 슬레이브들에게 네트워크 기준정보를 가지고 있는 비콘 패킷을 전송한다.(1) Beacon section: The master transmits a beacon packet with network reference information to slaves.

(2) 경쟁 구간: 슬레이브와 마스터가 네트워크 합류요청/분리요청/허용, 자원할당 요청/허용, 연결 요청/허용, 인증 요청/허용 등의 명령 패킷을 임의 접근 방식으로 전송한다.(2) Contention period: Slave and master transmit command packet such as network join request / disassociation request / allow, resource allocation request / allow, connection request / allow, authentication request / allow in random access method.

(3) 할당 구간: 여러 개의 시간 슬롯으로 나누어지며, 각각의 스테이션에게 시간 슬롯단위로 할당된다. 시간슬롯을 할당받은 스테이션은 해당 슬롯동안 동기/비동기 데이터와 명령 패킷을 전송한다.(3) Allocation section: It is divided into several time slots and assigned to each station in time slot units. The station assigned the timeslot transmits synchronous / asynchronous data and command packets during that slot.

2. 데이터 전송2. Data transfer

데이터를 전송하기 위해 코이노니아는 동기와 비동기 두 가지 형태의 연결을 제공한다. 연결생성시의 부하는 적으나 대역폭이 보장되지 않는 비동기 연결은 시간 지연에 비교적 민감하지 않은 일반 데이터를 전송하는데 주로 사용되며, 연결 생성시의 부하는 크나 대역폭이 보장되는 동기 연결은 오디오, 비디오 등의 실시간 서비스에 가까운 데이터를 전송하는데 사용된다.To transfer data, Koinonia provides two types of connections, synchronous and asynchronous. Asynchronous connections that have a small load at the time of connection creation but are not guaranteed for bandwidth are mainly used to transmit general data which is relatively insensitive to time delays. It is used to transmit data close to its real-time service.

3. 인증3. Certification

코이노니아 네트워크에 합류하려는 스테이션들은 먼저 마스터로부터 인증 과정을 거친 후 네트워크에 합류하게 된다.Stations that want to join the Koinonia network first go through the authentication process from the master and then join the network.

4. 서비스 품질 보장4. Guaranteed service quality

동기·비동기 데이터 패킷은 할당 구간을 통해 전송된다. 마스터는 스테이션들이 필요로 하는 서비스 품질을 만족하도록 필요한 자원을 할당하고, 각 스테이션은 할당된 자원을 이용하여 데이터를 송/수신하게 된다.Synchronous and asynchronous data packets are transmitted through the allocation interval. The master allocates necessary resources to satisfy the quality of service required by the stations, and each station transmits / receives data using the allocated resources.

5. 전력 관리5. Power Management

이동형 기기를 지원하는 코이노니아에서는 효율적인 전원 관리가 무엇보다 중요하다. 각 스테이션은 비콘 패킷을 통해 해당 슈퍼 프레임 동안 자신에게 전송될 데이터의 유무와 시기를 알 수 있고, 수신 또는 송신할 때를 제외하고는 물리계층을 비활성화함으로써 전력 소비를 줄일 수 있다. 해당 슈퍼프레임 구간 동안 데이터를 수신하지 않는 스테이션은 다음 슈퍼 프레임이 시작될 때까지 비활성화된다. 수신할 데이터가 있는 스테이션은 비콘 구간과 자신에게 수신되는 프레임이 있는 구간만 활성화된다. 데이터를 송신하거나 나 명령을 요청할 필요가 있는 스테이션은 전송할 데이터가 있는 구간 동안 활성화한다.In Koinonia, which supports mobile devices, efficient power management is paramount. Each station can know if and when data to be transmitted to it during the corresponding super frame through the beacon packet, and can reduce power consumption by deactivating the physical layer except when receiving or transmitting. Stations that do not receive data during the corresponding superframe period are deactivated until the next superframe starts. Stations that have data to receive are only active in the beacon section and the section where they receive frames. A station that needs to send data or request a command activates during the period in which there is data to send.

6. 마스터 변경6. Master change

마스터는 각 스테이션의 능력에 대한 정보를 바탕으로 다른 슬레이브가 마스터 역할을 수행하는 것이 타당한지 결정할 수 있다. 새로 접속한 스테이션이 마스터의 기능을 보다 잘 수행할 수 있다고 판단되면 마스터 기능을 양도하는 과정을 수행할 수 있다. 또한 Ad hoc 네트워크의 특성상, 마스터가 예고 없이 동작을 멈추거나 기존의 형성된 서비스 영역을 벗어날 수 있다. 이런 경우에는 남아있는 슬레이브 중에서 마스터 역할에 가장 합당한 슬레이브가 마스터가 되어 네트워크를 관리하게 된다.The master can determine whether it is reasonable for another slave to act as the master based on the information about each station's capabilities. If it is determined that the newly connected station can perform the master function better, the process of transferring the master function can be performed. In addition, due to the nature of the ad hoc network, the master may stop working without notice or leave the established service area. In this case, the most suitable slave in the master role among the remaining slaves becomes the master and manages the network.

앞서 살펴본 바와 같이 코이노니아에서 슈퍼 프레임은 비콘 구간, 경쟁 구간, 할당 구간으로 나뉘며 스테이션은 각 구간별로 다른 방식으로 동작한다.As described above, in Koinonia, the super frame is divided into a beacon section, a contention section, and an allocation section, and the station operates in a different manner for each section.

1. 비콘 구간에서의 브로드캐스팅1. Broadcasting in Beacon

비콘 구간에서는 마스터가 전체 슬레이브에게로 비콘 패킷을 브로드캐스팅한다. 비콘 패킷에는 네트워크 기준정보와 자원할당 정보가 포함되어 있으며, 비콘 패킷을 수신한 슬레이브들은 이를 토대로 해당 슈퍼 프레임의 형식 및 할당된 자원을 확인한다. 마스터가 슬레이브 전체에 네트워크 기준정보를 비콘 패킷에 담아 전송한다.In the beacon period, the master broadcasts a beacon packet to all slaves. The beacon packet includes network reference information and resource allocation information, and the slaves receiving the beacon packet identify the format and allocated resources of the corresponding super frame. The master transmits network reference information in a beacon packet to the entire slave.

2. 경쟁 구간에서의 임의 접근2. Random Access in Competition

경쟁 구간 동안은 슬레이브와 마스터가 CSMA/CA 방법을 사용하여 통신한다. 네트워크 합류 요청 및 자원 할당 요청과 같은 명령 패킷이 이 구간을 통해 마스터에게 전송되며, 마스터는 이에 대한 수신 확인 및 응답 패킷을 전송한다.During the contention period, the slave and master communicate using the CSMA / CA method. Command packets, such as network join requests and resource allocation requests, are sent to the master through this interval, and the master sends an acknowledgment and response packet for them.

3. 할당 구간에서의 독점적 접근3. Proprietary Approach in Allocation Zone

할당 구간 동안은 마스터로부터 허가받은 스테이션들만이 비콘 패킷을 통해 각자에게 할당된 시간슬롯과 코드를 사용하여 통신한다. 마스터는 스테이션들로부터 요청받은 서비스 품질에 대하여 현재 가용한 자원을 평가한 후 그 요청에 대한 수락 여부와 할당할 자원을 결정한다. 비동기 연결을 이용하는 데이터 서비스는 송신한 프레임에 대하여 기본적으로 수신확인을 받게 되고, 동기 연결은 선택적으로 수신확인을 받게 된다.During the allocation interval, only stations authorized by the master communicate using their assigned timeslots and codes via beacon packets. The master evaluates the currently available resources for the quality of service requested from the stations, and then determines whether to accept the request and what resources to allocate. Data services using an asynchronous connection are basically acknowledged for transmitted frames, and synchronous connections are optionally acknowledged.

코이노니아의 스테이션은 네트워크 형성, 네트워크 합류, 데이터 전송, 마스터 변경, 네트워크 분리, 네트워크 해제의 동작 상태를 가진다.Koinonia's stations have an operational state of network formation, network joining, data transfer, master change, network detachment, and network disconnection.

1. 네트워크 형성1. Network formation

마스터가 슈퍼프레임, 경쟁구간, 할당구간의 길이 등의 네트워크 동기정보를 비콘 패킷에 담아 전송함으로써 네트워크를 형성한다. 비콘 패킷에는 네트워크 동기정보 외에도 코이노니아 네트워크의 ID 정보를 포함하고 있어, 스테이션이 접속할 네트워크를 식별할 수 있게 한다.The master forms a network by transmitting network synchronization information such as a superframe, a contention section, and an allocation section length in a beacon packet. The beacon packet contains ID information of the Koinonia network in addition to the network synchronization information, so that the station can identify the network to be connected.

2. 네트워크 합류2. Joining networks

코이노니아 네트워크에 합류하려는 스테이션은 마스터가 비콘 패킷을 듣기 위하여 각 주파수 채널을 주기적으로 수신하게 된다. 수신된 패킷이 원하는 네트워크의 비콘 패킷이라면 해당 네트워크의 마스터와 합류 절차를 시작하고, 이를 성공적으로 수행하면, 네트워크에 합류에 합류하게 된다.Stations that want to join the Koinonia network will periodically receive each frequency channel for the master to listen for beacon packets. If the received packet is a beacon packet of the desired network, the joining procedure is started with the master of the corresponding network, and if the packet is successfully performed, the joining is performed.

스테이션이 네트워크에 합류할 때는 자신의 능력 정보를 마스터에 전송한다. 이 능력 정보에는 지원 가능한 물리계층데이터 전송 속도, 전력 관리 상태, 마스터 기능 수행 가능 여부, 그리고 기억 장소 크기 등의 해당 스테이션의 능력에 대한 정보가 담겨 있으며, 이 정보에 기반한 마스터의 판단에 따라 마스터 변경 과정을 시작할 수도 있다.When a station joins the network, it sends its capability information to the master. This capability information contains information about the capabilities of the station, such as supportable physical layer data transfer rates, power management status, whether the master function can be performed, and the size of the storage area, and changes the master at the discretion of the master based on this information. You can also start the process.

3. 데이터 전송3. Data transfer

데이터 전송을 원하는 슬레이브는 경쟁 구간에서 마스터에게 데이터 전송을 위한 자원 할당을 요구하고, 마스터로부터 자원을 할당받으면, 할당된 자원을 이용하여 데이터를 전송하게 된다. 데이터 전송은 마스터, 슬레이브간 뿐 아니라 슬레이브, 슬레이브 등 어떤 스테이션 간에도 이루어질 수 있으며, 초기 자원 할당 시에만 마스터가 관여하게 되고, 자원이 할당된 이후에는 스테이션 사이에서 데이터 전송이 이루어진다.The slave that wants to transmit data requests the master to allocate resources for data transmission in a contention period, and when resources are allocated from the master, the slave transmits data using the allocated resources. Data transmission can be performed between any station such as a slave or a slave as well as between masters and slaves. The master is only involved in initial resource allocation, and data transmission is performed between stations after resource allocation.

4. 마스터 변경4. Master change

애드혹 네트워크의 특성상 마스터가 매우 자주 변경될 있다. 가장 가능성 있는 두 가지는 다음과 같다.Due to the nature of the ad hoc network, the master can change very often. The two most likely are:

(1) 현재의 마스터가 요청받은 서비스를 수행할 수 없음(예를 들면, 요청받은 서비스 품질을 보장할 수 없음)(1) The current master cannot perform the requested service (eg cannot guarantee the requested quality of service)

(2) 마스터의 갑자기 사라짐(전원이 꺼지거나, POS 밖으로 이동함)(2) Master suddenly disappears (powers off or moves out of POS)

5. 네트워크 분리5. Network Separation

코이노니아에 합류한 스테이션은 자발적으로 또는 마스터의 명령에 따라 네트워크에서 분리될 수 있다. 자발적인 분리의 경우는 분리를 원하는 스테이션이 마스터에게 분리요청 명령을 보냄으로써 이루어진다. 마스터가 자발적인 분리를 원하는 경우에는 분리를 하기 전에 슬레이브 중 가장 유능한 스테이션에게 마스터 기능을 양도한 후 분리할 수 있다. 마스터가 현재의 네트워크 사정상 서비스하기 어려운 슬레이브에게 분리 명령을 보냄으로써 강제적으로 분리시킬 수 있다.Stations joining Koinonia can be detached from the network either voluntarily or at the command of the master. In case of spontaneous detachment, the station wanting to detach is sent to the master by sending a request for detachment. If the master wants to spontaneously detach, it can detach after transferring the master function to the most capable station among the slaves. The master can forcibly detach by sending a detach command to a slave that is difficult to service due to current network conditions.

6. 네트워크 해제6. Network Off

코이노니아 네트워크의 해제는 스테이션의 요청에 의한 정상적인 해제와 돌발적인 상황에 따라서 발생하는 비정상적 해제의 두 가지로 구분할 수 있다. 정상적인 해제는 슬레이브의 요청에 받아 마스터가 해제 여부를 결정하여 이를 전체 슬레이브에게 통보함으로써 네트워크를 해제하는 것을 말한다. 마스터 자신이 네트워크 해제를 요청함으로써 이 과정을 시작할 수도 있다. 비정상적인 네트워크 해제는 네트워크에 참여한 전체 스테이션의 한꺼번에 전원이 꺼진다거나 개인활동 영역 밖으로 나감으로써 네트워크가 해제되는 경우를 의미하나, 그 가능성은 매우 가능성이 희박하다.The release of the Koinonia network can be classified into two types: normal release at the request of a station and abnormal release occurring due to an unexpected situation. Normal release means that the master releases the network by notifying the entire slave by deciding whether or not to release upon receiving the slave's request. The master may begin this process by requesting a network release. Abnormal network disconnection refers to a situation in which the network is disconnected by turning off all of the stations participating in the network at once or leaving the personal activity area, but the possibility is very unlikely.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이너리 CDMA 기술을 이용한 원격 검침 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.3 is a schematic diagram of a remote meter reading system using binary CDMA technology according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 바이너리 CDMA 기술을 이용한 원격 검침 시스템은 수용가(100)에 형성되는 전력량계(110)에 연결되어 전력 검침 정보를 전송하는 원격검침 단말기(120), 상기 원격검침 단말기(120)로부터 전송되는 데이터를 바이너리 CDMA 통신망(200)을 이용하여 전달하는 중계기(300), 상기 중계기(300)로부터 전력 검침 정보를 수신하여 수집하는 수집장치(400), 상기 수집장치(400)에서 수집된 데이터를 전송하는 유무선 통신망(500), 상기 유무선 통신망(500)으로부터 데이터를 수신하여 저장 및 가공하는 검침 서버(600), 상기 검침 서버(600)에 수집된 데이터 및 가공된 데이터를 저장하는 DB(610), 및 FEP(620)를 포함한다.As shown in FIG. 3, the remote meter reading system using the binary CDMA technology according to an embodiment of the present invention is connected to the electricity meter 110 formed in the customer 100 to transmit the power meter reading information 120. ), A repeater 300 for transmitting data transmitted from the remote metering terminal 120 using the binary CDMA communication network 200, a collecting device 400 for receiving and collecting power metering information from the repeater 300, Wired and wireless communication network 500 for transmitting data collected by the collection device 400, meter reading server 600 for receiving, storing and processing data from the wired and wireless communication network 500, data collected in the metering server 600 And a DB 610 for storing the processed data, and an FEP 620.

상기 원격 검침 시스템에 있어서, 수집장치(400)는 코이노니아 네트워크의 마스터로 동작할 수 있으며, 각 수용가의 전력량계(110)에 형성되는 원격검침 단말기(120)는 슬레이브로 동작할 수 있다. 물론 데이터의 송수신이나, 바이너리 CDMA 통신망의 상태에 따라서는 원격검침 단말기(120) 중 어느 하나가 마스터 역할을 담당할 수도 있다.In the remote meter reading system, the collection device 400 may operate as a master of the Koinonia network, and the remote meter reading terminal 120 formed in the electricity meter 110 of each customer may operate as a slave. Of course, depending on the transmission and reception of data or the state of the binary CDMA communication network, any one of the remote metering terminal 120 may play a master role.

상기 원격검침 단말기(120)는 상기 전력량계(110)에 장착되어 해당 전력량계의 전력 사용량 데이터를 측정, 기록하며, 이를 바이너리 CDMA 통신 방식을 통해 전송한다. 상기 원격검침 단말기(120)는 사용 전력량을 감지 또는 판독하기 위한 센서부, 메모리 및 바이너리 CDMA 통신용 모뎀 등을 구비하도록 구성될 수 있으며, 바람직하기로는 원격검침이 가능한 전력량계일 수 있다. 즉, 상기 각각의 원격검침 단말기가 구비되는 전력량계는 아날로그 방식보다는 전자식 전력량계인 것이 바람직하다. 상기 원격검침 단말기(120)의 상세 구성은 이하 도 4를 참조하여 보다 상세히 기술하도록 한다.The remote meter reading terminal 120 is mounted on the electricity meter 110 to measure and record power usage data of the electricity meter, and transmits it through a binary CDMA communication scheme. The remote metering terminal 120 may be configured to include a sensor unit, a memory, a modem for binary CDMA communication, and the like for sensing or reading the amount of power used, and preferably, may be a remote meter capable of remote meter reading. That is, it is preferable that the electricity meter provided with each of the remote meter reading terminals is an electronic electricity meter rather than an analog method. Detailed configuration of the remote meter reading terminal 120 will be described in more detail with reference to FIG.

상기 중계기(300)는 상기 원격검침 단말기(120)와 수집장치(400) 사이에 이루어지는 바이너리 CDMA 통신 방식에 따른 전송 데이터를 중계하기 위하여 바이너리 CDMA 통신망(200) 사이에 복수로 형성될 수 있다.The repeater 300 may be formed in plural between the binary CDMA communication network 200 in order to relay the transmission data according to the binary CDMA communication method between the remote meter reading terminal 120 and the collecting device 400.

상기 수집장치(400)는 상기 원격검침 단말기로부터 바이너리 CDMA 통신 방식을 통해 전송된 전력 사용량 데이터를 수집, 저장한다.The collection device 400 collects and stores power usage data transmitted from the remote meter reading terminal through a binary CDMA communication method.

상기 검침 서버(600)는 복수의 상기 수집장치(400)로부터 전달되는 각각의 전력량계에 대한 전력 사용량 데이터를 기록, 보존하며, 필요에 따라 이에 대응되도록 해당 전력량계에 대한 전력 사용 요금을 과금한다.The meter reading server 600 records and preserves power usage data for each of the electricity meters transmitted from the plurality of collection devices 400, and charges the electricity usage fee for the corresponding electricity meters as necessary.

상기 수집장치(400)와 검침 서버(600) 사이의 데이터 전송은 바이너리 CDMA, TRS, 이더넷 또는 광통신을 포함하는 통상의 다양한 유무선 통신 방식 가운데 어느 하나의 통신 방식에 의해 이루어지질 수 있는데, 이 경우 상기 수집장치(400)에 구비되는 통신용 모뎀은, 상기 전력량계(110) 및 상기 검침 서버(600)와의 사이에 이루어지는 데이터 전송을 위한 모든 통신 방식의 수행이 가능한 통합 모뎀인 것이 바람직하다.Data transmission between the collection device 400 and the meter reading server 600 may be made by any one of various conventional wired and wireless communication methods including binary CDMA, TRS, Ethernet, or optical communication. The communication modem provided in the collection device 400 is preferably an integrated modem capable of performing all communication methods for data transmission between the electricity meter 110 and the metering server 600.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 원격검침 단말기의 내부 구성을 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating an internal configuration of a remote meter reading terminal according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 원격검침 단말기(120)는 전력량계(110)와 연결되는 전력량계 인터페이스(121), 상기 원격검침 단말기(120)의 각부를 제어하는 제어부(122), 상기 제어부(122)의 제어신호에 따라 전력량계(110)로부터 검침된 전력 정보를 바이너리 CDMA 통신망을 이용하여 송신하는 바이너리 CDMA 모뎀(123), 안테나와 상기 바이너리 CDMA 모뎀(123) 사이에 개재되어 형성되는 RF 모듈(124), 상기 제어부(122)와 바이너리 CDMA 모뎀(123) 사이에 연결된 한 쌍의 SDRAM(125), 상기 제어부(122)와 바이너리 CDMA 모뎀(123) 사이에 연결된 플래쉬 메모리(126), 및 RS232C 드라이버(127)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the remote meter reading terminal 120 controls the electricity meter interface 121 connected to the electricity meter 110, a controller 122 for controlling each part of the remote meter reading terminal 120, and the control of the controller 122. A binary CDMA modem 123 for transmitting power information read from the electricity meter 110 according to a signal using a binary CDMA communication network, an RF module 124 formed between an antenna and the binary CDMA modem 123, and A pair of SDRAMs 125 connected between the control unit 122 and the binary CDMA modem 123, a flash memory 126 connected between the control unit 122 and the binary CDMA modem 123, and an RS232C driver 127. Include.

상기 전력량계 인터페이스(121)는 전력량계(110)와 상호 연동하여 전력량계(110)에 형성된 메모리에 기저장된 전력 검침 정보를 수신한다. 상기 전력 검침 정보는 전력량계(110)에 형성된 전류검출부를 통하여 계측된 전류데이터와, 전압검출부를 통하여 계측된 전압데이터일 수 있다.The electricity meter interface 121 interoperates with the electricity meter 110 to receive power metering information previously stored in a memory formed in the electricity meter 110. The power meter reading information may be current data measured through a current detector formed in the electricity meter 110 and voltage data measured through a voltage detector.

상기 제어부(122)는 상기 전력량계(110)를 통하여 계측된 수용가에 공급되는 전력의 사용량을 가공하고, 저장 관리하며, 바이너리 CDMA 모뎀(123)을 이용한 데이터 통신 과정을 제어한다. 상기 제어부(122)는 상기 전류검출부를 통하여 계측된 전류데이터와, 상기 전압검출부를 통하여 계측된 전압데이터를 이용하여 유효전력량, 무효전력량, 최대수요전력, 역률 등을 산출할 수 있다. 경우에 따라서는 이를 이용하여 수용가에서 전력 회사에 납부해야 할 전력 사용 요금을 산정할 수 있다. 전력 사용 요금 산정 방법은 계측된 전력 사용량에 전력량별 부과되는 기준요금을 곱하여 계산될 수 있다. 상기 기준요금 정보는 상기 SDRAM(125) 또는 플래쉬 메모리(126)와 같은 메모리부에 저장시켜 사용할 수 있다. 또한, 상기 제어부(122)는 계측 데이터를 시간대별, 일별, 주간별, 월별, 야간별, 날짜별로 구분하여 통계치를 생성할 수 있다.The controller 122 processes, stores and manages the amount of power supplied to the customer measured through the electricity meter 110, and controls a data communication process using the binary CDMA modem 123. The controller 122 may calculate an effective power amount, reactive power amount, maximum demand power, power factor, and the like using the current data measured through the current detector and the voltage data measured through the voltage detector. In some cases, this can be used to calculate the electricity use charges to be paid to the utility company by the consumer. The power usage fee calculation method may be calculated by multiplying the measured power usage by a standard fee charged for each power amount. The reference fee information may be stored and used in a memory unit such as the SDRAM 125 or the flash memory 126. In addition, the controller 122 may generate statistical values by dividing the measurement data by time zone, daily, weekly, monthly, nightly, and date.

또한, 상기 검출된 전류와 전압 및 상기 산출된 유효전력량, 무효전력량, 최대수요전력, 역률, 전력 사용 요금 등의 계측 데이터를 누적 산출하여 상기 SDRAM(125) 또는 플래쉬 메모리(126)와 같은 메모리부에 저장하고 수집장치(400)로부터의 전송 요청에 따라 상기 저장된 데이터를 바이너리 CDMA 모뎀(123)으로 전송하는 과정을 제어한다. 이밖에 상기 제어부(122)는 RF 모듈(124)의 동작을 제어하고, SDRAM(125) 및 플래쉬 메모리(126)의 데이터 입출력 과정을 제어하며, RS232C 드라이버(127)의 동작을 제어한다.In addition, a memory unit such as the SDRAM 125 or the flash memory 126 may be accumulated by calculating and calculating measurement data such as the detected current and voltage and the calculated effective power amount, reactive power amount, maximum demand power, power factor, and power usage fee. And store the data in the binary CDMA modem 123 according to a request for transmission from the collection device 400. In addition, the controller 122 controls the operation of the RF module 124, controls the data input / output process of the SDRAM 125 and the flash memory 126, and controls the operation of the RS232C driver 127.

상기 바이너리 CDMA 모뎀(123)은 상기 제어부(122)의 제어 신호에 따라 상기 SDRAM(125) 또는 플래쉬 메모리(126)에 적재되어 있는 전력 검침 정보를 바이너리 CDMA 통신망(200)을 통하여 수집장치(400)로 전송한다. 상기 바이너리 CDMA 모뎀(123)은 2.4㎓부터 2.485㎓까지 별도의 인가가 필요 없는 ISM 대역에서 운용될 수 있으며, WPAN에 사용되기 위해 5.625Mbps까지의 데이터율을 제공할 수 있고, 데이터를 정진폭 부호화기를 거쳐 패킷을 구성한 후 Q-QPSK 변조를 통해 신호를 전송하게 된다.The binary CDMA modem 123 collects the power reading information stored in the SDRAM 125 or the flash memory 126 through the binary CDMA communication network 200 according to a control signal of the controller 122. To send. The binary CDMA modem 123 may be operated in the ISM band that does not require a separate license from 2.4 GHz to 2.485 GHz, and may provide a data rate of up to 5.625 Mbps for use in a WPAN, and the data may be a constant amplitude encoder. After configuring the packet through the Q-QPSK modulation to transmit the signal.

상기 RF 모듈(124)은 저소비전력이고 저가로 구현가능한 예를 들면 지그비(ZigBee) 규격을 이용하는 것이 바람직하다.The RF module 124 preferably uses, for example, a ZigBee standard, which is low power and low cost.

상기 SDRAM(125) 또는 플래쉬 메모리(126)에는 상기 전력량계로부터 전송된 전압, 전류 정보 및 제어부를 통하여 가공된 전력 검침 정보가 시간대별, 일별, 주간별, 월별, 야간별, 날짜별 등으로 분류되어 실시간으로 저장될 수 있다.In the SDRAM 125 or the flash memory 126, voltage, current information, and power reading information processed through the controller are classified into time zone, daily, weekly, monthly, night, and date. Can be stored in real time.

보다 상세히, 상기 SDRAM(125) 또는 플래쉬 메모리(126)는 프로그램 저장 영역과 데이터 저장 영역으로 구분되어 있을 수 있다. 상기 프로그램 저장 영역에는 제어부(122)에 의하여 사용되는 응용 프로그램이 저장되며, 데이터 저장영역에는 검출된 전류 및 전압 데이터와 유효전력량, 무효전력량, 최대수요전력, 역률, 전력 사용 요금 등의 계측 데이터와, 통신모듈 사이의 통신망 연결상태, 데이터 송수신 완료 상태 등을 포함하는 전력 검침 정보가 저장될 수 있다.In more detail, the SDRAM 125 or the flash memory 126 may be divided into a program storage area and a data storage area. The program storage area stores an application program used by the controller 122, and the data storage area includes measured current and voltage data and measured data such as an effective power amount, reactive power amount, maximum demand power, power factor, and power usage fee. Power meter reading information including a communication network connection state between the communication modules and a data transmission / reception completion state may be stored.

상기 프로그램 저장 영역에 저장되는 응용 프로그램으로서는, 제어부(122)에서 검출된 전류와 전압을 이용하여 유효전력량, 무효전력량, 최대수요전력, 역률, 전력 사용 요금 등의 계측 데이터를 산출하기 위한 산출 프로그램과, 상기 검출된 전류 및 전압과 산출 프로그램을 이용하여 산출된 계측 데이터를 메모리에 저장 관리하기 위한 저장 관리 프로그램과, 바이너리 CDMA 모뎀(123)을 통하여 수집장치(400)와의 통신을 위한 통신프로그램과, 검출된 전력 정보를 기초로 전력 사용 요금을 산정하는 프로그램 등을 포함할 수 있다.The application program stored in the program storage area may include a calculation program for calculating measurement data such as an amount of effective power, an amount of reactive power, a maximum demand power, a power factor, and a power usage fee using the current and voltage detected by the controller 122; A storage management program for storing and managing measured data calculated using the detected current and voltage and a calculation program in a memory, a communication program for communicating with the collection device 400 through a binary CDMA modem 123, and And a program for calculating a power usage fee based on the detected power information.

이와 같은 구성을 포함하는 상기 원격검침 단말기(120)는 각 수용가에 형성되는 상기 전력량계(110)와 인접 설치되어 상기 전력량계(110)로부터 전력 검침 정보를 취득하여 바이너리 CDMA 통신망(200)을 이용하여 수집장치(400)로 이를 전송한다. 상기 원격검침 단말기(120)와 상기 수집장치(400) 사이의 거리에 따라 바이너리 CDMA 통신망상에 형성되는 다수의 중계기를 이용하여 데이터를 전송할 수도 있다. 한편, 상기 수집장치(400)와 각 수용가에 형성되는 원격검침 단말기(120)는 각각 마스터와 슬레이브로 동작할 수 있으며, 상호 데이터 통신 과정을 원활히 하기 위하여 각 기기를 인증 및 보안할 수 있다. 또한, 데이터 전송 속도를 향상시키기 위하여 상호 멀티커넥션으로 연결될 수 있다. 또한, 상기 멀티 커넥션을 이용하여 상기 수집장치(400)에서 복수의 원격검침 단말기(120)를 한번에 업그레이드시킬 수 있다. 이러한 기능은 이하 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.The remote meter reading terminal 120 having such a configuration is installed adjacent to the electricity meter 110 formed in each customer to obtain power metering information from the electricity meter 110 and collected using the binary CDMA communication network 200. Send it to device 400. Data may be transmitted using a plurality of repeaters formed on a binary CDMA communication network according to the distance between the remote meter reading terminal 120 and the collection device 400. On the other hand, the collection device 400 and the remote meter reading terminal 120 formed in each customer can operate as a master and a slave, respectively, and can authenticate and secure each device to facilitate the data communication process. In addition, it can be connected to each other multi-connection to improve the data transmission speed. In addition, the plurality of remote meter reading terminal 120 can be upgraded in the collection device 400 at one time by using the multi-connection. This function will be described in more detail with reference to the drawings below.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수집장치의 내부 구성을 도시한 도면이다.5 is a view showing the internal configuration of the collecting device according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 상기 수집장치(400)는 상기 수집장치(400)의 각부를 제어하는 제어부(401), RS232C 드라이버(402), 상기 제어부(401)의 제어신호에 따라 원격검침 단말기(120)로부터 전력 정보를 바이너리 CDMA 통신망을 이용하여 수신하는 바이너리 CDMA 모뎀(403), 안테나와 상기 바이너리 CDMA 모뎀(403) 사이에 개재되어 형성되는 RF 모듈(404), 상기 제어부(401)와 바이너리 CDMA 모뎀(403) 사이에 연결된 한 쌍의 SDRAM(405), 상기 제어부(401)와 바이너리 CDMA 모뎀(403) 사이에 연결된 플래쉬 메모리(406), 상기 제어부(401)와 연결된 RJ45 랜커넥터(407), 및 상기 제어부(401)와 연결된 PHY 칩(408)을 포함한다.Referring to FIG. 5, the collection device 400 includes a remote meter reading terminal 120 according to a control signal of a control unit 401, an RS232C driver 402, and the control unit 401 for controlling each unit of the collection device 400. A binary CDMA modem 403 for receiving power information from a CDMA communication network, an RF module 404 interposed between an antenna and the binary CDMA modem 403, the control unit 401 and a binary CDMA modem. A pair of SDRAMs 405 connected between 403, a flash memory 406 connected between the controller 401 and a binary CDMA modem 403, an RJ45 LAN connector 407 connected to the controller 401, and It includes a PHY chip 408 connected to the control unit 401.

상기 제어부(401)는 각 수용가에 형성된 원격검침 단말기(120)로부터 각 전력량계(110)를 통하여 검침된 데이터를 수신하여 취합하고, 저장 관리하며, 바이너리 CDMA 모뎀(403)을 이용한 데이터 통신 과정을 제어한다. 일 실시예에 따르면, 상기 제어부(401)는 상기 원격검침 단말기(120)를 통하여 전류 및 전압 데이터만을 수신하고, 이를 이용하여 유효전력량, 무효전력량, 최대수요전력, 역률 등을 산출할 수 있다. 경우에 따라서는 이를 이용하여 수용가에서 전력 회사에 납부해야 할 전력 사용 요금을 산정할 수 있다. 전력 사용 요금 산정 방법은 계측된 전력 사용량에 전력량별 부과되는 기준요금을 곱하여 계산될 수 있다. 상기 기준요금 정보는 상기 SDRAM(405) 또는 플래쉬 메모리(406)와 같은 메모리부에 저장시켜 사용할 수 있다. 또한, 상기 제어부(401)는 계측 데이터를 시간대별, 일별, 주간별, 월별, 야간별, 날짜별로 구분하여 통계치를 생성할 수 있다.The control unit 401 receives, collects, stores and manages the data read through the electricity meter 110 from the remote meter reading terminal 120 formed at each customer, and controls a data communication process using the binary CDMA modem 403. do. According to an embodiment of the present disclosure, the controller 401 may receive only current and voltage data through the remote meter reading terminal 120 and calculate the effective power amount, reactive power amount, maximum demand power, power factor, and the like. In some cases, this can be used to calculate the electricity use charges to be paid to the utility company by the consumer. The power usage fee calculation method may be calculated by multiplying the measured power usage by a standard fee charged for each power amount. The reference fee information may be stored and used in a memory unit such as the SDRAM 405 or the flash memory 406. In addition, the controller 401 may generate statistical values by dividing the measurement data by time zone, daily, weekly, monthly, nightly, and date.

또한, 상기 검출된 전류와 전압 및 상기 산출된 유효전력량, 무효전력량, 최대수요전력, 역률, 전력 사용 요금 등의 계측 데이터를 누적 산출하여 상기 SDRAM(405) 또는 플래쉬 메모리(406)에 저장하고 검침서버(600)로부터의 전송 요청에 따라 상기 저장된 데이터를 검침서버(600)로 전송하는 과정을 제어한다. 이밖에 상기 제어부(401)는 RF 모듈(404)의 동작을 제어하고, SDRAM(405) 및 플래쉬 메모리(406)의 데이터 입출력 과정을 제어하며, RS232C 드라이버(402), RJ45 랜커넥터(407), 및 PHY 칩(408)의 동작을 제어한다.In addition, the measured current and voltage and the measured data such as the calculated effective power amount, reactive power amount, maximum demand power, power factor, power usage fee, etc. are cumulatively calculated, stored in the SDRAM 405 or the flash memory 406, and meter reading. In response to a transmission request from the server 600, the process of transmitting the stored data to the meter reading server 600 is controlled. In addition, the control unit 401 controls the operation of the RF module 404, and controls the data input and output process of the SDRAM 405 and flash memory 406, RS232C driver 402, RJ45 LAN connector 407, And control the operation of the PHY chip 408.

상기 바이너리 CDMA 모뎀(403)은 상기 제어부(401)의 제어 신호에 따라 원격검침 단말기(120)로부터 수신된 전력 검침 정보를 수신하고 이를 상기 SDRAM(405) 또는 플래쉬 메모리(406)에 적재한다. 또한, 검침서버(600)의 요청에 따라 SDRAM(405) 또는 플래쉬 메모리(406)에 저장되어 있는 전력 검침 정보를 유무선 통신망(500)을 통하여 검침서버(600)로 전송한다.The binary CDMA modem 403 receives the power reading information received from the remote reading terminal 120 according to the control signal of the control unit 401 and loads it into the SDRAM 405 or the flash memory 406. In addition, at the request of the meter reading server 600, the power meter reading information stored in the SDRAM 405 or flash memory 406 is transmitted to the meter reading server 600 through the wired / wireless communication network 500.

다시 말해, 단위 구역 등의 일정 블록 내에 위치된 다수의 원격검침 단말기(120)가 각각 해당 전력량계(110)의 전력 사용량 데이터를 전송하면, 수집장치(400)는 이를 수신하여 취합 정리한 후 소정의 주기 마다 검침서버(600)로 전송하는 기능을 수행하게 된다.In other words, when a plurality of remote meter reading terminal 120 located within a certain block, such as a unit area, respectively transmits the power usage data of the corresponding electricity meter 110, the collecting device 400 receives and organizes the data after collecting and arranging the data. It performs the function of transmitting to the meter reading server 600 every cycle.

이때, 상기 각각의 원격검침 단말기(120)와 수집장치(400) 사이의 거리가 직접적인 데이터의 전송이 어려울 정도의 간격인 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 이들의 사이에 전송되는 데이터의 중계를 위한 다수의 중계기(300)가 추가로 형성될 수 있다.In this case, when the distance between each of the remote meter reading terminal 120 and the collection device 400 is an interval that is difficult to directly transmit data, as shown in Figure 3, relaying of the data transmitted between them A plurality of repeaters 300 for may be further formed.

상기 RF 모듈(404)은 저소비전력이고 저가로 구현가능한 예를 들면 지그비(ZigBee) 규격을 이용하는 것이 바람직하다.The RF module 404 preferably uses, for example, a ZigBee standard, which is low power and low cost.

상기 SDRAM(405) 또는 플래쉬 메모리(406)에는 상기 원격검침 단말기(120)로부터 전송된 전압, 전류 정보 및 전력 검침 정보가 시간대별, 일별, 주간별, 월별, 야간별, 날짜별 등으로 분류되어 실시간으로 저장될 수 있다.In the SDRAM 405 or the flash memory 406, voltage, current information, and power metering information transmitted from the remote metering terminal 120 are classified into time zone, daily, weekly, monthly, night, and date. Can be stored in real time.

보다 상세히, 상기 SDRAM(405) 또는 플래쉬 메모리(406)는 프로그램 저장 영역과 데이터 저장 영역으로 구분되어 있을 수 있다. 상기 프로그램 저장 영역에는 제어부(401)에 의하여 사용되는 응용 프로그램이 저장되며, 데이터 저장영역에는 검출된 전류 및 전압 데이터와 유효전력량, 무효전력량, 최대수요전력, 역률, 전력 사용 요금 등의 계측 데이터와, 통신모듈 사이의 통신망 연결상태, 데이터 송수신 완료 상태 등을 포함하는 전력 검침 정보가 저장될 수 있다.In more detail, the SDRAM 405 or the flash memory 406 may be divided into a program storage area and a data storage area. The program storage area stores an application program used by the controller 401, and the data storage area includes measured current and voltage data and measured data such as an effective power amount, reactive power amount, maximum demand power, power factor, and power usage fee. Power meter reading information including a communication network connection state between the communication modules and a data transmission / reception completion state may be stored.

상기 프로그램 저장 영역에 저장되는 응용 프로그램으로서는, 제어부(401)에서 수신된 전류와 전압을 이용하여 유효전력량, 무효전력량, 최대수요전력, 역률, 전력 사용 요금 등의 계측 데이터를 산출하기 위한 산출 프로그램과, 상기 검출된 전류 및 전압과 산출 프로그램을 이용하여 산출된 계측 데이터를 메모리에 저장 관리하기 위한 저장 관리 프로그램과, 바이너리 CDMA 모뎀(403)을 통하여 원격검침 단말기(120) 또는 검침서버(600)와의 통신을 위한 통신프로그램과, 수신된 전력 정보를 기초로 전력 사용 요금을 산정하는 프로그램 등을 포함할 수 있다.The application program stored in the program storage area may include a calculation program for calculating measurement data such as an effective power amount, reactive power amount, maximum demand power, power factor, and power usage fee using the current and voltage received from the controller 401; And a storage management program for storing and managing the measured data calculated using the detected current and voltage and the calculation program in a memory, and the remote metering terminal 120 or the metering server 600 through the binary CDMA modem 403. A communication program for communication and a program for calculating a power usage fee based on the received power information may be included.

한편, 상기 원격검침 단말기(120)와 수집장치(400) 사이에서 전력 검침 정보를 보다 안전하고, 정확하게 송수신하기 위해서는 인증 및 보안 기능의 강화가 절실하다. 즉, 종래 무선통신방식을 이용한 원격검침시스템은 보안에 취약하여 외부네트워크에서 접근이나 정보의 도청 및 훼손이 용이하여 문제가 발생할 가능이 많았다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 바이너리 CDMA 통신방식을 이용한 원격검침시스템의 보안상 취약점을 개선하기 위해 하기 절차를 추가로 포함한다. 하기 보안 절차에는 암호화된 알고리즘(CCM모드)과, Key 생성/선택의 보안 알고리즘(AES)이 사용된다.Meanwhile, in order to transmit and receive power metering information more safely and accurately between the remote metering terminal 120 and the collecting device 400, it is necessary to reinforce authentication and security functions. That is, the conventional remote meter reading system using a wireless communication method is vulnerable to security, so it is easy to access or eavesdrop and damage information in an external network. In order to solve this problem, the present invention further includes the following procedure to improve the security vulnerability of the remote meter reading system using the binary CDMA communication method. In the following security procedure, an encrypted algorithm (CCM mode) and a key generation / selection security algorithm (AES) are used.

보안 네트워크의 형성순서는 다음과 같다.The order of formation of the security network is as follows.

1. 마스터 결정1. Master decision

2. 각 슬레이브들이 마스터에 합류하여 네트워킹 형성2. Each slave joins the master to form networking

3. 각 슬레이브들이 마스터의 비콘에 의해 할당받은 슬롯을 사용하여 데이터 전송3. Each slave transmits data using the slot assigned by the master's beacon

4. 보안 관리자와 인증 절차를 통해 약속된 키에 의해 통신 가능한 보안 네트워크 형성4. Form a secure network that can be communicated by the promised key through the authentication process with the security manager.

5. 임의의 두 슬레이브 간에 통신하는 peer-to-peer 보안 네트워크 형성5. Form a peer-to-peer security network that communicates between any two slaves

크게 나누면, 보안을 위한 절차는, 마스터가 운영하여 슬레이브의 임의의 피코넷에 접속하도록 하는 합류(Association) 절차와, 보안 관리자(Security Manager:SM)가 운영하여 전송하고자 하는 슬레이브간 또는 마스터-슬레이브 간의 전송 권한(프리이버스 성립) 및 키 결정을 수행하는 인증(Authentication) 절차와, 처음 보안 네트워크가 성립될 때와 새로운 슬레이브의 합류/해제에 따른 보안 네트워크의 성립시마다 인증 및 키분배를 수행하는 키 성립 프로토콜 절차가 포함된다.Broadly speaking, the security procedures include an association procedure that allows the master to operate and access any piconet of the slave, and between the slaves or master-slaves that the Security Manager (SM) wants to operate and transmit. Authentication procedure to perform transmission authority (establishment of free bus) and key determination, and key establishment to perform authentication and key distribution when the first security network is established and the security network is established upon joining / release of new slave. Protocol procedures are included.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 보안 절차 중 합류 절차를 나타낸 플로우 차트이다.6 is a flowchart illustrating a joining procedure among security procedures according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 먼저 미합류 슬레이브가 임의의 피코넷의 마스터로부터 비콘 신호를 수신한다(S100). 미합류 슬레이브는 수신된 비콘 신호의 피코넷 ID와 채널(Channel)을 확인한 후, 마스터로 합류요청 명령 블록을 전송한다(S110). 합류요청 명령 블록을 수신한 마스터는 슬레이브의 MAC을 확인한 후, 합류응답 명령 블록을 전송한다(S120). 합류응답 명령 블록에 포함된 이유 정보가 “성공”이면 마스터에 합류가 완료된다(S130).Referring to FIG. 6, first, an unjoined slave receives a beacon signal from a master of an arbitrary piconet (S100). The unjoined slave checks the piconet ID and channel of the received beacon signal and transmits a join request command block to the master (S110). After receiving the join request command block, the master checks the MAC of the slave and transmits the join response command block (S120). If the reason information included in the join response command block is “success,” joining to the master is completed (S130).

합류 절차가 완료되면, 인증 및 키 성립 절차가 진행된다.Once the joining process is complete, the authentication and key establishment process will proceed.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 인증 및 키 성립 절차 중 인증 및 도전 프로토콜을 나타낸 플로우 차트이다.7 is a flowchart illustrating an authentication and challenge protocol during an authentication and key establishment procedure according to an embodiment of the present invention.

인증 및 도전 프로토콜은 보안 관리자가 피코넷에 접속하는 슬레이브를 각각 인증하고 공동 키를 분배해주는 과정이다.The authentication and challenge protocols are the process by which the security administrator authenticates each slave accessing the piconet and distributes a common key.

도 7을 참조하면, 먼저 피코넷에 접속된 슬레이브는 보안 매니저(Manager)에 인증 요청 명령 블록을 전송한다(S200). 인증권한 요청에 대해 보안 매니저는 권한 부여를 결정하여(S210), 매니지먼트 키(Management Key)를 포함한 도전(Challenge) 요청 명령블록을 전송한다(S220). 슬레이브는 매니지먼트 키를 공유키로 암호화하여 보안 매니저에 도전 응답 명령블록을 전송한다(S230). 보안 매니저는 받은 데이터를 공유키로 복호화하여 매니지먼트 키와 같은지 확인한 후(S240) 인증에 대한 권한부여를 결정하여 인증 응답 명령블록을 슬레이브에 전송한다(S250). 인증응답 명령블록을 확인한 후 매니지먼트 키로 사용한다(S260). Referring to FIG. 7, a slave connected to a piconet first transmits an authentication request command block to a security manager (S200). In response to the authentication authority request, the security manager determines authorization (S210), and transmits a challenge request command block including a management key (S220). The slave encrypts the management key with the shared key and transmits a challenge response command block to the security manager (S230). The security manager decrypts the received data with the shared key and checks whether it is the same as the management key (S240), then determines authorization for authentication and transmits an authentication response command block to the slave (S250). After confirming the authentication response command block is used as a management key (S260).

인증 및 도전 프로토콜이 완료되면, 키 분배 및 키 요청 프로토콜이 진행된다.Once the authentication and challenge protocols are complete, the key distribution and key request protocols proceed.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 인증 및 키 성립 절차 중 키 분배 프로토콜을 나타낸 플로우 차트이다.8 is a flowchart illustrating a key distribution protocol during an authentication and key establishment procedure according to an embodiment of the present invention.

키 분배 프로토콜은 주기적으로 보안 관리자가 피코넷의 각 슬레이브에게 갱신된 암호화할 키를 배분해주는 과정이다.The key distribution protocol is a process in which the security manager periodically distributes an updated encryption key to each slave in the piconet.

도 8을 참조하면, 먼저 보안 매니저는 공유키 및 보안세션 ID를 포함한 분배요청 명령블록을 주기적으로 슬레이브에 전송한다(S300).Referring to FIG. 8, first, the security manager periodically transmits a distribution request command block including a shared key and a security session ID to the slave (S300).

각 슬레이브는 수신된 분배요청 명령블록에서 그룹 멤버(Group member) 및 피어 투 피어 키(Peer to Peer Key) 성립을 확인한 후(S310), 분배 응답 명령블록을 보안 매니저에 전송한다(S320).Each slave checks the establishment of a group member and a peer to peer key in the received distribution request command block (S310), and then transmits a distribution response command block to the security manager (S320).

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 인증 및 키 성립 절차 중 키 요청 프로토콜을 나타낸 플로우 차트이다.9 is a flowchart illustrating a key request protocol in an authentication and key establishment procedure according to an embodiment of the present invention.

키 요청 프로토콜은 임의의 슬레이브가 갱신된 키를 받지 못했을 때 보안 관리자에게 현재의 암호화할 키를 요청주는 과정이다.The key request protocol is a process of requesting the security manager the current key to encrypt when any slave does not receive the updated key.

도 9를 참조하면, 먼저 슬레이브가 공유키 사용을 위해 키요청 명령 블록을 보안 매니저에게 전송한다(S400). 보안 매니저는 확인 후 공유키를 포함한 키응답명령블록을 슬레이브에 전송한다(S410).Referring to FIG. 9, first, a slave transmits a key request command block to a security manager for using a shared key (S400). The security manager sends a key response command block including the shared key to the slave after confirmation (S410).

상기 인증 또는 보안 절차를 수행함에 있어서는 인증 및 도전 프로토콜에 의해 결정되며, 키 분배 및 키 요청 프로토콜에 사용되는 명령블록의 키를 암호화하는데 사용되는 매니지먼트 키와, 한 피코넷에서 사용되며 데이터를 암호화하는데 사용되는 피코넷 그룹 데이터 키(Piconet Group data Key), 및 임의의 슬레이브 사이의 통신에서 데이터를 암호화하는데 사용되는 피어 투 피어 키(Peer-to-peer data Key)가 사용될 수 있다.In performing the authentication or security procedure, a management key used for encrypting the key of the command block used for the key distribution and key request protocol, determined by the authentication and challenge protocol, and used for encrypting data in one piconet. The Piconet Group Data Key being used, and the Peer-to-peer data Key used to encrypt the data in the communication between any slaves can be used.

이때 상기 키가 생성되는 순서는, In this case, the order in which the keys are generated is

1단계: Random generation 함수로 비트 열 선택: 118 비트 생성Step 1: select a string of bits with the random generation function: generate 118 bits

2단계: 7비트씩 나열Step 2: list by 7 bits

3단계: 패리티 비트를 취해서 8 비트 열을 만듦Step 3: Take Parity Bits to Create 8-Bit Strings

4단계: 1행부터 순서를 취해서 128비트 키를 만듦Step 4: create a 128-bit key, ordered from line 1

일 수 있다.Can be.

한편, 무결성-암호화 메커니즘으로 사용되는 CCM모드는 데이터암호화에 CTR모드를 사용하고, 데이터 무결성 검사로 CBC -MAC을 사용한다. 여기에 AES라는 대칭형 블록 암호화 알고리즘을 이용한다.On the other hand, the CCM mode used as the integrity-encryption mechanism uses the CTR mode for data encryption and uses CBC-MAC for data integrity check. A symmetric block cipher algorithm called AES is used here.

한편, 상기 원격검침 단말기(120)와 수집장치(400) 사이의 통신 방식은 1대1 대응을 기초로 하는 시리얼 방식에서 벗어나지 못하고 있다. 이 때문에 한 계기와의 통신을 종료하기 전까지 수집장치는 다른 계기의 값을 취득하지 못하며, 특히 통신에서 문제가 생길 경우 재전송 등으로 인하여 수집장치에 연결된 모든 계기의 값을 취득하는 시간이 길어진다는 문제점이 있다. 이는 계기 자료의 취득 주기를 길게 하여 전력 정보 관리의 품질을 떨어뜨리는 요인이 되며, 특히 긴 주기는 특정 계기의 값을 취득하지 못하게 되는 확률을 높이는 문제점이 있다.On the other hand, the communication method between the remote meter reading terminal 120 and the collection device 400 is not out of the serial method based on a one-to-one correspondence. Because of this, the collection device does not acquire the values of other instruments until the communication with one instrument is terminated. In particular, if the communication problem occurs, the time to acquire the values of all the instruments connected to the collection unit is increased due to retransmission. There is this. This is a factor that reduces the quality of power information management by extending the acquisition period of the meter data, in particular, there is a problem that increases the probability of failing to acquire the value of a particular instrument, especially long periods.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 상기 원격검침 단말기(120)와 수집장치(400) 사이를 다중 접속방식을 채용함으로써, 수집장치(400)에서 동시에 복수의 수용가로부터 전력 검침 정보를 취득하며 이로 인해 취득 주기를 줄여 전력관리 품질을 높이고 데이터의 소실 확률을 줄일 수 있다.In order to solve this problem, the present invention adopts a multiple access method between the remote meter reading terminal 120 and the collecting device 400, thereby acquiring power metering information from a plurality of consumers at the same time by the collecting device 400, By reducing acquisition cycles, you can improve power management quality and reduce the probability of data loss.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 모뎀을 연결하는 수집장치 구조를 도시한 도면이다.10 is a diagram illustrating a structure of a collecting device for connecting multiple modems according to an embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 수집장치(400)는 수용가(100)에 설치되는 복수의 원격검침 단말기(120)를 형성하는 바이너리 CDMA 모뎀(123)과 다중연결된다. 보다 상세히, 상기 수집장치(400)에는 복수의 바이너리 CDMA 모뎀(403)이 형성되고, 상기 수집장치(400)와 복수의 바이너리 CDMA 모뎀(403)은 다중연결된다. 또한, 상기 복수의 바이너리 CDMA 모뎀(403)은 상기 원격검침 단말기(120)를 구성하는 바이너리 CDMA 모뎀(123)과 바이너리 CDMA 통신망(200)을 통하여 연결된다. 이와 같은 구조를 통하여 상기 수집장치(400)는 복수의 모뎀으로부터 동시에 해당 수용가에 형성된 전력량계의 전력 검침 정보를 동시에 수신할 수 있다.Referring to FIG. 10, the collection device 400 is multi-connected with a binary CDMA modem 123 forming a plurality of remote meter reading terminals 120 installed in the customer 100. In more detail, a plurality of binary CDMA modems 403 are formed in the collecting device 400, and the collecting device 400 and the plurality of binary CDMA modems 403 are multi-connected. In addition, the plurality of binary CDMA modems 403 are connected to the binary CDMA modem 123 constituting the remote meter reading terminal 120 through a binary CDMA communication network 200. Through such a structure, the collection device 400 may simultaneously receive power metering information of a power meter formed in a corresponding customer from a plurality of modems.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 포트를 지원하는 모뎀을 구비한 수집장치 구조를 도시한 도면이다.FIG. 11 is a diagram illustrating a structure of a collecting device including a modem supporting multi-ports according to an embodiment of the present invention.

도 11을 참조하면, 수집장치(400)는 수용가(100)에 형성되는 복수의 원격검침 단말기(120)를 구성하는 바이너리 CDMA 모뎀(123)과 다중연결된다. 보다 상세히, 상기 수집장치(400)를 구성하는 바이너리 CDMA 모뎀(403)은 멀티포트를 지원함으로써 상기 원격검침 단말기(120)를 구성하는 바이너리 CDMA 모뎀(123)과 바이너리 CDMA 통신망(200)을 통하여 다중 연결된다. 또한, 상기 바이너리 CDMA 모뎀(123)과 수집장치(400) 사이는 병렬 시리얼 통신방식이나 이더넷 방식을 이용하여 데이터를 송수신할 수 있다. 이와 같은 구조를 통하여, 상기 수집장치(400)는 복수의 모뎀으로부터 동시에 해당 수용가에 형성된 전력량계의 전력 검침 정보를 수신할 수 있다.Referring to FIG. 11, the collection device 400 is multi-connected with a binary CDMA modem 123 constituting a plurality of remote meter reading terminals 120 formed in the customer 100. In more detail, the binary CDMA modem 403 constituting the collecting device 400 is multi-ported through the binary CDMA modem 123 and the binary CDMA communication network 200 constituting the remote metering terminal 120 by supporting multiple ports. Connected. In addition, the binary CDMA modem 123 and the collection device 400 may transmit and receive data using a parallel serial communication method or an Ethernet method. Through such a structure, the collection device 400 may receive power metering information of the electricity meter formed in the corresponding customer from a plurality of modems at the same time.

도 10 또는 11에 도시된 구조를 이용하여, 복수의 원격검침 단말기(120)로부터 전력 검침 정보를 수신하는 속도를 현격히 향상시킬 수 있으며, 제한 시간 내에 보다 많은 수용가의 전력 검침 정보를 수신할 수 있어 정확도를 향상시킬 수 있다.By using the structure illustrated in FIG. 10 or 11, the speed of receiving power metering information from the plurality of remote metering terminals 120 can be significantly improved, and the power metering information of more consumers can be received within a limited time. Can improve the accuracy.

보다 상세히, 데이터 통신에 소요되는 시간을 예시하면 아래 표 1과 같다.In more detail, the time required for data communication is illustrated in Table 1 below.

1회 통신시간1 communication time n회 재시도n retries m개 계기 통신시 총 소요시간Total time required for communication of m instruments 기존 방식Old way tt t x nt x n t x n x mt x n x m 제시 방식Presentation tt t x nt x n t x n x m /l t x n x m / l

l:멀티 커넥션 수l: number of multi-connections

즉, m개 원격검침 단말기(120)와 통신하고, 그 중 데이터 전송 상 오류로 인하여 소정 원격검침 단말기(120)와 n회 데이터를 재전송한다고 가정할 때, 소요되는 시간은 종래 소요시간을 멀티 커넥션 수로 나눈 시간으로 줄어들게 된다.That is, assuming that it communicates with the m remote reading terminals 120 and retransmits n times data with a predetermined remote reading terminal 120 due to an error in data transmission, the time required is multi-connection based on the conventional time required. It will be reduced to the time divided by the number.

한편, 상기 원격검침 단말기(120)에 형성되는 바이너리 CDMA 모뎀(123)은 종래 데이터 전송 기능만을 가지며, 오류 탐지와 관련해서는 하드웨어적인 오류만을 검출하는데 그쳤다. 즉, 원격검침 단말기(120)와 수집장치(400) 사이의 데이터 송수신 상태를 점검하기 위해서는 종래 수집장치(400) 단에서 시험 패킷을 원격검침 단말기(120)로 전송하는 테스트를 수행할 수밖에 없었다. 그러나, 일반적으로 수집장치(400)와 원격검침 단말기(120)의 거리가 원거리이고, 수집장치(400)의 설치 위치가 지형이 험준한 지역일 경우가 많아 테스트 수행이 쉽지 않다. 또한, 수많은 원격검침 단말기(120) 설치시마다 상기 수집장치(400)에 접근하여 데이터의 송수신 상태를 점검한다는 것도 물리적으로 불가능하다.Meanwhile, the binary CDMA modem 123 formed in the remote meter reading terminal 120 has a conventional data transmission function, and only detects hardware errors in connection with error detection. That is, in order to check the state of data transmission and reception between the remote reading terminal 120 and the collecting device 400, a test for transmitting the test packet to the remote reading terminal 120 in the conventional collecting device 400 step was to be performed. However, in general, the distance between the collecting device 400 and the remote meter reading terminal 120 is far, and the installation location of the collecting device 400 is a region where the terrain is rugged, so it is not easy to perform the test. In addition, it is also physically impossible to access the collection device 400 and check the transmission / reception status of data every time a large number of remote meter reading terminals 120 are installed.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 원격검침 단말기(120)의 바이너리 CDMA 모뎀(123)에 상태표시부가 형성되어 통신 시험 및 표시 기능을 수행할 수 있다. 보다 상세히, 상기 상태표시부는 상기 원격검침 단말기(120)와 상기 수집장치(400)의 모뎀 간 통신상태, 전력량계와 원격검침 단말기(120)의 모뎀 간 통신상태를 자체 시험하여 모뎀의 이상 상태 여부를 외부로 표시한다. 이를 통해 데이터 통신 구간의 문제를 원격검침 단말기(120)의 현장 설치 즉시 확인 가능하여 설치 및 유지보수 시간 및 비용을 단축시킬 수 있다.In order to solve this problem, the present invention may be provided with a status display unit in the binary CDMA modem 123 of the remote reading terminal 120 to perform a communication test and display function. In more detail, the status display unit tests the communication state between the modem of the remote metering terminal 120 and the collection device 400, and the communication state between the electricity meter and the modem of the remote metering terminal 120 to determine whether the modem is abnormal. Mark as external. Through this, the problem of the data communication section can be immediately confirmed on-site installation of the remote meter reading terminal 120 can reduce the installation and maintenance time and cost.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 원격검침 단말기의 데이터 송수신 상태를 점검하는 과정을 도시한 플로우 차트이다.12 is a flowchart illustrating a process of checking a data transmission / reception state of a remote meter reading terminal according to an embodiment of the present invention.

도 12를 참조하면, 먼저 원격검침 단말기(120)를 설치하고, 바이너리 CDMA 모뎀(123)을 전력량계(110) 및 수집장치(400)와 연동할 수 있도록 형성한다(S500). 원격검침 단말기(120)의 바이너리 CDMA 모뎀(123)에서 전력량계(110)로 시험 패킷을 송수신한다(S510). 기준회 이상 반복 후 오류 상태 또는 정상 상태를 결정한다(S520). 원격검침 단말기(120)의 바이너리 CDMA 모뎀(123)에서 수집장치(400)의 바이너리 CDMA 모뎀(403)으로 시험 패킷을 송수신한다(S530). 기준회 이상 반복 후 오류 상태 또는 정상 상태를 결정한다(S540). 하나 이상의 오류 상태가 존재할 경우 상태표시부에 오류 발생 및 발생원인을 표시한다(S550).Referring to FIG. 12, first, the remote meter reading terminal 120 is installed, and the binary CDMA modem 123 is formed to interoperate with the electricity meter 110 and the collection device 400 (S500). The test packet is transmitted and received from the binary CDMA modem 123 of the remote reading terminal 120 to the electricity meter 110 (S510). After repeating the reference cycle or more, determine an error state or a normal state (S520). The test packet is transmitted and received from the binary CDMA modem 123 of the remote reading terminal 120 to the binary CDMA modem 403 of the collecting device 400 (S530). After repeating the reference cycle or more, determine an error state or a normal state (S540). If one or more error conditions exist, an error occurrence and a cause of occurrence are displayed on the status display unit (S550).

한편, 상기 원격검침 단말기(120)와 수집장치(400) 사이의 데이터 송수신 속도 및 데이터 처리량이 증가함에 따라 전력량계에 인접 설치되는 모뎀의 버전을 수시로 업그레이드해야 할 필요성이 있다. 그러나, 종래 모뎀의 버전을 업그레이드하기 위해서는 수많은 모뎀을 일일이 업그레이드해야만 하기 때문에 막대한 인력 및 유지 보수 비용이 소요된다. On the other hand, as the data transmission and reception speed and data throughput between the remote meter reading terminal 120 and the collecting device 400 increases, there is a need to upgrade the version of the modem installed adjacent to the electricity meter from time to time. However, upgrading a version of a conventional modem requires a large number of modems to be upgraded manually, which entails enormous manpower and maintenance costs.

이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 수집장치(400)와 원격검침 단말기(120) 사이에 형성되는 무선통신망을 이용하여 상기 원격검침 단말기(120)에 형성되는 각 모뎀의 버전을 동시다발적으로 업그레이드할 수 있는 원격검침 시스템을 제공한다.In order to solve this problem, the present invention simultaneously upgrades the versions of each modem formed in the remote reading terminal 120 by using a wireless communication network formed between the collection device 400 and the remote reading terminal 120. Provide a remote meter reading system.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스터 및 슬레이브 모뎀의 업그레이드 방법을 도시한 도면이다.13 is a diagram illustrating a method of upgrading a master and slave modem according to an embodiment of the present invention.

도 13을 참조하면, 마스터 모뎀의 업그레이드 방법은 먼저 슬레이브 형태의 에뮬레이터(Emulator)를 마스터의 RF 채널과 PNID 설정하여 마스터와 동기(sync)화 한다. 상기 마스터는 수집장치(400)일 수 있다. 하나의 피코넷에 참여하고 있는 모든 스테이션들은 마스터의 비콘 프레임에 의해 동기된다. 매 슈퍼프레임의 비콘 구간에 전송되는 비콘 프레임에는 피코넷에 참여한 스테이션들의 클록을 동기 시킬 수 있는 정보가 포함되어 있다.Referring to FIG. 13, in the upgrade method of the master modem, the slave type emulator is first synchronized with the master by setting an RF channel and a PNID of the master. The master may be a collecting device 400. All stations participating in one piconet are synchronized by the master's beacon frame. The beacon frame transmitted in the beacon section of each superframe includes information for synchronizing the clocks of the stations participating in the piconet.

마스터의 비콘 프레임의 수신시간과 비콘 프레임 내의 내용을 참고하여 슬레이브들은 마스터가 정한 슈퍼 프레임에 동기화한다. 슈퍼 프레임의 길이는 슈퍼프레임길이로 정해져 그 시간주기마다 비콘이 반복되며, 할당구간의 길이는 가변적이나 슬롯 길이의 정수 배여야 한다. 비콘 프레임과 할당구간의 사이가 경쟁구간으로 사용된다. 경쟁구간의 길이는 경쟁구간 최소길이 이상이어야 한다. 비콘 패킷에는 할당구간의 시작시간이 들어있으며, 이 시작시간과 비콘의 수신시각을 토대로 피코넷 내의 슬레이브들은 슈퍼 프레임 내의 각 구간의 시작과 끝을 알아낸다.Based on the reception time of the beacon frame of the master and the contents in the beacon frame, the slaves synchronize to the super frame determined by the master. The length of the super frame is determined by the length of the super frame, and the beacon is repeated at each time period. Between the beacon frame and the allocation section is used as the competition section. The length of the competition section shall be at least the minimum length of the competition section. The beacon packet contains the start time of the allocation section. Based on the start time and the reception time of the beacon, the slaves in the piconet know the start and end of each section in the super frame.

마스터는 비콘 프레임에 할당구간의 시작 오프셋 값과 할당구간의 시간슬롯 할당상황을 기록하여 전송한다.The master records and transmits the start offset value of the allocation section and the time slot allocation status of the allocation section in the beacon frame.

슬레이브들은 비콘 내의 할당구간의 시작 오프셋 값으로부터 경쟁구간과 할당구간의 경계를 구별해내고, 시간슬롯 할당상황으로부터 자신에게 할당된 시간슬롯의 시작시간과 끝 시간을 알아낸다.The slaves distinguish the boundary between the contention section and the contention section from the start offset value of the allocation section in the beacon, and find the start time and the end time of the timeslot allocated to them from the time slot allocation situation.

피코넷의 모든 스테이션들은 마스터로부터의 비콘 패킷을 수신하여 동기화한다. 피코넷에 합류하지 않은 스테이션은 수동 스캐닝을 사용하여 비콘 패킷을 듣고 동기화한다. 그러므로, 피코넷에 합류하려는 스테이션은 피코넷에 합류하기 전 최소한 한번 이상 비콘 프레임을 들어야 한다. 피코넷에 합류한 스테이션은 비콘 프레임을 듣지 못하면, 다음 비콘 프레임이 전송될 때까지 기다려 비콘 패킷을 듣고 동기화한다. 연결종료시간 동안 비콘 프레임을 듣지 못한 경우에는 데이터전송을 중단하며, 비콘 패킷을 듣기 위해 기다린다.All stations in the piconet receive and synchronize beacon packets from the master. Stations that do not join the piconet use passive scanning to listen and synchronize beacon packets. Therefore, a station attempting to join a piconet must lift a beacon frame at least once before joining the piconet. If the station joining the piconet does not hear the beacon frame, it waits for the next beacon frame to be sent and listens for and synchronizes the beacon packet. If the beacon frame is not heard during the connection termination time, the data transmission stops and waits for the beacon packet.

에뮬레이터가 마스터와 동기화되면 에뮬레이터에서 마스터에 업그레이드할 펌웨어(Firmware)를 RF를 통하여 전송한다. 마스터에서는, 수신된 데이터를 마스터의 외부 메모리(external Memory)에 시리얼로 저장한다. 마스터는 자체 리셋(reset)을 하여 외부 메모리에 저장한 데이터를 부트 코드(boot-code)를 사용하여 플래쉬 메모리에 업로드(up-load) 한다. 상기 마스터는 새로운 펌웨어로 업데이트한 뒤 리셋을 시도하여 엑티브(Active) 상태가 되어 자체 하위단의 슬레이브들과 동기화(sync) 한다. 마스터는 새로 업그레이드된 펌웨어(Firmware) 버전 정보를 에뮬레이터에 전송한다. 중계장치의 R-마스터도 ‘나’의 에뮬레이터를 사용하여 같은 방식으로 펌웨어를 업그레이드한다.When the emulator is synchronized with the master, the emulator sends firmware via RF to the master for upgrade. The master stores the received data serially in the master's external memory. The master resets itself and uploads the data stored in the external memory to the flash memory using the boot code. After updating with new firmware, the master attempts to reset to become an active state and synchronizes slaves with its lower stages. The master sends the newly upgraded firmware version information to the emulator. The R-master of the relay also uses the 'I' emulator to upgrade the firmware in the same way.

한편, 슬레이브 모뎀의 업그레이드 방법은 먼저 슬레이브 형태의 에뮬레이터(Emulator)를 마스터의 RF 채널과 PNID 설정하여 마스터와 동기(sync)화 한다. 상기 슬레이브는 원격검침 단말기(120)의 모뎀일 수 있다. 상기 에뮬레이터가 마스터와 동기화되면 에뮬레이터에서 슬레이브에 업그레이드할 펌웨어(Firmware)를 RF를 통하여 마스터에 전송한다. 마스터에서는, 수신된 데이터를 마스터의 외부 메모리(external Memory)에 시리얼로 저장한다. 마스터는 외부 메모리에 저장한 데이터를 슬레이브에 RF를 통하여 1:1로 전송한다. 슬레이브에서는 수신된 데이터를 자체 외부 메모리에 시리얼로 저장한다. 슬레이브는 자체 리셋을 하여 외부 메모리에 저장한 데이터를 부트 코드를 사용하여 플래쉬 메모리에 업로드 한다. 새로운 펌웨어로 업데이트한 뒤 리셋을 시도하여 액티브 상태가 되어 자체 상위의 마스터와 동기화(sync) 한다. 슬레이브는 새로 업그레이드된 펌웨어 버전을 마스터에 보내고 마스터는 수신된 슬레이브의 MAC 주소와 펌웨어 버전을 에뮬레이터에 송신한다. 중계장치의 R-슬레이브도 같은 방식을 사용하여 펌웨어를 업그레이드한다. On the other hand, in the upgrade method of the slave modem, the slave type emulator is synchronized with the master by setting the master RF channel and the PNID. The slave may be a modem of the remote meter reading terminal 120. When the emulator is synchronized with the master, the emulator transmits firmware to the master through RF to the master. The master stores the received data serially in the master's external memory. The master transmits the data stored in the external memory 1: 1 to the slave through RF. The slave stores the received data serially in its external memory. The slave resets itself and uploads the data stored in the external memory to the flash memory using the boot code. After updating to the new firmware, try to reset and become active and sync with its master. The slave sends the newly upgraded firmware version to the master and the master sends the received slave's MAC address and firmware version to the emulator. The R-slave of the relay also uses the same method to upgrade the firmware.

도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 슬레이브 모뎀의 업그레이드 방법을 도시한 도면이다.14 is a diagram illustrating a method of upgrading a slave modem according to another embodiment of the present invention.

도 14를 참조하면, 슬레이브 모뎀의 업그레이드 방법은 먼저 슬레이브 형태의 에뮬레이터(Emulator)를 마스터의 RF 채널과 PNID 설정하여 마스터와 동기(sync)화 한다. 상기 슬레이브는 원격검침 단말기(120)의 모뎀일 수 있다. 상기 에뮬레이터가 마스터와 동기화되면 에뮬레이터에서 슬레이브에 업그레이드할 펌웨어(Firmware)를 RF를 통하여 마스터에 전송한다. 마스터에서는, 수신된 데이터를 마스터의 외부 메모리(external Memory)에 시리얼로 저장한다. 마스터는 외부 메모리에 저장한 데이터를 동기화(sync)되어 있는 슬레이브들에 RF 병열 전송한다. 슬레이브에서는 수신된 데이터를 자체 외부 메모리에 시리얼로 저장한다. 슬레이브는 자체 리셋을 하여 외부 메모리에 저장한 데이터를 부트 코드를 사용하여 플래쉬 메모리에 업로드 한다. 새로운 펌웨어로 업데이트한 뒤 리셋을 시도하여 액티브 상태가 되어 자체 상위의 마스터와 동기화(sync) 한다. 슬레이브는 새로 업그레이드된 펌웨어 버전을 마스터에 보내고 마스터는 수신된 슬레이브의 MAC 주소와 펌웨어 버전을 에뮬레이터에 송신한다. 중계장치의 R-슬레이브도 같은 방식을 사용하여 펌웨어를 업그레이드한다.Referring to FIG. 14, in a method of upgrading a slave modem, first, an emulator of a slave type is synchronized with a master by setting an RF channel and a PNID of the master. The slave may be a modem of the remote meter reading terminal 120. When the emulator is synchronized with the master, the emulator transmits firmware to the master through RF to the master. The master stores the received data serially in the master's external memory. The master transmits RF parallel data to the slaves that are stored in the external memory. The slave stores the received data serially in its external memory. The slave resets itself and uploads the data stored in the external memory to the flash memory using the boot code. After updating to the new firmware, try to reset and become active and sync with its master. The slave sends the newly upgraded firmware version to the master and the master sends the received slave's MAC address and firmware version to the emulator. The R-slave of the relay also uses the same method to upgrade the firmware.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. . Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

100 : 수용가 110 : 전력량계
120 : 원격검침 단말기 200 : 바이너리 CDMA 통신망
300 : 중계기 400 : 수집장치
500 : 유무선 통신망 600 : 검침 서버
610 : DB 620 : FEP
100: customer 110: power meter
120: remote meter reading terminal 200: binary CDMA communication network
300: repeater 400: collecting device
500: wired and wireless communication network 600: meter reading server
610: DB 620: FEP

Claims (7)

각 수용가에 형성되는 전력량계와 연결되어 전력 검침 정보를 취득하여 바이너리 CDMA 통신망을 통하여 전송하는 원격검침 단말기;
상기 바이너리 CDMA 통신망 상에 형성되어 상기 원격검침 단말기로부터 전송되는 데이터를 전달하는 중계기;
상기 중계기로부터 전력 검침 정보를 수신하여 취합하고, 저장하며, 저장된 전력 검침 정보를 소정 주기마다 전송하는 수집장치;
상기 수집장치에서 수집된 데이터를 전송하는 유무선 통신망; 및
상기 유무선 통신망으로부터 각각의 전력량계에 대한 전력 사용량 데이터를 수신하여 기록, 보존하며, 해당 전력량계에 대한 전력 사용 요금을 과금하는 검침 서버를 포함하는 상기 원격 검침 시스템에 있어서,
상기 수집장치는 피코넷의 마스터로 동작하고, 상기 원격검침 단말기는 슬레이브로 동작하며,
상기 수집장치 및 원격검침 단말기는 상호 기기를 인증 및 보안하고, 상기 원격검침 단말기와 수집장치 사이를 다중 접속방식으로 연결하여 상기 수집장치에서 동시에 복수의 수용가로부터 전력 검침 정보를 취득하며, 상기 다중 접속방식을 이용하여 상기 수집장치에서 복수의 원격검침 단말기를 동시다발적으로 업그레이드하는 것을 특징으로 하며,
상기 인증 및 보안은 상기 슬레이브가 임의의 피코넷에 접속하도록 하는 합류 절차와, 전력 검침 정보를 전송하고자 하는 슬레이브간 또는 마스터와 슬레이브 간의 전송 권한 및 키 결정을 수행하는 인증 절차와, 최초 보안 네트워크의 성립시와, 새로운 슬레이브의 합류 또는 해제에 따른 보안 네트워크의 성립시마다 인증 및 키분배를 수행하는 키 성립 절차가 수행됨으로써 이루어지고,
상기 원격검침 단말기를 형성하는 바이너리 CDMA 모뎀에 상태표시부가 형성되고, 상기 상태표시부는 상기 원격검침 단말기와 상기 수집장치 사이의 통신상태, 상기 전력량계와 원격검침 단말기 사이의 통신상태를 시험하여 모뎀의 이상 상태 여부를 외부로 표시하는 것을 특징으로 하며,
상기 통신상태 시험은 상기 원격검침 단말기에 형성되는 바이너리 CDMA 모뎀을 전력량계 및 수집장치와 연동할 수 있도록 형성하는 단계, 상기 바이너리 CDMA 모뎀에서 전력량계로 시험 패킷을 송수신하는 단계, 기준회 이상 반복 후 오류 상태 또는 정상 상태를 결정하는 단계, 상기 바이너리 CDMA 모뎀에서 상기 수집장치에 형성되는 바이너리 CDMA 모뎀으로 시험 패킷을 송수신하는 단계, 기준회 이상 반복 후 오류 상태 또는 정상 상태를 결정하는 단계, 및 오류 상태가 존재할 경우 상태표시부에 오류 발생 및 발생원인을 표시하는 단계가 수행되도록 하는 것을 특징으로 하는 바이너리 CDMA 기술을 이용한 원격 검침 시스템.
A remote metering terminal connected to an electricity meter formed at each customer to acquire power metering information and transmit the same through a binary CDMA communication network;
A repeater formed on the binary CDMA communication network to transfer data transmitted from the remote meter reading terminal;
A collection device for receiving, collecting and storing power metering information from the repeater, and transmitting the stored power metering information at predetermined intervals;
Wired and wireless communication network for transmitting the data collected by the collection device; And
In the remote meter reading system including a metering server for receiving, recording, and storing power usage data for each electricity meter from the wire / wireless communication network, and charging a power usage fee for the electricity meter.
The collection device operates as a master of the piconet, the remote meter reading terminal operates as a slave,
The collection device and the remote meter reading terminal authenticates and secures the mutual device, and connects the remote reading terminal and the collection device in a multiple access manner to acquire power metering information from a plurality of consumers at the same time in the collection device, and the multiple access It characterized in that the multiple collection of a plurality of remote meter reading terminal at the same time by using the method,
The authentication and security includes a joining procedure for allowing the slave to access any piconet, an authentication procedure for performing transmission authority and key determination between the slaves to transmit power metering information or between the master and the slave, and establishment of an initial security network. And a key establishment procedure for performing authentication and key distribution every time the security network is established upon joining or releasing a new slave,
A status display unit is formed in a binary CDMA modem forming the remote meter reading terminal, and the status display unit tests a communication state between the remote meter terminal and the collecting device and a communication state between the electricity meter and the remote meter terminal. Characterized in that it displays the status to the outside,
The communication state test is to form a binary CDMA modem formed in the remote meter reading terminal to interoperate with a power meter and a collection device, transmitting and receiving a test packet from the binary CDMA modem to the power meter, error state after repeated more than a reference time Or determining a normal state, transmitting and receiving a test packet from the binary CDMA modem to a binary CDMA modem formed in the collecting device, determining an error state or a normal state after repeating an abnormal reference cycle, and an error state exists. In the case of a remote meter reading system using the binary CDMA technology, characterized in that the step of displaying the error occurrence and the cause of occurrence in the status display unit.
제 1항에 있어서,
상기 합류 절차는, 미합류 슬레이브가 임의의 피코넷의 마스터로부터 비콘 신호를 수신하는 단계;
상기 미합류 슬레이브가 수신된 비콘 신호의 피코넷 ID와 채널을 확인한 후, 상기 마스터로 합류요청 명령 블록을 전송하는 단계;
상기 합류요청 명령 블록을 수신한 상기 마스터가 상기 미합류 슬레이브의 MAC을 확인한 후, 합류응답 명령 블록을 전송하는 단계; 및
상기 합류응답 명령 블록에 포함된 이유 정보가 “성공”이면 상기 슬레이브가 상기 마스터로 합류하는 단계를 포함하고,
상기 인증 절차는, 피코넷에 접속된 슬레이브가 보안 매니저에 인증요청 명령 블록을 전송하는 단계;
상기 인증요청 명령을 수신한 보안 매니저가 상기 접속된 슬레이브로 매니지먼트 키를 포함한 도전요청 명령 블록을 전송하는 단계;
상기 접속된 슬레이브가 상기 매니지먼트 키를 공유키로 암호화하여 보안 매니저로 도전응답 명령 블록을 전송하는 단계; 및
상기 보안 매니저가 수신한 상기 도전응답 명령 블록을 공유키로 복호화하여 상기 매니지먼트 키와 동일한지 확인한 후 인증에 대한 권한부여를 결정하여 인증응답 명령 블록을 상기 슬레이브로 전송하는 단계를 포함하는 인증 및 도전 프로토콜을 포함하고,
상기 키 성립 절차는, 보안 매니저가 슬레이브로 공유키 및 보안세션 ID를 포함한 분배요청 명령 블록을 주기적으로 전송하는 단계; 및
상기 슬레이브가 수신된 상기 분배요청 명령 블록에서 그룹 멤버 및 피어 투 피어 키 성립을 확인한 후 분배응답 명령 블록을 상기 보안 매니저로 전송하는 단계를 포함하는 키 분배 프로토콜과,
슬레이브가 공유키 사용을 위해 키요청 명령 블록을 보안 매니저로 전송하는 단계; 및
상기 보안 매니저가 상기 키요청 명령 블록을 확인한 후 공유키를 포함한 키응답 명령 블록을 슬레이브로 전송하는 단계를 포함하는 키 요청 프로토콜을 포함하는 것을 특징으로 하는 바이너리 CDMA 기술을 이용한 원격 검침 시스템.
The method of claim 1,
The joining procedure may comprise: an unjoined slave receiving a beacon signal from a master of any piconet;
Checking, by the unjoined slave, the piconet ID and channel of the received beacon signal, and transmitting a join request command block to the master;
The master receiving the join request command block confirms the MAC of the unjoined slave, and then transmits a join response command block; And
If the reason information included in the join response command block is “success”, the slave joins the master;
The authentication procedure may include: sending, by a slave connected to the piconet, an authentication request command block to a security manager;
Transmitting, by the security manager receiving the authentication request command, a challenge request command block including a management key to the connected slave;
Transmitting, by the connected slave, the challenge response command block to the security manager by encrypting the management key with a shared key; And
An authentication and challenge protocol comprising decrypting the challenge response command block received by the security manager with a shared key to determine whether it is the same as the management key and then determining authorization for authentication and transmitting an authentication response command block to the slave Including,
The key establishment procedure may include: periodically sending, by a security manager, a slave request command block including a shared key and a secure session ID to a slave; And
A key distribution protocol comprising the slave confirming a group member and peer to peer key establishment in the received distribution request command block and transmitting a distribution response command block to the security manager;
Sending, by the slave, the key request command block to the security manager for use of the shared key; And
And a key request protocol comprising the security manager confirming the key request command block and transmitting a key response command block including a shared key to a slave.
제 2항에 있어서,
상기 매니지먼트 키 및 피어 투 피어 키는,
랜덤 발생 함수로 비트 열을 선택하여 118 비트를 생성하는 단계;
이를 7비트씩 나열하는 단계;
패리티 비트를 취해서 8 비트 열을 만드는 단계; 및
1행부터 순서를 취해서 128비트 키를 생성하는 단계로 생성되는 것을 특징으로 하는 바이너리 CDMA 기술을 이용한 원격 검침 시스템.
The method of claim 2,
The management key and peer to peer key,
Selecting a bit string with a random generation function to generate 118 bits;
Enumerating them by seven bits;
Taking the parity bits to create an 8 bit string; And
Remote meter reading system using binary CDMA technology, characterized in that it is generated by generating a 128-bit key by taking a sequence from line 1.
제 1항에 있어서,
상기 다중 접속방식은,
상기 수집장치에 복수의 바이너리 CDMA 모뎀이 형성되고,
상기 복수의 바이너리 CDMA 모뎀과 상기 원격검침 단말기에 형성되는 바이너리 CDMA 모뎀이 바이너리 CDMA 통신망을 통하여 일대일 대응으로 연결되는 것을 특징으로 하는 바이너리 CDMA 기술을 이용한 원격 검침 시스템.
The method of claim 1,
The multiple access method,
A plurality of binary CDMA modem is formed in the collecting device,
And a plurality of binary CDMA modems and binary CDMA modems formed in the remote meter reading terminal are connected in a one-to-one correspondence through a binary CDMA communication network.
제 1항에 있어서,
상기 다중 접속방식은,
상기 수집장치에 형성되는 바이너리 CDMA 모뎀에 멀티포트가 형성되고,
상기 바이너리 CDMA 모뎀과, 상기 원격검침 단말기에 형성되는 바이너리 CDMA 모뎀이 바이너리 CDMA 통신망을 통하여 일대다 대응으로 연결되는 것을 특징으로 하는 바이너리 CDMA 기술을 이용한 원격 검침 시스템.
The method of claim 1,
The multiple access method,
A multiport is formed in the binary CDMA modem formed in the collecting device,
And the binary CDMA modem and a binary CDMA modem formed in the remote meter reading terminal are connected in a one-to-many correspondence through a binary CDMA communication network.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 업그레이드는
슬레이브 형태의 에뮬레이터를 마스터의 RF 채널과 PNID 설정하여 마스터와 동기화하는 단계;
상기 에뮬레이터가 마스터와 동기화되면 상기 에뮬레이터에서 슬레이브에 업그레이드할 펌웨어를 마스터에 RF를 통하여 전송하는 단계;
상기 마스터에서 수신한 데이터를 마스터의 외부 메모리에 시리얼로 저장하고, 저장된 상기 데이터를 상기 슬레이브에 RF를 통하여 일대일로 전송하는 단계;
상기 슬레이브에서 수신된 데이터를 자체 외부 메모리에 시리얼로 저장하는 단계;
상기 슬레이브에서 외부 메모리에 기저장된 데이터를 부트 코드를 사용하여 플래쉬 메모리에 업로드하는 단계;
상기 슬레이브에서 새로운 펌웨어로 업데이트한 뒤 리셋을 시도하여 액티브 상태로 전이하여 상기 마스터와 동기화하는 단계;
상기 슬레이브에서 새로 업그레이드된 펌웨어 버전을 상기 마스터에 송신하는 단계;
상기 마스터에서 수신된 슬레이브의 MAC 주소와 펌웨어 버전을 에뮬레이터에 송신하는 단계를 수행함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 바이너리 CDMA 기술을 이용한 원격 검침 시스템.
The method of claim 1,
The upgrade
Synchronizing with the master by setting the slave emulator to the PNID and the RF channel of the master;
If the emulator is synchronized with the master, transmitting the firmware to the master via RF to the master in the emulator;
Storing the data received by the master in serial to an external memory of the master, and transmitting the stored data one-to-one to the slave through RF;
Serially storing data received from the slave in its own external memory;
Uploading data previously stored in an external memory to the flash memory using a boot code in the slave;
Updating to new firmware in the slave, attempting to reset, transitioning to an active state, and synchronizing with the master;
Sending a newly upgraded firmware version to the master at the slave;
And transmitting the MAC address and firmware version of the slave received from the master to the emulator.
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