KR0167189B1 - 원격검침 시스템의 댁내 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각 수용가에 설치되어 있는 전기미터, 가스미터, 수도미터, 온수미터, 열량계와 같은 각종 계량기에 적산된 값을 원격지에서 검침하는 기술에 관한 것으로, 종래의 원격 검침 시스템에 있어서는 가입자 정합장치에 사용자를 위한 표시장치가 없어 자기집에서 그달의 사용량을 알고자 하는 경우 직접 계량기가 설치되 있은 곳으로 가서 확인해야 하는 번거로움이 있고, 검침데이타를 시간적으로 관리하지 않기 때문에 시간대별 차등 요금제에 신속할 수 없는 결함등이 있었는 바, 본 발명은 이를 해결하기 위하여, 중앙제어국(200)에서는 검침 컴퓨터(400)의 제어를 받아 단상 전력선(500)을 통해 댁내 제어장치(300)와 통신하면서 그 댁내제어장치(300)에 검침데이타 송출명령을 하달하고 그로부터 입력되는 검침데이타를 자체의 램에 저장하며, 댁내 제어장치(300)에서는 해당 수용가에 설치되어 다수의 계량기로부터 출력되는 펄스신호를 계수하여 사용량으로 환산한 다음 자체의 저장영역에 저장하고 사용자의 요구에 따라 계량기의 사용량을 계량기/시간대별로 구분하여 저장함과 아울러 디스플레이하고, 상기 단상 전력선(500)을 통해 중앙제어국(200)으로부터 사용량 데이터 전송요구신호가 입력될 때 그 저장된 사용량 데이터를 송출하도록 하였다.

Description

원격검침 시스템의 댁내 제어장치

제1도는 전화선을 이용한 일반적인 원격검침 시스템의 블록도.

제2도는 제1도에서 가입자 정합장치의 상세 블록도.

제3도는 본 발명 원격검침 시스템의 댁내 제어장치에 대한 전체 블록도.

제4도는 제3도에서 댁내 제어장치의 일실시 예시 상세 블록도.

제5도의 (a)는 댁내 제어장치측으로 전송하는 메시지의 포맷도.

(b)는 중앙 제어기측으로 전송되는 데이터의 포맷도.

(c)는 댁내 제어장치내에 저장되는 전기 사용량의 데이터 포맷도.

제6도는 댁내 제어장치에서 램의 사용량 저장예를 보인표.

제7도는 본 발명에 의한 펄스 계수 표시과정에 대한 신호 흐름도.

제8도는 댁내 제어장치와 중앙 제어기와의 통신 신호 흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 변압기 200 : 중앙제어국

300 : 댁네 제어장치 310 : 계량기 접속부

320 : 표시부 330 : 중앙 제어부

340 : 전력선 통신부 350 : 전원부

400 : 검침 컴퓨터 500 ; 단상 전력선

600 : 계량기

본 발명은 각 수용가에 설치되어 있는 전기미터, 가스미터, 수도미터, 온수미터, 열량계와 같은 각종 계량기에 적산된 값을 원격지에서 검침하는 기술에 관한 것으로, 특히 상위의 검침 컴퓨터와는 직렬 및 모뎀통신하고 하위의 가입자 정합 장치와는 전화선이나 별도의 전용선을 사용하지않고 수용가측에 설치된 단상 전력선을 이용하여 통신하며, 검침결과를 수시로 검침 컴퓨터에 전송함과 아울러 사용자가 인식할 수 있도록 디스플레이함에 있어서, 사용량을 계량기별/시간대별로 표시하는데 적당하도록한 원격검침 시스템의 댁내 제어장치에 관한 것이다.

원격검침 시스템이란 각 수용가에 설치되어 있는 각종 계량기들에 적산되어 있는 사용량을 유무선등의 신호선을 통신매체로 하여 원격지에 있는 공익회사(전기회사, 수도회사, 가스화사 등)나 아파트롸 같은 집합주택에서 검침하는 제반 수단을 의미하며, 통상적으로 원격시스템은 전화선을 통신매체로 이용하는 전화선 방식과 별도의 통신선을 매설하여 사용하는 전용선 방식이 있다.

제1도는 전화선을 이용한 일반걱인 원격검침 시스템의 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 주로 아파트의 관리실이나 공익회사에 설치되어 검침명령을 하달하고, 교환대(3) 및 교환기 정합장치(2)를 통해 가입자 정합장치(4)로부터 입력되는 데이터를 집계하고 저장하는 검침 컴퓨터(1)와, 상기 검침 컴퓨터(1)로부터 수신되는 소정의 명령을 가입자 정합장치(5)측으로 전송하기 위하여 각 수요가의 전화선(7)을 정합시키는 교환기 정합장치(2) 및 교환대(3)와, 각 수용가에 설치되어 계량기(5)로부터 출력되는 펄스신호를 근거로 사용량을 근거로 사용량을 계산하여 자신의 기억영역에 저장하며, 상기교환대(3)를 통해 검침명령이 수신될 때 그 저장된 값을 교환대(3)측으로 전송하는 가입자 정합장치(4)와, 전기, 가스등의 사용량에 대응하는 펄스신호를 상기 가입자 정합장치(4)측으로 전송하는 계량기(5)와, 각 수용가에 설치된 전화기(6) 및 통신매체로 사용되는 전화선(7)으로 구성된 것으로, 이의 작용을 제2도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

검침컴퓨터(1)에서 출력되는 검침명령이 전화선(7)을 통한 후 다시 가입자 정합장치(4)의 릴레이스위치(47)를 통해 디티엠에프부(DTMF)(46)에 전달되면 그 디티엠에프부(46)는 중앙처리장치(41)에 듀얼톤멀티신호를 출력하여 검침명령이 수신되었음을 알린다.

이때, 상기 중앙처리장치(41)는 릴레이를 제어하여 그 릴레이 스위치(47)의 접점이 b-c 및 b'-c'에서 a-c 및 a-c' 로 절환되므로 비로소 가입장 정합장치(4)와 검침 컴퓨터(1)간의 통화선로가 구축된다. 이와 같은 상태에서 상기 중앙처리장치(41)는 계량기 접속부(44)를 통해 입력되고, 램(43)의 소정의 주소에 저장되어 있는 계량기(5)의 사용량을 읽어내게 되고, 이렇게 읽혀진 사용량은 모뎀부(45)를 통해 상기 검침 컴퓨터(1)에 전송된다.

상기의 경로를 통해 검침 컴퓨터(1)로의 사용량 전송동작이 완료되면 중앙처리장치(41)는 상기 릴레이를 제어하여 다시 처음의 접점상태(b-c 및 b'-c')로 절환된다.

그러나, 이와 같은 종래의 원격 검침 시스템에 있어서는 가입자 정합장치에 사용자를 위한 표시장치가 없어 자기집에서 그달의 사용량을 알고자 하는 경우 직접 계량기가 설치되어 있는 곳으로 가서 확인해야 하는 번거로움이 있고, 전화선로를 통신매체로 사용하기 때문에 통화중일 때 검침을 할 수 없게 되어 검침 효율이 떨어지는 결함이 있으며, 가입자 정합장치는 검침데이타를 시간적으로 관리하지 않기 때문에 시간대별 차등 요금제에 신속하게 대처할 수 없는 결함등이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 각 수용가에 설치된 계량기의 사용량을 계량기/시간대별로 구분하여 관리하면서 댁내 제어장치에 디스플레이하여 사용자가 직접 확인할 수 있도록 하고, 중앙제어기를 통해 상위의 검침 컴퓨터로부터 검침명령이 수신될 때 단상전력선을 통해 사용량을 전송하며, 중앙제어기와 같은 전력선에 다수의 댁내장치가 접속되는 경우 중간에 있는 수개의 댁내 제어장치를 임의로 선정하여 중계기능을 수행하는 원격검침 시스템의 댁내 제어장치를 제공함에 있다.

제3도는 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명 원격검침 시스템의 댁내 제어 장치에 대한 전체 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 고압 전력선을 통해 입력되는 고전압을 상용전압으로 변환하여 단상 전력선(500)을 통해 수용가측으로 출력하는 변압기(100)와, 검침 컴퓨터(400)의 제어를 받아 상기 단상 전력선(500)을 통해 댁내 제어장치(300)와 통신하면서 그 댁내제어장치(300)에 검침데이타 송출명령을 하달하고 그로부터 입력되는 검침데이타를 자체의 램에 저장하는 중앙제어국(200)과, 해당 수용가에 설치되어 다수의 계량기로부터 출력되는 펄스신호를 계수하여 사용량으로 환산한 다음 자체의 저장영역에 저장하고 사용자의 요구에 따라 계량기의 사용량을 계량기/시간대별로 구분하어 저장함과 아울러 디스플레이하고, 상기 단상 전력선(500)을 통해 중앙제어국(200)으로부터 사용량 데이터 전송요구신호가 입력될 때 그 저장된 사용량 데이터를 송출하는 댁내 제어장치(300)와, 상기 중앙제어국(200)과 통신하면서 원하는 수용가의 주소, 검침일자 및 시각을 출력하고, 그 중앙제어국(200)으로부터 검침데이타를 공급받는 검침 컴퓨터(400)로 구성하였다.

제4도는 제3도에서 댁내 제어장치의 일실시 예시 상세 블록도로서, 이에 도시한 바와 같이, 다수의 계량기에서 각각 출력되는 펄스신호를 수신하여 중앙처리장치(331)에 전송하는 계량기 접속부(310)와, 상기 중앙처리장치(331)의 제어를 받아 표시기(321)에 계량기의 사용량이 계량기/시간대별로 표시되게 하는 표시기 제어부(322)와, 상기 계량기 접속부(310)를 통해 각각의 계량기로부터 입력되는 펄스신호를 수신하여 램(335)에 저장하고 관리함에 있어서 계량기/시간대별로 관리하고, 중앙제어국(200)을 통해 검침 컴퓨터(400)로부터 사용량 데이터 전송요구신호가 입력될 때 상기 램(335)에 저장된 데이터를 읽어 송출하는 등 시스템을 총괄 제어하는 중앙처리장치(331)와, 데이터 송신모드에서 상기 중앙처리장치(331)의 제어를 받아 동기/비동기송수신기(333), 상기 램(335) 및 롬(336)을 인에이블시키는 디코더(332)와 전력선 통신부(340)를 통해 중앙제어국(200)으로부터 데이터가 수신될 때 상기 중앙처리장치(331)에 인터럽트신호를 출력한 다음 그 수신데이타를 전송하고, 그 중앙처리장치(331)에서 출력되는 데이터를 전력서 통신부(340)로부터 공급되는 클럭신호(CLK)에 동기하여 상기 전력선 통신부(340)에 전송하는 동기/비동기송수신기(333)와, 시스템을 총괄제어하기 위한 데이터가 탑재된 롬(334)과, 사용자에 의해 입력장치(360)를 통해 제공되는 적용대상 계량기의 명칭과 표시하고자 하는 시간간격 설정 데이터를 받아들여 상기 중앙처리장치(331)에 전달하는 입력장치 접속부(336)와, 상기 동기/비동기송수신기(333)로부터 입력되는 디지털신호를 단상 전력선(500)을 통해 중앙제어국(200)측으로 전송하는데 적당하도록 주파수변조함과 아울러 증폭하여 출력하고, 상기 단상 전력선(500)을 통해 중앙제어국(200)측으로부터 수신되는 신호를 복조처리하고 디지털신호로 변환하여 상기 동기/비동기송수신기(333)에 출력하는 전력선 통신부(340)와, 상기 단상 전력선(500)으로부터 전원을 공급받아 시스템 각부에서 필요로하는 전압으로 변환하여 출력하는 전원부(350)로 구성한 것으로, 이와 같이 구성한 본 발명의 작용 및 효과를 첨부한 제5도 내지 제8도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

중앙제어국(200)을 통해 아무런 데이터도 입력되지 않는 평상시에, 중앙처리장치(331)는 소정의 시간 간격(예: 수밀리초 내지 수십밀리초)으로 계량기(6)로부터 퍼스신호가 입력되는지를 체크한다.

만약, 계량기 접속부(310)를 통해 사용량 펄스가 입력되면 상기 중앙처리장치(331)는 계속해서 소정 간격으로 펄스의 하이상태를 확인한다. 펄스의 상태가 로우로 천이되고 소정 횟수 이상 하이상태가 유지되면 상기 중앙처리장치(331)는 계량기(600)로부터 하나의 펄스가 입력된 것으로 판단한다.

그 다음, 상기 중앙처리장치(331)는 램(335)의 소정 주소에 저장된 해당 계량기의 데이터를 읽어내고, 입력된 하나의 펄스에 해당하는 사용량을 계산하여 이를 그 읽어낸 데이터와 합산하여 다시 그 램(335)의 소정 주소에 저장하는 동시에 상기 데이터를 표시기 제어부(322)로도 출력하여 표시기(321)에 표시하게 된다.

만약, 계량기(600)에서 펄스가 입력되지 않으면 상기 중앙처리장치(331)는 램(335)의 소정 주소에 저장된 해당 계량기 사용량을 읽어 표시기(321)에 표시한다.

상기 계량기(600)로 부터의 펄스 입력과정, 램(335)에로의 저장과정 및 표시기(321)에의 표시과정을 제6도를 참조하여 좀더 상세히 설명하면 하기와 같다.

예를들어 전기미터로부터 시간대2에 계량기 접속부(310)를 통해 펄스가 입력되었다고 가정하면 중앙처리장치(331)는 전기미터의 한 펄스에 해당하는 값으로 환산하고, 시간대2에 해당하는 램(335)의 주소(E-2)를 억세스하여 저장되어 있던 데이터를 읽어내고, 상기에서 환산한 데이터와 합산한 다음 이 데이터를 다시 램(335)의 소정 주소(E-2)에 저장한다.

또한 상기 중앙처리장치(331)는 전기미터의 총 사용량이 저장된 램(335)의 E-total 번지를 억세스하여 읽어낸 데이터와 상기에서 환산한 값을 합산하여 램(335)의 E-total 번지에 다시 저장한다. 표시기(321)에의 표시순서는 전기미터→가스미터→온수미터→열량계의 순이며, 시간대별 데이터의 표시순서는 제6도의 좌에서 우의 순이다.

다음은 검침 컴퓨터(400)로부터 검침명령을 수신했을 때 댁내 제어장치(300)에서 중앙제어국(200)으로의 데이터 전송과정을 전기미터에 대한 데이터를 예로하여 설명한다.

상위의 중앙제어국(200)으로부터 단상 전력선(500)을 통해 전기미터에 대한 데이터 요구신호가 댁내 제어장치(300)의 전력선 통신부(340)로 입력될 때 60HZ 의 저주파신호는 차단되고 고주파의 신호만 통과된다. 그런데, 상기 입력신호는 단상전력선(500)을 통해 전송되는 동안 감쇠되었기 때문에 상기 전력선 통신부(340)는 이를 감안하여 입력신호를 증폭하고 복조하여 디지털신호로 변환한 다음 동기/비동기송수신기(USART: Universal Synchronous/Asynchronous Receiver Transmitter)(333)측으로 전송하게 된다.

또한, 상기 동기/비동기송수신기(333)는 상기 입력신호를 수신하는 즉시 중앙처리장치(331)에 인터럽트신호를 공급하게 되고, 이때, 그 중앙처리장치(331)는 중앙제어국(200)으로부터 데이터가 입력되었다고 판단하여 상기 동기/비동기 송수신기(333)에서 데이터 요구신호를 읽어온 후 전기미터의 사용량 데이터가 저장되어 있는 램(335)의 주소(Elec-data)를 억세스하여 전기사용량 데이터를 읽어 온 다음 제5도와 같은 데이터 포맷으로 메시지를 생성한다.

상기 중앙처리장치(331)는 상기 메시지를 동기/비동기송수신기(333)에 전송하기 위해 디코더(332)를 제어하여 그 동기/비동기송수신기(333)에 전송함과 아울러, 송수신제어단자(Rx/Tx)에 로우를 출력하여 상기 전력선 통신부(340)를 인에이블시킨다.

따라서, 상기 동기/비동기송수신기(333)는 상기 중앙처리장치(331)로부터 입력되는 메시지를 직렬데이타로 변환하고 이를 상기 전력선 통신부(340)로부터 입력되는 클럭신호(CLK)에 동기하여 그 전력선 통신부(340)에 전송하게 되며, 그 전력선 통신부(340)는 수신되는 메시지를 220V의 단상 전력선(500)을 통해 전송 하는데 적합한 주파수로 변조하고 증폭한 다음 그 단상 전력선(500)을 통해 중앙제어국(200)측으로 송출하게 된다. 이와 같은 메시지 전송과정이 완료되면 상기 중앙처리장치(331)는 상기 송수신제어단자(Rx/Tx)에 '하이'를 출력하여 상기 전력선 통신부(340)가 수신모드로 전환된다.

다음은 본 발명의 중요한 기능 중의 하나인 중계기능에 대하여 설명한다. 단상 전력선(500)을 통해 하나의 중앙제어국(200)에 댁내 제어장치(300)와 같은 댁내 제어장치가 다수개 접속되는 경우, 전력선의 특성상 신호의 감쇠가 크기 때문에 그 중앙제어국(200)으로부터 소정 거리 이상 떨어진 댁내 제어장치와는 정상적으로 통신이 이루어지지 않아 통신의 신뢰성이 저하된다.

이를 감안하여 중앙제어국(200)과 가장 멀리 떨어져 있는 댁내 제어장치와의 사이에 설치　 다수의 댁내 제어장치 중에서 소정간격으로 댁내제어장치를 선택한 후 검침 컴퓨터(400)를 이용하여 그 선택된 댁내 제어장치를 다운로딩시키면 그 선택된 각각의 댁내제어장치는 중앙제어국(200)으로부터 수신한 데이터를 중계기능을 수행하도록 지정된 댁내장치 또는 중계기능이 없는 댁내 제어장치에 데이터를 중계하게 되므로 통신의 신뢰성이 향상된다.

마지막으로, 사용자의 요구에 따라 원하는 각 계량기의 사용량을 시간대별로 표시하는 과정에 대하여 설명하면 하기와 같다.

사용자가 입력장치(360)에 마련된 키이를 이용하여 표시입력모드를 선택한 다음 표시하고자 하는 계량기의 명칭과 표시하고자 하는 시간간격을 입력하게 되는데, 예로써 전기,가스,수도, 온수, 열량의 순서로 입력하면 중앙처리장치(331)는 입력장치 접속부(336)를 통해 그 데이터를 입력받아 램(335)의 소정번지에 저장하고, 계량기 접속부(310)를 통해 각각의 계량기로부터 입력되는 사용량을 상기 램(335)에 저장함에 있어 상기에서 설정된 시간대별로 저장하게 되어 결국, 상기 램(335)에는 제6도와 같이 사용량이 각각 저장된다.

이후, 중앙처리장치(331)는 상기 램(335)에서 계량기별/시간대별로 사용량 데이터를 읽어와 표시기 제어부(322)를 통해 표시기(321)에 표시하게 되므로 사용자는 자기가 원하는 계량기의 사용량을 원하는 시간대별로 구분하여 확인할 수 있게 된다.

제7도는 상기와 같이 계량기로부터 입력되는 펄스를 계수하여 저장하고 표시기에 표시하는 과정을 보인 것이고, 제8도는 상기와 같이 계수하고 표시하던 도중 상위의 중앙제어국(200)으로부터 데이터를 전송하는 과정을 보인 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 댁내 제어장치에서 계량기의 사용량을 계량기별 시간대별로 관리하면서 수용가에 표시함으로써 사용자가 이를 보면서 에너지를 사용할 수 있어 차등요금 도입시 에너지 절약을 실천하는데 기여하게 되고, 전력을 공급하는 기존의 단상 전력선을 통신매체로 사용하기 때문에 설치비용이 절감될뿐더러 원하는 시점에서 아무때나 검침할 수 있는 편리함이 있다.

Claims (2)

1. 수용가에 각각 설치되어 다수의 계량기에서 출력되는 펄스를 사용량으로 환산하여 저장하고, 단상 전력선(500)을 통해 중앙제어국(200)으로부터 사용량 데이터 전송요구신호가 입력될 때 그 저장된 사용량 데이터를 송출하는 댁내 제어장치에 있어서, 다수의 계량기에서 각각 출력되는 펄스신호를 수신하여 중앙처리장치(331)에 전송하는 계량기 접속부(310)와, 상기 중앙처리장치(331)의 제어를 받아 계량기의 사용량을 계량기/시간대별로 표시하는 표시부(320)와, 상기 계량기 접속부(310)를 통해 각각의 계량기로부터 입력되는 펄스신호를 수신하여 램(335)에 저장하고 관리함에 있어서 계량기/시간대별로 관리하고, 상기 중앙제어국(200)으로부터 사용량 데이터 전송요구신호가 입력될 때 그 램(335)에 저장된 데이터를 읽어내어 송출하는 중앙처리장치(331)와, 상기 단상 전력선(500) 및 전력선 통신부(340)를 통해 중앙제어국(200)으로부터 데이터가 수신되는 데이터를 상기 중앙처리장치(331)에 전송하고, 이로부터 출력되는 데이터를 중앙 제어국(200)측으로 전송하는 동기/비동기송수신기(333)와, 사용자에 의해 입력장치(360)를 통해 제공되는 적용 대상 계량기의 명칭과 표시하고자 하는 시간간격 설정 데이터를 받아들여 상기 중앙처리장치(331)에 전달하는 입력장치 접속부(336)를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 원격검침 시스템의 댁내 제어장치.
2. 제1항에 있어서, 사용자에 의해 설정되는 계량기의 명칭과 표시하고자 하는 시간간격에 따라 계량기별로 또한 시간대 별로 사용량을 각각 저장하는 램(335)을 더 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 원격검침 시스템의 댁내 제어장치.