KR100282623B1 - Value transfer and value storage method and value storage power meter using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 새로운 개념의 가치저장형 전력량계 기술에 관한 것으로, 전력공급업체, 전력판매업체 또는 전력재판매업체의 서버가 내장된 전력모뎀을 이용하여 전력선을 통해 가치를 전송하여, 가치저장형 전력량계 내부의 전력모뎀을 통하여 수신된 가치를 가치저장모듈에 저장하고, 전력소모량에 따라 가치를 삭감하여, 검침, 사용량계산, 청구서 인쇄, 발송, 정산 절차를 생략하고, 미수금 및 연체지불처리절차를 생략하여, 전력공급비용을 절감하여 전력사용자의 전력사용요금을 인하시키고, 전력공급업체의 수익성을 극대화할 수 있는 가치전송 및 가치저장형 전력량계에 관한 것이다. 부가기능으로 가치저장형 잔력량계를 통하여, 부가가치가 전송, 저장된 IC카드를 오프라인으로 작동하는 IC카드 지불형 가스, 수도 등 타 미터기에 연계 사용함으로써 전력가치전송과 부가가치전송이 쉽고 신속하게 이루어져 사용자의 편의성이 도모되는 반면 제반 비용을 획기적으로 줄일 수 있도록 개선한 것이다.The present invention relates to a new concept of the value storage electricity meter technology, which transmits the value through a power line using a power modem in which a server of a power supplier, a power supplier, or a power reseller is built, The value received through the power modem is stored in the value storage module, and the value is reduced according to the power consumption, omitting the meter reading, usage calculation, bill printing, sending, and settlement procedures, and omitting receivables and overdue payment processing procedures. The present invention relates to a value transmission and value storage electricity meter that can reduce power supply costs, lower electric power usage fees, and maximize profitability of power providers. As an additional function, users can easily and quickly transfer value value and transfer value-added value by connecting value-added residual amount meter to other meter such as IC card payment type gas and water operated offline. While convenience is being promoted, it has been improved to drastically reduce overall costs.

Description

가치전송 및 가치저장 방법 및 그를 이용한 가치저장형 전력량계Value transfer and value storage method and value storage power meter using the same

본 발명은 새로운 개념의 가치저장형 전력량계 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 전력공급업체나 전력재판매업체의 서버가 전력모뎀을 통하여 가치를 전송하여, 가치저장모듈(store value module; SVM)에 가치를 저장하거나, IC카드에 부가가치를 저장하는 가치저장방법 및 그를 이용하여 검침이 필요없는 선불 및 직불방식의 전력량계에 관한 것이다.The present invention relates to a new concept of value storage type electricity meter technology. More specifically, a server of a power supplier or a power reseller transmits a value through a power modem to store a value in a store value module (SVM). The present invention relates to a value storage method for storing a value, or a value added to an IC card, and a prepaid and debit electricity meter that does not need a meter using the same.

지금까지 검침원의 육안 검침에 의하여 일정기간의 시간당 전기사용량을 계량, 계측하는 기존의 적산전력량계(Watt/hour Meter)가 가정, 사무실, 공공건물 및 전기를 사용하는 모든 시설물에서 사용되고 있다. 이러한 제1세대 전력량계는 공급자측에서 검침원이 각 가정이나 업소에 설치된 전력량계 설치장소를 방문하여, 전월사용량에서 검침시점까지의 차이 즉, 매월 또는 일정기간동안의 사용량을 육안으로 확인하여 전산입력, 사용량 계산 등 전산처리 절차를 거쳐 청구서를 인쇄하여 우편으로 발송하고, 사용자측에서는 지로용지를 은행에 가져가 지불한 후 지로처리절차를 거쳐야 공급 및 사용결과의 정산이 완료되고, 연체 및 미납처리를 위해서는 다시 한번 청구서를 발송하는 등 매우 복잡하고 많은 비용이 소요되는 방식으로 운영되고 있다.Until now, the existing watt / hour meters that measure and measure the electricity consumption per hour for a certain period by visual inspection of the meter reader have been used in homes, offices, public buildings, and all facilities that use electricity. In the first generation electricity meter, the meter visits the meter installed in each home or business, and checks the difference from the previous month's usage to the time of the meter reading, that is, monthly or for a certain period of time. After payment, print out and send the invoice by mail. On the user's side, pay the giro paper to the bank and pay it. Then, the settlement of the supply and use is completed. It is operated in a very complicated and costly manner, such as sending a bill once.

최근 검침원을 가장한 주택침입 및 위장 강도 등이 출현하는 문제점들과 검침직 기피현상에 의한 인력난, 검침원의 인건비의 상승 등 전력 공급비용에서 상기의 비용이 차지하는 비중이 커짐에 따라 제2세대 제품인 원격검침 전력량계가 새로운 검침 방식으로 검토되고 있으며 또한 제한적으로 적용되고 있다. 그러나 이와 같은 원격검침은 검침원의 방문비용과 인건비 등을 줄일 수는 있지만, 매월 사용량의 전산처리 및 청구서 발송절차와 미수금, 연체료의 처리 절차 등의 문제점들은 그대로 남으며, 특히 전력선이나 전화선, 무선 등 별도의 전기선로 및 통신선로가 필요한 가스, 수도미터기 등과 연계 운영할 때, 원격검침을 위한 통신기능 부가에 따르는 가스, 수도 등 미터기와 원격검침센터의 서버운영, 통신설비 및 운영비용부담 등의 원가상승요인 때문에 공급업자와 사용자 모두 기피할 수밖에 없었다.Recently, the above-mentioned costs accounted for a lot of power supply costs such as housing invasion and camouflage strength disguised as meter readers, labor shortage due to evasion of meter reading, and labor cost increase for meter readers. Meter readings are being reviewed as a new metering method and have limited applications. However, such meter reading can reduce visitor's visit and labor cost of meter reader, but problems such as computerized processing of monthly usage, billing procedures, receivables and handling of late fees remain intact, especially power line, telephone line and wireless. When operating in conjunction with gas, water meter, etc. that require electric and communication lines, the cost increase of server operation, communication equipment, and operating cost burden of gas and water meter and remote meter reading center due to communication function for remote meter reading The factors forced both the supplier and the user to avoid.

따라서, 검침이 필요없는 제3세대의 IC카드지불방식 전력량계를 고려해 볼 수 있다. IC카드 지불방식의 전력량계는 제1,2세대전력량계의 문제점들을 어느 정도 해소할 수 있지만 IC카드에 가치정보를 재충전 및 정산하는 절차를 어떻게 구현하느냐에 따라, 그 효용성이 좌우되고, 특히 IC카드의 가치정보가 완전 소모되어 전력이 차단되었을 때, 예외적인 돌발사고가 발생할 수 있는 위험성을 배제할 수 없는 문제점을 갖고 있었다.Therefore, it is possible to consider the third generation IC card payment type electricity meter that does not require meter reading. The IC card payment electricity meter can solve the problems of the first and second generation electricity meters to some extent, but its effectiveness depends on how the IC card is recharged and settled. When the information was completely consumed and the power was cut off, there was a problem that could not exclude the risk that an exceptional accident could occur.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기한 바와 같은 기존의 전력량계기술의 단점을 해결하기 위하여, 전력판매업체 또는 전력재판매업체의 서버가 각 가입자들의 가치저장형 전력량계와 전력모뎀을 통해 통신하여, 본 발명의 가치저장형 전력량계 내부의 가치저장모듈(SVM)에 가치를 저장하거나, IC카드에 부가가치정보를 전송 및 저장함으로써, 전력공급업체나 전력재판매업체가 운영의 효율을 증대시키고, 비용을 획기적으로 경감시켜 공급자측에서는 고부가가치를 창출하고, 사용자측에서는 전력가격을 획기적으로 인하시킬 수 있도록 하는 가치전송 및 가치저장방법을 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to solve the shortcomings of the existing electricity meter technology as described above, the server of the power seller or power reseller communicates with each subscriber through the value storage type electricity meter and power modem, the present invention By storing the value in a value storage module (SVM) inside the value storage type meter of the company, or by sending and storing value-added information on the IC card, the power supplier or power reseller increases the efficiency of operations and significantly reduces costs. In other words, it provides a value transfer and value storage method that creates high added value on the supplier side and drastically lowers the power price on the user side.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 가치전송 및 가치저장의 원리를 IC카드 전자지갑과 혼용하여 새롭게 적용함으로써, 전력모뎀을 통해 이체된 금액가치정보를, 오프라인으로 설치 운영되는 가스미터, 수도미터, 열량계 등 가정의 모든 미터와 연계 사용할 수 있도록 한, IC카드에 가치를 저장하는 가치저장방법을 제공하는 것이다.Another technical problem to be achieved by the present invention is by applying the principle of value transfer and value storage mixed with IC card electronic wallet newly, the gas meter, water meter installed offline operation of the value value information transferred through the power modem It is to provide a value storage method to store the value in the IC card so that it can be used in conjunction with all the meters in the home such as a calorimeter.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 전력모뎀을 통해 인증기관의 호스트와 통신하여 IC카드에 금액가치정보를 전송 및 저장함으로써, 전력공급업체나 전력재판매업체가 운영의 효율을 증대시킴으로써, 전력공급관련 부대비용을 획기적으로 경감시켜 사용자의 전력가격을 인하시킬 수 있도록 하고, 일정기간 전력사용량 입력 및 사용량 계산생략, 청구서인쇄절차 등을 위한 서버운영 생략, 청구서발송 및 정산절차생략 등을 구현한 가치저장형 전력량계를 제공하는 것이다.Another technical problem to be achieved by the present invention is to communicate with the host of the certification authority through the power modem to transmit and store the value value information on the IC card, thereby increasing the efficiency of operation by the power supplier or power reseller, It is possible to drastically reduce related additional costs to reduce user's power price, omit server operation for inputting power consumption and usage calculation for a certain period of time, omitting server operation for bill printing procedure, omission of billing and settlement procedure, etc. It is to provide a storage-type electricity meter.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 상기의 제1,2,3세대 전력량계들이 가지고 있는 모든 문제점을 완전히 배제시키고 신속하고 편리하게 가치를 언제나 재충전하고, 가치충전경로를 이용하여 부가가치를 IC카드에 충전하여 가스, 수도, 열량계 등 각종 미터에 확대 적용할 수 있도록 하여 제반 사업의 효율을 극대화시킬 수 있도록 개선된 가치저장형 전력량계를 제공하는 것이다.Another technical problem to be achieved by the present invention is to completely eliminate all the problems of the first, second, and third generation electricity meters mentioned above, and to always recharge the value quickly and conveniently, and to add value to the IC card using the value charging path. It is to provide an improved value storage type electricity meter that can be charged and expanded to various meters such as gas, water and calorimeter to maximize the efficiency of all businesses.

도 1은 본 발명에 의한 가치의 전송 및 가치저장 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.1 is a flowchart illustrating a value transmission and value storage method according to the present invention.

도 2는 본 발명의 가치저장형 전력량계에 적용되는 시간별, 요일별, 월별, 계절별 다단계 차등 요금 모드 조정 명령(전력요금체계 변환)의 흐름을 설명하기 위한 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a flow of a multi-step differential rate mode adjustment command (power rate system conversion) applied to the value storage type electricity meter of the present invention by time, day, month, and season.

도 3은 본 발명의 전력량계에 적용되는 일간, 주간, 월간 단위시간 사용내역의 집계를 토대로 단위시간당 전체 전력소모량과 비교하여 도전 등 비정상 전력소모를 감시하거나 불법사용자를 방지하기 위한 절차를 설명한 흐름도이다.FIG. 3 is a flowchart illustrating a procedure for monitoring abnormal power consumption such as a challenge or preventing illegal users in comparison with the total power consumption per unit time based on the daily, weekly and monthly unit time usage history applied to the electricity meter of the present invention. .

도 4는 본 발명에 적용되는 서명생성방법 및 암호화방법을 설명하기 위한 개략도이다.4 is a schematic diagram illustrating a signature generation method and an encryption method applied to the present invention.

도 5는 본 발명에 의한 가치저장형 전력량계의 내부 구성을 도시한 블록도이다.5 is a block diagram showing an internal configuration of a value storage type electricity meter according to the present invention.

도 6은 본 발명에 의한 시스템에서의 가치정보의 흐름을 설명하기 위한 구성도이다.6 is a block diagram illustrating the flow of value information in the system according to the present invention.

도 7은 본 발명의 가치저장형 전력량계의 외관을 도시한 분리사시도이다.Figure 7 is an exploded perspective view showing the appearance of the value storage type electricity meter of the present invention.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞<Description of the code | symbol about the principal part of drawing>

1...래치릴레이 2...션트저항1 ... Latch relay 2 ... Shunt resistor

3...도전감지센서, 4...부저(Buzzer)3 ... Conductive Sensor, 4 ... Buzzer

5...가치/부가가치저장 IC카드, 6...전압분할기5 ... value / value added IC card, 6 ... voltage divider

7...V-ADC1, V-ADC2 8...I-ADC1, I-ADC27 ... V-ADC1, V-ADC2 8 ... I-ADC1, I-ADC2

9...전력소모연산회로, 10...토큰교환기9 ... power consumption circuit, 10 ... token exchange

11...RTC 및 전력소모테이블, 12...IC카드판독기록부11 ... RTC and power consumption table, 12 ... IC card readout

13...전력모뎀, 14...AC/DC 전원부13 ... power modem, 14 ... AC / DC power supply

15...불휘발성메모리, 16...보안버스구조 가치저장부15 ... Non-volatile memory, 16 ... Security bus structure value storage

17...LCD 디스플레이, 18...전력선 입출력 단자17 ... LCD display, 18 ... power line input / output terminal

19...어레스터(Arrester), 20...디지털인터폰19 ... Arrester, 20 ... Digital interphone

21...가치전송요구용 키패드, 60...IC카드 삽입구Keypad for value transfer, 60 IC card slot

62...도전/분해 확인 봉인 너트, 64...도전방지캡62 ... Conductive / disassembly check seal nut, 64 ... Conductivity prevention cap

66...2중 인입인출단자.66 ... Double In and Out Terminal.

본 발명은 상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 전력량계에 구비된 전력모뎀을 통하여 전력공급자측의 서버와 통신하여 상기 전력량계 내부의 가치저장모듈에 가치정보를 저장하고 전력소모량에 따라 가치를 삭감하고 가치규모가 완전히 소모되면 전력공급을 중단하는 가치저장형 전력량계를 제공한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention communicates with a server of a power supplier through a power modem provided in a wattmeter to store value information in a value storage module inside the wattmeter and reduce the value according to the power consumption amount. When the scale is exhausted, it provides a value storage electricity meter that stops supplying power.

본 발명의 일 태양에 의하면, 터미널인 가치저장형 전력량계에 구비된 전력모뎀을 통하여 호스트와 각 터미널 사이의 통신을 통하여 상기 가치저장형 전력량계 내부의 가치저장모듈에 가치정보를 저장하는 가치저장방법에 있어서, (a) 제1 랜덤데이터를 생성하여 터미널로 보내고, 터미널 고유 비밀키를 사용하여 키 생성 알고리즘으로 세션키를 생성하며, 터미널 인증시 비교하기 위하여 서명생성 알고리즘으로 제1 서명값을 생성하고, 터미널에서는 상기 제1 랜덤데이터를 넘겨받아 터미널 고유 비밀키를 사용하여 호스트와 같은 방법으로 세션키를 생성하는 단계; (b) 터미널에서는 서명생성 알고리즘으로 제2 서명값을 생성하고, 제2 랜덤데이터를 생성하여 호스트로 보내며, 호스트에서는 상기 제1 및 제2 서명값들을 비교함으로서 터미널을 인증하고, 터미널 인증이 되었으면 호스트는 제3 서명값을 생성하여, 금액정보와 함께 터미널로 보내는 단계; (c) 터미널에서는 상기 호스트로부터 제3 서명값과 금액정보를 받고 제4 서명값을 생성하고, 상기 제3 및 제4 서명값을 비교함으로서 호스트를 인증하며, 상기 호스트가 인증이 되었으면 터미널은 상기 금액정보를 복호화하여 가치를 증액하고 암호화 알고리즘으로 잔액과 터미널아이디를 암호화한 값을 호스트로 넘기는 단계; 및 (d) 호스트에서는 암호값을 받아 이를 복호화하여 저장했던 터미널아이디와 복호화 결과로 얻은 터미널아이디를 비교함으로써 터미널을 다시 한 번 인증하고 인증이 되었으면, 레코드 파일에 잔액을 백업하는 단계를 포함하는 가치저장방법을 제공한다.According to an aspect of the present invention, a value storage method for storing value information in a value storage module inside the value storage electricity meter through communication between the host and each terminal through a power modem provided in the value storage electricity meter as a terminal. (A) generating and sending the first random data to a terminal, generating a session key with a key generation algorithm using a terminal unique secret key, generating a first signature value with a signature generation algorithm for comparison in terminal authentication; At the terminal, receiving the first random data and generating a session key in the same manner as a host using a terminal unique secret key; (b) The terminal generates a second signature value using a signature generation algorithm, generates second random data, and sends it to the host. The host authenticates the terminal by comparing the first and second signature values. The host generating a third signature value and sending the third signature value to the terminal together with the price information; (c) the terminal receives the third signature value and the amount information from the host, generates a fourth signature value, and authenticates the host by comparing the third and fourth signature values. Decrypting the amount information to increase the value and passing the encrypted value of the balance and the terminal ID to the host using an encryption algorithm; And (d) authenticating the terminal once again by comparing the terminal ID received from the host with the decrypted password and the terminal ID obtained as a result of decryption, and backing up the balance to the record file if the host is authenticated. Provide a storage method.

본 발명의 다른 태양에 의하면, 전력선 입출력단자를 구비하며, 사용된 전력량을 계량 및 계측하는 전력량계에 있어서, 전력선의 전압 및 전류를 측정하여 사용전력을 계산하는 전력소모연산부; 상기 전력선을 통해 호스트와 터미널간에 데이터통신을 하기 위한 전력모뎀; CPU, 가치저장을 위한 암호키와 암호알고리즘을 보관해두는 보안액세스모듈(SAM;Secure Access Module), 가치저장을 해두는 가치저장모듈(SVM;Store Value Module)을 포함하여 가치정보의 조작이나 위변조 가치 사용, 해킹을 방지하고 암호학적인 공격을 배제하며, SVM에 토큰을 요구할때는 SAM의 인증절차를 거쳐야만 받을 수 있도록 하는 보안저장부; 상기 SVM의 잔액결과에 따라서, 전력공급을 차단하기 위한 온/오프 래치 릴레이스위치; 및 단위시간당 소모되는 전력량에 따라 상기 SVM으로부터 입력된 가치정보로부터 토큰을 삭감하고, 내부의 토큰이 모두 소모되면 상기 SVM으로부터 토큰탱크에 새로운 토큰을 요구하여 전력사용량에 따라 삭감하는 토큰교환기;를 포함하는 가치저장형 전력량계를 제공한다.According to another aspect of the present invention, a power meter having a power line input and output terminal, the power meter for measuring and measuring the amount of power used, the power consumption calculation unit for calculating the power consumption by measuring the voltage and current of the power line; A power modem for data communication between a host and a terminal through the power line; Manipulation or forgery of value information, including the CPU, Secure Access Module (SAM) that stores cryptographic keys and cryptographic algorithms for value storage, and Store Value Module (SVM) that stores values. Secure storage that prevents the use of value, hacking, eliminates cryptographic attacks, and requires only through SAM authentication process when tokens are requested from SVM; An on / off latch relay switch for shutting off power supply according to the balance result of the SVM; And a token exchanger for reducing tokens from the value information input from the SVM according to the amount of power consumed per unit time, and requesting a new token from the SVM to the token tank when all the internal tokens are consumed, and reducing the tokens according to power usage. It provides a value storage electricity meter.

바람직하기로는, 수도, 가스 또는 열량계와 같은 다른 계량기에 사용될 IC카드를 상기 전력량계에 삽입하여 상기 호스트로부터 온라인으로 가치를 전송받아 삽입된 IC카드에 상기 전송된 가치를 기록하고 판독하는IC카드 판독기록부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, an IC card reading and recording unit for inserting an IC card to be used for another meter such as a water, gas, or calorimeter into the electricity meter to receive the value online from the host to record and read the transferred value on the inserted IC card. It characterized in that it further comprises.

바람직하기로는, 상기 IC카드 판독기록부는 ISO 7816에 따라서 IC카드와 동기, 비동기로 통신을 하기 위한 Vcc, Clk, DIO, Reset, Gnd 등 ISO 7816 Part 2에서 정의한 8개의 단자로 구성된 통신포트를 구비하여 전력관련 가치를 IC카드를 통해 저장할 수도 있으며, 전력모뎀을 통해 가스, 수도 등 부가가치를 IC카드에 기록하여 오프라인으로 운영하는 IC카드방식을 채용한 수도, 가스, 열량계에 확대 적용한다.Preferably, the IC card read / write unit has a communication port composed of eight terminals defined in ISO 7816 Part 2, such as Vcc, Clk, DIO, Reset, Gnd, for synchronous and asynchronous communication with the IC card according to ISO 7816. It can also store power-related values through IC cards, and apply them to water, gas, and calorimeters using IC cards that operate offline by recording added values such as gas and water through power modems.

바람직하기로는, 상기 전력량계는 전력량계가 필요로 하는 동작전압을 공급하는 교류/직류변환기; 상기 래치릴레이가 차단되었을 때, 이 센서의 출력이 "0"이면 정상상태이고, "1"이면 단자들이 바이패스되어 도전되고 있음을 감지하는 도전감지센서; 상기 토큰교환기 잔액이 모두 소모된 후, SVM에 새로운 토큰을 요구하여, 마지막 토큰을 받았을 때, 가청 경보음을 발생시켜, 전력사용자에게 가치전송과 가치저장을 안내하는 부저를 더 포함한다.Preferably, the electricity meter is an AC / DC converter for supplying an operating voltage required by the electricity meter; A conductivity detecting sensor for detecting that the output of the sensor is in a normal state when the latch relay is blocked, and that the terminals are bypassed and conducting when the output of the sensor is "0"; After the token exchange balance is exhausted, it further includes a buzzer requesting a new token from the SVM, generating an audible alarm when receiving the last token, and guiding the power user to transmit and store the value.

바람직하기로는, 상기 전력소모연산부는 교류 전류량을 측정하는 션트저항부; 상기 전력선의 교류전압을 전압미터의 입력전압 범위로 맞추어 주기 위하여, 2개의 저항을 직렬로 연결, 두 저항의 비율로 전압범위를 선택하는 전압분할부; 상기 션트저항에 흐르는 교류전류신호를 16비트 또는 20비트 디지털신호로 변환하는 전류 아날로그디지털변환기; 및 상기 전압분할부의 교류 전압치 아날로그 신호를 16비트 디지털신호로 변환하는 전압 아날로그디지털변환기를 포함하여 상기 전압과 전류의 위상을 비교하여 위상의 일치와 어긋나는 각도를 연산하여 차등요금적용을 위한 신호로 출력함을 특징으로 한다.Preferably, the power consumption calculation unit shunt resistor unit for measuring the amount of alternating current; A voltage dividing unit for connecting two resistors in series and selecting a voltage range based on a ratio of two resistors in order to match an AC voltage of the power line to an input voltage range of a voltage meter; A current analog-digital converter for converting an AC current signal flowing through the shunt resistor into a 16-bit or 20-bit digital signal; And a voltage analog-digital converter for converting an AC voltage analog signal of the voltage divider into a 16-bit digital signal, and comparing the phases of the voltage and current to calculate angles that are inconsistent with the phases. It characterized in that the output to.

바람직하기로는, 상기 전력량계는 연월일시분초로 구성된 실시간시계를 기준으로 전력소모테이블이 50%, 75%, 100%, 150%, 200% 등 전력수급상황에 따라 다단계 전력사용요금을 차등 적용하는 전력요금 모드테이블인 전력소모테이블을 더 포함한다.Preferably, the electricity meter is a power consumption table based on the real-time clock consisting of the date, time, date, minute, second, second, 50%, 75%, 100%, 150%, 200% of the power to apply the multi-stage power usage fee according to the power supply situation The apparatus further includes a power consumption table that is a fare mode table.

바람직하기로는, 상기 전력량계는 고유 3바이트 ID번호를 저장하고, 시간별, 요일별, 월별 등 일정기간 전력사용현황을 기록시켜 두어 도전이나 비정상 전력소모를 원격으로 감시하여 전자봉인의 역할을 수행하는 재기록 가능한 불휘발성 메모리를 포함한다.Preferably, the electricity meter stores a unique 3-byte ID number, and records the power usage status for a certain time period such as hourly, daily, monthly, and the like, and enables re-recording to perform a role of electronic sealing by remotely monitoring a challenge or abnormal power consumption. Non-volatile memory.

바람직하기로는, 상기 전력량계는 가치의 잔액, 전송상태, 실시간 전력소모현황 및 누적전력사용현황 등을 사용자의 육안으로 식별할 수 있도록 액정으로 표시하는 LCD디스플레이를 포함하고, 가치의 잔액을 육안으로 확인하지 못한 사용자를 위해 SVM이 일정규모 이하로 낮아지면 부저가 경보음을 울려준다.Preferably, the electricity meter includes an LCD display for displaying the balance of the value, the transmission status, the real-time power consumption and the cumulative power usage status with a liquid crystal so that the user can visually identify the balance, and visually check the balance of the value. For those who do not, the buzzer sounds when the SVM drops below a certain scale.

또한, 본 발명의 가치저장형 전력량계는 사용자의 가치저장 편의를 위하여 호스트 서버의 담당자와 음성으로 통신을 하거나 음성메세지를 전달할 수 있는 디지털인터폰;과 사용자가 가치저장을 직접요구할 수 있는 키패드;를 더 포함하여, 상기 IC카드판독기록기와 혼용하여 EMV '96의 차세대 신용, 직불카드를 이용하여 SET 전자상거래 절차에 의해 간편하고 확실한 지불수단으로도 확대 적용할 수 있다.In addition, the value storage power meter of the present invention is a digital interphone that can communicate with the person in charge of the host server or deliver a voice message for the user's value storage convenience; and a keypad that the user can directly request the value storage; In addition, by using the next generation credit, debit card of EMV '96 mixed with the IC card reader recorder can be extended to a simple and reliable payment means by the SET e-commerce process.

바람직하기로는, 상기 전력선 입출력 단자는 물리적인 태핑을 방지하기 위한 덮개와 물리적 봉인을 구비하여 도전이나 비정상 전력소모를 쉽지 않게 한다.Preferably, the power line input and output terminals have a cover and a physical seal to prevent physical tapping, thereby making it difficult to conduct a conductive or abnormal power consumption.

바람직하기로는, 상기 전력량계는 공급측 전력선상에 낙뢰나 서지전압을 흡수하는 어레스터회로를 더 포함한다.Preferably, the electricity meter further includes an arrester circuit for absorbing lightning or surge voltage on the supply-side power line.

바람직하기로는, 상기 전력량계는 내장된 디지털인터폰의 스피커와 키패드스위치로 음성메세지를 서비스관계자에게 요구할 수 있고, 반대로 서비스관계자가 가입자에게 음성메세지를 전달하여 가치전송 및 저장절차를 용이하게 한다.Preferably, the electricity meter may request a voice message from the service personnel through the speaker and keypad switch of the built-in digital interphone, and conversely, the service person may transfer the voice message to the subscriber to facilitate the value transmission and storage procedure.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 가치전송 및 가치저장 방법 및 그를 이용한 무검침 가치저장형 전력량계의 구성 및 동작에 대해서 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in more detail the configuration and operation of the value transmission and value storage method according to a preferred embodiment of the present invention, and the meter-free value storage type electricity meter using the same.

본 발명은 전자지갑방식을 혼용한 직불 및 선불정산방식을 채용하는 전력량계, 가스미터, 수도미터 및 열량계등에 모두 적용할 수 있지만 여기서는 편이상 전력량계에 국한하여 설명하기로 한다. 또한, 본 발명의 가치전송 및 저장 등 모든 통신절차에서는 기본적 암호알고리즘을 트리플-디이에스(Triple-DES)로 적용한 예를 들어 적용한다. 서버 호스트와 전력량계 터미널 사이의 통신은 다음과 같이 이루어진다. 먼저 세션키(Session Key)(Ks)를 만드는 작업이 서버와 터미널에서 각각 이루어진 다음, 이 세션키를 통하여 암호알고리즘 트리플-디이에스를 적용한다. 또한 서명 생성 작업이 필요한 경우가 있는데, 이 경우에는 트리플-디이에스를 이용한 맥시비시(MAC CBC) 등을 이용한다. 전력량계 터미널에 값을 저장하는 경우에는 가치 저장, 전력량 사용계산 모드 테이블, 단위 요금, 보정할 시간 등이 저장되며, 전력량계 터미널로부터 값을 읽는 경우, 잔액, 일, 월, 년 사용내역, 전력량 사용 계산 모드 테이블 (비정상 감시), 단위 요금 (비정상 감시) 및 타이머 시간 (비정상 감시)등이 판독된다.The present invention can be applied to power meters, gas meters, water meters, calorimeters, etc. employing a direct debit and prepaid settlement method using a combination of electronic wallet method, but will be described here only with a power meter. In addition, in all communication procedures, such as value transmission and storage of the present invention, the basic encryption algorithm is applied as an example of triple-DES. The communication between the server host and the meter terminal is as follows. First, the session key (Ks) is generated on the server and the terminal, respectively, and then the encryption algorithm triple-DS is applied through the session key. In addition, there is a case where a signature generation operation is required. In this case, using a triple C-based MaxiBish (MAC CBC). If you store the value in the electricity meter terminal, the value storage, the electricity usage calculation mode table, the unit fee, the time to calibrate, etc. are stored.If the value is read from the electricity meter terminal, the balance, day, month, year usage history, power consumption calculation The mode table (abnormal monitoring), unit charge (abnormal monitoring), and timer time (abnormal monitoring) are read.

우선, 본 발명의 가치전송 및 가치저장방법을 설명하기 전에, 그에 적용되는 서명생성 및 암호알고리즘의 일예를 도 4를 참조하여 이하 설명하기로 한다.First, before describing the value transmission and value storage method of the present invention, an example of a signature generation and encryption algorithm applied thereto will be described below with reference to FIG.

서버와 가치저장형 전력량계 사이의 통신을 통하여, 먼저 세션키(Ks)를 만드는 작업이 서버와 터미널에서 각각 이루어진 다음, 이 세션키(Ks)를 통하여 암호알고리즘 트리플-디이에스를 적용한다. 또한 서명 생성 작업이 필요한데, 트리플-디이에스를 이용한 맥시비시를 이용할 수 있다. 이하, 서명생성 및 암호알고리즘을 도 4를 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.Through the communication between the server and the value storage electricity meter, first the session key (Ks) is generated at the server and the terminal, respectively, and then the encryption algorithm triple-DS is applied through the session key (Ks). You also need to create a signature, which you can use to use Maxi-Vichy using Triple-DS. Hereinafter, the signature generation and encryption algorithm will be described in more detail with reference to FIG. 4.

서명생성(Signature)을 위하여, 제1단계에서 원문 데이터크기를 패딩을 적용하여 64비트의 배수로 만든다. 이는 도 4의 D1,...,DN이 된다. 제2단계에서 입력키(K)에 따라서 각 64비트의 데이터값(Dn)을 트리플-디이에스를 적용하여 F인크립트하며 서명값은 제3단계의 O1,...,ON이 된다. 이 때, 제1서명값(O1)을 제외하고는 각 데이터값(Dn)을 전단의 서명값(On-1)과 가산한 값을 F인크립트한다.For signature generation, the original data size is padded in the first step to make it a multiple of 64 bits. This becomes D 1 ,..., D N in FIG. 4. In the second step, the F-encryption is applied to each 64-bit data value (D n ) according to the input key (K) by applying triple-Dies, and the signature value is O 1 , ..., O N in the third step. do. At this time, except for the first signature value (O 1 ), the value obtained by adding each data value (D n ) to the signature value (O n-1 ) of the preceding stage is F-encrypted.

암호화(Encryption)도 마찬가지로, 제1단계에서 원문 데이터크기를 패딩을 적용하여 64비트의 배수로 만들어 D1,...,DN이 된다. 다음 제2단계에서 F인크립트는 트리플-디이에스를 적용하며 암호화된 메시지는 제3단계의 O1+...+ON이 된다.In the same manner, the original data size is padded in the first step to make a multiple of 64 bits, which is D 1 ,..., D N. In the next step 2, the F-encrypt applies triple-DS, and the encrypted message becomes O 1 + ... + O N in the third step.

키관리구조를 설명하면, 여기서 사용되는 모든 키는 128비트의 크기를 가지며 호스트의 마스터키(KH), 각 터미널의 고유키(KT), 통신과정에서 사용되는 세션키(Ks)의 세가지 종류가 있다. 터미널 고유키(KT)는 호스트의 마스터키(KH)로부터 생성되며, 세션키(Ks)는 터미널 고유키(KT)로부터 생성된다. 호스트의 마스터키(KH)와 터미널 고유키(KT)는 여러개의 세트를 두어 임의로 선택하여 사용하도록 한다.In the key management structure, all the keys used here are 128 bits in size, and there are three types of keys: the master key (KH) of the host, the unique key (KT) of each terminal, and the session key (Ks) used in the communication process. have. The terminal unique key KT is generated from the master key KH of the host, and the session key Ks is generated from the terminal unique key KT. The master key (KH) and the terminal unique key (KT) of the host have several sets for random selection.

터미널의 고유키(KT)는 호스트의 마스터키(KH)를 이용하여 터미널의 ID를 트리플-디이에스로 암호화하여 생성한다. 터미널에는 생산단계에서 고유키가 저장되며 호스트에서는 통신초기에 생성된다. 즉, KT=Encript(ID, KH)이다.The terminal's unique key (KT) is generated by encrypting the terminal's ID with triple-DS using the host's master key (KH). The terminal stores the unique key during production and the host generates it at the beginning of communication. That is, KT = Encript (ID, KH).

세션키(Ks)는 통신이 이루어질 때마다 생성되는데 터미널 고유키(KT)를 이용하여 호스트에서 생성된 난수를 트리플-디이에스로 암호화하여 생성한다. 통신과정에서 이루어지는 모든 암호화는 세션키(Ks)를 이용한다. 즉, Ks=Encrypt(R, KT)이다.The session key Ks is generated every time communication is performed. The session key Ks is generated by encrypting the random number generated by the host with triple-DS using the terminal unique key KT. All encryption in the communication process uses the session key (Ks). That is, Ks = Encrypt (R, KT).

본 발명에서는 (1) 가치저장 명령, (2) 시간, 요일, 월, 계절 차등 요금 모드 조정 명령(요금체계 변환) 및 (3) 일간, 주간, 월간 사용 및 타이머 정보 확인 명령 (비정상 감시)등의 알고리즘이 적용되며, 이에 대해서 도 1 내지 도 3을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.In the present invention, (1) value storage command, (2) time, day, month, seasonal differential fee mode adjustment command (rate system conversion) and (3) daily, weekly, monthly use and timer information confirmation command (abnormal monitoring), etc. Algorithm is applied, which will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3.

우선, 가치 저장 명령의 흐름을 도 1을 참조하여 설명하기로 한다.First, the flow of the value storage command will be described with reference to FIG. 1.

단계 10: 호스트에서 제1 랜덤데이터(Random Data; R1, R2, n)를 생성하여 터미널로 보낸다. 터미널 고유 비밀키(KT[n])를 사용하여 키 생성 알고리즘으로 세션키를 생성한다. 이때, Ks = Encrypt(R1, KT[n])이다. 터미널 인증시 비교하기 위하여 서명생성 알고리즘으로 제1 서명값 S1h = Sig(R2, Ks)를 생성한다. 터미널에서는 제1 랜덤데이터(R1, R2, n)를 넘겨받아 터미널 고유 비밀키(KT[n])를 사용하여 호스트와 같은 방법으로 세션키를 생성한다. 즉, Ks = Encrypt(R1, KT[n])이다.Step 10: The first random data (R1, R2, n) is generated by the host and sent to the terminal. The session key is generated by the key generation algorithm using the terminal-specific secret key (KT [n]). At this time, Ks = Encrypt (R1, KT [n]). The first signature value S1h = Sig (R2, Ks) is generated by the signature generation algorithm for comparison in terminal authentication. The terminal receives the first random data (R1, R2, n) and generates a session key in the same manner as the host using the terminal-specific secret key (KT [n]). That is, Ks = Encrypt (R1, KT [n]).

단계 12: 터미널에서는 서명생성 알고리즘으로 제2 서명값 S1t = Sig(R2, Ks)를 생성하고, 제2 랜덤데이터(Random Data; R3)를 생성하여 호스트로 보낸다. 호스트에서는 S1h와 S1t를 비교함으로서 터미널을 인증할 수 있다. 터미널 인증이 되었으면 호스트는 S2h = Sig(H + R3 + EnAmnt, Ks)의 제3 서명값을 생성하고, 암호화한 총금액정보(EnAmnt)와 함께 터미널로 보낸다. 여기서 H는 가치저장 명령을 표시하는 헤더이다.Step 12: The terminal generates a second signature value S1t = Sig (R2, Ks) by using a signature generation algorithm, and generates and sends second random data (R3) to the host. The host can authenticate the terminal by comparing S1h and S1t. If the terminal is authenticated, the host generates a third signature value of S2h = Sig (H + R3 + EnAmnt, Ks) and sends the encrypted total amount information (EnAmnt) to the terminal. Where H is a header indicating the value store command.

단계 14: 터미널에서는 S2t = Sig(H+R3+EnAmnt, Ks)의 제4 서명값을 생성하고, S2h와 S2t를 비교함으로서 호스트를 인증할 수 있다. 호스트가 인증이 되었으면 터미널은 가치를 증액하고 M = Encrypt(Balance + ID, Ks)와 같이 Balance + ID를 암호화하여 암호값 M을 호스트로 넘긴다.Step 14: The terminal may authenticate the host by generating a fourth signature value of S2t = Sig (H + R3 + EnAmnt, Ks) and comparing S2h and S2t. If the host is authenticated, the terminal increases the value and encrypts the Balance + ID, passing M to the host, as in M = Encrypt (Balance + ID, Ks).

단계 16: 호스트에서는 Balance'+ID'=Decrypt(M, Ks)와 같이 암호값 M을 복호화하여 ID'과 ID를 비교함으로써 터미널을 다시 한 번 인증하고 인증이 되었으면, 레코드 파일에 잔액을 백업한다.Step 16: The host authenticates the terminal once again by comparing the ID 'to the ID by decrypting the encryption value M, such as Balance' + ID '= Decrypt (M, Ks), and if so, backs up the balance to a record file .

다음, 도 2를 참조하여 시간, 요일, 월, 계절 차등 요금 모드 조정 명령(요금체계 변환)의 흐름을 설명하기로 한다.Next, the flow of time, day, month, and season differential fare mode adjustment commands (rate system conversion) will be described with reference to FIG. 2.

단계 20: 호스트에서 제1 랜덤데이터(Random Data; R1, R2, n)를 생성하여 터미널로 보낸다. 터미널 고유 비밀키(KT[n])를 사용하여 키 생성 알고리즘으로 세션키를 생성한다. 즉, Ks = Encrypt(R1, KT[n])이다. 터미널 인증시 비교하기 위하여 서명생성 알고리즘으로 제1 서명값 S1h = Sig(R2, Ks)를 생성한다. 터미널에서는 제1 랜덤데이터(R1, R2, n)를 넘겨받아 터미널 고유 비밀키(KT[n])를 사용하여 호스트와 같은 방법으로 세션키를 생성한다. 즉, Ks = Encrypt(R1, KT[n])이다.Step 20: The first random data (R1, R2, n) is generated by the host and sent to the terminal. The session key is generated by the key generation algorithm using the terminal-specific secret key (KT [n]). That is, Ks = Encrypt (R1, KT [n]). The first signature value S1h = Sig (R2, Ks) is generated by the signature generation algorithm for comparison in terminal authentication. The terminal receives the first random data (R1, R2, n) and generates a session key in the same manner as the host using the terminal-specific secret key (KT [n]). That is, Ks = Encrypt (R1, KT [n]).

단계 22: 터미널에서는 서명생성 알고리즘으로 제2 서명값 S1t = Sig(R2, Ks)를 생성하고, 제2 랜덤데이터(Random Data; R3)를 생성하여 호스트로 보낸다. 호스트에서는 S1h와 S1t를 비교함으로서 터미널을 인증할 수 있다. 터미널 인증이 되었으면 호스트는 S2h = Sig(H + R3 + Mode + Unit, Ks)의 제3 서명값을 생성하고, 모드정보(Mode), 단위요금정보(Unit) 함께 터미널로 보낸다.Step 22: The terminal generates a second signature value S1t = Sig (R2, Ks) by using a signature generation algorithm, and generates and sends second random data (R3) to the host. The host can authenticate the terminal by comparing S1h and S1t. If the terminal is authenticated, the host generates a third signature value of S2h = Sig (H + R3 + Mode + Unit, Ks), and sends the mode information and the unit fee information to the terminal together.

단계 24: 터미널에서는 S2t = Sig(H + R3 + Mode + Unit, Ks)의 제4 서명값을 생성하고, S2h와 S2t를 비교함으로서 호스트를 인증할 수 있다. 호스트가 인증이 되었으면 터미널은 요금체계를 변환하고 M = Encrypt(Balance + ID, Ks)와 같이 Balance + ID를 암호화하여 암호값 M을 호스트로 넘긴다.Step 24: The terminal may authenticate the host by generating a fourth signature value of S2t = Sig (H + R3 + Mode + Unit, Ks) and comparing S2h and S2t. If the host is authenticated, the terminal converts the tariff and encrypts Balance + ID, passing M to Encrypt the host, such as M = Encrypt (Balance + ID, Ks).

단계 26: 호스트에서는 Balance'+ID'=Decrypt(M, Ks)와 같이 암호값 M을 복호화하여 ID'과 ID를 비교함으로서 터미널을 다시 한 번 인증하고 인증이 되었으면, 레코드 파일에 잔액을 백업한다.Step 26: The host authenticates the terminal once again by comparing the ID 'to the ID by decrypting the encryption value M, such as Balance' + ID '= Decrypt (M, Ks), and if so, backs up the balance to the record file. .

끝으로, 도 3을 참조하여 일간, 주간, 월간 사용 및 타이머 정보 확인 명령 (비정상 감시)의 흐름을 상세히 설명하기로 한다.Finally, the flow of daily, weekly, monthly usage and timer information confirmation commands (abnormal monitoring) will be described in detail with reference to FIG. 3.

단계 30: 호스트에서 제1 랜덤데이터(Random Data; R1, R2, n)를 생성하여 터미널로 보낸다. 터미널 고유 비밀키(KT[n])를 사용하여 키 생성 알고리즘으로 세션키를 생성한다. 즉, Ks = Encrypt(R1, KT[n])이다. 터미널 인증시 비교하기 위하여 서명생성 알고리즘으로 제1 서명값 S1h = Sig(R2, Ks)를 생성한다. 터미널에서는 제1 랜덤데이터(Random Data; R1, R2, n)를 넘겨받아 터미널 고유 비밀키(KT[n])를 사용하여 호스트와 같은 방법으로 세션키를 생성한다. 즉, Ks = Encrypt(R1, KT[n])이다.Step 30: The host generates first random data (R1, R2, n) and sends it to the terminal. The session key is generated by the key generation algorithm using the terminal-specific secret key (KT [n]). That is, Ks = Encrypt (R1, KT [n]). The first signature value S1h = Sig (R2, Ks) is generated by the signature generation algorithm for comparison in terminal authentication. The terminal receives the first random data (R1, R2, n) and generates a session key in the same manner as the host using the terminal unique secret key (KT [n]). That is, Ks = Encrypt (R1, KT [n]).

단계 32: 터미널에서는 서명생성 알고리즘으로 제2 서명값 S1t = Sig(R2, Ks)를 생성하고, 제2 랜덤데이터(Random Data; R3)를 생성하여 호스트로 보낸다. 호스트에서는 S1h와 S1t를 비교함으로서 터미널을 인증할 수 있다. 터미널 인증이 되었으면 호스트는 S2h = Sig(H + R3 + Time, Ks)의 제3 서명값을 생성하고, 시간(Time)과 함께 터미널로 보낸다.Step 32: The terminal generates a second signature value S1t = Sig (R2, Ks) by using a signature generation algorithm, and generates and sends second random data (R3) to the host. The host can authenticate the terminal by comparing S1h and S1t. If the terminal has been authenticated, the host generates a third signature value of S2h = Sig (H + R3 + Time, Ks) and sends it to the terminal with time.

단계 34: 터미널에서는 S2t = Sig(H + R3 + Time, Ks)의 제4 서명값을 생성하고, S2h와 S2t를 비교함으로서 호스트를 인증할 수 있다. 호스트가 인증이 되었으면 터미널은 사용내역(Log), 차등요금모드테이블(ModeTB), 터미널시각(Timer), 잔액밸런스(Balance) 및 ID를 포함하는 정보화일(Info)을 암호화 한다.Step 34: The terminal may authenticate the host by generating a fourth signature value of S2t = Sig (H + R3 + Time, Ks) and comparing S2h with S2t. If the host is authenticated, the terminal encrypts the information file (Log), the differential charge mode table (ModeTB), the terminal time (Timer), balance and ID.

즉, 터미널은 M = Encrypt(Info, Ks)로 Info를 암호화하여 암호값 M을 호스트로 넘긴다. 여기서 Info = log + ModeTB + Balance +ID 이다.That is, the terminal encrypts Info with M = Encrypt (Info, Ks) and passes the encryption value M to the host. Where Info = log + ModeTB + Balance + ID.

단계 36: 호스트에서는 Info' = Decrypt(M, Ks)와 같이 암호값 M을 복호화하여 ID'과 ID을 비교함으로써 터미널을 다시 한 번 인증하고 인증이 되었으면, 레코드 파일에 일간, 주간, 월간 사용 및 타이머 정보를 백업 및 확인한다.Step 36: The host authenticates the terminal once again by decrypting the cipher value M and comparing the ID 'to the ID, such as Info' = Decrypt (M, Ks). Back up and verify timer information.

이상으로 본 발명에 적용되는 가치전송 및 가치저장 암호화알고리즘에 대해서 설명하였으나, 실제 전력량계에 적용하기 위해서는 다음과 같은 사항을 고려한다.Although the value transmission and value storage encryption algorithms applied to the present invention have been described above, the following matters are considered to be applied to an actual power meter.

하나의 주상변압기에 최대로 연결할 수 있는 가치저장형 전력량계는 최대 256개로 제한한다. 3.3KV를 220V공급전압으로 변환하는 주상변압기에는 한 개의 LS(Local Service ＆ Surveillance)가 256개의 가치저장형 전력량계를 관장하며, 여러개의 주상변압기 2차측에 각각 고유번호가 다른 LS를 접속하고, 최대 256개의 LS를 접속하는 1개의 AS(Area Service ＆ Surveillance)는 총 65536개의 가치저장형 전력량계를 관리할 수 있다. 이러한 256개의 AS를 관장함에 있어서, 트리구조로 1개의 지역서버는 총 1천6백만대를 관리할 수 있으나, 서버의 성능과 효율성를 고려하여 지역서버가 최대로 관리하는 가치저장형 전력량계의 수를 제한하는 것이 바람직하지만, 일반 전력모뎀 사용자와 만약에 주상변압기를 넘어서 다른 220V쪽으로 신호가 넘어오는 경우를 대비하여 전력모뎀과 전력량계 마이컴에 3바이트의 ID를 부여한다. 마이컴은 버스 스크램블링 기능을 갖추어 암호알고리즘과 암호키를 보호하여 도용을 막거나 SIM(Subscriber Identification Module)형태의 IC카드 SAM를 선택적으로 사용할 수 있다. 전력량계산, 토큰탱크 및 디스플레이는 별도의 마이크로컨트롤러를 사용하여 수행할 수도 있다. 이때 전력량계가 호스트와 통신할 때 LCD 디스플레이와 전력사용계산 등의 컨트롤에 지장이 없는지 점검한다. 전력량계에 시각 정보를 제공함에 있어서의 시간적 제약이 있음을 고려한다. 즉, 한 가구에 시각정보를 전송하는데 1초라고 가정하여도 3600가구면 1시간이 소요된다. 전력량계 자체에 실시간클럭(Real Time Clock)을 장착하고, 그 시간에 따른 차등 요금을 적용시키되, 수시로 정상 시간을 보정·감시한다. 전력모뎀을 PC에 연결하여 태핑 혹은 해킹하여 들어오는 경우를 대비하여 비정상 전력사용 감시하거나 디지털 봉인을 한다.The maximum value storage capacity meter that can be connected to one column transformer is limited to 256. One LS (Local Service & Surveillance) manages 256 value storage type power meters in the column transformer that converts 3.3KV into 220V supply voltage, and connects LS with different unique numbers to the secondary side of several column transformers. One AS (Area Service & Surveillance), which connects 256 LSs, can manage a total of 65536 value storage power meters. In managing these 256 ASs, one local server can manage 16 million units in a tree structure. However, considering the server's performance and efficiency, it limits the number of value storage-type electricity meters that local servers can manage. However, it is preferable to assign a 3 byte ID to the power modem and the electricity meter micom in case of a signal coming from the general power modem user and the other 220V beyond the column transformer. Microcom has a bus scrambling function to protect cryptographic algorithms and encryption keys to prevent theft or to selectively use IC card SAM in the form of subscriber identification module (SIM). Power calculation, token tank and display can also be done using a separate microcontroller. At this time, when the electricity meter communicates with the host, check whether there is any problem in the control such as the LCD display and power usage calculation. Consider that there is a time constraint in providing visual information to the electricity meter. That is, even if it is assumed that one second to transmit visual information to one household, it takes one hour for 3600 households. The real time clock is installed on the electricity meter itself, and the differential rate is applied according to the time, and the normal time is corrected and monitored from time to time. Connect power modem to PC and monitor abnormal power usage or digital seal in case tapping or hacking.

디지털봉인은 소프트웨어와 하드웨어를 복합화하여 시스템적으로 구현하는 것인데, 터미널은 일간, 주간, 월간, 연간 사용량 내역을 2.44킬로바이트 정보로 서버에 전송하고, 서버는 그 정보를 DB에 기록하여 다음에 전송된 정보와 연산하여 전력의 시간대별 총사용량과 비교하는 방법으로 비정상 전력 사용을 감시하는 디지털봉인을 구현하며, 래치릴레이가 전력을 차단한 상태에서 인출단자에 전압이 인가되면 도전임을 확인하여 서버에 긴급정보를 전송하는 시스템으로 구성한다.Digital seal is a system that combines software and hardware to implement systemically. The terminal transmits daily, weekly, monthly, and annual usage history to the server as 2.44 kilobytes of information, and the server records the information to DB and transmits It implements a digital seal that monitors abnormal power usage by comparing it with the total time usage of the power by calculating it with information.When a voltage is applied to the lead terminal while the latch relay shuts off the power, it confirms that it is a challenge to the server. It consists of a system for transmitting information.

서버의 전력사용 세부내역 집계는 시간별, 요일별, 월별, 계절별 전력사용집계를 근거로 일별, 요일별, 월별, 계절별 전력 사용을 예측함으로써 전력의 구매시 예비율을 적용하여 재계약에 유리한 가격을 협의할 수 있는 자료로 활용할 수 있다.Aggregate power usage details of the server forecasts daily, weekly, monthly and seasonal power usage based on hourly, weekly, monthly and seasonal power usage aggregates to apply a reserve rate when purchasing power to negotiate favorable prices for renewal Can be utilized as

저장된 가치의 규모가 모두 소모되어 차단기가 전력공급을 차단한 경우, 부하저압의 여부를 확인하는 방법에 의해 과전류에 의한 차단이나 특별한 경우에 전원을 차단하였을 경우와, 전력량계 앞단에서 전원을 태핑하여 사용하는 경우, 즉 도전을 구분한다.When the power supply is cut off because the stored value is exhausted, when the power is cut off due to overcurrent or special case, and by tapping the power in front of the electricity meter If you do, that is, distinguish between challenges.

전력모뎀을 통한 부가가치 전송 및 저장시 전력량계용, 가스계량기용, 수도계량기용, 열량계용 등이 구분되어 전력량가치는 SVM에, 나머지는 IC카드 전자지갑의 각 영역에 구분기록된다.When the value-added transmission and storage through the power modem are divided into power meters, gas meters, water meters, and calorimeters, power values are recorded in the SVM and the rest are recorded in each area of the IC card electronic wallet.

이하, 상술한 사항을 고려하여 만들어진 전력량계의 구성 및 동작에 대해서 도 5 내지 도 7을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the configuration and operation of the wattmeter made in consideration of the above-described matters will be described in more detail with reference to FIGS. 5 to 7.

도 5는 전력선 모뎀을 통한 가치전송 및 가치저장형 전력량계를 도시하고 있다. 도 5에서, 래치릴레이(Latch Relay)(1)는 전력공급을 차단하기 위한 온/오프 래치형 릴레이스위치이다. 션트저항(Shunt Resistor)(2)은 0.1밀리옴의 망간저항으로 교류 전류량을 측정한다. 도전감지센서(Power Consumption Sensor)(3)는 래치릴레이(1)가 차단되었을 때, 이 센서의 출력이 "0"이면 정상상태이고, "1"이면 단자(1s)와 단자(1L)가 바이패스되어 도전되고 있음을 감지하는 센서회로이다. 부저(Buzzer)(4)는 토큰교환기(10)의 잔액이 모두 소모된 후, 가치저장모듈(SVM)에 새로운 토큰을 요구하여, 마지막 토큰을 받았을 때, 가청 경보음을 발생시켜, 전력사용자에게 가치전송과 가치저장을 안내한다. 가치/부가가치저장 IC카드(5)는 본 가치저장형 전력량계를 관리하는 전력 재판매 업체의 마스터키에 의해 가입자 IC카드의 CSN(Card Serial Number)을 운영자 DB에 등록하고 서버에 가치전송 요구가 있을 때, 등록된 합법적인 CSN여부를 확인하여 불법사용을 방지한다.5 illustrates a value transfer and value storage power meter via a power line modem. In Fig. 5, the latch relay 1 is an on / off latch relay switch for interrupting power supply. Shunt Resistor (2) measures the amount of alternating current with a manganese resistance of 0.1 milliohms. The Power Consumption Sensor 3 is in a steady state when the output of the sensor is "0" when the latch relay 1 is interrupted. When the output of this sensor is "1", the terminal 1s and the terminal 1L are It is a sensor circuit that senses passing and conducting. After the balance of the token exchanger 10 is exhausted, the buzzer 4 requests a new token from the value storage module SVM, generates an audible alarm when the last token is received, and sends it to the power user. Guide value transfer and value storage. The value / value added storage IC card (5) registers the CSN (Card Serial Number) of the subscriber IC card in the operator DB by the master key of the power reseller managing the value storage type electricity meter in the operator DB and when there is a value transfer request to the server. In addition, it verifies the registered legal CSN to prevent illegal use.

전압분할기(Voltage Divider)(6)는 117/220/240V 교류전압을 전압 아날로그디지털변환기(V-ADC)의 입력전압 범위로 맞추어 주는 전압분할기로, 2개의 저항을 직렬로 연결, 두 저항의 비율로 전압범위 선택한다. V-ADC(7)는 교류 전압치 아날로그 신호를 16비트 디지털신호로 변환하는 회로이다. 전류 아날로그디지털변환기(I-ADC)(8)는 션트저항(2)에 흐르는 교류전류신호를 16비트 또는 20비트 디지털신호로 변환하는 회로이다. 전력소모연산회로(9)는 V-ADC(7)와 I-ADC(8)의 디지털신호를 곱하여 전력(Watt)을 계산한 후 펄스 수와 폭 신호로 변환하는 회로이며, 전력소모연산회로(9)는 전압과 전류의 위상을 비교하여 위상의 일치와 어긋나는 각도를 연산하여 위상차를 신호로 출력하여 유도부하를 순간적으로 사용하는 것에 대해 차등요금을 적용할 수 있다. 토큰교환기(10)는 단위시간당 소모되는 전력량(Watt/hour)에 따라 토큰을 삭감하고, 토큰교환기(10) 내부의 토큰이 모두 소모되면 10배 단위 토큰탱크에로 새로운 토큰을 요구하여 전력사용량에 따라 삭감한다. 만일, 10배 단위 토큰탱크가 모두 소모되면, 후술할 가치저장모듈(SVM)에 100배 단위 토큰을 요구하여 10배 단위 토큰탱크를 다시 채우는 구조로 동작한다. SVM(166)에 토큰을 요구할때는 SAM(164)의 인증절차를 거쳐야만 받을 수 있다. RTC 및 전력소모테이블(11)은 연월일시분초(YYMMDDHHMMSS)로 구성된 실시간시계(Real Time Clock)를 기준으로 전력소모테이블이 50%, 75%, 100%, 150%, 200% 등 전력수급상황에 따라 다단계 전력사용요금을 차등 적용하는 모드테이블이다.The voltage divider (6) is a voltage divider that adjusts the 117/220 / 240V AC voltage to the input voltage range of the voltage analog-to-digital converter (V-ADC). Select the voltage range with. The V-ADC 7 is a circuit for converting an AC voltage analog signal into a 16-bit digital signal. The current analog-to-digital converter (I-ADC) 8 is a circuit for converting an AC current signal flowing through the shunt resistor 2 into a 16-bit or 20-bit digital signal. The power consumption calculation circuit 9 calculates the power by multiplying the digital signals of the V-ADC 7 and the I-ADC 8, and then converts them into a pulse number and a width signal. 9), the differential charge can be applied to the instantaneous use of the inductive load by outputting the phase difference as a signal by calculating the angle that is out of phase agreement by comparing the phase of voltage and current. Token exchanger 10 reduces tokens according to the amount of power consumed per unit time (Watt / hour), and when all the tokens in token exchanger 10 are consumed, the token exchanger 10 requests a new token to the unit of 10 times token tank to consume power. Cut along. If the 10-fold token tank is exhausted, it operates by refilling the 10-fold token tank by requesting a 100-fold token to the value storage module (SVM) to be described later. When requesting a token from the SVM 166, the token can be received only through the authentication process of the SAM 164. RTC and power consumption table (11) is based on the real time clock consisting of the year, month, date, minute, second (YYMMDDHHMMSS), power consumption table is 50%, 75%, 100%, 150%, 200% Therefore, it is a mode table that applies multi-level power usage fee differentially.

ISO 7816에 의한 IC 카드판독기록부(12)는 IC카드와 동기, 비동기로 통신을 하기 위한 Vcc, Clk, DIO, Reset, Gnd 등 ISO 7816 Part 2에서 정의한 8개의 단자로 구성된 통신포트이다. 정상적으로 발행된 IC카드를 상기 전력량계에 삽입함으로써, 전력, 가스, 수도, 온수, 칼로리, 유료TV(Pay-TV) 등 다목적 가치를 1장의 IC카드 내에 구성하여, 온라인/오프라인으로 가치를 IC카드에 기록한다. 한편, 본 가치전송 및 가치저장형 전력량계를 통해 가스 서비스 서버에서 전송한 가치를 IC카드에 기록한 후, 카드를 빼내어, 가스미터기에 삽입하면 가치정보가 가스미터기로 이체되어 가스사용량에 따라 가치정보를 삭감하는 구조로 오프라인으로 동작될 수 있다.The IC card read / write unit 12 according to ISO 7816 is a communication port consisting of eight terminals defined in ISO 7816 Part 2, such as Vcc, Clk, DIO, Reset, Gnd, etc., for synchronous and asynchronous communication with an IC card. By inserting a normally issued IC card into the electricity meter, multi-purpose values such as electric power, gas, water, hot water, calories, pay-TV, etc. are configured in one IC card, and the value is added to the IC card online / offline. Record it. On the other hand, after the value transmitted from the gas service server is recorded on the IC card through the value transmission and value storage type electricity meter, the card is removed and inserted into the gas meter. The value information is transferred to the gas meter, and the value information is converted according to the gas usage. The cutting structure can be operated offline.

전력모뎀(Power Line Modem)(13)은 전력선을 통해 데이터통신을 하기 위한 모뎀으로, 각 모뎀은 256개중에서 1개의 어드레스 PLMID(Power Line Modem ID)로 세팅되어 있다. AC/DC 전원부(14)는 본 가치저장형 전력량계가 필요로 하는 동작전압을 공급한다. 3바이트(Byte) ID는 가치저장형 전력량계의 고유번호로 생산시에 ROM에 기록된다. 플래쉬메모리로 구성될 수 있는 불휘발성 메모리(15)는 본 가치저장형 전력량계의 매 60초마다 전력소모량을 16비트 정보로 24시간 즉 1일간 전력사용 세부내역을 기록하고, 1일 전력소모 총량을 합산하여 1주일간 전력사용정보로, 1개월간 등 일정기간 전력사용현황을 기록시켜 두어 도전이나 비정상 전력소모를 원격으로 감시하여 전자봉인의 역할을 수행하는 메모리이다. 스크램블드버스(16)는 CPU(162), SAM(164), SVM(166)을 포함하여 가치저장을 위한 암호키와 암호알고리즘을 보관해두는 정보저장모듈(SAM;Secure Access Module)과 가치저장을 해두는 가치저장모듈(SVM;Store Value Module), 가치정보의 조작이나 위변조가치 사용, 해킹을 방지하고 암호학적인 공격을 배제한다. LCD디스플레이(17)는 가치의 잔액, 전송상태, 실시간 전력소모현황 및 누적전력사용현황 등을 사용자의 육안으로 식별할 수 있도록 액정으로 표시한다. 전력선 입출력 단자(18)는 1s, 2s, 2L, 1L로 구성되어 전력의 인입, 인출선을 각각 연결하고, 물리적인 태핑을 방지하기 위한 덮개로 구성된다. 어레스터(Arrester )(19)는 낙뢰나 서지전압을 흡수하는 회로이다.The power line modem 13 is a modem for data communication via a power line, and each modem is set to one address PLMID (Power Line Modem ID) out of 256. The AC / DC power supply unit 14 supplies the operating voltage required by the value storage type electricity meter. The 3-byte ID is a unique number of the value storage electricity meter and is recorded in the ROM at the time of production. Non-volatile memory 15, which can be configured as a flash memory, records the power consumption for 24 hours or 1 day with 16 bits of power consumption every 60 seconds of the value storage power meter, and records the total power consumption per day. It is a memory that performs the role of electronic sealing by remotely monitoring the challenge or abnormal power consumption by recording the power usage status for a certain period of time such as one month by using the power usage information for one week. The scrambled bus 16 includes a CPU 162, a SAM 164, and an SVM 166, and includes a secure access module (SAM) and a value store for storing cryptographic keys and encryption algorithms for value storage. Store Value Module (SVM), which prevents the manipulation of value information, the use of forgery value, hacking, and eliminates cryptographic attacks. The LCD display 17 displays the balance of the value, the transmission status, the real-time power consumption status and the cumulative power usage status on the liquid crystal so that the user can visually identify the user. The power line input / output terminal 18 is composed of 1s, 2s, 2L, and 1L, and connects the incoming and outgoing lines of electric power, respectively, and is composed of a cover for preventing physical tapping. Arrester 19 is a circuit for absorbing lightning and surge voltages.

이상으로는 한가지 종류의 전력을 계량하는 전력량계에 대해서 설명하였으나, 본 발명의 전력량계는 상기 전압분할부(6), 상기 V-ADC(7), 상기 I-ADC(8), 래치릴레이(1) 및 션트저항(2)을 대응하는 전력의 종류수에 맞추어 구비하면 2종류 이상의 전력을 계량할 수 있다. 즉, 2종류 이상의 전력원 소스가 다른 전압을 선택적으로 사용하거나, 2종류 이상의 전원을 동시에 사용할 수 있도록, 대응하는 전압분할부, V-ADC, 상기 I-ADC, 래치릴레이 및 션트저항이 추가되면 각 전류량을 별도로 측정하거나 연산할 수 있다.As mentioned above, the wattmeter for measuring one type of power has been described, but the wattmeter of the present invention includes the voltage divider 6, the V-ADC 7, the I-ADC 8, and the latch relay 1. And the shunt resistor 2 in accordance with the number of types of corresponding electric power, two or more kinds of electric power can be measured. That is, when two or more kinds of power source sources selectively use different voltages, or two or more kinds of power sources can be used simultaneously, a corresponding voltage divider, V-ADC, I-ADC, latch relay, and shunt resistor are added. Each amount of current can be measured or calculated separately.

상술한 구성의 가치저장형 전력량계의 동작을 설명하면, 전력공급업체 또는 전력재판매 사업자가 상술한 대로, 가치저장방법을 통하여 호스트로부터 전력모뎀(13)을 통하여 각 터미널의 SVM(166)에 가치를 저장하게 되면, 각 전력량계는 전력소모연산부(9)에서 연산한 전력사용량에 따른 요금을 계산하여 상기 SVM(166)에 저장된 가치정보의 잔액과 비교하여 토큰교환기(10)를 통하여 요금정산을 하게 된다. 이 때, SVM(166)에 잔액이 일정량 이하 남아 있는 경우, 부저(4)를 울려 사용자에게 잔액상태를 알려주고, 잔액이 모자라게 되는 경우에는 상술한 가치저장방법을 통하여 호스트로부터 가치를 SVM(166)에 재충전받거나, 그렇지않으면 래치릴레이(1)를 동작시켜 전원공급을 차단하게 된다. 한편, 본 발명의 가치저장형 전력량계는 호스트와 터미널간에 통신을 통하여 직접 가치정보를 SVM(166)에 저장할 수도 있으나, 다른 실시예로 정당하게 발급한 일정 금액이 기록된 가정용 또는 업소용 전기, 가스, 수도, 열량 IC카드(5)를 본 발명의 가치저장형 전력량계에 삽입하여 상기 IC카드(5)에 저장된 전력가치정보가 내부의 SVM에 이체, 저장되도록 할 수도 있다.Referring to the operation of the value storage type electricity meter of the above-described configuration, as described above by the power supplier or the power reseller, the value storage method is used to transfer the value to the SVM 166 of each terminal through the power modem 13 from the host. When it is stored, each electricity meter calculates a fee according to the power consumption calculated by the power consumption calculation unit 9 and compares the balance of the value information stored in the SVM 166 to calculate the fee through the token exchange 10. . At this time, when the balance remains in the SVM 166 or less, the buzzer 4 is sounded to inform the user of the balance status, and when the balance is insufficient, the value is transferred from the host through the value storage method described above. Or the power supply is turned off by operating the latch relay 1. On the other hand, the value storage-type electricity meter of the present invention may store the value information directly in the SVM 166 through communication between the host and the terminal, but in another embodiment, home or business electricity, gas, The water and calorie IC card 5 may be inserted into the value storage type electricity meter of the present invention so that the power value information stored in the IC card 5 is transferred and stored in the internal SVM.

다시 말하면, 본 발명의 전력량계는 상기 SVM에 기록된 가치범위에서 일정량의 전력을 사용함으로써, 월간사용량, 카드 잔액 등의 정보를 전력량계 내부에 설치된 액정표시소자(17) 등에 표시해 주며, 일정 금액이하의 카드잔액이 남을 때에는 부저(4)를 통하여 경보음을 알려주어 사용자로 하여금 가치의 전송을 서버에 요구하여 사전에 계약된 은행의 계좌번호에서 자동으로 이체되거나 신용카드에서 결제될 수 있도록 하고, 전력가치는 전력선을 통해 온라인으로 전송 받아 SVM(166)에 저장한 후 전력사용규모에 따라 가치가 삭감되고, 또한 SVM(166)의 가치잔액이 모두 소모되면 내부회로에 의해 전력차단기인 래치릴레이(1)를 동작시켜 전력의 공급을 중단한다.In other words, the electricity meter of the present invention uses a certain amount of power in the value range recorded in the SVM to display information such as monthly consumption, card balance, etc. on the liquid crystal display device 17 installed in the electricity meter, When the remaining credit card is left, a buzzer (4) alerts the user to transfer the value to the server so that it can be automatically transferred from a pre-contracted bank account number or settled on a credit card. The value is transmitted online through the power line and stored in the SVM 166, and then the value is reduced according to the power usage scale. Also, when the value balance of the SVM 166 is exhausted, the latch relay (1) ) To stop the power supply.

이에 따라 전력공급업체나 전력재판매 업체는 검침인건비, 사용량 전산입력 및 연산, 청구서인쇄 및 발송 절차가 생략되어 비용을 절감할 수 있게 되고, 전력의 사용요금이 선불로 지불되어 연체나 미납의 재청구절차가 생략되는 것은 물론, 선불이자 수익, 전력사용시간대별 차등요금적용, 전력구매가와 판매가의 차액 등의 이익을 사용자의 전력요금인하 혜택으로 돌려주며, 전력사업자는 고부가가치사업을 향유할 수 있게된다.As a result, the electricity supplier or the electric reseller can save costs by omitting the metering labor cost, input and calculation of usage, bill printing and dispatch, and pay the prepaid power bill to pay the late payment or non-payment. In addition, profits such as prepaid interest, differential charges by time of use of electricity, and the difference between the purchase price and the sale price are returned to the user's power rate reduction benefits, and utilities can enjoy high value-added businesses. .

가정용, 업소용 등 전력공급업자 또는 전력재판매업자가 합법적으로 발급한 IC카드 이외에 조작된 카드의 사용을 방지하기 위해서 카드의 정당성을 인증하는 SAM(164)을 전력량계 내부에 두어 단말기에 카드를 삽입할 때 단말기와 카드가 상호인증 절차를 거치고, 카드의 금액정보가 단말기로 가치정보를 전송할 때에도 도 1에서의 암호처리 절차에 따라 동작하여 위변조카드 사용을 근절한다. 단말기나 카드를 위변조하기 위해 가치저장형 전력량계를 분해하는 등 외부의 해커에 의한 암호학적 공격에 대비하여 계량기 분해 시 암호 키를 휘발시키는 방법도 고려할 수 있으나, 단말기 내부의 암호알고리즘과 암호 키는 전력의 소모량에 따라 가치정보가 삭감되는 감액 전용키만을 갖게 함으로써 금액정보나 가치를 증액시킬 수 없도록 한다. 특히 본 발명에서는 사용자/가입자가 가치전송요구를 하기 위해 전화 또는 디지털 인터폰을 통해 ARS서버에 접속하면, 신용카드, 은행계좌 직불 등 사용금액을 선택적으로 결제할 수 있도록 하고, 지불이 보장된 범위 내에서 가치 전송절차를 시작한다. 이 절차는 인터넷을 통해 이루어 질 수도 있는데, 특히 컴퓨터나 정보통신망을 전혀 사용해 본 경험이 없는 사람들을 위해 전력서비스업체/전력재판매업체와 금융기관의 계좌자동이체계약에 의해 저장된 가치가 일정규모로 감소하면 자동으로 가치전송이 이루어지게 할 수도 있다. 특히 EMV '96 차세대 신용, 직불카드로 SET 전자상거래절차에 의한 지불 요청 거래를 하는 경우, 서버는 사이버몰의 역할로 거래내역이 디지털봉투(DE; Digital Envelop)에 담겨져 거래내역을 서명한 효과로 거래절차를 부인하거나 조작할 수 없도록 할 수도 있다.When inserting a card into the terminal by placing a SAM 164 inside the electricity meter to prevent the use of a manipulated card other than an IC card legally issued by a power supplier or a power reseller such as a home or a business. When the terminal and the card go through a mutual authentication procedure, and the amount information of the card transmits the value information to the terminal, the terminal and the card operate according to the encryption processing procedure of FIG. In order to counteract cryptographic attacks by external hackers, such as disassembling the value storage-type electricity meter for forgery of the terminal or the card, a method of volatilizing the encryption key when disassembling the meter may be considered. It is possible to increase the amount information or the value by having only the reduction-only key whose value information is reduced according to the consumption of the. Particularly, in the present invention, when a user / subscriber accesses the ARS server through a telephone or a digital interphone to request value transfer, the user / subscriber can selectively pay the amount of use such as a credit card or a bank account debit, and the payment is guaranteed. Begins the value transfer procedure. This process can also be done via the Internet, especially for those who have never used a computer or telecommunications network at all, the value stored by direct debit agreements between power service providers / power resellers and financial institutions decreases to some extent. You can also make the value transfer happen automatically. In particular, in case of making a payment request transaction by SET e-commerce process with EMV '96 next generation credit and debit card, the server plays the role of cyber mall, and the transaction history is contained in the digital envelope (DE). It may be possible to deny or manipulate the transaction procedure.

상술한 본 발명의 구현 절차와 조건을 이하 보다 상세히 설명하기로 한다.The implementation procedures and conditions of the present invention described above will be described in more detail below.

1) 가치의 발생 및 전송, 저장 절차1) Value generation and transfer, storage procedure

전력판매업체나 전력재판매 업체의 마스터키(Mk)에 의해서 가입자관리 데이터베이스와 연동에 의해 가치정보가 발생되며, AS(Area Service ＆ Surveillance), LS(Local Service ＆ Surveillance)를 거쳐, 전력선 LAN 모뎀이 요구한 가입자의 ID번호를 선택한다. 가입자 ID번호의 호출과 통신접속이 완료되면, 상기한 바와 같은 상호인증 절차에 의해 서버와 단말기의 합법성을 상호 인증한다. 상호인증이 완료되면 요구된 금액가치정보를 전송한다. 전력선을 통해 전달된 금액가치정보는 가치정보저장모듈(SVM; Store Value Module)에 저장된다.Value information is generated by interlocking with subscriber management database by master key (Mk) of electric power company or electric power reseller, and power line LAN modem through AS (Area Service & Surveillance) and LS (Local Service & Surveillance). Select the ID number of the requested subscriber. When the call of the subscriber ID number and the communication connection are completed, the legitimacy of the server and the terminal is mutually authenticated by the mutual authentication procedure as described above. When mutual authentication is completed, the requested value value information is transmitted. The value value information transmitted through the power line is stored in a store value module (SVM).

2) 부가가치의 전송 및 저장절차2) Transfer and storage of value added

전력 이외의 가스, 수도, 열량, 온수 등 별도의 통신선로가 없이 IC카드에 의해 오프라인으로 동작하는 계량계측기를 연계하여 사용할 수 있는 부가가치전송기능을 부가하여 본 발명의 효용성을 배가시킨다. 이러한 부가가치는 상기 가치의 발생 전송절차와 같이 이루어지며, 전력량계에 저장되는 대신 IC카드에 저장된다. 이러한 절차에 의해 IC카드에 저장된 가스, 수도, 온수, 열량 등 부가가치정보는 동출원인의 한국 특허출원번호 98-6947과 98-6948에 개시된 바와 같은 IC카드를 수용할 수 있는 IC카드 오프라인 수도, 가스미터기에 삽입하여 동작할 수 있도록 하여 운영의 효율성을 극대화시킬 수 있게 된다.The utility of the present invention is doubled by adding a value-added transmission function that can be used in conjunction with a meter that operates offline by an IC card without a separate communication line such as gas, water, calorie, hot water other than electric power. This value added is made in the same manner as the generation and transfer procedure of the value, and is stored in the IC card instead of being stored in the electricity meter. Value-added information such as gas, water, hot water, and calories stored in the IC card by this procedure may be used for IC card offline water and gas that can accommodate the IC card as disclosed in Korean Patent Application Nos. 98-6947 and 98-6948. It can be inserted into the meter and operated to maximize the efficiency of the operation.

3) 가치정보의 소모3) Consumption of Value Information

SVM(166)에 저장된 금액가치정보는 전력소모량에 따라 토큰교환기(TE; token exchanger)(10)에서 삭감되는 수 밀리 와트급, 수 와트급, 수 킬로 와트급 등으로 단위시간당 토큰이 삭감되며 최소단위 토큰이 모두 소모되면 새로운 토큰을 요구하는 절차에 의해 저장된 금액가치정보를 삭감한다.The value value information stored in the SVM 166 is reduced in tokens per unit time to several milliwatts, several watts, and several kilowatts, which are reduced in the token exchanger (TE) according to power consumption. When the unit token is exhausted, the stored value information is reduced by the procedure for requesting a new token.

4) 전력소모율 차등적용4) Differential application of power consumption rate

전력을 사용하는 평일, 휴일의 시간대와 계절, 월별에 따라 다단계의 전력사용요금을 차등 적용할 수 있는 전력사용모드가 프로그램에 의해 선택되어 자동으로 적용된다. 예를 들면 평일 주간 100%, 평일 일과 전 및 일과 후, 토요일 등 75%할인, 심야 50%할인, 일과시간 200%할증, 하절기 냉방기사용이 급증하는 하오 2∼4시의 300%할증 등 전력 수급 및 전력공급/사용 특성에 따라 시간별, 요일별, 월별, 계절별 등 다양한 사용요금이 차등 적용될 수 있는 전력소모 모드테이블(11)이 실시간시계(RTC)에 의해 적용되며, 같은 전력사용량에 대해서도 TE(10)를 별도로 적용하여 저장된 가치가 차등 적용되도록 운영함으로써 전력생산시점에 전력소모가 최적화될 수 있도록 유도하여 전력생산과 공급의 효율을 증대시켜 전력의 수급을 최적화하여 전력사용자의 전력사용요금을 인하할 수 있는 여건을 마련한다.The program automatically selects a power usage mode that can apply different levels of power usage charges depending on the weekday, holiday time, season, and month. For example, 100% weekdays, 75% discounts before and after weekdays, Saturdays, 50% discounts for late nights, 200% premiums for daily hours, and 300% surcharges during summer hours 2-4 hours And a power consumption mode table 11 which can be applied to various usage rates such as hourly, weekly, monthly, and seasonally depending on the power supply / use characteristics, and is applied by the real time clock (RTC). By separately applying), the stored value is applied differentially to induce the power consumption to be optimized at the time of power generation, increase the efficiency of power production and supply, optimize the supply and demand of electricity, and reduce the power usage fee of power users. Make the situation possible.

5) 잔액확인 및 자동차단5) Check balance and cut off

SVM(166)의 금액가치정보는 사용자가 언제든지 잔액을 확인할 수 있도록 액정 등 표시장치에 표시하며, 금액가치가 모두 소모되면 토큰교환기는 마지막 단위의 토큰이 남았을 때, 가청주파수의 경보음을 울려 주어 사용자에게 알려준다. 마지막 토큰이 소모된 시점까지 금액가치의 재충전이 이루어지지 않으면, 전력선에 직렬로 연결된 래치릴레이를 차단하는 신호를 보내서 전력공급을 차단한다.The value value information of the SVM 166 is displayed on a display device such as a liquid crystal so that the user can check the balance at any time, and when the value of the money is used up, the token exchanger sounds an alarm sound of an audible frequency when the token of the last unit remains. Inform the user. If the value is not recharged by the time the last token is consumed, the power supply is cut off by sending a signal to shut off the latch relay connected in series with the power line.

이러한 상기의 여러 구현 절차와 조건을 만족시키기 위하여 본 발명은 다음과 같은 구조와 원리에 기초하여 검침이 필요없는 가치전송 및 가치저장형 전력량계를 기본으로 IC카드에 의해 부가가치를 전송할 수 있는 다양한 가스, 수도미터와 연계 사용할 수 있다.In order to satisfy the above various implementation procedures and conditions, the present invention is based on the following structures and principles, various gases that can transmit value added by IC card based on the value transmission and value storage-type electricity meter, which does not require reading, Can be used in conjunction with a water meter.

본 발명의 가치저장형 전력량계는 전압(V), 전류(A)를 각각 실시간으로 측정하여 AD변환기(9)를 통해 전력(W)량을 계산하고, 단위시간당 전력소모를 연산하여, 저장된 가치정보를 토큰으로 변환시킨 후, 토큰교환기(10)에서 전력의 단위시간당 소모량에 따라 토큰을 삭감하고, 토큰이 모두 소모되면 새로운 가치정보를 요구하는 등의 절차로 이루어진다. 또한 가치정보의 잔유량과 전력소모현황 등 사용자가 알아야 하는 정보는 모두 액정 디스플레이 화면(17)을 통해 표시되며, 마지막 가치정보가 토큰으로 변환된 시점에는 가청주파수로 경보음을 알려주어 가치 재충전이 이루어 질 수 있도록 하고, 내부의 가치정보가 모두 소모되면 래치릴레이(1)를 차단하여 전력공급을 차단한다.The value storage type electricity meter of the present invention measures voltage (V) and current (A) in real time, calculates the amount of power (W) through the AD converter 9, calculates power consumption per unit time, and stores the stored value information. After converting the token into tokens, the token exchanger 10 reduces the tokens according to the amount of power consumed per unit time, and when the tokens are exhausted, a new value information is required. In addition, all information that the user needs to know, such as remaining amount of information and power consumption, is displayed on the liquid crystal display screen 17, and when the last value information is converted into tokens, an alarm sound is issued at an audible frequency to recharge the value. When the internal value information is exhausted, the latch relay 1 cuts off the power supply.

5단계 이상으로 전력사용요금을 차등 적용할 수 있는 모드테이블(MT)(11)은 실시간 시계(RTC)가 평일, 휴일의 시간대와 계절, 월별에 따라 50%, 75%, 100%, 200%, 300% 등 여러 단계의 전력사용요금을 차등 적용하여 가치정보를 삭감한다. 즉, 단위 시간당 동일한 전력을 사용해도 전력 수급상황에 따라 토큰교환기(TE)(10)가 모드테이블(MT)에서 정한 시간프로그램에 의해 다단계 전력 사용요금을 적용하여 SV의 가치가 차등 적용되도록 운영함으로써 전력생산시점에 전력소모가 최적화될 수 있도록 유도하여, 전력의 수급균형이 이루어지게 하여 전력예비공급율을 낮추고, 전력의 계획생산을 도모하는 등 효율을 증대시켜 전력공급이 과잉되는 야간시간대 할인 등 다단계 전력 사용요금체계로 사용자의 선택적 사용에 따른 할인 혜택을 부여한다. 하절기 모든 사무실에서 집중적으로 냉방기를 사용할 때에는 할증전력요금을 부여하고, 축열시스템을 도입하여 심야에 전력을 사용하는 가정이나 업소 등 전력 소비자에게 할인 혜택을 부여할 수 있다.The mode table (MT) 11, which can apply power usage charges differentially in five or more levels, has a real-time clock (RTC) of 50%, 75%, 100%, 200% depending on the weekday, holiday time and season, and monthly. To reduce value information, we apply different levels of power usage fees, including 300%. That is, even if the same power is used per unit time, the token exchange (TE) 10 applies the multi-stage power usage fee according to the time program set in the mode table MT so that the value of SV is differentially applied according to the power supply and demand situation. In order to optimize power consumption at the time of power generation, balance supply and demand of power, reduce power reserve supply rate, increase efficiency such as plan production of power, and increase the efficiency. The electricity usage tariff system provides discounts for users' selective use. When using the air conditioner intensively in all offices in the summer, a premium electricity fee can be charged, and a heat storage system can be introduced to give discounts to power consumers such as homes and businesses that use electricity at night.

본 발명의 가치저장형 전력량계는 저장된 가치의 위변조나 암호학적으로 공격받지 않기 위해 CPU(162)와 내부의 메모리를 일반인이 해독할 수 없는 스크램블버스구조로 이루어지며, 암호키(KT[n])와 암호알고리즘을 내장할 수 있는 SAM(Secure Access Module)(164)과 가치정보를 저장하는 SVM(Store Value Module)(166)으로 이루어져 있다. 가치정보를 위변조하기 위해서 해커나 암호공격자 등이 전력량계를 분해해도 SAM과 SVM의 암호키와 암호알고리즘 등의 정보 내용을 볼 수 없는 구조로 이루어져 있다. 전력량계 내부의 SAM과 SVM은 호스트컴퓨터의 마스터키(Mk)와의 상호인증에 의해 서로의 진위를 확인한 후 상술한 바와 같은 절차에 의해서만 가치정보를 전송, 저장할 수 있으며, 마스터키에 의해서 온라인으로 가치정보와 부가가치정보를 전송하고 저장할 수 있고, Mk에 의해서 IC카드에 금액가치정보를 저장하거나 부가가치정보를 저장할 수 있다. IC카드가 전력량계에 삽입되면, 카드에 리셋신호를 보내 ATR(Answer To Reset)신호를 받은 후, IC카드의 정당성을 단말기와 상호인증하고, SVM과 SAM을 통해 가치정보를 교환하며, 합법적인 IC카드를 사용하는 것에 대해서 금액정보를 삭감할 뿐, 금액정보를 기록하는 것은 발급자의 별도 암호키(Mk)에 의해 기록되기 때문에 증액은 불가능한 구조로 되어 있다. 이러한 절차는 국제표준규격 ISO 7816 Part1, Part2, Part3, Part4, Part8, Part10 등의 물리적 규격, 전기적신호, 통신프로토콜, 암호처리절차 등 국제표준을 준수하여 동작하고, 운영자의 요구에 따라 두 개 이상의 암호 키를 병행 저장하여, 한 개의 암호키는 일정시간 간격으로 업데이트하며, 암호 키를 선택적으로 사용하는 보안체제로 가치저장이 위변조되어 사용될 수 없도록 한다.The value storage power meter of the present invention is made of a scramble bus structure in which the public can not decrypt the CPU 162 and the internal memory in order not to be tampered with or stored cryptographically, and an encryption key (KT [n]). And a SAM (Secure Access Module) 164 capable of embedding a cryptographic algorithm and a Store Value Module (SVM) 166 storing value information. In order to forge value information, even if a hacker or a crypto attacker disassembles the electricity meter, the information contents such as encryption key and encryption algorithm of SAM and SVM cannot be seen. The SAM and SVM in the electricity meter can verify and verify the authenticity of each other by mutual authentication with the master key (Mk) of the host computer, and then transmit and store the value information only by the procedure described above. And value-added information can be transmitted and stored, and Mk can store value-value information on the IC card or store value-added information. When the IC card is inserted into the electricity meter, it sends a reset signal to the card to receive an ATR (Answer To Reset) signal, mutually authenticates the validity of the IC card with the terminal, exchanges value information through SVM and SAM, and legitimate IC It is possible to increase the amount of money information by using the card, and to record the amount of money information is recorded by a separate encryption key (Mk) of the issuer. These procedures operate in conformity with international standards such as physical standards such as ISO 7816 Part 1, Part 2, Part 3, Part 4, Part 8, and Part 10, electrical signals, communication protocols, and encryption processing procedures. By storing the encryption key in parallel, one encryption key is updated at regular intervals, and the security system using the encryption key selectively prevents the value storage from being forged and used.

가치의 전송, 부가가치의 전송, 가치사용의 적법성 감시는 전력모뎀을 통해 이루어지며, 전력량계가 설치된 장소를 방문하여 납이나 주석봉인을 육안으로 확인하지 않고도, 불법으로 도전을 하거나 비정상 전력소모를 감시하고 제재조치를 취하기 위해 도전감시회로와 전력사용이력정보를 불휘발성 메모리(NVM)(15)에 일정시간의 전력사용정보를 기록해 둔다. 이러한 회로는 LS와 AS에 의해 주기적으로 감시할 수 있어서 물리적인 납봉을 육안으로 확인하지 않고도 전자적인 봉인기능을 수행할 수 있게 된다.The transfer of value, transfer of value added, and the legitimacy of value use are conducted through the power modem.It is possible to monitor illegal power or monitor abnormal power consumption without visiting the site where the electricity meter is installed and visually checking the lead or tin seal. In order to implement sanctions, the electric power monitoring information and the power usage history information are recorded in the nonvolatile memory (NVM) 15 for a predetermined time. These circuits can be monitored periodically by the LS and AS, enabling electronic sealing without the need to visually check the physical lead.

가치저장형 전력량계는 3바이트의 고유번호(SVPMSN)를 갖고 있으며, 전력모뎀(13)은 1/256의 M-ID 어드레스로 LS와 통신을 한다. 전력공급업체나 전력재판매업체의 서버는 가치전송요구를 해온 가입자의 M-ID를 선택하는 어드레싱 절차에 의해 가입자의 가치저장형 전력량계와 근거리 통신을 시작한다(VSPMSN ; Value Store Power Meter Serial Number, M-ID ; Modem Identification Number).The value storage power meter has a 3-byte unique number (SVPMSN), and the power modem 13 communicates with the LS at an M-ID address of 1/256. The server of the power supplier or the power reseller starts short-range communication with the subscriber's value store power meter by addressing a procedure for selecting the M-ID of the subscriber who has requested the value transfer (VSPMSN; Value Store Power Meter Serial Number, M). -ID; Modem Identification Number).

가입자는 전력소매업체나 전력재판매업체의 ARS에 전화 또는 디지털인터폰(20) 및 키패드(21)로 접속하여 신용카드 또는 은행계좌번호 결제를 선택, 전력가치전송 대가의 지불을 선택하는 절차에 의해, 가치전송을 요구하면, 신용카드사의 서버가 부여해 준 결제허가번호(AN)에 의해 가치관리서버에 가치전송을 요구한다. 전력소매업체 가치관리서버는 AS, LS를 통해 M-ID를 호출하고, 상술한 바와 같은 가치저장절차로 SVPM에 가치를 전송하여 저장한다.The subscriber accesses the ARS of a power retailer or a power reseller by telephone or digital interphone 20 and keypad 21 to select a credit card or bank account number payment, and to select a payment for power value transfer. When the value transfer is requested, the value transfer is requested to the value management server by the payment authorization number (AN) given by the server of the credit card company. The power retailer value management server calls the M-ID through the AS and LS, and transmits and stores the value to SVPM through the value storage procedure as described above.

LS는 최대 3Km의 117V/220V 전력선에 연결한 전력모뎀을 통해 최대 256개의 가치저장형 전력량계(SVPM)가입자의 전력소모상황을 순차적으로 감시한다. 1/256...n/256 SVPM을 차례로 호출하고, SVPM의 내부 실시간 시계 변경상황확인 및 재조정, 요금체계모드조정, 카드의 CSN확인, 가치저장잔액백업, 도전여부 및 비정상전력소모 확인, 일간, 주간, 월간 전력소모 리포트를 다운로드 하여 전력수요통계를 집계하고 전력수요를 예측하여 전력구매 가격을 협상하는 자료로 사용하고, 공급가격을 재조정하는 등 기초자료로 사용한다.LS monitors power consumption of up to 256 subscribers to up to 256 value storage meters through a power modem connected to a 117V / 220V power line up to 3 km. Call 1/256 ... n / 256 SVPM in turn, check and reschedule SVPM's internal real-time clock change, adjust tariff system mode, check card's CSN, back up value storage balance, challenge and abnormal power consumption, daily In addition, it downloads weekly and monthly power consumption reports, aggregates power demand statistics, predicts power demand, and uses it as a data for negotiating power purchase prices, and to adjust supply prices.

부가가치 전송 및 저장에서는 전력 이외의 가스, 수도, 열량, 온수미터는 설치환경이 열악하여 선로작업이 매우 복잡하기 때문에 별도의 통신선로가 없이 IC카드에 의해 오프라인으로 동작하는 계량계측기로 구성하고, 가치저장형 전력량계를 통해 전송된 부가가치정보를 IC카드에 저장한 후, 수도, 가스, 열량계에 IC카드를 삽입하면 각각의 부가가치정보가 미터기에 저장되어, 동일한 가치삭감절차에 의해 토큰을 삭감하다가, 가치정보가 모두 소진되면 공급을 중단하는 밸브를 차단하는 원리로 동작한다. 이와 같이 가치전송 및 저장형 전력량계와 부가가치서비스를 연계하여 사용할 수 있는 부가가치 전송기능을 부가하여 본 발명의 효용성을 배가시킨다. 이러한 부가가치는 상기 가치의 발생 전송절차와 같이 이루어지며, 전력량계에 저장되는 대신 IC카드에 저장된다. 이러한 절차에 의해 IC카드에 저장된 가스, 수도, 온수, 열량 등 부가가치정보는 동출원인의 한국 특허출원번호 98-6947과 98-6948에 개시된, IC카드를 수용할 수 있는 IC카드 오프라인 수도, 가스미터기에 삽입하여 동작할 수 있도록 하여 운영의 효율성을 극대화시킬 수 있게 된다.In value-added transmission and storage, gas, water, calories, and hot water meters other than electric power have poor installation environment, so the line work is very complicated, so it is composed of a measuring instrument operated offline by an IC card without a separate communication line. After the value-added information transmitted through the storage-type electricity meter is stored in the IC card, when the IC card is inserted into the water, gas and calorimeter, each value-added information is stored in the meter, and the token is reduced by the same value reduction procedure. When the information is exhausted, it operates on the principle of shutting off the valve to stop the supply. As such, the value-added transmission function that can be used in conjunction with the value-transfer and storage type electricity meter and the value-added service is added to double the utility of the present invention. This value added is made in the same manner as the generation and transfer procedure of the value, and is stored in the IC card instead of being stored in the electricity meter. Value-added information such as gas, water, hot water, and calories stored in the IC card by this procedure is disclosed in the Korean Patent Application Nos. 98-6947 and 98-6948 of the same applicant. It can be inserted into and operated to maximize the efficiency of the operation.

도 6을 참조하여 이하 전력선 모뎀을 통한 가치전송요구 및 가치전송절차에 대해서 설명하기로 한다.A value transmission request and a value transmission procedure through a power line modem will be described below with reference to FIG. 6.

IC카드를 발급 받기 희망하는 자에게 전력재판매업체(50)인 시스템운영자의 마스터키 IC카드(51)에 의해 가입자 IC카드(52)를 발급한다. 현장에서 전기, 가스, 수도, 온수, 칼로리 등 가치를 현금이나, 신용카드로 결제한 후 가치를 IC카드에 저장한다. 사용자측(55)의 가입자의 가치저장형 전력량계에 IC카드를 삽입하여 IC카드 내 전력 가치가 전력량계로 저장되도록 하고, 사용자측(55)의 가스, 수도, 온수, 칼로리미터에 삽입하면 각 미터로 저장된다. 1차 가치저장 이후 가치/부가가치저장은 전력모뎀을 통한 가치전송절차로 이루어진다. 가치전송요구는 전화, 인터넷, P-ATM(EMV '96), 가치저장 및 지능형 전력량계 등을 통해 가치전송 및 가치저장이 이루어질 수 있다. 가치의 전송 및 저장절차는 상기한 일례의 암호알고리즘 수행 절차에 의해 이루어진다. 가치/부가가치 전송경로는 전력 재판매자(50)의 호스트 서버의 가입자 데이터베이스 정보중 가입자 이력정보를 가져오고, 결제 신용카드번호, 직불카드번호, 은행구좌번호 중 택일하여 은행이나 VAN사의 지불을 보증 받아, SAM의 마스터키로 가치정보를 생성하여 AS, LS망을 거쳐 가입자 가치저장형 전력량계 가입자 ID를 호출하고, 상호인증 절차를 거쳐 가치/부가가치정보를 전송한다. LS(Local Surveillance)는 가치저장형 전력량계의 시간, 일간 주간, 월간 전력사용이력정보 다운로드, 시간별, 요일별 전력 사용상황 감시, 가치잔액 감시, 시간 재세팅, 전력사용모드 및 프로그램 다운로드, 도전 및 비정상 전력사용감시 등의 역할을 수행한다. 또한, 전력공급업체(53)의 금액정산시스템(54)과 전력재판매업체(50)사이에 상술한 절차와 유사한 방법으로 금액정산을 수행하게 할 수 있다.The subscriber IC card 52 is issued to the person who wishes to receive the IC card by the master key IC card 51 of the system operator who is the electric power reseller company 50. In the field, the value of electricity, gas, water, hot water, calories, etc. is paid by cash or credit card, and the value is stored in the IC card. Insert the IC card into the subscriber's value storage type electricity meter on the user's side 55 so that the power value in the IC card is stored as the electricity meter, and when inserted into the gas, water, hot water, and calorimeter on the user's side 55, it is stored in each meter. . After primary value storage, value / value added storage consists of a value transfer procedure through the power modem. Value transfer requests can be made through value transfer and value storage via telephone, Internet, P-ATM (EMV '96), value storage and intelligent electricity meters. The procedure for transferring and storing the values is done by the cryptographic algorithm performance procedure described above. The value / value-added transmission path obtains subscriber history information from the subscriber database information of the host server of the power reseller 50, and is guaranteed to pay by the bank or VAN company by selecting among payment credit card number, debit card number, and bank account number. It creates value information with SAM master key, calls subscriber value storage type electricity meter subscriber ID through AS and LS network, and transmits value / value added information through mutual authentication process. Local Surveillance (LS) can be used to download time, daily weekly, monthly power usage history, hourly and weekly power usage status monitoring, value balance monitoring, time reset, power usage mode and program download, challenge and abnormal power. It plays a role of monitoring the use. In addition, the amount settlement system 54 of the power supplier 53 and the power reseller 50 may be performed in a manner similar to the above-described procedure.

도 7은 본 발명의 가치저장형 전력량계의 외관을 도시한 분리사시도로, 본 발명의 가치저장형 전력량계는 전면의 상부에 LCD디스플레이(17)가 구비되고, 전명의 하부에 인입인출단자(66)가 구비되어 있다. 상기 인입인출단자(66)에는 전력을 인입인출하는 전력선이 접속되어 있으며, 안전 및 보안상 도전방지캡(64)이 덮여 있다. 이 도전방지캡(64)의 상면에는 디지털인터폰(20) 및 가치전송요구용 키패드(21)가 마련되어 있다. 또한, 전력량계의 일측상에는 IC카드 삽입구(60)가 형성되어 IC카드를 삽입하여 IC카드에 가치를 저장하거나, IC카드로부터 기록된 가치를 판독할 수 있게 한다. 또한, 전력량계에는 도전/분해 확인 봉인 너트(62)가 형성되어 전기를 불법으로 도용할 수 없도록 전력량계를 봉인하도록 한다.7 is an exploded perspective view showing the appearance of the value storage-type electricity meter of the present invention, the value storage-type electricity meter of the present invention is provided with an LCD display 17 at the top of the front side, and the lead-out terminal 66 at the bottom of the electric field. Is provided. The lead-out terminal 66 is connected to a power line for drawing in and out the power, and is covered with a conductive prevention cap 64 for safety and security. On the upper surface of the anti-conductive cap 64, a digital interphone 20 and a keypad 21 for requesting value transmission are provided. In addition, an IC card insertion opening 60 is formed on one side of the electricity meter so as to insert the IC card to store the value in the IC card or to read the recorded value from the IC card. In addition, the electricity meter is provided with a conductive / disassembly confirmation sealing nut 62 to seal the electricity meter so that it cannot be illegally stolen.

상술한 바와 같이, 본 발명은 전력, 가스, 수도, 열량계 등 모든 계량, 계측기를 검침하지 않고, 전산입력 및 처리하지 않고, 청구서를 인쇄하거나 우편 발송하는 전체의 과정을 생략함으로써, 방문 인건비, 전산처리비, 청구서 우편발송비용, 정산비용 등 제 비용의 절감을 이룰 수 있어 관련 사용료를 인하할 수 있다.As described above, the present invention omits the entire process of printing or mailing invoices without reading and measuring all metering and measuring devices such as electric power, gas, water, calorimeter, and without computerized input and processing. Reduction in processing costs, postage billing costs, settlement costs, etc. can reduce costs.

또한 본 발명으로 인해 전력사용요금의 미수금이나 연체지불로 인한 손실을 감소시키는 반면 가치전송 금액이 신용카드, 계좌연결지불 등 새로운 절차에 의해 선지불됨에 따른 선불이자수익이 발생하는 부가가치를 창출 할 수 있는 등 운영자는 높은 부가가치를 창출할 수 있다.In addition, the present invention can reduce the loss due to receivables or overdue payments of power usage fees, while generating value added due to prepaid interest income as the value transfer amount is prepaid by new procedures such as credit card and account link payment. Operators can create high added value.

본 발명은 이러한 기존 전력량계의 방문검침과 원격검침의 경제적, 보안적인 문제를 동시에 해결할 수 있는 복합형 전력량계를 제공한다.The present invention provides a complex meter that can solve the economic and security problems of the conventional meter reading and remote meter reading at the same time.

Claims (17)

터미널인 가치저장형 전력량계에 구비된 전력모뎀을 통하여 호스트와 각 터미널 사이의 통신을 통하여 상기 가치저장형 전력량계 내부의 가치저장모듈에 가치정보를 저장하는 가치저장방법에 있어서,In the value storage method of storing the value information in the value storage module inside the value storage electricity meter through communication between the host and each terminal through a power modem provided in the value storage electricity meter as a terminal, (a) 제1 랜덤데이터를 생성하여 터미널로 보내고, 터미널 고유 비밀키를 사용하여 키 생성 알고리즘으로 세션키를 생성하며, 터미널 인증시 비교하기 위하여 서명생성 알고리즘으로 제1 서명값을 생성하고, 터미널에서는 상기 제1 랜덤데이터를 넘겨받아 터미널 고유 비밀키를 사용하여 호스트와 같은 방법으로 세션키를 생성하는 단계;(a) generating and sending the first random data to the terminal, generating a session key with a key generation algorithm using a terminal's unique secret key, generating a first signature value with a signature generation algorithm for comparison in terminal authentication, and Receiving the first random data and generating a session key using a terminal unique secret key in the same manner as a host; (b) 터미널에서는 서명생성 알고리즘으로 제2 서명값을 생성하고, 제2 랜덤데이터를 생성하여 호스트로 보내며, 호스트에서는 상기 제1 및 제2 서명값들을 비교함으로서 터미널을 인증하고, 터미널 인증이 되었으면 호스트는 제3 서명값을 생성하여, 금액정보와 함께 터미널로 보내는 단계;(b) The terminal generates a second signature value using a signature generation algorithm, generates second random data, and sends it to the host. The host authenticates the terminal by comparing the first and second signature values. The host generating a third signature value and sending the third signature value to the terminal together with the price information; (c) 터미널에서는 상기 호스트로부터 제3 서명값과 금액정보를 받고 제4 서명값을 생성하고, 상기 제3 및 제4 서명값을 비교함으로서 호스트를 인증하며, 상기 호스트가 인증이 되었으면 터미널은 상기 금액정보를 복호화하여 가치를 증액하고 암호화 알고리즘으로 잔액과 터미널아이디를 암호화한 값을 호스트로 넘기는 단계; 및(c) the terminal receives the third signature value and the amount information from the host, generates a fourth signature value, and authenticates the host by comparing the third and fourth signature values. Decrypting the amount information to increase the value and passing the encrypted value of the balance and the terminal ID to the host using an encryption algorithm; And (d) 호스트에서는 암호값을 받아 이를 복호화하여 저장했던 터미널아이디와 복호화 결과로 얻은 터미널아이디를 비교함으로써 터미널을 다시 한 번 인증하고 인증이 되었으면, 레코드 파일에 잔액을 백업하는 단계를 포함하는 가치저장방법.(d) In the host, the terminal stores the value obtained by decrypting the terminal ID and decrypting the stored terminal ID with the terminal ID obtained as a result of the decryption, and authenticating the terminal once again and backing up the balance in the record file. Way. 제1항에 있어서,The method of claim 1, a1) 호스트에서 제1 랜덤데이터를 생성하여 터미널로 보내고, 터미널 고유 비밀키를 사용하여 키 생성 알고리즘으로 세션키를 생성하며, 터미널 인증시 비교하기 위하여 서명생성 알고리즘으로 제1 서명값을 생성하고, 터미널에서는 제1 랜덤데이터를 넘겨받아 터미널 고유 비밀키를 사용하여 호스트와 같은 방법으로 세션키를 생성하는 단계;a1) generate the first random data in the host and send it to the terminal, generate the session key with the key generation algorithm using the terminal's unique secret key, generate the first signature value with the signature generation algorithm to compare when authenticating the terminal, Receiving a first random data from the terminal and generating a session key using a terminal unique secret key in the same manner as a host; b1) 서명생성 알고리즘으로 제2 서명값을 생성하고, 제2 랜덤데이터를 생성하여 호스트로 보내며, 호스트에서는 제1 및 제2 서명값들을 비교함으로서 터미널을 인증하고, 터미널 인증이 되었으면 호스트는 제3 서명값을 생성하며, 모드정보(Mode)와 함께 터미널로 보내는 단계;b1) A signature generation algorithm generates a second signature value, generates second random data, and sends it to the host, where the host authenticates the terminal by comparing the first and second signature values, and if the terminal is authenticated, the host generates a third signature. Generating a signature value and sending the signature value to the terminal together with mode information; c1) 터미널에서는 상기 호스트로부터 제3 서명값과 모드정보를 받고 제4 서명값을 생성하여, 제3 및 제4 서명값들을 비교함으로서 호스트를 인증하며, 상기 호스트가 인증이 되었으면 터미널은 요금체계를 변환하고 암호화 알고리즘으로 모드정보와 터미널아이디를 암호화한 암호값을 생성하여 호스트로 보내는 단계;c1) The terminal receives a third signature value and mode information from the host, generates a fourth signature value, and authenticates the host by comparing the third and fourth signature values. Converting and generating a cipher value encrypted with mode information and a terminal ID using an encryption algorithm and sending the encrypted value to a host; d1) 호스트에서는 암호값을 받아 이를 복호화하여 저장했던 터미널아이디와 복호화 결과로 얻은 터미널아이디를 비교함으로서 터미널을 다시 한 번 인증하고 인증이 되었으면, 레코드 파일에 잔액을 백업하는 단계를 포함하는 요금체계 변환과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가치저장방법.d1) The host system converts the fee system by comparing the terminal ID obtained from the decryption after receiving the password value and the terminal ID obtained from the decryption result, and if the terminal is authenticated, backing up the balance in the record file. Value storage method further comprising the process. 제2항에 있어서,The method of claim 2, a2) 호스트에서 제1 랜덤데이터를 생성하여 터미널로 보내고, 터미널 고유 비밀키를 사용하여 키 생성 알고리즘으로 세션키를 생성하며, 터미널 인증시 비교하기 위하여 서명생성 알고리즘으로 제1 서명값을 생성하고, 터미널에서는 제1 랜덤데이터를 넘겨받아 터미널 고유 비밀키를 사용하여 호스트와 같은 방법으로 세션키를 생성하는 단계;a2) generate the first random data from the host and send it to the terminal, generate the session key with the key generation algorithm using the terminal's unique secret key, generate the first signature value with the signature generation algorithm to compare when authenticating the terminal, Receiving a first random data from the terminal and generating a session key using a terminal unique secret key in the same manner as a host; b2) 터미널에서는 서명생성 알고리즘으로 제2 서명값을 생성하고, 제2 랜덤데이터를 생성하여 호스트로 보내며, 호스트에서는 제1 및 제2 서명값들을 비교함으로서 터미널을 인증하고, 터미널 인증이 되었으면 호스트는 제3 서명값을 생성하여, 시간(Time)정보와 함께 터미널로 보내는 단계;b2) The terminal generates a second signature value using a signature generation algorithm, generates second random data, and sends it to the host. The host authenticates the terminal by comparing the first and second signature values. Generating a third signature value and sending the third signature value to the terminal together with time information; c2) 터미널에서는 상기 호스트로부터 제3 서명값과 시간정보를 받고 제4 서명값을 생성하여, 제3 및 제4 서명값들을 비교함으로서 호스트를 인증하며, 호스트가 인증이 되었으면 터미널은 암호화 알고리즘으로 사용내역 로그화일(Logfile)을 암호화한 암호값을 호스트로 넘기는 단계;c2) The terminal receives the third signature value and time information from the host, generates a fourth signature value, and authenticates the host by comparing the third and fourth signature values. If the host is authenticated, the terminal uses the encryption algorithm. Passing a cipher value encrypted with a history log file to the host; d2) 호스트에서는 암호값을 받아 이를 복호화하여 저장했던 터미널아이디와 복호화 결과로 얻은 터미널아이디를 비교함으로써 터미널을 다시 한 번 인증하고 인증이 되었으면, 레코드 파일에 일간, 주간, 월간 사용 및 타이머 정보를 백업 및 확인하는 단계를 포함하는 사용정보확인명령과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가치사용확인방법.d2) The host authenticates the terminal once again by comparing the terminal ID that was received by decrypting and storing the password value with the terminal ID obtained as a result of decryption, and backs up the daily, weekly, monthly usage and timer information to the record file. And a usage information confirmation instruction process comprising the step of confirming. 전력선 입출력단자를 구비하며, 사용된 전력량을 계량 및 계측하는 전력량계에 있어서,In the power meter having a power line input and output terminal, and metering and measuring the amount of power used, 전력선의 전압 및 전류를 측정하여 사용전력을 계산하는 전력소모연산부;A power consumption calculation unit calculating a power consumption by measuring voltage and current of the power line; 상기 전력선을 통해 호스트와 터미널간에 데이터통신을 하기 위한 전력모뎀;A power modem for data communication between a host and a terminal through the power line; CPU, 가치저장을 위한 암호키와 암호알고리즘을 보관해두는 보안액세스모듈(SAM;Secure Access Module), 가치저장을 해두는 가치저장모듈(SVM;Store Value Module)을 포함하여 가치정보의 조작이나 위변조 가치 사용, 해킹을 방지하고 암호학적인 공격을 배제하며, SVM에 토큰을 요구할때는 SAM의 인증절차를 거쳐야만 받을 수 있도록 하는 보안저장부;Manipulation or forgery of value information, including the CPU, Secure Access Module (SAM) that stores cryptographic keys and cryptographic algorithms for value storage, and Store Value Module (SVM) that stores values. Secure storage that prevents the use of value, hacking, eliminates cryptographic attacks, and requires only through SAM authentication process when tokens are requested from SVM; 상기 SVM의 잔액결과에 따라서, 전력공급을 차단하기 위한 온/오프 래치 릴레이스위치; 및An on / off latch relay switch for shutting off power supply according to the balance result of the SVM; And 단위시간당 소모되는 전력량에 따라 상기 SVM으로부터 입력된 가치정보로부터 토큰을 삭감하고, 내부의 토큰이 모두 소모되면 상기 SVM으로부터 토큰탱크에 새로운 토큰을 요구하여 전력사용량에 따라 삭감하는 토큰교환기;를 포함하는 가치저장형 전력량계.Token exchanger to reduce the token from the value information input from the SVM according to the amount of power consumed per unit time, and if all the internal tokens are consumed by requesting a new token in the token tank from the SVM to reduce according to the power consumption; Value storage electricity meter. 제4항에 있어서, 수도, 가스 또는 열량계와 같은 다른 계량기에 사용될 IC카드를 상기 전력량계에 삽입하여 상기 호스트로부터 온라인으로 가치를 전송받아 삽입된 IC카드에 상기 전송된 가치를 기록하고 판독하는IC카드 판독기록부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가치저장형 전력량계.The IC card according to claim 4, wherein an IC card to be used in another meter such as water, gas, or a calorimeter is inserted into the electricity meter to receive a value online from the host to record and read the transferred value on the inserted IC card. Value-saving power meter further comprises a reading and recording unit. 제5항에 있어서, 상기 IC카드 판독기록부는 ISO 7816에 따라서 IC카드와 동기, 비동기로 통신을 하기 위한 Vcc, Clk, DIO, Reset, Gnd 등 ISO 7816 Part 2에서 정의한 8개의 단자로 구성된 통신포트를 구비하여 전력관련 가치를 IC카드를 통해 저장할 수도 있으며, 전력모뎀을 통해 가스, 수도 등 부가가치를 IC카드에 기록하여 오프라인으로 운영하는 IC카드방식을 채용한 수도, 가스, 열량계에 적용함을 특징으로 하는 가치저장형 전력량계.The communication card according to claim 5, wherein the IC card read / write unit comprises eight terminals defined in ISO 7816 Part 2, such as Vcc, Clk, DIO, Reset, Gnd, etc., for synchronous and asynchronous communication with the IC card according to ISO 7816. It is also possible to store power-related values through an IC card, and it can be applied to water, gas, and calorimeters by adopting the IC card method that operates offline by recording added values such as gas and water through the power modem. Value storage type electricity meter. 제4항에 있어서, 상기 전력량계는 전력량계가 필요로 하는 동작전압을 공급하는 교류/직류변환기; 상기 래치릴레이가 차단되었을 때, 이 센서의 출력이 "0"이면 정상상태이고, "1"이면 단자들이 바이패스되어 도전되고 있음을 감지하는 도전감지센서; 상기 토큰교환기 잔액이 모두 소모된 후, SVM에 새로운 토큰을 요구하여, 마지막 토큰을 받았을 때, 가청 경보음을 발생시켜, 전력사용자에게 가치전송과 가치저장을 안내하는 부저를 더 포함함을 특징으로 하는 가치저장형 전력량계.The apparatus of claim 4, wherein the electricity meter comprises: an AC / DC converter for supplying an operating voltage required by the electricity meter; A conductivity detecting sensor for detecting that the output of the sensor is in a normal state when the latch relay is blocked, and that the terminals are bypassed and conducting when the output of the sensor is "0"; After the token exchange balance is exhausted, SVM requesting a new token, when receiving the last token, generates an audible alarm, further comprising a buzzer for guiding value transmission and value storage to the power user, characterized in that Value storage electricity meter. 제4항에 있어서, 상기 전력소모연산부는 교류 전류량을 측정하는 션트저항부; 상기 전력선의 교류전압을 전압미터의 입력전압 범위로 맞추어 주기 위하여, 2개의 저항을 직렬로 연결, 두 저항의 비율로 전압범위를 선택하는 전압분할부; 상기 션트저항에 흐르는 교류전류신호를 16비트 또는 20비트 디지털신호로 변환하는 전류 아날로그디지털변환기; 및 상기 전압분할부의 교류 전압치 아날로그 신호를 16비트 디지털신호로 변환하는 전압 아날로그디지털변환기를 포함하여, 상기 전압과 전류의 위상을 비교하여 위상의 일치와 어긋나는 각도를 연산하여 차등요금적용을 위한 신호로 출력함을 특징으로 하는 가치저장형 전력량계.The apparatus of claim 4, wherein the power consumption calculation unit comprises: a shunt resistor unit measuring an amount of alternating current; A voltage dividing unit for connecting two resistors in series and selecting a voltage range based on a ratio of two resistors in order to match an AC voltage of the power line to an input voltage range of a voltage meter; A current analog-digital converter for converting an AC current signal flowing through the shunt resistor into a 16-bit or 20-bit digital signal; And a voltage analog-to-digital converter for converting an AC voltage analog signal of the voltage division unit into a 16-bit digital signal, and comparing the phases of the voltage and current to calculate angles that deviate from the phase coincidence. Value storage type electricity meter, characterized in that output as a signal. 제4항에 있어서, 상기 전력량계는 연월일시분초로 구성된 실시간시계를 기준으로 전력소모테이블이 50%, 75%, 100%, 150%, 200% 등 전력수급상황에 따라 다단계 전력사용요금을 차등 적용하는 전력요금 모드테이블인 전력소모테이블을 더 포함함을 특징으로 하는 가치저장형 전력량계.According to claim 4, The electricity meter is based on the real-time clock consisting of the year, month, date, time, minute, second, multi-level power usage fee is applied according to the power supply situation, such as 50%, 75%, 100%, 150%, 200% Value-saving power meter further comprises a power consumption table which is a power rate mode table. 제4항에 있어서, 상기 전력량계는 고유 3Byte ID번호를 저장하고, 시간별, 요일별, 월별 등 일정기간 전력사용현황을 기록시켜 두어 도전이나 비정상 전력소모를 원격으로 감시하여 전자봉인의 역할을 수행하는 재기록 가능한 불휘발성 메모리를 포함함을 특징으로 하는 가치저장형 전력량계.The electricity meter according to claim 4, wherein the electricity meter stores a unique 3-byte ID number, records power usage for a certain period of time such as time, day of the week, and monthly, and remotely monitors a challenge or abnormal power consumption to perform an electronic seal. A value storage wattmeter comprising as nonvolatile memory as possible. 제4항에 있어서, 상기 전력량계는 가치의 잔액, 전송상태, 실시간 전력소모현황 및 누적전력사용현황 등을 사용자의 육안으로 식별할 수 있도록 액정으로 표시하는 LCD디스플레이를 포함함을 특징으로 하는 가치저장형 전력량계.5. The value storage system of claim 4, wherein the electricity meter includes an LCD display that displays liquid crystals to identify the remaining balance, transmission status, real-time power consumption, and cumulative power usage of the user. Type power meter. 제5항에 있어서, 상기 가치저장형 전력량계는 사용자의 가치저장 편의를 위하여 호스트 서버의 담당자와 음성으로 통신을 하거나 음성메세지를 전달할 수 있는 전화, 인터넷, P-ATM(EMV '96), 디지털인터폰과 같은 수단;과 사용자가 가치저장을 직접요구할 수 있는 키패드를 더 포함하여, 상기 IC카드판독기록기와 혼용하여 EMV '96의 차세대 신용, 직불카드를 이용하여 SET 전자상거래 절차에 의해 간편하고 확실한 지불수단으로도 확대 적용할 수 있음을 특징으로 하는 가치저장형 전력량계.The method of claim 5, wherein the value storage power meter is a telephone, the Internet, P-ATM (EMV '96), a digital interphone that can communicate with the person in charge of the host server or transmit a voice message for the user's value storage convenience And a keypad for directly requesting the user to store the value, and by using the next generation credit and debit card of EMV '96 in combination with the IC card reader, simple and reliable payment by SET e-commerce process. Value storage type electricity meter, which can be extended by means. 제4항에 있어서, 상기 전력량계의 전력선 입출력 단자는 물리적인 태핑을 방지하기 위한 덮개와 물리적 봉인을 구비하여 도전이나 비정상 전력소모를 쉽지 않게 함을 특징으로 하는 가치저장형 전력량계.5. The value storage type electricity meter of claim 4, wherein the power line input / output terminals of the electricity meter have a cover and a physical seal to prevent physical tapping, thereby making it difficult to conduct electricity or abnormal power consumption. 제4항에 있어서, 상기 전력량계는 공급측 전력선상에 낙뢰나 서지전압을 흡수하는 어레스터회로를 더 포함함을 특징으로 하는 가치저장형 전력량계.5. The value storage type electricity meter of claim 4, wherein the electricity meter further includes an arrester circuit for absorbing lightning or surge voltage on a supply-side power line. 제4항에 있어서, 3.3KV를 110V/220V/240V 등 일반 사용전압으로 감압하는 변압기의 전력선에 전체 전류량을 측정하기 위한 전류변압기(Current Transformer)를 더 포함하고, 이 전력선에서 서비스되는 최대 256대의 가치저장형 전력량계와 통신을 하기 위해 전력모뎀을 갖추고 있는 LS(Local Service ＆ Surveillance), 최대 256대의 LS를 통합관리하는 AS(Area Service ＆ Surveillance)와 네트워크 접속됨을 특징으로 하는 가치저장형 전력량계.The power line of claim 4, further comprising a current transformer for measuring the total amount of current in the power line of the transformer for decompressing 3.3KV to a general use voltage such as 110V / 220V / 240V. Value storage type electricity meter, which has a power modem to communicate with value storage type electricity meter, LS (Area Service & Surveillance) which is integrated management of up to 256 LS. 제15항에 있어서, 상기 호스트에서는 마스터키를 갖고 있는 IC카드로 가입자의 IC카드를 발급하고, 가입자가 상기 절차에 따라 가치저장을 요구할 때, 자동으로 가치를 전송하고, 가입자 가치사용의 정당성 감시 및 관리, 가입자 세부전력사용현황을 집계 분석하여 전력구매시 가격을 재결정할 수 있는 전력판매업체 및 전력재판매 업체용 서버를 더 포함하며, 상기 각 1대의 서버는 복수개의 AS와 접속되며 AS와 LS, LS와 가치저장형 전력량계는 트리구조로 연결사용할 수 있는 가치전송 및 가치저장형 전력량계를 관리, 감시, 가치저장 등의 역할을 담당함을 특징으로 하는 가치저장형 전력량계.16. The method of claim 15, wherein the host issues the subscriber's IC card to the IC card having the master key, automatically transfers the value when the subscriber requests the value storage according to the above procedure, and monitors the validity of the use of the subscriber's value. And a server for a power seller and a power reseller that can re-determine the price at the time of power purchase by analyzing and analyzing detailed power usage status of the management and subscribers, wherein each one server is connected to a plurality of ASs, and the AS, LS, LS and the value storage electricity meter are values storage electricity meters that manage, monitor, and store value transmission and value storage electricity meters that can be connected and used in a tree structure. 제15항에 있어서, 2종류 이상의 전력원 소스가 다른 전압을 선택적으로 사용하거나, 2종류 이상의 전원을 동시에 사용할 수 있도록, 대응하는 전압분할부, V-ADC, I-ADC, 래치릴레이 및 션트저항이 추가되어 각 전류량을 별도로 측정하거나 연산할 수 있음을 특징으로 하는 가치저장형 전력량계.16. The voltage divider, V-ADC, I-ADC, latch relay, and shunt resistor of claim 15, wherein two or more kinds of power source sources can selectively use different voltages or two or more kinds of power supplies simultaneously. The added value storage power meter, characterized in that each current can be measured or calculated separately.
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