KR100303004B1 - 원격검침시스템용옥내제어장치및그의제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원격검침 시스템용 옥내제어장치 및 그의 제어방법에 관한 것으로, 종래의 기술에 있어서 옥내제어장치는 배터리가 데이터 보존용으로 접속되어 있기 때문에 가스 및 수도와 같이 정전이 되더라도 사용되는 경우에는 계량기에 대한 검침이 불가능하고, 검침이 된다 하더라도 배터리 하나로 옥내제어장치를 동작시켜야 하기 때문에 배터리 수명이 짧아지며, 장시간 정전 시에는 램에 저장되어 있는 데이터가 손실될 수 있고, 또한 전력선의 통신 상태가 양호하여 중앙 제어기로부터 직접 검침명령을 전송받을 수 있더라도 다수개의 옥내제어장치는 명령과 응답을 항상 중계하기 때문에 명령의 중계에 소요되는 시간만큼 검침시간이 지연되어 중계하는 옥내제어장치가 많을수록 검침효율이 떨어지며, 응답을 전송하는 도중 중계기능을 가진 옥내제어장치가 명령을 중계하게 되면 신호의 충돌로 인하여 통신의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 정전 시 계량기의 검침을 위한 롬과 램이 내장된 전용 중앙처리장치에만 배터리 전원을 공급하게 하고, 중계기의 기능은 검침하고자 하는 옥내제어장치로부터 응답이 없을 경우에 명령을 중계하도록 하고, 응답이 있을 경우에는 응답을 중계하도록 하는 장치와 그의 제어방법을 제공하여, 정전 시 검침을 위한 전용 중앙처리장치와 계량기접속부에만 배터리 전원을 공급함으로써, 소용량의 배터리로도 장시간 정전 시에 검침이 가능하고, 옥내제어장치로터 응답이 없을 경우에만 수신한 명령을 중계하도록 함으로써, 불필요하게 명령을 중계하거나 데이터의 충돌이 발생하는 것을 방지하는 효과가 있다.

Description

원격검침 시스템용 옥내제어장치 및 그의 제어방법{HOME CONTROL UNIT AND CONTROL METHOD FOR REMOTE METER READING SYSTEM}

본 발명은 원격검침 시스템용 옥내제어장치 및 그의 제어방법에 관한 것으로, 특히 220V의 전력선을 통신 매체로 하는 원격검침 시스템에 있어서, 정전 시에도 계량기에 대한 검침이 가능하고, 통신 매체의 특성(시간 또는 전력선에 접속된 부하의 영향)에 의해 통신거리가 짧아지는 단점을 개선하여 통신거리를 확장하여 통신 신뢰성이 향상되는 원격검침 시스템용 옥내제어장치 및 그의 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 각 가정에는 전기, 가스 및 수도 등 사용량을 계측하는 계량기가 설치되어 있는데, 이들 계량기의 사용량을 검침하기 위해서는 검침원이 매월 정기적으로 호별 방문하여 검침을 한다. 따라서 검침을 하는데 시간이 많이 소요되고, 검침원이 계량기를 오독함으로써, 사용 요금의 부당 징수로 인한 요금분쟁이 발생하며, 또한 검침원을 가장한 범죄의 발생 및 인건비의 상승 등 여러 요인으로 인하여 원격지에 설치된 원격검침장치에서 유,무선 매체를 통해 각 가정에 설치된 계량기의 사용량을 검침하도록 하는 요구가 커져 왔다.

그러한 요구를 해소하기 위하여 제안된 것으로서, 원격검침 시스템은 크게 검침 컴퓨터, 데이터 집합장치 및 세대 단말장치로 구성되며, 상기 검침 컴퓨터는 아파트와 같은 대단위 집합 주택의 관리실에 주로 설치되어 시스템을 총괄하고, 상기 세대 단말장치는 각 가정에 설치되며, 다수의 계량기와 접속되어 각 계량기의 사용량을 검침 저장하고, 상기 데이터 집합장치는 다수의 세대 단말장치와 접속되며, 상기 검침 컴퓨터와 세대 단말장치간의 데이터 중계 기능을 담당한다.

또한, 원격검침 시스템은 상기 장치간을 연결하는 전송매체에 따라 전화선 통신방식, 전용선 통신방식, 무선 통신방식 및 전력선 통신방식 등이 있는데, 상기 전화선 통신방식은 원격검침 시스템에서 가장 일반적인 통신방식으로써, 각 가정에 설치되어 있는 전화선을 통신매체로 사용하며, 상기 전용선 통신방식은 각 장치간에 통신을 하기 위해 별도의 통신선을 매설하는 방식으로 설치 시공비가 많이 소요되는 단점이 있고, 상기 무선 통신방식은 별도의 통신선이 불필요하기 때문에 시스템 구성이 간단하나, 사용 주파수 확보에 있어 제약이 많이 따르며, 건물이 밀집된 지역이나 지하에서는 통신에 장애가 많이 발생하는 단점이 있고, 상기 전력선 통신방식은 220볼트의 저압 전력선을 통신매체로 하는 방식으로 전기가 공급되는 지역이면 어느 곳이나 통신이 가능하나, 선로 특성상 신호의 감쇄가 심하며, 전력선에 접속된 부하에 따라 임피던스가 변화함과 아울러 선로가 노이즈의 영향에 민감하기 때문에 전송거리가 짧은 단점을 가지고 있다.

통상 각 가정에 전기를 공급하기 위한 변압기는 단상 또는 3상 변압기가 주류를 이루고 있으며, 경우에 따라서는 1개소에 2∼3개의 단상 변압기가 설치되어 있는 곳도 있어 중앙제어기를 변압기의 수만큼 설치해야 한다.

도 1은 종래 원격검침 시스템의 일실시예의 구성을 간략하게 보인 예시도로서, 이에 도시된 바와 같이 시스템이 운영되는 관리 사무실에 검침 컴퓨터(10)가 설치되고, 중앙제어기(20)는 전기실에 위치한 변압기(40)와 근접한 위치에 설치되어 상기 변압기(40)의 2차측의 저압 전력선(50)에 접속되며, 옥내 제어장치(30)는 상기 중앙제어기(20)와 동일한 저압 전력선(50)에 접속되어 각 가정에 설치된 각종 계량기(미도시)의 사용량을 검침하여 저장할 수 있도록 계량기와 동일한 위치에 설치된다.

도 2는 도 1에서 옥내제어장치의 구성을 보인 블록도로서, 이에 도시된 바와 같이 옥내제어장치의 동작에 관한 프로그램을 저장하는 롬(34)과; 데이터의 저장영역인 램(35)과; 상기 롬(34)에 저장되어 있는 프로그램을 순차적으로 읽어들여 옥내제어장치의 전체 동작을 제어하는 중앙처리장치(31)와; 상기 중앙처리장치(31)에서 수신한 명령을 직렬 데이터로 변환하고, 주파수 편이 방식 모뎀(이하 "FSK 모뎀"이라 함)(미도시)에서 수신한 직렬 데이터를 병렬 데이터로 변환하며, 상기 FSK 모뎀의 통신에 필요한 클럭신호와, 데이터를 수신하면 중앙처리장치(31)에서 읽어들일 수 있도록 인터럽트 신호를 공급하는 범용 동기/비동기형 송수신기(이하 "USART"라 함)(33)와; 상기 USART(33)로부터 수신한 직렬 데이터 신호를 변조하여 전력 증폭부(미도시)로 전송하고, 이 전력 증폭부에서 수신한 데이터를 복조하여 직렬신호로 변환한 후, 상기 USART(33)로 출력하는 FSK 모뎀과, 상기 FSK 모뎀에서 변조된 신호를 증폭하여 커플러(미도시)로 전송하고, 전력선(50)을 통해 상기 커플러로 수신된 신호를 증폭하여 상기 FSK 모뎀으로 송신하는 전력 증폭부(미도시)와; 상기 전력 증폭부에서 증폭된 신호를 전력선(50)으로 송출하고, 이 전력선(50)을 통해 입력되는 신호를 추출하여 상기 전력 증폭부로 전송하는 커플러와, 상기 중앙처리장치(31)에서 데이터의 전송모드를 제어할 때 FSK 모뎀으로 전송되는 신호를 반전시켜 상기 전력 증폭부에 공급하는 부정 게이트(미도시)로 구성된 전력선통신부(36)와; 장치에 동작 전원을 공급하는 전원부(37)와; 상기 롬(34), 램(35), USART(33) 및 입력장치접속부(38)를 인에이블 시키기 위한 칩 선택신호를 출력하는 어드레스 디코더(32)와; 입력장치(51)로부터 입력되는 데이터를 수신하여 상기 중앙처리장치(31)로 전송하는 입력장치접속부(38)와; 각종 계량기에서 출력되는 펄스신호를 수신하여 상기 중앙처리장치(31)로 전송하는 계량기접속부(39)와; 입력되는 제어신호에 따라 계량기의 사용량을 표시하는 표시기(41)와, 상기 중앙처리장치(31)로부터 입력되는 표시방법 및 데이터를 입력받아 상기 표시기(41)를 제어하는 표시기제어부(42)로 구성된 표시부(40)로 구성된 것으로, 이와 같이 구성된 종래 장치의 동작 과정을 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 옥내제어장치(30)의 표시부(40)에 표시되는 내용과 설정방법에 대하여 설명하면, 도 2의 입력장치접속부(38)에 입력장치(51)를 접속하고, 상기 입력장치(51)에 부착된 키를 이용하여 계량기접속부(39)에 접속된 순서대로 계량기의 종류를 입력하며, 표시기(41)에 해당 계량기의 사용량을 어떻게 표시할 것인가를(총 사용량만 표시할 것인지 시간대별 사용량까지 함께 표시할 것인지 등) 설정하고, 해당 계량기들의 현재 사용량을 입력하면 이 입력된 데이터는 상기 입력장치접속부(38)를 통하여 중앙처리장치(31)로 전송되며, 상기 중앙처리장치(31)는 수신한 데이터를 램(35)의 소정번지에 각각 저장한다. 예를 들어 어느 가정에서 전기, 가스 및 수도 계량기를 검침하기 위해 옥내제어장치(30)에 3대의 계량기를 접속하고 상기에서 설명한 설정 과정을 마쳤으면 표시기(41)에는 각 계량기의 사용량이 계량기별/시간대별 데이터의 순서(즉, 전기 총 사용량→전기 시간대별 사용량→가스 총 사용량→가스 시간대별 사용량→수도 총 사용량→수도 시간대별 사용량)로 소정시간마다 순차적으로 표시된다. 필요할 경우 상기 입력장치(51)를 이용하여 상기 데이터 중 필요한 데이터만 선별하여 표시하게 할 수 있으며, 데이터가 표시되는 소정의 시간도 변경할 수 있다.

중앙제어기(20)에서 전력선(50)을 통해 아무런 데이터도 입력되지 않는 평상시에 중앙처리장치(31)는 소정시간(예를 들어 수 밀리 초 내지 수십 밀리 초)간격으로 계량기로부터 펄스신호가 입력되는지를 검사하여 계량기접속부(39)를 통해 펄스신호가 입력되면 중앙처리장치(31)는 계속해서 소정간격으로 펄스의 '하이' 상태를 확인하고, 펄스 상태가 '로우' 상태로 천이되고 소정 횟수 이상 '하이' 상태가 유지되면 중앙처리장치(31)는 계량기로부터 하나의 펄스신호가 입력되었다고 판단하며, 이 판단에 의해 펄스신호가 발생한 계량기를 검사하여 램(35)의 소정 주소에 해당 계량기의 사용량 데이터를 저장한다.

이후, 검침 컴퓨터(10)로부터 검침명령이 상위의 중앙 제어기(20) 및 전력선(50)을 통해 전력선통신부(36)로 입력되면 이 전력선통신부(36)는 60Hz의 저주파신호는 차단하고, 고주파신호만 통과시켜 상기 전력선(50)을 지나면서 감쇄된 것을 보상하기 위해 증폭하고 복조한 후 디지털신호로 변환하여 USART(33)로 전송한다. 이 USART(33)는 이 신호를 수신하는 즉시 중앙처리장치(31)에 인터럽트 신호를 출력하고, 이를 입력받은 중앙처리장치(31)는 중앙 제어기(20)로부터 데이터가 입력되었다고 판단하여 상기 USART(33)로부터 데이터를 수신한다. 이후 중앙처리장치(31)는 계량기의 사용량 데이터가 저장되어 있는 램(35)을 어드레스 디코더(32)를 통해 인에이블 시킨 다음 소정 번지에서 데이터를 읽어내어 소정의 포맷으로 응답신호를 가공하고, 그 응답신호를 상기 USART(33)로 전송하기 위해 상기 어드레스 디코더(32)를 제어하여 상기 USART(33)를 인에이블시킨 후 상기 응답신호를 상기 USART(33)로 전송한다. 또한 상기 중앙처리장치(31)는 데이터의 송/수신 제어단자인 Rx/Tx에 '0'을 출력하여 전력선통신부(36)를 인에이블 시킨다.

상기 USART(33)에 입력된 응답신호는 직렬 데이터로 변환되어 상기 전력선통신부(36)로부터 입력되는 클럭에 동기하여 전력선통신부(36)로 전송되며, 이 응답신호는 전력선통신부(36)에서 220V의 전력선 통신에 적합한 신호로 주파수 변조 및 증폭된 다음 전력선(50)을 통해 상기 중앙 제어기(20)로 전송되며, 응답신호의 전송이 완료된 후 상기 중앙처리장치(31)는 송/수신단자(Rx/Tx)로 '1'을 출력하여 전력선통신부(36)를 수신모드로 절환한다.

한편, 하나의 중앙 제어기에 다수개의 옥내제어장치가 220V의 같은 전력선에 접속되어 있으면 전력선의 특성상 신호의 감쇄가 생기기 때문에 중앙 제어기로부터 소정거리 이상으로 떨어져 있는 옥내제어장치는 통신이 안되어 통신의 신뢰성이 저하되는 경우가 발생함으로, 이를 방지하기 위해 중앙 제어기와 가장 멀리 떨어져 있는 옥내제어장치와의 사이에 설치된 수개의 옥내제어장치를 소정거리 간격으로 중계기로 선택하고, 이 선택된 옥내제어장치의 고유주소를 검침 컴퓨터를 이용하여 입력한 후, 중앙 제어기를 통해 옥내제어장치로 전송하면 중계기로 선택된 옥내제어장치는 고유의 기능 이외에 데이터의 중계기능도 수행하게 된다.

즉, 중앙 제어기로부터 가장 멀리 떨어져 있는 옥내제어장치로 검침명령을 내리면데이터의 중계기능을 수행하도록 지정된 옥내제어장치들이 순차적으로 상기 검침명령을 전송하여 가장 원거리의 옥내제어장치로 전송되고, 이 원거리의 옥내제어장치로부터의 응답신호는 상기의 역순으로 중계되어 상기 중앙 제어기로 입력되게 된다(중계기능을 가진 옥내제어장치는 명령과 응답을 각각 한번씩 중계하게 된다).

상기에서와 같이 종래의 기술에 있어서 옥내제어장치는 배터리가 데이터 보존용으로 접속되어 있기 때문에 가스 및 수도와 같이 정전이 되더라도 사용되는 경우에는 계량기에 대한 검침이 불가능하고, 검침이 된다 하더라도 배터리 하나로 옥내제어장치를 동작시켜야 하기 때문에 배터리 수명이 짧아지며, 장시간 정전 시에는 램에 저장되어 있는 데이터가 손실될 수 있고, 또한 전력선의 통신 상태가 양호하여 중앙 제어기로부터 직접 검침명령을 전송받을 수 있더라도 다수개의 옥내제어장치는 명령과 응답을 항상 중계하기 때문에 명령의 중계에 소요되는 시간만큼 검침시간이 지연되어 중계하는 옥내제어장치가 많을수록 검침효율이 떨어지며, 응답을 전송하는 도중 중계기능을 가진 옥내제어장치가 명령을 중계하게 되면 신호의 충돌로 인하여 통신의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 정전 시 계량기의 검침을 위한 롬과 램이 내장된 전용 중앙처리장치를 사용하여 소용량의 배터리로도 장시간 검침이 가능하도록 하며, 중계기의 기능은 검침하고자 하는 옥내제어장치로부터 응답이 없을 경우에 명령을 중계하도록 하고, 응답이 있을 경우에는 응답을 중계하도록 하여 검침 효율 및 통신 신뢰성을 향상시키도록 하는 장치와 그의 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 원격검침 시스템의 일실시예의 구성을 간략하게 보인 예시도.

도 2는 도 1에서 옥내제어장치의 구성을 보인 블록도.

도 3은 본 발명 원격검침 시스템용 옥내제어장치의 일실시예의 구성을 보인 블록도.

도 4는 본 발명의 전체 동작 흐름도.

도 5는 도 4에서 표시데이터 변경단계의 동작을 보인 흐름도.

도 6은 도 4에서 제어명령처리단계의 동작을 보인 흐름도.

도 7은 도 4에서 입력명령처리단계의 동작을 보인 흐름도.

도 8은 도 4에서 검침 및 응답수행단계의 동작을 보인 흐름도.

도 9는 본 발명을 적용하여 중계기로 설정되었을 때의 데이터 중계과정을 보인 예시도.

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***

20 : 중앙 제어기(CCU) 50 : 전력선

100 : 제1 중앙처리장치 110 : 중계기설정부

120 : 전원부 130 : 계량기접속부

140 : 제2 중앙처리장치 160 : 입력장치접속부

170 : 버퍼 180 : 배터리

190 : 전력선통신부 191 : FSK 모뎀

192 : 전력증폭부 193 : 커플러

200 : USART 210 : 표시기

220 : 어드레스 디코더

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 원격검침 시스템용 옥내제어장치의 구성은, 롬과, 램을 내장하며, 이 롬에 저장되어 있는 프로그램을 순차적으로 읽어들여 옥내제어장치의 전체 동작을 제어하는 제1 중앙처리장치와; 전력선의 상태에 따라 상기 제1중앙처리장치와 옥내제어장치들간의 데이터 송수신 중계기능을 갖는 중계부를 설정하도록 한 중계기설정부와; 배터리를 제외한 모든 구성요소에 동작 전원을 공급하는 전원부와; 각종 계량기에 접속되어 이 계량기로부터 출력되는 펄스신호를 수신하는 계량기접속부와; 롬과, 램 및 실시간 클럭(RTC)을 내장하며, 상기 제1 중앙처리장치 및 계량기접속부로부터 수신한 데이터를 저장하는 제2 중앙처리장치와; 입력장치와 상기 제1 중앙처리장치간의 양방향 데이터 전송이 되도록 하는 입력장치접속부와; 상기 제1 중앙처리장치와 제2 중앙처리장치간의 데이터 전송을 위한 버퍼와; 정전시 상기 계량기접속부와 제2 중앙처리장치에만 전원을 공급하는 배터리와; 상기 제1 중앙처리장치에서 수신한 명령을 직렬 데이터로 변환하고, 주파수 편이 방식 모뎀(이하 "FSK 모뎀"이라 함)에서 수신한 직렬 데이터를 병렬 데이터로 변환하며, 상기 FSK 모뎀의 통신에 필요한 클럭신호와, 데이터를 수신하면 상기 제1 중앙처리장치에서 읽어들일 수 있도록 인터럽트 신호를 공급하는 범용 동기/비동기형 송수신기(이하 "USART"라 함)와; 인에이블신호에 의해 상기 제1 중앙처리장치로부터 입력되는 데이터를 표시하는 표시기와; 상기 버퍼, 표시기 및 USART를 인에이블 시키기 위한 칩 선택신호를 출력하는 어드레스 디코더와; 상기USART로부터 수신한 직렬 데이터 신호를 변조하여 전력 증폭부로 전송하고, 이 전력 증폭부에서 수신한 데이터를 복조하여 직렬신호로 변환한 후, 상기 USART로 출력하는 FSK 모뎀과, 상기 FSK 모뎀에서 변조된 신호를 증폭하여 커플러로 전송하고, 전력선을 통해 상기 커플러로 수신된 신호를 증폭하여 상기 FSK 모뎀으로 송신하는 전력 증폭부와; 상기 전력 증폭부에서 증폭된 신호를 전력선으로 송출하고, 이 전력선을 통해 입력되는 신호를 추출하여 상기 전력 증폭부로 전송하는 커플러와, 상기 제1 중앙처리장치에서 데이터의 전송모드를 제어할 때 FSK 모뎀으로 전송되는 신호를 반전시켜 상기 전력 증폭부에 공급하는 부정 게이트로 구성된 전력선통신부로 구성한 것을 특징으로 한다.

그리고, 제어방법에 있어서는 시스템 초기 설치 시 옥내제어장치(현재 시간, 옥내제어장치의 주소 및 계량기의 종류 등)를 초기화한 후, 중계기능 수행여부를 확인하는 초기화단계와; 상기 초기화단계의 수행이 끝나면 표시할 데이터의 종류에 따라 소정시간 간격마다 데이터를 변경하여 표시하는 표시데이터 변경단계와; 상기 표시데이터 변경단계의 수행이 끝난 다음 중앙 제어기로부터 소정의 명령 데이터가 입력되면 자신에게 내린 명령인가를 파악하여 그에 따른 소정의 동작을 수행하는 제어명령처리단계와; 입력장치로부터 소정의 데이터(주소 설정, 계량기 종류 설정 등)가 입력되면 데이터의 내용을 파악한 후, 이 데이터(명령)를 전송하는 입력명령처리단계와; 계량기로부터 사용량을 입력받아 저장한 후, 상기 제어명령처리단계 또는 입력명령처리단계에서 전송되는 명령에 따른 소정의 동작을 수행하는 검침 및 응답 수행단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 일실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명 원격검침 시스템용 옥내제어장치의 일실시예의 구성을 보인 블록도로서, 이에 도시한 바와 같이 롬(미도시)과, 램(미도시)을 내장하며, 이 롬에 저장되어 있는 프로그램을 순차적으로 읽어들여 옥내제어장치의 전체 동작을 제어하는 제1 중앙처리장치(100)와; 전력선의 상태에 따라 상기 제1중앙처리장치(100)와 옥내제어장치들간의 데이터 송수신 중계기능을 갖는 데이터 중계부를 설정하도록 한 중계기설정부(110)와; 배터리(180)를 제외한 모든 구성요소에 동작 전원을 공급하는 전원부(120)와; 각종 계량기에 접속되어 이 계량기로부터 출력되는 펄스신호를 수신하는 계량기접속부(130)와; 롬(미도시)과, 램(미도시) 및 실시간 클럭(RTC)을 내장하며, 상기 제1 중앙처리장치(100) 및 계량기접속부(130)로부터 수신한 데이터를 저장하는 제2 중앙처리장치(140)와; 입력장치(미도시)와 상기 제1 중앙처리장치(100)간의 양방향 데이터 전송이 되도록 하는 입력장치접속부(160)와; 상기 제1 중앙처리장치(100)와 제2 중앙처리장치(140)간의 데이터 전송을 위한 버퍼(170)와; 정전 시 상기 계량기접속부(130)와 제2 중앙처리장치(140)에만 전원을 공급하는 배터리(180)와; 상기 제1 중앙처리장치(100)에서 수신한 명령을 직렬 데이터로 변환하고, 주파수 편이 방식 모뎀(이하 "FSK 모뎀"이라 함)(191)에서 수신한 직렬 데이터를 병렬 데이터로 변환하며, 상기 FSK 모뎀(191)의 통신에 필요한 클럭신호와, 데이터를 수신하면 상기 제1 중앙처리장치(140)에서 읽어들일 수 있도록 인터럽트 신호를 공급하는 범용 동기/비동기형 송수신기(이하 "USART"라함)(200)와; 인에이블신호에 의해 상기 제1 중앙처리장치(100)로부터 입력되는 데이터를 표시하는 표시기(210)와; 상기 버퍼(170), 표시기(210) 및 USART(200)를 인에이블 시키기 위한 칩 선택신호를 출력하는 어드레스 디코더(220)와; 상기 USART(200)로부터 수신한 직렬 데이터 신호를 변조하여 전력 증폭부(192)로 전송하고, 이 전력 증폭부(192)에서 수신한 데이터를 복조하여 직렬신호로 변환한 후, 상기 USART(200)로 출력하는 FSK 모뎀(191)과, 상기 FSK 모뎀(191)에서 변조된 신호를 증폭하여 커플러(193)로 전송하고, 전력선(50)을 통해 상기 커플러(193)로 수신된 신호를 증폭하여 상기 FSK 모뎀(191)으로 송신하는 전력 증폭부(192)와; 상기 전력 증폭부(192)에서 증폭된 신호를 전력선(50)으로 송출하고, 이 전력선(50)을 통해 입력되는 신호를 추출하여 상기 전력 증폭부(192)로 전송하는 커플러(193)와, 상기 제1 중앙처리장치(100)에서 데이터의 전송모드를 제어할 때 FSK 모뎀(191)으로 전송되는 신호를 반전시켜 상기 전력 증폭부(192)에 공급하는 부정 게이트(194)로 구성된 전력선통신부(190)로 구성한다.

이와 같이 구성한 본 발명에 따른 일실시예의 동작 과정 및 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명의 전체 동작 흐름도로서, 이에 도시한 바와 같이 시스템의 설치 시 전원이 투입되면 옥내제어장치(이하 "HCU"라 함)의 제1, 제2 중앙처리장치(100)(140)는 초기화 작업을 수행하는데, 먼저 상기 제1 중앙처리장치(100)는 FSK 모뎀(191)과 전력증폭부(192)의 데이터 전송모드를 수신모드로 한 후, USART(200) 및 표시기(210)를 초기화한 다음 제2 중앙처리장치(140)로부터 현재의 시간 및 HCU 주소를 읽어들여 상기 표시기(210)에 표시한다.

상기 제2 중앙처리장치(140)는 내장된 램 및 RTC를 초기화하고, 계량기접속부(130)에 접속된 계량기의 종류에 대한 정보를 파악한다.

이후, 상기 제1 중앙처리장치(100)는 표시데이터를 변경하는 시간인지, 중앙 제어기(이하 "CCU"라 함)(20)로부터 데이터(명령)가 입력되었는지 등의 동작을 순차적으로 수행하는데, 이 동작 수행의 설명은 다음과 같다.

도 5는 도 4에서 표시데이터 변경단계의 동작을 보인 흐름도로서, 이에 도시한 바와 같이 소정시간 간격마다 제1 중앙처리장치(100)는 표시기(210)의 표시데이터 변경시간이 되었는가를 판단하고(S1), 이 판단결과에 따라 표시할 시간이면 표시기(210) 상의 데이터 순서를 나타내는 변수(이하 "Scroll_cnt"라 함)가 '0'인가를 판단하며(S2), 상기 단계(S2)의 판단결과 '0'이면 제1 중앙처리장치(100)는 제2 중앙처리장치(140)로 현재시간에 대한 송신요구명령을 전송하고 난 후, 상기 제2 중앙처리장치(140)로부터 현재 시간 및 HCU의 주소를 읽어들여 표시기(210) 상에 디스플레이하며(S3), 상기 단계(S2)의 판단결과 '0'이 아니면 계량기 사용량의 표시로 판단하여 첫 번째 Scroll_cnt의 계량기 사용량 데이터를 읽어들여 디스플레이하고(S4), 상기 단계(S3, S4)의 수행이 끝나면 Scroll_cnt를 '1'만큼 증가시킨 후(S5), 마지막 계량기의 사용량까지 표시하였는가를 판단(증가시킨 변수가 설정된 마지막 Scroll_cnt인가를 판단)하며(S6), 상기 단계(S6)의 판단결과 마지막 계량기의 사용량까지 표시하지 않았으면 상기 단계(S2)로 되돌아가고, 마지막 계량기의 사용량까지 표시하였으면 Scroll_cnt를 '0'으로 클리어(clear)시킨다(S7).

상기 표시데이터 변경단계의 동작이 종료하면 제어명령처리단계를 수행하게 되는데, 도 6에 도시한 바와 같이 먼저 CCU(20)로부터 전력선통신부(190)를 거쳐 USART(200)로 소정의 데이터(명령)가 입력되면 상기 USART(200)는 제1 중앙제어장치(100)에 인터럽트 신호를 출력하며, 이를 입력받은 제1 중앙처리장치(100)는 상기 USART(200)로부터 데이터를 읽어들여 수신한 데이터에 오류가 있는지를 판단하며(S10∼S11), 상기 단계(S11)의 판단결과 오류가 없으면 수신한 HCU 주소와 입력받은 데이터의 HCU 주소가 동일한지 판단하고(S12), 상기 단계(S12)의 판단결과 동일하면 검침명령으로 판단하여 초기화 시 데이터 수신모드로 전환된 전력선통신부(190)의 FSK 모뎀(191)과 전력증폭부(192)를 전송모드로 전환한 후, 어드레스 디코더(220)를 통해 USART(200)를 인에이블 시킨 다음 내장된 램에 저장하고 있던 각 계량기의 사용량 데이터를 상기 USART(200)로 전송하며, USART(200)는 이 사용량 데이터를 직렬 데이터로 변환하여 FSK 모뎀(191)으로 전송하고, FSK 모뎀(191)은 수신한 데이터를 주파수 변조하여 전력증폭부(192)를 통해 증폭하여 CCU(20)로 전송한다(S13). 그러나, 상기 단계(S12)의 판단결과 동일하지 않으면 HCU 주소가 특정주소(예를 들어 "FFFF h")인가를 판단하여(S14) 판단결과 특정주소이면 HCU 설정명령으로 판단하여 어드레스 디코더(220)를 통해 버퍼(170)를 인에이블 시킨 후, 수신한 데이터(현재시간, 계량기의 종류 등)를 제2 중앙처리장치(140)로 전송한다(S15). 만약, 상기 단계(S14)의 판단결과 특정주소가 아니면 중계기능이 설정되어 있는가를 판단하고(S16), 이 판단결과 설정되어 있으면 소정시간 동안(통신하고자 하는 해당 HCU로부터 응답이 오는 시간) 해당 HCU로부터 응답이있는가를 판단하며(S17), 판단결과 응답이 없으면 CCU(20)로부터 입력받은 명령 데이터를 해당 HCU로 전송하고(S18-2), 응답이 있으면 이를 수신받아 중계기능을 무시하고 상기 CCU로 전송하며(S18-1), 상기 단계(S16)의 판단결과 중계기능이 설정되어 있지 않거나, 상기 단계(S11)의 판단결과 입력된 데이터에 오류가 있으면 수신한 CCU(20)의 명령을 무시한다(S19).

상기 제어명령처리단계의 동작이 종료하면 입력명령처리단계를 수행하게 되는데, 도 7에 도시한 바와 같이 먼저 제1 중앙처리장치(100)는 입력장치로부터 데이터(명령)가 입력되는가를 판단하여(S20), 이 판단결과 데이터가 입력되었으면 데이터에 오류가 있는지를 판단하며(S21), 이 판단결과 오류가 없으면 입력된 데이터의 내용(주소 설정, 계량기의 종류 설정 등)을 파악한 후(S22), 어드레스 디코더(220)를 통해 버퍼(170)를 인에이블 시킨 다음 수신한 데이터를 제2 중앙처리장치(140)로 전송하고(S23), 오류가 있으면 부정응답(NAK)을 입력장치로 출력한다(S24).

상기 입력명령처리단계의 동작이 종료하면 검침 및 응답수행단계를 수행하게 되는데, 도 8에 도시한 바와 같이 먼저 제2 중앙처리장치(140)는 계량기로부터 펄스가 발생하였는가를 검사하여(S30), 검사결과 펄스가 발생하였으면 펄스를 발생한 계량기를 파악한 후, 해당 계량기의 사용량을 내장된 램의 소정 어드레스에 저장하고 난 다음(S31) 검침명령이 입력되었는가를 판단하며(S32), 이 판단결과 입력되었으면 저장한 사용량 데이터를 버퍼(170)를 통해 제1 중앙처리장치(100)로 전송하고(S33), 입력되지 않았으면 설정명령이 입력되었는지를 판단하며(S34), 이 판단결과 설정명령이 입력되었으면 입력된 데이터에 따른 설정동작(주소 설정, 현재시간 등)을 수행한다(S35). 그러나 상기 단계(S34)의 판단결과 설정명령이 입력되지 않았으면 내부 인트럽트(RTC)가 발생하였는가를 판단하여(S36) 판단결과 발생하였으면 RTC를 갱신(UPDATE)한 후 종료한다(S37).

또한, 제2 중앙처리장치(140)는 정전 시에도 배터리(180)로부터 전원을 공급받음으로써, 검침동작을 지속적으로 수행한다.

상기에서 설명한 제어명령처리단계의 동작 중 중계기능으로 설정되었을 때 데이터의 중계과정을 도 9를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 9에 도시한 바와 같이 HCU4가 중계기로 설정되어 있고, 점선으로 표시된 ⓐ를 기준으로 CCU(20)로부터 상기 HCU4까지는 어느 경우에나 직접 통신이 되며, HCU5∼HCU9까지는 전력선(50)의 상태에 따라 직접 통신의 유무가 결정된다고 가정하면, 먼저 상기 CCU(20)에서 HCU9에 검침명령을 송신하면 이 명령은 전력선(50)을 따라 모든 HCU(1∼9)에 입력된다. 그러면 모든 HCU(1∼9)는 명령에 포함되어 있는 HCU의 주소와 자신의 주소를 비교하여 주소가 다르거나 자신이 중계기로 설정되어 있지 않으면 수신한 명령을 무시한다. 그러나 중계기로 설정된 HCU4는 소정시간 동안 HCU9로부터 응답을 기다린 후, 상기 HCU9로부터 응답이 입력되면 HCU4는 HCU9에 대해 이전에 CCU(20)로부터 수신, 저장하고 있던 명령은 중계하지 않고, 수신한 HCU9의 응답을 상기 CCU(20)로 중계한다. 이 경우 상기 CCU(20)는 HCU4가 중계한 응답과 HCU9로부터 응답을 직접 수신할 수 있기 때문에 이 응답 중 에러가 없는 응답을 골라 처리함으로써, 응답이 1회만 입력되는 경우보다 통신 신뢰성이 높아지고, HCU4는 CCU(20)로부터의 명령은 중계하지 않기 때문에 명령의 중계에 소요되는시간이 단축되어 결국 검침시간이 단축되며, 또한 검침하고자 하는 HCU가 응답하고 있는 동안에 중계기로 설정된 HCU는 동작을 수행하지 않음으로써, 데이터의 충돌이 방지되는 효과가 있게 된다.

만약, HCU9로부터 소정시간 동안 응답이 없으면 HCU4는 CCU(20)로부터 수신, 저장하고 있던 명령을 HCU9로 출력하고, 다시 소정시간 동안 기다린 후 HCU9로부터 응답이 입력되면 이를 수신하여 상기의 동작 설명과 동일하게 CCU(20)로 중계한다.

만약, HCU4가 CCU(20)로부터의 명령을 중계했음에도 불구하고, 소정시간 동안 HCU9로부터 응답이 없으면 HCU4는 CCU(20)로부터 다음 명령을 기다린다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 원격검침 시스템용 옥내제어장치 및 그의 제어방법은 정전 시 검침을 위한 전용 중앙처리장치와 계량기접속부에만 배터리 전원을 공급함으로써, 장시간 정전 시에도 검침이 가능하고, 옥내제어장치로터 응답이 없을 경우에만 수신한 명령을 중계하도록 함으로써, 불필요하게 명령을 중계하거나 데이터의 충돌이 발생하는 것을 방지하는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 롬과, 램을 내장하며, 이 롬에 저장되어 있는 프로그램을 순차적으로 읽어들여 옥내제어장치의 전체 동작을 제어하는 제1 중앙처리장치와; 전력선의 상태에 따라 상기 제1중앙처리장치와 옥내제어장치들간의 데이터 송수신 중계기능을 갖는 데이터 중계부를 설정하도록 한 중계기설정부와; 배터리를 제외한 모든 구성요소에 동작 전원을 공급하는 전원부와; 각종 계량기에 접속되어 이 계량기로부터 출력되는 펄스신호를 수신하는 계량기접속부와; 롬과, 램 및 실시간 클럭(RTC)을 내장하며, 상기 제1 중앙처리장치 및 계량기접속부로부터 수신한 데이터를 저장하는 제2 중앙처리장치와; 입력장치와 상기 제1 중앙처리장치간의 양방향 데이터 전송이 되도록 하는 입력장치접속부와; 상기 제1 중앙처리장치와 제2 중앙처리장치간의 데이터 전송을 위한 버퍼와; 정전시 상기 계량기접속부와 제2 중앙처리장치에만 전원을 공급하는 배터리와; 상기 제1 중앙처리장치에서 수신한 명령을 직렬 데이터로 변환하고, 주파수 편이 방식 모뎀(이하 "FSK 모뎀"이라 함)에서 수신한 직렬 데이터를 병렬 데이터로 변환하며, 상기 FSK 모뎀의 통신에 필요한 클럭신호와, 데이터를 수신하면 상기 제1 중앙처리장치에서 읽어들일 수 있도록 인터럽트 신호를 공급하는 범용 동기/비동기형 송수신기(이하 "USART"라 함)와; 인에이블신호에 의해 상기 제1 중앙처리장치로부터 입력되는 데이터를 표시하는 표시기와; 상기 버퍼, 표시기 및 USART를 인에이블 시키기 위한 칩 선택신호를 출력하는 어드레스 디코더와; 상기 USART로부터 수신한 직렬 데이터 신호를 변조하여 전력 증폭부로 전송하고, 이 전력 증폭부에서 수신한 데이터를 복조하여 직렬신호로 변환한 후, 상기 USART로 출력하는 FSK 모뎀과, 상기 FSK 모뎀에서 변조된 신호를 증폭하여 커플러로 전송하고, 전력선을 통해 상기 커플러로 수신된 신호를 증폭하여 상기 FSK 모뎀으로 송신하는 전력 증폭부와; 상기 전력 증폭부에서 증폭된 신호를 전력선으로 송출하고, 이 전력선을 통해 입력되는 신호를 추출하여 상기 전력 증폭부로 전송하는 커플러와, 상기 제1 중앙처리장치에서 데이터의 전송모드를 제어할 때 상기 FSK 모뎀으로 전송되는 신호를 반전시켜 상기 전력 증폭부에 공급하는 부정 게이트로 구성된 전력선통신부를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 원격검침 시스템용 옥내제어장치.
2. 시스템 초기 설치 시 옥내제어장치(현재 시간, 옥내제어장치의 주소 및 계량기의 종류 등)를 초기화한 후, 중계기능 수행여부를 확인하는 초기화단계와; 상기 초기화단계의 수행이 끝나면 표시할 데이터의 종류에 따라 소정시간 간격마다 데이터를 변경하여 표시하는 표시데이터 변경단계와; 상기 표시데이터 변경단계의 수행이 끝난 다음 중앙 제어기로부터 소정의 명령 데이터가 입력되면 자신에게 내린 명령인가를 파악하여 그에 따른 소정의 동작을 수행하는 제어명령처리단계와; 입력장치로부터 소정의 데이터(주소 설정, 계량기 종류 설정 등)가 입력되면 데이터의 내용을 파악한 후, 이 데이터(명령)를 전송하는 입력명령처리단계와; 계량기로부터 사용량을 입력받아 저장한 후, 상기 제어명령처리단계 또는 입력명령처리단계에서 전송되는 명령에 따른 소정의 동작을 수행하는 검침 및 응답 수행단계로 이루어진 것을특징으로 하는 원격검침 시스템용 옥내제어방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 표시데이터 변경단계는 설정된 표시데이터 변경시간이 되었는가를 판단하는 제1 단계와; 상기 제1 단계의 판단결과에 따라 표시할 시간이면 표시기 상의 데이터 순서를 나타내는 변수(이하 "Scroll_cnt"라 함)가 '0'인가를 판단하는 제2 단계와; 상기 제2 단계의 판단결과 '0'이면 현재 시간 및 옥내제어장치의 주소를 읽어들여 디스플레이하고, '0'이 아니면 계량기 사용량의 표시로 판단하여 계량기 사용량 데이터를 읽어들여 디스플레이 하는 제3 단계와; 상기 제3 단계의 수행이 끝나면 Scroll_cnt를 '1'만큼 증가시킨 후, 증가시킨 변수가 설정된 마지막 Scroll_cnt인가를 판단하는 제4 단계와; 상기 제4 단계의 판단결과 마지막 Scroll_cnt가 아니면 상기 제2 단계로 되돌아가고, 마지막 Scroll_cnt이면 Scroll_cnt를 '0'으로 클리어(clear)시킨 후 종료하는 제4 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 원격검침 시스템용 옥내제어방법.
4. 제2항에 있어서, 상기 제어명령처리단계는 중앙 제어기로부터 소정의 데이터(명령)가 입력되었는가를 판단하는 제1 단계와; 상기 제1 단계의 판단결과 입력되었으면 데이터에 오류가 있는지를 판단하는 제2 단계와; 상기 제2 단계의 판단결과 오류가 없으면 수신한 옥내제어장치의 주소(이하 "HCU 주소"라 함)와 입력받은 데이터의 HCU 주소가 동일한지 판단하는 제3 단계와; 상기 제3 단계의 판단결과 동일하면 검침명령으로 판단하여 계량기 사용량을 읽어들여 중앙 제어기로 전송하는 제4 단계와; 상기 제3 단계의 판단결과 동일하지 않으면 HCU 주소가 특정주소인가를 판단하는 제5 단계와; 상기 제5 단계의 판단결과 특정주소이면 HCU 설정명령으로 판단하여 입력된 데이터에 따른 동작을 수행하는 제6 단계와; 상기 제6 단계의 판단결과 특정주소가 아니면 중계기능이 설정되어 있는가를 판단하는 제7 단계와; 상기 제7 단계의 판단결과 설정되어 있으면 해당 HCU로부터 응답이 있는가를 판단하는 제8 단계와; 상기 제8 단계의 판단결과 응답이 없으면 중앙 제어기로부터 입력받은 명령 데이터를 해당 HCU로 전송하고, 응답이 있으면 이를 수신받아 중계기능을 무시하고 상기 중앙 제어기로 전송하는 제9 단계와; 상기 제7 단계의 판단결과 중계기능이 설정되어 있지 않거나, 상기 제2 단계의 판단결과 입력된 데이터에 오류가 있으면 수신한 중앙 제어기의 명령을 무시하고 종료하는 제10 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 원격검침 시스템용 옥내제어방법.
5. 제2항에 있어서, 상기 입력명령처리단계는 입력장치로부터 데이터(명령)가 입력되는가를 판단하는 제1 단계와; 상기 제1 단계의 판단결과 데이터가 입력되었으면 데이터에 오류가 있는지를 판단하는 제2 단계와; 상기 제2 단계의 판단결과 오류가 없으면 입력된 데이터의 내용(주소 설정, 계량기의 종류 설정 등)을 파악한 후, 그 내용에 따른 동작을 수행하도록 명령을 전송하고, 오류가 있으면 부정응답(NAK)을 출력하는 제3 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 원격검침 시스템용 옥내제어방법.
6. 제2항에 있어서, 상기 검침 및 응답수행단계는 계량기로부터 펄스가 발생하였는가를 검사하는 제1 단계와; 상기 제1 단계의 검사결과 발생하였으면 펄스를 발생한 계량기를 파악한 후, 해당 계량기의 사용량을 저장하고 난 다음 검침명령이 입력되었는가를 판단하는 제2 단계와; 상기 제2 단계의 판단결과 입력되었으면 저장한 사용량 데이터를 전송하고, 입력되지 않았으면 설정명령이 입력되었는지를 판단하는 제3 단계와; 상기 제3 단계의 판단결과 설정명령이 입력되었으면 입력된 데이터에 따른 설정동작(주소 설정, 현재시간 등)을 수행하는 제4 단계와; 상기 제3 단계의 판단결과 설정명령이 입력되지 않았으면 내부 인트럽트(RTC)가 발생하였는가를 판단하는 제4 단계와; 상기 제4 단계의 판단결과 발생하였으면 내부 인트럽트(RTC)를 갱신(UPDATE)한 후 종료하는 제5 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 원격검침 시스템용 옥내제어방법.