KR100395801B1 - remote control system of electrical machines by power line modem - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제어하고자 하는 부하를 선택하고, 선택된 부하를 제어하기 위한 키입력신호(KI)를 디지털 신호로 변환된 복합톤신호를 출력하는 전화인터페이스(10), 선택된 부하의 주소에 의해서 결정되는 의사잡음 데이터(PN1)와 복합톤신호(DTMF)를 곱한 부하제어 송신데이터(LCTD)를 출력하거나, 부하응답 수신데이터(LRRD)와 부하마다 서로 다른 의사잡음 데이터를 곱한 부하응답신호(LRAD)를 출력하는 중앙제어부(20), 부하제어 송신데이터(LCTD)와 부하응답 캐리어신호(LRF)를 변조 및 복조하여 각각 부하제어 캐리어신호(LCF) 및 부하응답 수신데이터(LRRD)를 출력하는 중앙제어 전력선모뎀(40), 부하응답 송신데이터(LRTD)와 부하제어 캐리어신호(LCF)를 변조 및 복조하여 부하응답 캐리어신호(LRF) 및 부하제어 수신데이터(LCRD)를 출력하는 부하제어 전력선모뎀(50a,50b), 부하제어 수신데이터(LCRD)와 부하의 고유 주소에 의해서 결정되는 의사잡음 데이터를 곱한 부하제어신호(LC)를 출력하거나, 부하신호(LR)와 부하의 고유한 의사잡음 데이터를 곱한 부하응답 송신데이터(LRTD)를 출력하는 부하제어부(60a,60b), 부하제어신호(LC)에 따라 다수의 부하들(80a,80b) 중 특정부하와 연결 접속이 이루어지고, 연결접속된 특정부하를 제어하여 제어된 현재의 부하 상태를 나타내는 부하신호(LR)를 출력하는 부하연결 접속부(70a,70b) 및 부하응답신호(LRAD)에 따라 그에 해당하는 부하의 상태를 나타내는 음성데이터(VD)를 사용자의 전화기로 출력하는 음성데이터 저장부(30)로 구성된다.The present invention selects a load to be controlled, the telephone interface 10 for outputting a composite tone signal converted from a key input signal (KI) into a digital signal for controlling the selected load, and a pseudo determined by the address of the selected load. Outputs load control transmission data (LCTD) multiplied by noise data (PN1) and composite tone signal (DTMF), or outputs load response signal (LRAD) by multiplying load response received data (LRRD) and different pseudo-noise data for each load. The central control unit 20 modulates and demodulates the load control transmission data (LCTD) and the load response carrier signal (LRF) to output the load control carrier signal (LCF) and the load response reception data (LRRD), respectively. 40, load control power line modems 50a and 50b for modulating and demodulating load response transmission data LRTD and load control carrier signal LCF to output load response carrier signal LRF and load control reception data LCRD. ), Outputs load control signal LC multiplied by load control received data LCRD and pseudo noise data determined by the load's unique address, or load response transmit data obtained by multiplying load signal LR by the load's unique pseudo noise data The load control unit (60a, 60b) for outputting (LRTD), the connection connection is made with a specific load of the plurality of loads (80a, 80b) in accordance with the load control signal (LC), and control by controlling the connected specific load According to the load connection connections 70a and 70b for outputting the load signal LR indicating the current load state and the load response signal LRAD, the voice data VD indicating the state of the corresponding load is transmitted to the user's telephone. The voice data storage unit 30 is output.
Description
본 발명은 전력선에 연결된 전력선모뎀에 의한 원격제어 시스템에 관한 것으로, 특히 분산 스펙트럼 방식을 사용하여 전력선상의 복잡한 잡음에서도 통신의 신뢰성을 높여 건물에서 멀리 떨어진 장소에서 건물 내부의 전화기로 전화를 걸어 전력선모뎀을 통해 건물 내부의 전기기기 등을 제어하고 결과를 확인할 수 있는 전력선모뎀에 의한 원격제어 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a remote control system using a power line modem connected to a power line, and in particular, by using a spread spectrum method, it is possible to increase the reliability of communication even in a complex noise on a power line by calling a telephone inside a building from a place far away from the building. It relates to a remote control system by a power line modem that can control the electrical equipment, such as through the building and confirm the result.
최근에는 전력선을 통하여 정보를 송수신하는 통신선으로 전력선을 사용하는 경우 별도의 통신선로가 필요 없음으로 건설공사가 간편하고, 건물의 손상없이 내부 통신선로를 확보할 수 있는 장점이 있으므로 전력선을 이용한 전력선모뎀을 사용하여 통신하는 여러 가지 방법들이 있다.In recent years, when a power line is used as a communication line for transmitting and receiving information through a power line, there is no need for a separate communication line, so construction is simple and there is an advantage that an internal communication line can be secured without damage to a power line. There are several ways to communicate using.
전력선을 이용한 통신의 경우 전력선은 전력의 공급을 목적으로 하기 때문에 선로의 특성 임피던스나 전파정수와 같은 통신선로에 필요한 선로정수가 규정되어 있지 않으므로 전력선은 선로정수가 불규칙적으로 변동하기 쉽고, 주파수에 대한 선택적 페이징이 발생하며, 각종 기기로부터 발생하는 고주파가 상당히 포함되어 있으므로 잡음에 대한 내성이 크고, 협대역 간섭의 영향을 줄일 수 있고, 타기기에 의한 고주파 영향을 최소화할 것이 요구된다.In the case of the communication using the power line, since the power line is intended to supply electric power, the line constant necessary for the communication line such as the characteristic impedance and the propagation constant of the line is not specified. Selective paging occurs, and since a high frequency generated from various devices is significantly included, noise immunity is high, the effect of narrowband interference is reduced, and the influence of high frequency by other devices is required to be minimized.
이러한 전력선 통신 모뎀을 사용한 기술 분야에 관련된 기출원된 발명 및 고안은 다음과 같다.[0008] The related inventions and inventions related to the technical field using such a power line communication modem are as follows.
1995년 11월 11일 출원되어 등록된 국내등록번호 제 167188 호의 "원격 검침 시스템의 중앙 제어 장치 및 방법", 1997년 12월 31일 출원되어 공개된 공개번호 10-1999-0060047인 "저압 배전망을 이용한 전력선 전화통신시스템", 1998년 9월 2일 출원되어 공개된 공개번호 10-2000-0018420인 "무정전 전원 공급을 위한 전력선 전화망 시스템 및 그 전원공급방법", 1985년 1월 11일 등록된 미국특허번호 USP 4,523,307인 "Power line carrier multi-telephone extension system for full duplex conferencing and intercom between telephone", 미국특허번호 USP 447,903인 "Telephone extension system utilizing power line carriers" 및 미국특허번호 USP 5,708,701인 "Power Line Telephone Communications System Having on Hook Digital Voiceband messaging"이 있다."Central control apparatus and method of a remote meter reading system" filed on November 11, 1995 and registered in Korean Patent No. 167188, "Low-voltage distribution network with publication number 10-1999-0060047, filed December 31, 1997 and published. Power line telephone communication system using ", power line telephone network system for uninterruptible power supply and its power supply method, published on September 2, 1998, published 10-2000-0018420, registered January 11, 1985 "Power line carrier multi-telephone extension system for full duplex conferencing and intercom between telephone", US Pat. No. 4,523,307, "Telephone extension system utilizing power line carriers," US Pat. No. 4,447,903, and "Power Line, US Pat. No. 5,708,701. Telephone Communications System Having on Hook Digital Voiceband messaging.
상기의 종래의 기술들은 전력선을 이용한 통신에 있어서 순수 아날로그 기술이거나 기본적인 디지털 변복조 방식을 사용한 것으로, 건물 내부의 다양한 잡음 신호 때문에 많은 통신 장애를 일으키는 문제점을 가지고 있다.The conventional techniques described above are pure analog technologies or basic digital modulation and demodulation schemes for communication using power lines, and have many problems causing communication problems due to various noise signals in a building.
또한 1998년 9월 21일에 실용신안등록출원되어 공개된 공개번호 20-2000-0006929인 "전력선 모뎀 이용 보일러 조절장치"의 경우 제어선을 설치하지 않고 보일러를 전력선 통신으로 제어하기 위한 것으로, 이는 전력선 통신 방식 및 전력선모뎀의 성능이 초보적인 단계의 기술을 사용한 것으로 상기와 동일하게 다양한 잡음 신호 때문에 많은 통신 장애를 일으키고, 보일러와 같은 개별 제어에 한정되는 문제점을 가지고 있다.In addition, in the case of "Power Line Modem Boiler Regulator," published on September 21, 1998, filed with Utility Model Registration, the boiler is controlled by power line communication without installing a control line. The performance of the power line communication method and the power line modem uses a rudimentary technology, which causes many communication problems due to various noise signals, and is limited to individual control such as a boiler.
본 발명의 목적은 분산 스펙트럼(Spread Spectrum) 통신방식을 사용하여 전력선 상에서 발생되는 다양한 잡음에 의한 영향을 최소화하여 통신의 신뢰성을 증가시킬 수 있고, 별도의 선로 없이 전력선과 전화만을 사용하여 각종 시설, 예컨데 조명, 공조, 각종 가전제품 등을 전화로 수시로 제어할 수 있는 전력선모뎀에 의한 원격제어 시스템을 제공하는 데 있다.It is an object of the present invention to increase the reliability of communication by minimizing the influence of various noises generated on a power line using a spread spectrum communication method, and using various facilities, using only a power line and a telephone without a separate line. For example, the present invention provides a remote control system using a power line modem capable of controlling lighting, air conditioning, and various home appliances by telephone.
도 1은 본 발명의 전력선모뎀에 의한 원격제어 시스템의 구성도이고,1 is a configuration diagram of a remote control system using a power line modem of the present invention,
도 2는 도 1의 분산 스펙트럼 방식을 사용하는 중앙제어부 및 부하제어부와 중앙제어 전력선모뎀 및 부하제어 전력선모뎀간의 연결구성도이고,FIG. 2 is a diagram illustrating a connection between a central control unit and a load control unit using the distributed spectrum method of FIG. 1 and a central control power line modem and a load control power line modem.
도 3은 영전압 검출 및 동기신호 발생을 포함하여 복합톤신호에 대한 의사잡음신호 및 디지털 변/복조신호의 타이밍도이다.3 is a timing diagram of a pseudo noise signal and a digital modulation / demodulation signal for a composite tone signal including zero voltage detection and synchronization signal generation.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 전력선모뎀에 의한 원격제어 시스템은 다수의 부하들 중 제어하고자 하는 부하를 선택하고, 선택된 부하를 제어하기 위해 사용자의 전화기의 키패드를 통해 입력된 키입력신호를 디지털 신호로 변환된 복합톤신호를 출력하는 전화인터페이스; 복합톤신호를 수신하여 다수의 부하들에 해당하는 각각의 의사잡음 데이터를 저장하고 있는 의사잡음발생기로부터 복합톤신호에 의해서 지정된 부하의 주소를 해석하여 그 주소에 의해서 결정되는 의사잡음 데이터와 복합톤신호를 곱셈기에 의해 곱한 부하제어 송신데이터를 전원동기에 의해 출력하거나, 부하응답 수신데이터를 수신하여 부하응답 수신데이터와 부하에 의해서 결정되는 의사잡음발생기로부터 부하응답 수신데이터에 해당하는 의사잡음 데이터를 전원동기에 의해 곱셈기에 의해 곱한 후 상관검파에 의해서 부하응답신호를 출력하는 중앙제어부; 부하제어 송신데이터 및 캐리어 주파수 결정부에 의한 명령 신호를 수신하여 이를 변조하여 부하제어 캐리어신호를 전력선으로 출력하거나, 전력선을 통해 입력되는 부하응답 캐리어신호를 수신하여 이를 복조하여 부하응답 수신데이터를 출력하는 중앙제어 전력선모뎀; 전력선을 통해 입력되는 부하제어 캐리어신호를 수신하여 이를 복조하여 부하제어 수신데이터를 출력하거나, 부하응답 송신데이터를 수신하여 이를 변조하여 전력선으로 부하응답 캐리어신호를 출력하는 부하제어 전력선모뎀; 부하제어 수신데이터를 수신하여 부하제어 수신데이터와 의사잡음발생기로부터 부하제어 수신데이터에 해당하는 의사잡음 데이터를 전원동기에 의해서 곱셈기에 의해 곱한 후 상관검파에 의해서 부하제어신호를 출력하거나, 부하신호를 수신하여 부하의 고유번호에 의해서 결정되는 의사잡음발생기로부터 의사잡음 데이터를 전원동기에 의해서 곱셈기에 의해 곱한 부하응답 송신데이터를 출력하는 부하제어부; 부하제어신호를 수신하여 부하제어신호에 따라 다수의 부하들 중 특정부하와 연결 접속이 이루어지고, 연결접속된 특정부하를 제어하여 제어된 현재의 부하 상태를 나타내는 부하신호를 부하제어부로 출력하는 부하연결 접속부; 및 부하응답신호에 따라 그에 해당하는 부하의 상태를 나타내는 음성데이터를 사용자의 전화기로 출력하는 음성데이터 저장부를 구비한 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a remote control system using a power line modem of the present invention selects a load to be controlled among a plurality of loads, and controls a key input signal input through a keypad of a user's telephone to control the selected load. A telephone interface for outputting a composite tone signal converted into a digital signal; Pseudo-noise data and complex tones determined by the address of the load specified by the compound tone signal are interpreted from a pseudo noise generator that receives the compound tone signal and stores respective pseudo noise data corresponding to a plurality of loads. Outputs load control transmission data multiplied by a multiplier signal by power synchronous, or receives load response reception data to obtain pseudo noise data corresponding to the load response reception data from the load response reception data and the pseudo noise generator determined by the load. A central controller for multiplying by a multiplier by power synchronization and outputting a load response signal by correlation detection; Receives and modulates the load control transmission data and the command signal by the carrier frequency determining unit to output the load control carrier signal to the power line, or receives and demodulates the load response carrier signal input through the power line to output the load response received data. A central control power line modem; A load control power line modem configured to receive a load control carrier signal input through a power line and demodulate it to output load control reception data, or to receive and modulate load response transmission data to output a load response carrier signal to a power line; Receives the load control received data and multiplies the load control received data and the pseudo noise data corresponding to the load control received data from the pseudo noise generator by the multiplier by the power synchronization and outputs the load control signal by correlation detection, or outputs the load signal. A load control unit which receives and outputs load response transmission data obtained by multiplying the pseudonoise data by a power supply synchronously from the pseudonoise generator determined by the unique number of the load; A load that receives a load control signal and is connected to a specific load among a plurality of loads according to the load control signal, and controls the connected specific load to output a load signal indicating a controlled current load state to the load controller. Connecting connections; And a voice data storage unit for outputting voice data indicating a load state corresponding to the load response signal to the user's telephone.
상기 전원동기는 전원 전압(60Hz)이 영(Zero)인 시각부터 동기를 맞추어서 의사잡음 데이터를 곱셈기에 의해 곱하는 것을 특징으로 한다.The power synchronization device is characterized by multiplying the pseudo-noise data by a multiplier in synchronization from the time when the power supply voltage (60 Hz) is zero.
중앙 제어부의 의사잡음발생기는 부하마다 각각의 고유한 의사잡음 데이터를 보관하고 있으며, 부하구조해석부에 의해서 해당하는 부하에 관련된 의사잡음데이터를 선택하도록 의사잡음발생기를 제어하는 것을 특징으로 한다.The pseudo noise generator of the central control unit stores the unique pseudo noise data for each load, and the pseudo noise generator controls the pseudo noise generator to select pseudo noise data related to the corresponding load by the load structure analysis unit.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 전력선모뎀에 의한 원격제어 시스템을 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a remote control system by a power line modem of the present invention.
도 1은 본 발명의 전력선모뎀에 의한 원격제어 시스템의 구성도이고, 도 2는 도 1의 분산 스펙트럼 방식을 사용하는 중앙제어부 및 부하제어부와 중앙제어 전력선모뎀 및 부하제어 전력선모뎀간의 연결구성도를 도시한 도면이다.1 is a configuration diagram of a remote control system using a power line modem of the present invention, and FIG. 2 is a diagram illustrating a connection configuration between a central control unit and a load control unit and a central control power line modem and a load control power line modem using the distributed spectrum method of FIG. 1. Figure is shown.
도1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 전력선모뎀에 의한 원격제어 시스템은 다수의 부하들(80a,80b) 중 제어하고자 하는 부하를 선택하고, 선택된 부하를 제어하기 위해 사용자의 전화기의 키패드를 통해 입력된 키입력신호(KI)를 디지털 신호로 변환된 복합톤신호(DTMF:Dual Tone Multiplex Frequency)를 출력하는 전화인터페이스(10), 복합톤신호(DTMF)를 수신하여 다수의 부하들(80a,80b)에 해당하는 각각의 의사잡음 데이터를 저장하고 있는 의사잡음발생기(21)로부터복합톤신호(DTMF)에서 지정하는 의사잡음 데이터(PN1)와 복합톤신호(DTMF)를 곱셈기(23)에 의해 전원 신호의 영전압 발생 시각부터 곱한 부하제어 송신데이터(LCTD)를 출력하거나, 부하응답 수신데이터(LRRD)를 수신하여 부하응답 수신데이터(LRRD)와 의사잡음발생기(21)로부터 부하응답 수신데이터(LRRD)와 지정된 부하의 의사잡음 데이터를 곱셈기(25)에 의해 영전압 발생 시점부터 곱한 부하응답신호(LRAD)를 출력하는 중앙제어부(20), 부하제어 송신데이터(LCTD)를 수신하여 이를 변조하여 부하제어 캐리어신호(LCF)를 전력선(1)으로 출력하거나, 전력선(1)을 통해 입력되는 부하응답 캐리어신호(LRF)를 수신하여 이를 복조하여 부하응답 수신데이터(LRRD)를 출력하는 중앙제어 전력선모뎀(40), 전력선(1)을 통해 입력되는 부하제어 캐리어신호(LCF)를 수신하여 이를 복조하여 부하제어 수신데이터(LCRD)를 출력하거나, 부하응답 송신데이터(LRTD)를 수신하여 이를 변조하여 전력선(1)으로 부하응답 캐리어신호(LRF)를 출력하는 부하제어 전력선모뎀(50a,50b), 부하제어 수신데이터(LCRD)를 수신하여 부하제어 수신데이터(LCRD)와 부하에 지정된 의사잡음발생기(61)로부터 부하제어 수신데이터(LCRD)에 해당하는 의사잡음 데이터를 곱셈기(65)에 의해 전원 전압의 영전압 발생 시각부터 곱하여 상관검파기 출력에 의하여 부하제어신호(LC)를 출력하거나, 부하신호(LR)를 수신하여 의사잡음발생기(61)로부터 부하신호(LR)에 해당하는 의사잡음 데이터를 곱셈기(63)에 의해 곱한 부하응답 송신데이터(LRTD)를 출력하는 부하제어부(60a,60b), 부하제어신호(LC)를 수신하여 부하제어신호(LC)에 따라 다수의 부하들(80a,80b) 중 특정부하와 연결 접속이 이루어지고, 연결접속된 특정부하를 제어하여 제어된 현재의 부하 상태를 나타내는 부하신호(LR)를 부하제어부(60a,60b)로 출력하는 부하연결 접속부(70a,70b) 및 부하응답신호(LRAD)에 따라 그에 해당하는 부하의 상태를 나타내는 음성데이터(VD)를 사용자의 전화기로 출력하는 음성데이터 저장부(30)로 구성된다.1 and 2, a remote control system using a power line modem of the present invention selects a load to be controlled among a plurality of loads 80a and 80b and controls a keypad of a user's telephone to control the selected load. A telephone interface 10 for outputting a dual tone multiplex frequency (DTMF) converted from a key input signal KI input through a digital signal, and receiving a multiple tone signal DTMF Pseudo multiplier 23 multiplies pseudonoise data PN1 and composite tone signal DTMF specified by composite tone signal DTMF from pseudo noise generator 21 storing respective pseudo noise data corresponding to 80a and 80b) Outputs the load control transmission data LCTD multiplied by the zero voltage generation time of the power signal, or receives the load response reception data LRRD to receive the load response from the load response reception data LRD and the pseudo noise generator 21. Data (LRRD) and Edge The central control unit 20 which outputs the load response signal LRAD multiplied by the multiplier 25 from the time of zero voltage generation by the multiplier 25, receives the load control transmission data LCTD, modulates the load control carrier The central control power line modem 40 which outputs the signal LCF to the power line 1 or receives the load response carrier signal LLR input through the power line 1 and demodulates it to output the load response received data LRD. ), Receives the load control carrier signal LCF input through the power line 1 and demodulates it to output the load control received data LCRD, or receives the load response transmission data LRTD and modulates it to receive the power line 1. Receives the load control power line modems 50a and 50b and the load control reception data LCRD for outputting the load response carrier signal LRF from the load control reception data LCRD and the pseudo noise generator 61 assigned to the load. Load control Pseudo-noise data corresponding to the new data LCRD is multiplied by the multiplier 65 from the zero voltage generation time of the power supply voltage to output the load control signal LC by the correlation detector output or receive the load signal LR Load control units 60a and 60b and load control signal LC outputting load response transmission data LRTD obtained by multiplying by the multiplier 63 the pseudo noise data corresponding to the load signal LR from the pseudo noise generator 61. Is connected to a specific load of the plurality of loads 80a and 80b according to the load control signal LC, and the load signal LR indicating the current load state controlled by controlling the connected specific load. ) To the user's telephone to output voice data (VD) indicating the state of the load corresponding to the load connection connecting portion (70a, 70b) and the load response signal (LRAD) for outputting to the load control unit (60a, 60b) It is composed of a data storage unit 30.
따라서 중앙 제어부(20)의 의사 잡음 데이터(PN1)는 모든 부하의 의사 잡음 데이터를 보관할 수 있으며 부하구조해석부(24)는 각 부하에 따른 주소를 해석하여 의사잡음발생기(21)에 의해 해당하는 부하의 의사잡음데이터를 선택한다.Therefore, the pseudo noise data PN1 of the central control unit 20 may store pseudo noise data of all loads, and the load structure analysis unit 24 interprets an address according to each load and corresponds to the pseudo noise generator 21. Select the pseudo noise data of the load.
중앙제어 전력선모뎀(40)은 부하제어 송신데이터(LCTD)를 수신하여 이를 변조하거나, 부하응답 캐리어신호(LRF)를 수신하여 이를 복조하여 부하응답 수신데이터(LRRD)를 출력하는 캐리어 변복조부(41), 부하제어 송신데이터(LCTD)를 변조한 신호를 증폭하여 출력하는 전류증폭부(43) 및 전류증폭부(43)와 전력선(1) 간의 인터페이스를 위한 라인커플러(45)로 구성된다.The central control power line modem 40 receives and modulates the load control transmission data LCTD, or receives and demodulates the load response carrier signal LRF to output the load response reception data LRD, and outputs a load modulation demodulation unit 41. ), A current amplifier 43 for amplifying and outputting a signal modulated by the load control transmission data LCTD and a line coupler 45 for an interface between the current amplifier 43 and the power line 1.
부하제어 전력선모뎀(50a,50b)은 전력선(1)을 통해 입력되는 부하제어 캐리어신호(LCF)를 수신하여 부하제어 캐리어신호(LCF)의 특정 주파수 대역만을 통과시키고, 전력선(1)과의 인터페이스를 위한 대역통과필터(53) 및 대역통과필터(51)를 통과한 부하제어 캐리어신호(LCF)를 수신하여 이를 복조하거나 부하응답 송신데이터(LRTD)를 수신하여 이를 변조하는 캐리어 변복조부(53)로 구성된다.The load control power line modems 50a and 50b receive a load control carrier signal LCF input through the power line 1 and pass only a specific frequency band of the load control carrier signal LCF, and interface with the power line 1. A carrier modulation demodulator 53 for receiving and demodulating the load control carrier signal LCF passing through the band pass filter 53 and the band pass filter 51 for receiving the load response transmission data LRTD. It consists of.
상기의 구성에 따른 본 발명인 전력선모뎀에 의한 원격제어 시스템의 동작은 다음과 같다.Operation of the remote control system by the power line modem of the present invention according to the above configuration is as follows.
전화인터페이스(10)는 사용자의 전화기를 통해 건물 내에 위치한 전화기로 전화를 걸고, 사용자의 전화기의 키패드를 통해 다수의 부하들(80a,80b) 중 제어하고자 하는 부하를 선택하고, 선택된 부하를 제어하기 위한 키입력신호(KI)를 수신하여 디지털 신호로 변환된 복합톤신호(DTMF:Dual Tone Multiplex Frequency)를 출력한다. 중앙제어부(20)는 복합톤신호(DTMF)를 수신하여 분산 스펙트럼 방식을 사용하여 다수의 부하들(80a,80b)에 따라 각각의 의사잡음 데이터를 저장하고 있는 의사잡음발생기(21)로부터 특정의 부하를 제어하기 위한 복합톤신호(DTMF)에 의해서 부하구조해석부(24)는 부하의 주소를 해석하여 발생할 의사 잡음을 결정한 후 복합톤신호(DTMF)와 곱셈기(23)에 의해 전원의 영전압 검출 시각부터 곱한 부하제어 송신데이터(LCTD)를 출력한다. 중앙제어 전력선모뎀(40)의 캐리어 변복조부(41)는 부하제어 송신데이터(LCTD)를 수신하여 이를 주파수 결정부(22)의 신호에 의해서 결정된 캐리어 신호로 변조하고, 전류증폭부(43)에 의해 부하제어 송신데이터(LCTD)를 변조한 신호를 증폭시켜 라인커플러(45)를 통해 부하제어 캐리어신호(LCF)를 전력선(1)으로 출력한다. 부하제어 전력선모뎀(50a,50b)의 대역통과필터(51)는 전력선(1)을 통해 입력되는 부하제어 캐리어신호(LCF)들 중 해당되는 대역의 특정 주파수를 갖는 부하제어 캐리어신호(LCF)를 통과시키고, 대역통과필터(51)를 통과한 부하제어 캐리어신호(LCF)를 캐리어 변복조부(53)에 의해 복조시켜 부하제어 수신데이터(LCRD)를 출력한다. 부하제어부(60a,60b)는 부하제어 수신데이터(LCRD)와 부하에 지정된 의사잡음 데이터를 곱셈기(65)에 의해 영전압 발생 시각부터 곱한 후 상관검파기(67)에 의해서 부하제어신호(LC)를 출력한다. 이때 중앙제어부(20)의 의사잡음 발생기(21)에서 출력되는 의사잡음 데이터(PN1)와 부하제어부(60a,60b)의 의사잡음발생기(61)로부터 출력되는 의사잡음 데이터(PN2,PN3)는 동일한 데이터이어야 하며, 이로 인해 상관검파를 통하여 부하제어부(60a,60b)는 중앙제어부(20)에 입력되는 복합톤신호(DTMF)와 동일한 신호인 부하제어신호(LC)를 출력하게 된다. 즉, 본 발명의 전력선모뎀에 의한 원격제어 시스템은 상기와 같이 분산 스펙트럼 방식을 사용하여 전력선을 통한 통신시 잡음에 의한 영향을 최소화시켜 부하제어신호(LC)는 사용자가 특정 부하를 제어하고자 하는 복합톤신호(DTMF)와 일치되는 신호를 갖는다. 부하연결 접속부(70a,70b)는 부하제어신호(LC)에 따라 다수의 부하들(80a,80b) 중 특정부하와 연결 접속이 이루어지고, 연결접속된 특정부하를 제어한다. 예를 들어 가전기기 등을 온 또는 오프하거나 전등의 밝기를 제어할 수 있다. 의사잡음 발생기(21)에서 출력되는 의사잡음 데이터(PN1)는 전력선 상의 잡음 스펙트럼 분포에 따라 비트수 및 발생 방법을 달리할 수 있다.The telephone interface 10 makes a call to a telephone located in a building through a user's telephone, selects a load to be controlled among a plurality of loads 80a and 80b through a keypad of the user's telephone, and controls the selected load. Receives a key input signal (KI) for outputting the Tone Multiplex Frequency (DTMF) converted to a digital signal. The central controller 20 receives the composite tone signal DTMF and uses a spread spectrum method to store specific pseudo noise data from the pseudo noise generator 21 according to the plurality of loads 80a and 80b. By the composite tone signal DTMF for controlling the load, the load structure analysis unit 24 analyzes the load address to determine the pseudo noise to be generated, and then the zero voltage of the power supply by the composite tone signal DTMF and the multiplier 23. The load control transmission data LCTD multiplied by the detection time is output. The carrier modulation and demodulation unit 41 of the central control power line modem 40 receives the load control transmission data LCTD, modulates it into a carrier signal determined by the signal of the frequency determining unit 22, and transmits it to the current amplifier 43. By amplifying the signal modulated by the load control transmission data LCTD, the load control carrier signal LCF is output to the power line 1 through the line coupler 45. The bandpass filter 51 of the load control power line modems 50a and 50b receives a load control carrier signal LCF having a specific frequency of a corresponding band among the load control carrier signals LCF input through the power line 1. The load control carrier signal LCF, which has passed through the band pass filter 51, is demodulated by the carrier modulation / demodulation unit 53 to output the load control received data LCRD. The load control unit 60a, 60b multiplies the load control received data LCRD by the pseudonoise data designated to the load from the zero voltage generation time by the multiplier 65 and then loads the load control signal LC by the correlation detector 67. Output At this time, the pseudo noise data PN1 output from the pseudo noise generator 21 of the central controller 20 and the pseudo noise data PN2 and PN3 output from the pseudo noise generator 61 of the load controllers 60a and 60b are the same. It should be data, and through this, the load control unit 60a or 60b outputs the load control signal LC which is the same signal as the composite tone signal DTMF input to the central control unit 20. That is, the remote control system using the power line modem of the present invention minimizes the influence of noise during communication through the power line using the distributed spectrum method as described above, so that the load control signal LC is a complex for which the user wants to control a specific load. It has a signal that matches the tone signal DTMF. The load connection connecting units 70a and 70b are connected to a specific load among the plurality of loads 80a and 80b according to the load control signal LC, and control the connected specific load. For example, the home appliance may be turned on or off or the brightness of the lamp may be controlled. The pseudo noise data PN1 output from the pseudo noise generator 21 may have a different number of bits and a generation method according to the noise spectrum distribution on the power line.
도 3은 복합톤신호에 대한 의사잡음 데이터 및 디지털 변/복조신호의 타이밍도이다.3 is a timing diagram of pseudo noise data and a digital modulation / demodulation signal for a composite tone signal.
도 3에 도시된 바와 같이 중앙제어부(20)의 출력인 부하제어 송신데이터(LCTD)는 특정 부하를 제어하기 위한 복합톤신호(DTMF)와 의사잡음 데이터(PN1)와 논리곱한 신호이다. 중앙제어 전력선모뎀(40)의 출력인 부하제어 캐리어신호(LCF)는 ASK(Amplitude Shift Keying)변조 방식을 사용하는 경우에는 부하제어 송신데이터(LCTD)의 하이(High) 논리값을 갖는 구간에서만 변조된 주파수 신호가출력되고, FSK(Frequency Shift Keying)변조 방식을 사용하는 경우에는 부하제어 송신데이터(LCTD)의 하이(High) 논리값을 갖는 구간과 로우(Low) 논리값을 갖는 구간에서 서로 다른 변조된 주파수 신호가 출력된다. 부하제어 전력선모뎀(50a,50b)은 ASK변조 또는 FSK변조된 부하제어 캐리어신호(LCF)를 수신하여 이를 복조시켜 중앙제어부(20)의 출력인 부하제어 송신데이터(LCTD)와 동일한 신호인 부하제어 수신데이터(LCRD)를 출력하며, 부하제어부(60a,60b)의 출력인 부하제어신호(LC)는 부하제어 수신데이터(LCRD)와 의사잡음 데이터(PN1)와 동일한 데이터인 의사잡음 데이터(PN2,PN3)를 각 비트마다 곱하여 얻은 값을 의사잡음 데이터의 한 주기만큼 더한 뒤, 상관검파를 통하여 임계값을 넘으면 논리값 하이(High)로 하고 임계값 이하면 로우(Low)로 부하제어신호(LC)의 값을 결정한다.As shown in FIG. 3, the load control transmission data LCTD, which is an output of the central control unit 20, is a signal logically multiplied with the composite tone signal DTMF and the pseudo noise data PN1 for controlling a specific load. The load control carrier signal (LCF), which is the output of the central control power line modem 40, is modulated only in a section having a high logic value of the load control transmission data (LCTD) when the ASK (Amplitude Shift Keying) modulation method is used. When the frequency signal is output and the frequency shift keying (FSK) modulation scheme is used, the interval between the high logic value of the load control transmission data (LCTD) and the low logic value is different from each other. The modulated frequency signal is output. The load control power line modems 50a and 50b receive and demodulate the ASK modulated or FSK modulated load control carrier signal LCF and load control which is the same signal as the load control transmission data LCTD output from the central control unit 20. The reception data LCRD is output, and the load control signal LC, which is the output of the load control units 60a and 60b, is the same data as the load control reception data LCRD and the pseudo noise data PN1. The value obtained by multiplying PN3 by each bit is added by one period of pseudo-noise data, and after the threshold is detected through correlation detection, the logic value is high when the threshold value is exceeded and the load control signal (LC) is low when the threshold value is less than the threshold value. Determine the value of).
부하연결 접속부(70a,70b)는 부하제어신호(LC)에 의해 다수의 부하들(80a,80b) 중 특정부하와 연결 접속이 이루어지고, 연결접속된 특정부하를 제어한 후 제어된 현재의 부하 상태를 나타내는 부하신호(LR)를 부하제어부(60a,60b)로 출력한다. 부하제어부(60a,60b)는 부하신호(LR)를 수신하여 부하 주소에 해당하는 의사잡음 데이터(PN2,PN3)를 곱셈기(63)에 의해 곱한 부하응답 송신데이터(LRTD)를 출력한다. 부하제어 전력선모뎀(50a,50b)은 부하응답 송신데이터(LRTD)를 변조하여 전력선(1)으로 부하응답 캐리어신호(LRF)를 출력한다. 중앙제어 전력선모뎀(40)은 전력선(1)을 통해 입력되는 부하응답 캐리어신호(LRF)를 복조하여 부하응답 수신데이터(LRRD)를 출력한다. 중앙제어부(20)는 부하응답 수신데이터(LRRD)와 동일한 데이터인 의사잡음 데이터(PN1)를 곱셈기(25)에 의해 전원전압의 영점의 시각부터 곱한 후 상관검파에 의해서 부하응답신호(LRAD)를 출력한다. 음성데이터 저장부(30)는 부하응답신호(LRAD)에 따라 그에 해당하는 부하의 상태를 나타내는 음성데이터(VD)를 사용자의 전화기로 출력한다.The load connection connecting parts 70a and 70b are connected to a specific load among the plurality of loads 80a and 80b by the load control signal LC, and the current load controlled after controlling the connected specific load. The load signal LR indicating the state is output to the load control units 60a and 60b. The load control unit 60a or 60b receives the load signal LR and outputs load response transmission data LRTD obtained by multiplying the pseudonoise data PN2 and PN3 corresponding to the load address by the multiplier 63. The load control power line modems 50a and 50b modulate the load response transmission data LRTD and output the load response carrier signal LLF to the power line 1. The central control power line modem 40 demodulates the load response carrier signal LRF input through the power line 1 and outputs the load response reception data LRD. The central controller 20 multiplies the pseudo noise data PN1, which is the same data as the load response received data LRRD, by the multiplier 25 from the time point of the zero point of the power supply voltage, and then loads the load response signal LRAD by correlation detection. Output The voice data storage unit 30 outputs voice data VD indicating a load state corresponding to the load response signal LRAD to the user's telephone.
따라서 본 발명의 전력선모뎀에 의한 원격제어 시스템은 건물 내의 전화기 및 기존의 전력선을 이용하여 전력선 상에 발생되는 잡음에 대한 통신의 신뢰성을 향상시켜 공장, 빌딩 및 주택의 자동화 시스템을 용이하게 실현시킬 수 있다.Therefore, the remote control system using the power line modem of the present invention can easily realize the automation system of factories, buildings, and houses by improving the reliability of communication with respect to noise generated on the power lines by using telephones and existing power lines in buildings. have.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 전력선모뎀에 의한 원격제어 시스템은 다수의 부하들(80a, 80b)에 대해 다수의 군들로 묶어서, 각 군들의 각각의 부하들을 제어하기 위한 부하제어 캐리어신호(LCF)의 주파수를 다르게 하여 각 부하군들(80a, 80b)에 연결된 각 부하제어 전력선모뎀(50a,50b)의 대역통과필터(53)의 통과 대역 주파수를 상이하게 하여 각 부하군들(80a, 80b)의 다수의 부하들을 제어할 수 있다.As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the remote control system using the power line modem according to the present invention is grouped into a plurality of groups for a plurality of loads 80a and 80b, and load control for controlling respective loads of each group. By varying the frequency of the carrier signal LCF, the load band frequencies of the band pass filter 53 of the load control power line modems 50a and 50b connected to the load groups 80a and 80b are different. Multiple loads of 80a and 80b can be controlled.
또한 각 부하마다 고유의 주소를 할당하여 다수의 각 부하들을 용이하게 제어할 수도 있다.In addition, each load can be assigned a unique address to easily control a plurality of loads.
사용자의 전화기를 통해 건물 내에 위치한 다수의 부하들을 제어하기 위해 사용자의 전화기의 전화걸기에 의해 건물 내에 위치한 전화기의 링신호를 기다리고, 링신호 발생 후 중앙제어부(20) 및 음성데이터 저장부(30)에 의해 사용자 전화기로 비밀번호 등을 요청할 수도 있다.Waiting for the ring signal of the telephone located in the building by dialing the telephone of the user to control a plurality of loads located in the building through the user's telephone, and after generating the ring signal, the central control unit 20 and the voice data storage unit 30. It is also possible to request a password or the like from the user's telephone.
본 발명의 전력선모뎀에 의한 원격제어 시스템은 분산 스펙트럼 통신방식을사용한 전력선모뎀에 의해 전력선 상에서 발생되는 다양한 잡음에 의한 영향을 최소화하여 통신의 신뢰성을 증가시킬 수 있고, 별도의 선로 없이 전력선과 전화만을 사용하여 각종 시설을 전화로 용이하게 제어할 수 있다.The remote control system using the power line modem of the present invention can increase the reliability of communication by minimizing the influence of various noises generated on the power line by the power line modem using the distributed spectrum communication method, and only the power line and the telephone without a separate line It can be used to easily control various facilities by telephone.
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