KR100434656B1

KR100434656B1 - 유무선 복합 통신을 이용한 통합 원격검침 시스템

Info

Publication number: KR100434656B1
Application number: KR10-2001-0074592A
Authority: KR
Inventors: 김영덕
Original assignee: (주)누리텔레콤
Priority date: 2001-11-28
Filing date: 2001-11-28
Publication date: 2004-06-07
Also published as: KR20030043422A

Abstract

본 발명은 유무선 복합 통신을 이용한 통합 원격검침 시스템에 관한 것으로, 특히 본 발명은 전자식 계량기 또는 반전자식 계량기를 포함하며, 수용가의 에너지 사용량을 측정하여 내부 메모리에 저장하고, 검침 데이터 전송명령에 의해 내부 메모리에 저장된 검침 데이터와 함께 해당 수용가의 고유 ID를 전송하는 계량기와; 계량기와 연결되어 있으며, 계량기와 일정 규격에 준수한 통신 방식을 이용하여 통신하고, 계량기로부터 취득한 검침 데이터를 유무선 복합 통신 방식에 따라 정해진 경로로 전송하는 SCU와; SCU와 상호 연결되어 있으며, SCU와 유무선 복합 통신 방식을 통해 전송받은 계량기의 각종 데이터를 정해진 경로로 전송하는 중계 기능 및 데이터 변환 기능을 수행하는 MCU와; MCU와 상호 연결되어 있으며, 각종 프로토콜을 지원하고, 원격 다이얼 업 모뎀과 TCP/IP 통신방식으로 계량기로부터 송신되는 원시 검침 데이터를 취득함으로써 통신장비와 회선의 장애로 인한 문제점을 최소화하고, 검침 실행 후 모뎀의 초기화를 자동으로 실행시켜 모뎀의 행 업 상태를 미연에 방지하고, 검침 데이터를 취득하는 과정에서 사용하는 모뎀 또는 회선의 잡음이나 통신왜곡으로 데이터가 손상되는 경우 즉시 관리자에게 경보 메시지를 전달하는 FEP; 및 LAN망을 통해 FEP와 상호 연결되어 있으며, FEP로부터 송신되는 각종 데이터를 데이터베이스화하고, 주전산기의 요금관리시스템과의 고객정보, 검침 데이터의 송수신 연계 기능을 수행하며 FEP로부터 수신한 검침 데이터를 관리하는 AMR 서버를 포함한다. 따라서, 본 발명에 의하면 실측된 검침 데이터를 다양한 유무선 복합 통신 중 어느 하나를 이용하여 원격지로 전송함으로써, 검침원의 방문없이 원격에서 에너지 사용량을 검침할 수 있는 효과가 있다.

Description

유무선 복합 통신을 이용한 통합 원격검침 시스템{Integrated Automatic Meter Reading System using Wire/Wireless Multiple Communication}

본 발명은 유무선 복합 통신을 이용한 통합 원격검침 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 에너지(예컨대, 전기, 가스, 수도, 온수, 열량, 냉방열량, 난방유량, 냉방유량 등)의 사용량을 실측하여 실측된 데이터를 다양한 유무선 복합 통신(예컨대, CATV, PSTN, LAN, 블루투스, RF망, PCS, 저궤도 위성 통신망 등) 중 어느 하나를 이용하여 원격지로 전송함으로써, 검침원의 방문없이 원격에서 에너지 사용량을 검침할 수 있는 유무선 복합 통신을 이용한 통합 원격검침 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 상수도, 가스, 전기 등에 대한 종래의 계량기 검침방법은 검침원들이 직접 계량기를 찾아가서 계량기 수치를 확인하고, 확인한 데이터를 기록한 후, 다시 기록된 내용을 컴퓨터에 입력하는 과정으로 이루어져 있다. 그러므로, 이러한 과정을 수행하는 중에 착오가 발생될 경우에 발생된 착오에 대한 문제는 수요자 또는 국가의 손실로 이어지게 된다. 또한, 이러한 계량기는 정기적인 점검과 교환이 이루어져야 하지만 교환시기와 정기점검시기에 대한 정보가 없기 때문에 교환과 점검을 위해 구입한 부품들이 방치되어 막대한 자금을 낭비하는 경우가 발생된다. 따라서, 이러한 문제를 해결하기 위해 여러 가지 방식의 원격검침 시스템이 개발되어 왔다.

예를 들어, 핸디터미널을 이용하여 수용가를 검침원이 직접 방문하여 현장에서의 검침 데이터를 입력하는 방식이 개발되었다. 그렇지만, 이러한 방식은 전산자료의 입력과정을 단축하였다는 장점이 있으나, 검침원이 직접 검침하여 데이터를입력하므로 직접 검침에 따른 인건비 절감에는 기여하지 못한다는 단점 때문에 실효를 거두지 못하는 실정이다. 또한, 수용가에 설치된 각종 계량기(전기 계량기, 가스 계량기, 수도 계량기 등)의 사용량을 검침원이 수용가를 직접 방문하지 않고 유/무선의 통신매체를 이용하여 컴퓨터로 원격 검침하는 각종 시스템을 원격검침에 적용하고 있다. 이러한 원격검침 시스템에는 계량기와 이동 통신망 또는 PSTN 등과의 데이터 교환을 위해 유/무선 모뎀을 사용하고 있지만, 종래의 유/무선 모뎀은 단지 상호간의 데이터 교환을 중계하는 역할만을 수행하기 때문에 유/무선 모뎀의 작동상태를 정확하게 파악할 수 없는 문제가 있다.

또한, 기존의 원격검침 시스템은 특정 통신망만을 이용하여 검침 데이터를 원격지로 전송하기 때문에 특정 통신망을 구현할 수 없는 지역에서는 검침 데이터를 획득할 수 없고, 고장 또는 통신망 장애가 발생할 시 대체 방안이 없어 검침 서비스를 수행할 수 없다는 문제가 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 에너지의 사용량을 실측하여 실측된 데이터를 다양한 유무선 복합 통신 중 어느 하나를 이용하여 원격지로 전송함으로써, 검침원의 방문없이 원격에서 에너지 사용량을 검침할 수 있는 유무선 복합 통신을 이용한 통합 원격검침 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 특정 통신망에 의한 검침 서비스가 불가능한 지역에서는 다른 통신망을 이용하여 검침 서비스를 수행함으로써, 모든 수용가의 검침 데이터를 획득할 수 있는 유무선 복합 통신을 이용한 통합 원격검침 시스템을 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 통합 원격검침 시스템의 전체적인 구성을 보여주는 서비스도이고,

도 2는 본 발명에 따른 SCU의 내부 구성을 보여주는 블록도이고,

도 3은 본 발명에 따른 MCU의 내부 구성을 보여주는 블록도이고,

도 4는 본 발명에 따른 MCU의 검침 데이터 수집과정을 설명하는 흐름도이다.

♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣

110, 115: 계량기 120, 125: SCU

130: MCU 140: FEP

150: LAN망 160: AMR 서버

170: DB 210: 계량기 인터페이스부

220: CPU 230: 메모리부

240: 에너지 처리부 250: 상태 표시부

260: 외부 유/무선 인터페이스부

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 수용가의 에너지 사용량을 측정하여 검침 데이터를 원격으로 전송하고, 전송된 검침 데이터를 기초로 각 수용가의 에너지 사용량을 원격지에서 확인하는 원격검침 시스템에 있어서, 전자식 계량기 또는 반전자식 계량기를 포함하며, 수용가의 에너지 사용량을 측정하여 내부 메모리에 저장하고, 검침 데이터 전송명령에 의해 내부 메모리에 저장된 검침 데이터와 함께 해당 수용가의 고유 ID를 전송하는 계량기와; 계량기와 연결되어 있으며, 계량기와 일정 규격에 준수한 통신 방식을 이용하여 통신하고, 계량기로부터 취득한 검침 데이터를 유무선 복합 통신 방식에 따라 정해진 경로로 전송하는 SCU와; SCU와 상호 연결되어 있으며, SCU와 유무선 복합 통신 방식을 통해 전송받은 계량기의 각종 데이터를 정해진 경로로 전송하는 중계 기능 및 데이터 변환 기능을 수행하는 MCU와; MCU와 상호 연결되어 있으며, 각종 프로토콜을 지원하고, 원격 다이얼 업 모뎀과 TCP/IP 통신방식으로 계량기로부터 송신되는 원시 검침 데이터를 취득함으로써 통신장비와 회선의 장애로 인한 문제점을 최소화하고, 검침 실행 후 모뎀의 초기화를 자동으로 실행시켜 모뎀의 행 업 상태를 미연에 방지하고, 검침 데이터를 취득하는 과정에서 사용하는 모뎀 또는 회선의 잡음이나 통신왜곡으로 데이터가 손상되는 경우 즉시 관리자에게 경보 메시지를 전달하는 FEP; 및 LAN망을 통해 FEP와 상호 연결되어 있으며, FEP로부터 송신되는 각종 데이터를 데이터베이스화하고, 주전산기의 요금관리시스템과의 고객정보, 검침 데이터의 송수신 연계 기능을 수행하며 FEP로부터 수신한 검침 데이터를 관리하는 AMR 서버를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 유무선 복합 통신을 이용한 통합 원격검침 시스템에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 통합 원격검침 시스템(100)의 전체적인 구성을 보여주는 서비스도로서, 본 통합 원격검침 시스템(100)은 계량기(110), 유무선 모뎀(SCU)(120), 중계기(MCU)(130), FEP(Front End Processor)(140), LAN망(150), 원격검침 서버(AMR 서버)(160) 및 데이터베이스(170)를 포함하여 구성되어 있다.

계량기(110)는 전자식 계량기 또는 반전자식 계량기를 포함하며, 수용가의 에너지 사용량을 측정하여 내부 메모리에 저장하고, 검침 데이터 전송명령에 의해 내부 메모리에 저장된 검침 데이터와 함께 해당 수용가의 고유 ID를 전송하는 역할을 수행한다. 계량기는 단상 2선식 회로에서 단독으로 부설하여 시간대별 유효 전력량 계량 및 제반 자료의 기록이 가능하여야 하고, 계기에 착탈식 모뎀을 부착하여 무선 및 전력선 방식의 원격검침이 가능하여야 한다.

SCU(120)는 계량기(110)와 일정 규격에 준수한 통신 방식(예컨대, 직렬 통신, 펄스 데이터 인터페이스, 적외선 통신)을 이용하여 통신하고, 계량기(110)로부터 취득한 검침 데이터를 유무선 복합 통신 방식에 따라 정해진 경로[예컨대, MCU(130)]로 전송하는 역할을 수행한다. 예를 들어, SCU(120)와 계량기(110)가 적외선 통신 방식에 의해 통신하는 경우에는 IEC 1107의 "Data exchange for meterreading, tariff and load control Direct local data exchange" 규격을 기준으로 이루어지며, 800∼1000nm의 파장의 가지는, 최대 1600lux까지 주위 빛 세기에 영향을 받지않는 구조로 이루어지고, 전자식 계량기와의 물리적 절연구조를 갖는 광통신 방식을 채택한다. SCU(120)와 계량기(110)간의 통신 프로토콜은 통신속도 9600bps를 유지하고, 시작비트(1비트), 데이터비트(7비트), 패리티비트(1비트), 정지비트(1비트)로 이루어져 있다. 또한, SCU(120)는 인터페이스 케이블을 이용하여 PC용 프로그램과 통신이 가능하며, SCU(120)의 초기화시는 특정 중계기(MCU)의 ID, 자신의 ID 및 사용될 주파수를 설정 및 수정할 수 있다. SCU(120)의 상세한 내부 구성은 도 2를 참조하여 설명한다.

MCU(130)는 SCU(120)와 유무선 복합 통신 방식을 통해 전송받은 계량기(110)의 각종 데이터를 정해진 경로[예컨대, FEP(140)]로 전송하는 중계 기능 및 데이터 변환 기능을 수행한다. MCU(130)와 SCU(120)간의 유무선 복합 통신 방식에는 CATV, PSTN, LAN, PLC, RS-485, 블루투스, RF망을 통한 폴링 방식, CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect), 수정 P-CSMA(Persistent Carrier Sense Multiple Access), Event Driven 방식 등이 포함되며, MCU(130)에서 각 SCU(120)로 데이터 전송에 대해 질의하고 준비된 SCU(120)에서 응답 신호가 오면 통신 권한을 부여하는 폴링 방식에 의해 통신한다. 도 1에는 MCU(130)에 하나의 SCU(120)만이 결합되어 있는 것으로 도시되어 있지만, 각 계량기(110)의 수에 따라 다수개의 SCU(120)가 결합되어 있다. MCU(130)는 특정 수용가의 SCU(120)와 1:1로 통신하고, 각 SCU(120)의 모든 파라미터를 조회, 수정, 변경할 수 있다. 또한, 통신 케이블을연결하여 현장에서 SCU(120)의 모든 파라미터를 조회, 수정, 변경할 수도 있다.

MCU(130)는 자신의 영역 밖에 존재하는 SCU(125)가 있을 경우, 자신의 영역 내에 존재하는 임의의 SCU(예컨대, 120)를 통해 영역 밖에 있는 SCU(125)의 검침 데이터를 수집하도록 설정할 수 있다. 따라서, MCU(130)의 영역 내에 존재하며 MCU(130) 영역 밖의 다른 SCU(125)의 검침 데이터를 수집하도록 설정된 특정 SCU(120)는 영역 밖의 SCU(125)로부터 검침 데이터를 수집하여 MCU(130)로 중계할 수 있는 기능을 포함하여야 한다. MCU(130)의 상세한 내부 구성은 도 3을 참조하여 설명한다.

FEP(140)는 MCU(130)와 상호 연결되어 있으며, 최대 16개의 다이얼 업 회선을 수용할 수 있는 통신처리모듈을 4개까지 탑재할 수 있는 확장성을 가지고, TCP/IP, SLIP, PPP, Async Protocol 등을 지원하며 각종 통신망(예컨대, IMT-2000, PCS, Cellular, PST(D)N, CATV, TRS, 저궤도 위성 통신망)을 이용하여 MCU(130)와 데이터를 교환하고, 통신장비와 회선의 장애로 인한 문제점을 최소화하는 기능을 수행한다.

또한, 포트별 상태감시로 문제의 원인을 정확하고 신속하게 판단하며, 검침 실행 후 모뎀의 초기화를 자동으로 실행시켜 모뎀의 행 업(Hang up)상태를 미연에 방지하고, 검침 데이터를 취득하는 과정에서 사용하는 모뎀 또는 회선의 잡음이나 통신왜곡으로 데이터가 손상되는 경우 즉시 관리자에게 경보 메시지를 전달하는 기능을 수행한다. 또한, AMR 서버(160)로부터 인가되는 중계기 번호, SCU 번호, 검침주기, 계기고유번호 등의 초기 정보를 수신하여 자동 설정하고, MCU(130)로부터 취득한 검침 데이터를 설정된 통신망[예컨대, LAN(150)]을 통해 AMR 서버(160)로 전송한다.

FEP(140)는 MCU(130)에서 처리된 각종 데이터를 MCU(130)와 AMR 서버(160)간의 통신을 통해 AMR 서버(160)로 전달해 주는 집합형 형태의 통신모듈 및 LAN망(150)으로 접속해 주는 통신변환 모듈을 포함하여 구성되어 있다.

AMR 서버(160)는 LAN망(150)을 통해 FEP(140)와 상호 연결되어 있으며, 데이터베이스(170)를 관리하는 서버로서, 주전산기의 요금관리시스템과의 고객정보, 검침 데이터의 송수신 연계 기능을 수행하며 FEP(140)로부터 수신한 검침 데이터를 관리하는 기능을 수행한다. 또한, AMR 서버(160)는 주전산기로부터 받은 데이터베이스 정보를 이용하여 고객 마스터용 데이터베이스를 신규 생성, 자동 갱신, 검침통계관리를 담당하는 데몬 형태의 프로세서를 가지며, 해당 정보를 인터넷을 통하여 조회하는 기능을 포함하고 있다.

AMR 서버(160)에서의 모든 통신에 필요한 기능은 소프트웨어적으로 처리되도록 구현되어 있으며, 서버 소프트웨어는 클라이언트 모듈(PA-CLT), 서버 모듈(PA-SVR), 통신 처리 모듈(PA-FEPC), 마스터 관리 모듈(PA-MST), 스케줄 관리 모듈(PA-SCHD), DB 관리 모듈(PA-DBMS), 검침 관리 모듈(PA-MDPR) 및 계기 제어 모듈(PA-MCPR)로 이루어져 있다.

클라이언트 모듈과 서버 모듈은 원격검침 전용 클라이언트/서버 소프트웨어로서, 검침 데이터 조회, 각종 통계 데이터 조회, 계기 제어명령 등을 사용자가 쉽게 사용할 수 있도록 GUI 환경으로 개발된 모듈이며 사용자들이 사용하는 기본적인툴이다.

PA-FEPC는 FEP(140)와 연동하여 정확하고 신속하게 검침 데이터를 취득하고 부하 제어를 효율적으로 실현시켜주는 통신 처리 모듈이다. FEP(140)와의 통신은 서버 형태의 데몬 프로세스로 운영되고 FEP(140)의 증설로 인한 서버의 병목현상을 최소화하기 위하여 동적 프로세서의 생성 기법을 사용하여 통신 처리 및 자료 처리의 시간차를 해소하고, FEP(140)의 요청을 즉시 처리할 수 있도록 구현되어 있다. 또한, CRC의 해석 및 재전송 요구를 통한 신뢰성 있는 통신을 보장하며, FEP(140)가 각종 전자식 계량기로부터 취득한 단일 프로토콜을 이용하여 통신을 수행한다.

PA-MST는 고객정보를 데이터베이스화하여 저장 보관하고 계량기로부터 취득한 해당 계량기의 기본 정보를 이용하여 원격검침의 기본 마스터를 구축하여 관리하는 마스터 관리 모듈이다. 고객 마스터 정보는 신규 생성 또는 갱신하여 항상 최신 상태를 유지하고, 신규 등록 또는 갱신한 내역은 1년 이상 보관하여 그 히스토리를 관리할 수 있도록 구현하는 것이 바람직하다.

PA-SCHD는 검침 스케줄을 관리하는 스케줄 관리 모듈로서, 계기 제작사, 계기 번호, 검침주기, 정기 검침일, 검침 우선순위 등을 입력, 조회, 수정 및 삭제할 수 있다. 또한, FEP(140)로부터 데이터 요청이 있을 경우 전체 데이터 또는 동기가 되어 있지 않은 신규 데이터만을 선별하여 전송해 줄 수 있으며, FEP(140)로부터 수신한 검침 데이터가 스케줄 DB와 상이할 경우 실시간으로 변경할 자료를 검색하여 FEP(140)로 전송해 주어 자료를 일치시키도록 유지한다.

PA-DBMS는 자료를 효율적으로 관리하기 위하여 사용하는 고수준의 데이터를보관 및 처리하는 모듈이다. 데이터베이스를 적절하고 효과적으로 사용하기 위해서는 관리자가 상당한 지식과 경험을 필요로 하는데, 부적절한 명령어 처리로 중요 자료의 소실 등을 유발하는 것을 방지하기 위해 DB 관리 모듈은 자료의 백업과 삭제 그리고 재생성 등의 기본적인 운영에 필요한 부분을 GUI화하여 제공함으로써, 운영자가 쉽게 원격검침 DB를 관리하도록 지원한다. 또한, 자료 처리 및 관리의 효율화를 위하여 데이터의 유효기간을 설정하여 기간 경과시 자동 삭제 기능을 제공함으로써, 항상 적절한 용량을 유지하도록 한다. 또한, 검침 데이터의 논리적 일관성 유지를 위하여 펄스 데이터의 누락을 방지하고, 계기 또는 모뎀의 변경시 자동으로 자료를 갱신하여 연속적인 검침이 가능하도록 지원한다.

PA-MDPR은 데이터를 저장 및 가공하고, 통신 처리 모듈의 에러 검증 과정을 거친 펄스 데이터와 이를 가공한 시간별, 일별, 월별집계 데이터를 데이터베이스에 보관하며, 코드 변환 기능을 통하여 중간 검침, 정기 검침 데이터 등을 요금 계산용 정보로 제공하는 검침 관리 모듈이다. 자료 처리 과정에서 문제점이 발생하거나 검침 데이터의 비정상 상태가 발생하면 즉시 운영자에게 통보하여 즉각적으로 필요한 조치를 취할 수 있도록 운용하고, 정기 검침의 경우 고객 번호의 조정구 코드를 이용하여 해당일에 자동으로 검침이 이루어지도록 하고, 장애로 인해 검침이 실패한 경우 장애 원인 제거시 자동으로 재검침이 이루어지도록 운영하여 검침 DB를 갱신하도록 운용한다. 또한, 펄스 검침, 정기 검침시 계기의 정전이나 계기의 장애 코드를 분석하여 장애 원인에 대한 정보를 제공하여 계기 담당자가 즉시 조치를 취할 수 있도록 지원한다.

PA-MCPR은 계량기의 펄스 시간이 규정된 시간과 상이하거나 현재 시간이 오차가 발생할 때 타임 셋 기능과 계기의 장애를 원격에서 클리어 시킬 수 있는 계기 제어 모듈이다. 따라서, 관리자가 현장을 방문하지 않고 원격에서 원하는 작업을 수행할 수 있다.

SCU(120)와 MCU(130)간의 통신 및 MCU(130)와 FEP(140)를 통한 AMR 서버(160)간의 통신에는 통신에 대한 신뢰성을 보장하기 위한 에러 보정 기능(예컨대, 맨체스터 코딩, BCH 코딩, FEC 코딩, CDMA 코딩 등) 및 데이터 암호화 알고리즘이 적용된다. 또한, MCU(130)와 FEP(140)를 통한 AMR 서버(160)간의 통신 방식 중 RF 통신은 출력 세기를 100mW 이상으로 하고, 수신 감도를 -110dBm 이상으로 하여 통달 거리를 1Km 이상(LOS 기준) 구현함으로써, 통신 커버리지를 극대화 시키는 것이 바람직하다.

도 2는 본 발명에 따른 SCU(200)의 내부 구성을 보여주는 블록도로서, SCU(200)는 계량기 인터페이스부(210), CPU(220), 메모리부(230), 에너지 처리부(240), 상태 표시부(250) 및 외부 유/무선 인터페이스부(260)를 포함하여 구성되어 있다.

계량기 인터페이스부(210)는 각종 계량기(예컨대, 전자식 계량기, 반전자식 계량기)로부터 입력되는 데이터의 형식, 동작 속도 및 동작 타이밍을 조절하여 입출력 데이터를 처리 규격에 맞도록 인터페이싱하는 역할을 수행한다. 계량기는 제조사 및 모델명에 따라 통신 프로토콜 및 동작속도가 상이하기 때문에 이러한 입력 데이터를 CPU(220)가 직접 관리하면 CPU(220)의 성능을 저하시키게 된다. 따라서,CPU(220)는 본연의 임무를 수행하고, 데이터 교환에 관한 입출력 작업은 계량기 인터페이스부(210)가 전담하여 처리함으로써, CPU(220)의 부담을 덜고 전체 SCU(200)의 시스템 성능을 높일 수 있다.

계량기 인터페이스부(210)에는 프로토콜 처리부 및 펄스정보 보정 처리부를 포함하여 각각의 계량기와의 통신 규약을 처리하고, 히스테리시스 펄스 방식으로 전송되는 검침 정보를 수신하여 이상상태를 파악 및 수정하도록 계량기 인터페이스부(210)로부터 입력되는 각종 데이터(예컨대, 검침 데이터, SCU ID 등)를 수신 및 처리하는 역할을 수행한다.

CPU(220)는 계량기 인터페이스부(210)에 연결되어 있으며, 계량기 인터페이스부(210)로부터 인가되는 데이터를 수신하여 판독하고, 판독된 데이터에 따른 SCU(200)의 현재 상태를 외부로 표시하고, 특정 데이터(예컨대, 검침 데이터 및 SCU ID)를 저장하도록 프로그래밍 하고, 설정된 통신 방식에 따른 MCU(130)와의 데이터 교환을 총괄 제어하는 역할을 수행한다.

메모리부(230)는 CPU(220)와 상호 연결되어 있으며, CPU(220)로부터 인가되는 각종 데이터(예컨대, 검침 데이터)를 수신하여 일정 영역에 저장하고, CPU(220)의 추출명령에 따라 해당 데이터를 추출하여 전송하는 역할을 수행한다. 또한, 메모리부(230)에는 SCU(200)의 기능별 동작을 수행하는 동작 프로그램을 저장하여 CPU(220)의 지령에 따라 해당 프로그램을 수행하도록 지원한다.

에너지 처리부(240)는 CPU(220)와 상호 연결되어 있으며, SCU(200)의 동작에 필요한 전원을 공급 및 차단하고, 공급되는 에너지의 품질 및 상태를 파악하여CPU(220)로 통보해주는 역할을 수행한다. 에너지 처리부(240)에는 공급되는 에너지의 상태를 파악하여 에너지 공급이 끊어졌을 때 이를 CPU(220), AMR 서버(160) 및 수용가의 통신 단말장치 등으로 통보하는 에너지 상태 통보부, 전원 공급이 차단됐을 때 동작에 필요한 긴급 전원을 공급하는 예비 전원부, 상습 대금 연체, 계약 에너지 초과 사용 또는 재난 등의 사고가 발생했을 때 에너지 공급을 자동 차단하는 공급 차단부, 공급되는 현재의 에너지 품질(예컨대, 전압, 주파수 등)을 측정해 주는 에너지 품질 측정부 등이 포함된다. 에너지 처리부(240)에서 측정된 각종 데이터는 SCU(200)의 CPU(220)를 통해 해당 경로[예컨대, MCU(130), AMR 서버(160), 수용가의 통신 단말장치]로 전달되거나, 에너지 처리부(240)에서 직접 해당 경로로 전달될 수 있도록 구현할 수 있다.

상태 표시부(250)는 CPU(220)에 연결되어 있으며, CPU(220)로부터 인가되는 데이터 흐름 및 SCU(200)의 현재 상태를 LED 또는 스피커를 통해 가시 또는 가청할 수 있도록 표시해 주는 역할을 수행한다.

외부 유/무선 인터페이스부(260)는 CPU(220)와 상호 연결되어 있으며, 설정된 통신 방식(즉, 유무선 복합 통신 방식)에 따른 데이터 형식(예컨대, 통신 프로토콜), 동작 속도 및 동작 타이밍을 조절하여 MCU(130) 등과 통신하도록 인터페이싱 하는 역할을 수행한다. 여기에서, SCU(120)와 MCU(130)간의 유무선 복합 통신 방식에는 CATV, PSTN, LAN, PLC, RS-485, 블루투스, RF망을 통한 폴링 방식, CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect), 수정 P-CSMA(Persistent Carrier Sense Multiple Access), Event Driven 방식 등이 포함되며, MCU(130)에서 각 SCU(120)로 데이터 전송에 대해 질의하고 준비된 SCU(120)에서 응답 신호가 오면 통신 권한을 부여하는 폴링 방식에 의해 통신한다. 전술한 통신 방식에 따른 통신 카드를 외부 유/무선 인터페이스부(260)에 결합함으로써 해당 통신 방식으로 SCU(120)와 MCU(130)간의 데이터 통신이 이루어지며, 전술한 유무선 복합 통신 방식 이외에도 다른 통신 방식을 사용할 수 있음은 물론이다. 유무선 복합 통신 방식을 구현하기 위한 통신 카드의 내부 구성 및 동작관계는 본 기술분야의 당업자에게 널리 공지된 것이므로 여기에서는 상세한 설명을 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 MCU(300)의 내부 구성을 보여주는 블록도로서, 본 MCU(300)는 중계 및 변환 처리부(310), 상태 관리부(320), 동작상태 판별부(330) 및 권한부여 처리부(340)를 포함하여 구성되어 있다.

중계 및 변환 처리부(310)는 SCU(200)의 외부 유/무선 인터페이스부(260)를 통해 계량기(110)로부터 전송되는 데이터를 송수신하여 FEP(140)를 통해 AMR 서버(160)로 전달하고, 통신 규격에 맞게 해당 데이터를 변환하는 기능을 수행한다. 중계 및 변환 처리부(310)에는 해당 데이터를 AMR 서버 통신 경로로 전달하는 통신 모듈이 포함되어 있다. 상태 관리부(320)는 해당 계량기(110)로부터 인가되는 데이터의 형식 등을 조정하기 위해 전송되는 데이터의 계량기(110)에 대한 제작사 및 모델명을 관리하는 역할을 수행한다. 동작상태 판별부(330)는 SCU(200)의 출력 레벨, 망 에러 상태, 루프 백을 통한 망의 통신 품질 등을 측정하는 역할을 수행한다. 권한부여 처리부(340)는 음영 지역에 위치한 계량기(115)의 데이터를 수집하기 위해 MCU(300)의 영역 내에 위치한 임의의 SCU(120)에 데이터 수집 및 중계권한을부여하는 역할을 수행한다. MCU(300)는 지정된 SCU(120)와 1:1 직접 검침을 수행하지만, 직접 검침을 수행할 수 없는 음영지역의 SCU(125)를 검침하기 위해서는 자동으로 중계 ID를 검색하여 경로를 확보한 후, 중계 가능한 SCU(120)를 통해 중계 검침을 수행한다.

MCU(300)는 초기 설치시 FEP(140)로부터 SCU ID 리스트 등록 명령을 받아 자동으로 해당 리스트를 등록하고, 전체 루프백 테스트를 실시하여 직접 검침을 수행할 수 없는 음영지역의 SCU에 대하여 중계 ID를 확보하여야 한다. SCU ID는 수동으로 추가 및 삭제가 가능하며, MCU(300)의 환경 설정에서 검침주기를 설정하면 MCU(300)에 등록된 모든 SCU에 대하여 순차적으로 월별 또는 일별 검침을 자동 수행한다.

MCU(300)의 동작에 사용되는 소프트웨어, FEP(140) 및 AMR 서버(160)에 대한 동작관계는 본 출원인에 의해 선출원된 국내특허출원번호 제2001-65028호("원격검침 시스템")를 원용한다.

이하에서는, 본 발명에 따른 유무선 복합 통신을 이용한 통합 원격검침 시스템에 대한 동작 관계를 첨부된 도면에 의거하여 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 MCU의 검침 데이터 수집과정을 설명하는 흐름도이다. 먼저, MCU는 검침하고자 하는 특정 SCU의 Relay_ID 필드를 확인한다(S405). 해당 SCU의 Relay_ID 필드는 유효한 값으로 설정되어 있어야 하며, 유효한 Relay_ID 필드값은 0∼1000값이다. 만약, Relay_ID 필드에 임의의 SCU ID가 기입되어 있으면중계 검침으로 검침 데이터를 수집할 수 있다. MCU는 Relay_ID가 초기 상태(즉, '0')인가를 판단(S410)하여 초기 상태이면 해당 SCU로 직접 검침 데이터를 요구한다(S410). 다음에, MCU는 일정 시간을 대기하고, 해당 SCU로부터 검침 데이터에 대한 응답이 있는가를 판단(S415)하여 응답이 없으면 해당 SCU로 검침 데이터를 재 요구하고(S435), 응답이 있는 경우 검침 데이터를 저장한다(S420). 여기에서, MCU와 SCU간의 통신 방식에는 CATV, PSTN, LAN, PLC, RS-485, 블루투스, RF망을 통한 폴링 방식, CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect), 수정 P-CSMA(Persistent Carrier Sense Multiple Access), Event Driven 방식 등이 포함되며, MCU에서 각 SCU로 데이터 전송에 대해 질의하고 준비된 SCU에서 응답 신호가 오면 통신 권한을 부여하는 폴링 방식에 의해 통신한다. 따라서, SCU의 외부 유/무선 인터페이스부는 설정된 통신 방식에 적합한 인터페이싱을 구현할 수 있어야 한다.

재 검침시(S435) 해당 SCU로부터 검침 데이터에 대한 응답이 있는가를 다시 한 번 판단(S440)하여 응답이 있을 경우 검침 데이터를 저장하고(S420), 응답이 없으면, 등록된 다음 SCU를 판단(S425)하여 있을 경우 다시 중계 ID를 확인하며(S405), 등록된 다음 SCU가 없을 경우 검침 결과와 정보를 AMR 서버로 통보한다(S430). FEP를 통한 MCU와 AMR 서버간의 통신 방식은 IMT-2000, PCS, Cellular, PST(D)N, CATV, TRS, 저궤도 위성 통신망 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있으며,

중계 ID가 있을 경우(S405) 중계 검침(S445)을 수행하고, 해당 SCU로부터 응답이 없을 때(S450) 중계 재검침(S455)을 수행하게 된다. 중계 재검침도 마찬가지로 응답이 있을 경우 검침 데이터를 저장(S420)하게 되고, 응답이 없을 경우 등록된 다음 SCU가 있는지 확인한다(S425).

일반적으로, MCU의 영역 밖에 존재하는 특정 SCU는 MCU의 영역 내에 존재하는 인접 SCU와 비슷한 ID값을 갖고 있으므로 중계 검침을 필요로 하는 특정 SCU의 ID값보다 작은 ID를 갖는 SCU로 중계 루프백을 시도한다. 이와 같은 방법으로 MCU 영역 밖에 존재하는 SCU의 ID를 수집하여 중계 검침 필드에 중계를 성공시킨 해당 SCU의 ID를 기입하고 검침에 사용한다. 따라서, 검침이 되지 않은 SCU는 AMR 서버의 요구에 따라 관리자가 지정한 중계 ID로 중계 검침을 시행하거나 관리자가 현장을 방문하여 문제점을 해결하도록 유도할 수 있다.

일반적으로, 주기적 검침을 1시간 단위를 최소로 하여 본 원격검침 시스템을 운용할 때, SCU 1대에 대한 검침은 3초 정도가 소요된다. 따라서, 하나의 MCU에 최대 가입자(1000)가 있는 경우 검침 소요시간은 3000초(즉, 1000대 ×3초)이다. 주기적 검침을 AMR 서버로 보고할 때까지는 대략 600초 정도의 시간이 여유가 있으므로 이 시간을 중계 검침과 검침 필드 확인하는데 사용할 수 있다. 예를 들어, 중계 검침 대상을 전체 SCU의 5% 미만으로 가정하고 중계 검침에 소요되는 시간을 직접 검침의 2배인 6초로 계산하면 300초(즉, 50대 ×6초)이며, 중계 검침 필드 확인에 소요되는 시간은 전체 SCU의 5% 미만이므로 300초(즉, 50대 ×6초)가 소요된다. 따라서, 1시간 내 검침이 가능하다.

이상의 설명은 하나의 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며 첨부한 특허청구범위 내에서 다양하게 변경 가능한 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소의 형상 및 구조는 변형하여 실시할 수 있을 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 유무선 복합 통신을 이용한 통합 원격검침 시스템에 의하면, 실측된 검침 데이터를 다양한 유무선 복합 통신 중 어느 하나를 이용하여 원격지로 전송함으로써, 검침원의 방문없이 원격에서 에너지 사용량을 검침할 수 있는 효과가 있다.

또한, 특정 통신망에 의한 검침 서비스가 불가능한 지역에서는 다른 통신망을 이용하여 검침 서비스를 수행함으로써, 모든 수용가의 검침 데이터를 획득할 수 있는 효과가 있다.

Claims

수용가의 에너지 사용량을 측정하여 검침 데이터를 원격으로 전송하고, 전송된 상기 검침 데이터를 기초로 각 수용가의 에너지 사용량을 원격지에서 확인하는 원격검침 시스템에 있어서,

전자식 계량기 또는 반전자식 계량기를 포함하며, 수용가의 에너지 사용량을 측정하여 내부 메모리에 저장하고, 검침 데이터 전송명령에 의해 내부 메모리에 저장된 검침 데이터와 함께 해당 수용가의 고유 ID를 전송하는 계량기;

상기 계량기와 연결되어 있으며, 상기 계량기와 일정 규격에 준수한 통신 방식을 이용하여 통신하고, 상기 계량기로부터 취득한 검침 데이터를 유무선 복합 통신 방식에 따라 정해진 경로로 전송하는 SCU;

상기 SCU와 상호 연결되어 있으며, 상기 SCU와 유무선 복합 통신 방식을 통해 전송받은 상기 계량기의 각종 데이터를 정해진 경로로 전송하는 중계 기능 및 데이터 변환 기능을 수행하는 MCU;

상기 MCU와 상호 연결되어 있으며, 각종 프로토콜을 지원하고, 원격 다이얼 업 모뎀과 TCP/IP 통신방식으로 상기 계량기로부터 송신되는 원시 검침 데이터를 취득함으로써 통신장비와 회선의 장애로 인한 문제점을 최소화하고, 검침 실행 후 모뎀의 초기화를 자동으로 실행시켜 모뎀의 행 업 상태를 미연에 방지하고, 상기 검침 데이터를 취득하는 과정에서 사용하는 모뎀 또는 회선의 잡음이나 통신왜곡으로 데이터가 손상되는 경우 즉시 관리자에게 경보 메시지를 전달하는 FEP; 및

LAN망을 통해 상기 FEP와 상호 연결되어 있으며, 상기 FEP로부터 송신되는 각종 데이터를 데이터베이스화하고, 주전산기의 요금관리시스템과의 고객정보, 검침 데이터의 송수신 연계 기능을 수행하며 상기 FEP로부터 수신한 검침 데이터를 관리하는 AMR 서버를 포함하고,

상기 SCU는

상기 계량기로부터 입력되는 데이터의 형식, 동작 속도 및 동작 타이밍을 조절하여 입출력 데이터를 처리 규격에 맞도록 인터페이싱하는 계량기 인터페이스부;

상기 계량기 인터페이스부에 연결되어 있으며, 상기 계량기 인터페이스부로부터 인가되는 데이터를 수신하여 판독하고, 판독된 데이터에 따른 상기 SCU의 현재 상태를 외부로 표시하고, 검침 데이터 및 SCU ID를 포함하는 데이터를 저장하도록 프로그램밍 하고, 설정된 통신 방식에 따른 상기 MCU와의 데이터 교환을 총괄 제어하는 CPU;

상기 CPU와 상호 연결되어 있으며, 상기 CPU로부터 인가되는 각종 데이터를 수신하여 일정 영역에 저장하고, 상기 CPU의 추출명령에 따라 해당 데이터를 추출하여 전송하고, 상기 SCU의 기능별 동작을 수행하는 동작 프로그램을 저장하여 상기 CPU의 지령에 따라 해당 프로그램을 수행하도록 지원하는 메모리부;

상기 CPU와 상호 연결되어 있으며, 동작에 필요한 전원을 공급 및 차단하고, 공급되는 에너지의 품질 및 상태를 파악하여 상기 CPU로 통보해주는 에너지 처리부;

상기 CPU에 연결되어 있으며, 상기 CPU로부터 인가되는 데어터 흐름 및 상기 SCU의 현재 상태를 LED 또는 스피커를 통해 가시 또는 가청할 수 있도록 표시해 주는 상태 표시부; 및

상기 CPU와 상호 연결되어 있으며, 설정된 통신 방식에 따른 데이터 형식, 동작 속도 및 동작 타이밍을 조절하여 상기 MCU와 통신하도록 인터페이싱 하는 외부 유/무선 인터페이스부를 구비하고,

상기 MCU는

통신 모듈을 포함하며, 상기 SCU의 외부 유/무선 인터페이스부를 통해 상기 계량기로부터 전송되는 데이터를 송수신하여 상기 FEP를 통해 상기 AMR 서버로 전달하고, 통신 규격에 맞게 해당 데이터를 변환하는 중계 및 변환 처리부;

특정 계량기로부터 인가되는 데이터의 형식을 조정하기 위해, 전송되는 데이터에 따른 특정 계량기의 제작사 및 모델명을 관리하는 상태 관리부;

상기 SCU의 출력 레벨, 망 에러 상태, 루프 백을 통한 망의 통신 품질을 측정하는 동작상태 판별부; 및

음영 지역에 위치한 임의의 계량기의 데이터를 수집하기 위해 상기 MCU의 영역 내에 위치한 특정 SCU에 데이터 수집 및 중계권한을 부여하는 권한부여 처리부를 구비하는 것을 특징으로 하는 유무선 복합 통신을 이용한 통합 원격검침 시스템.
삭제
삭제
제1항에 있어서, 상기 SCU와 상기 MCU간, 상기 FEP를 통한 상기 MCU와 상기 AMR 서버간의 통신 방식은 CATV, PST(D)N, LAN, PLC, RS-485, 블루투스, RF망, IMT-2000, PCS, 셀룰러, TRS, 저궤도 위성 통신망을 포함하는 유무선 복합 통신 방식을 통합 운영 사용하고, 원격 검침에 적합한 프로토콜인 폴링, CSMA/CD, 수정 P-CSMA, Event Driven 방식 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로 사용하는 것을 특징으로 하는 유무선 복합 통신을 이용한 통합 원격검침 시스템.
제1항에 있어서, 상기 MCU는 자신의 영역 내에 존재하는 상기 SCU와 직접 검침을 수행하고,

상기 MCU에 등록된 모든 SCU에 대해 직접 검침이 가능한 상기 SCU를 통해 자신의 영역 밖에 존재하는 임의의 SCU에 대한 중계 루프백을 실행하여 중계되는 상기 임의의 SCU ID를 확보하고, 직접 검침을 수행할 수 없는 음영지역의 임의의 SCU에 대하여 인접한 영역 내의 특정 SCU에게 중계 검침을 수행할 수 있는 권한을 제공하여 영역 밖에 존재하는 임의의 SCU를 검침하는 것을 특징으로 하는 유무선 복합 통신을 이용한 통합 원격검침 시스템.
제1항에 있어서, 상기 계량기 인터페이스부는

프로토콜 처리부 및 펄스정보 보정 처리부를 포함하여 각각의 계량기와의 통신 규약을 처리하고, 히스테리시스 펄스 방식으로 전송되는 검침 정보를 수신하여 이상상태를 파악 및 수정하는 것을 특징으로 하는 유무선 복합 통신을 이용한 통합 원격검침 시스템.
제1항에 있어서, 상기 에너지 처리부는

공급되는 에너지의 상태를 파악하여 에너지 공급이 끊어졌을 때 이를 상기 CPU, AMR 서버 및 수용가의 통신 단말장치로 통보하는 에너지 상태 통보부;

전원 공급이 차단됐을 때 동작에 필요한 긴급 전원을 공급하는 예비 전원부;

상습 대금 연체, 계약 에너지 초과 사용 또는 재난 등의 사고가 발생했을 때 에너지 공급을 자동 차단하는 공급 차단부; 및

공급되는 현재의 에너지 품질을 측정하는 에너지 품질 측정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유무선 복합 통신을 이용한 통합 원격검침 시스템.