KR100582216B1

KR100582216B1 - 다기능 전력선통신(ｐｌｃ) 모듈

Info

Publication number: KR100582216B1
Application number: KR1020030101911A
Authority: KR
Inventors: 장원영
Original assignee: 주식회사 우림데이시스; 주식회사 소디프 이앤티
Priority date: 2003-12-31
Filing date: 2003-12-31
Publication date: 2006-05-23
Also published as: WO2005064811A1; KR20050069642A

Abstract

본 발명은 전력라인통신(PLC; Power Line Communication) 모뎀에 관한 것으로, 더 상세하게는 전력선 통신이 요구되는 장치(수단)를 PLC 모뎀을 이용하여 간단하게 구성할 수 있도록 하는 다기능 전력선통신(PLC) 모듈에 관한 것이다.

PLC 모뎀은 통신기능을 수행하기 위한 하드웨어적인 데이터 인터페이스수단 이외에도 근래에는 전력선의 임피던스의 변화, 노이즈 등을 고려하여 소프트웨어적인 추가구성의 필요성에 의해 CPU가 필수구성 요소로 구성되어 있다. 본 발명에서는 전력검침 및 가스, 수도, 수위, 열량 등 소정의 대상으로부터 정보를 수집하기 위한 장치를 상기 PLC 모뎀 및 그 CPU를 이용하여 각 기능을 구현할 수 있도록 하므로써, 전력선 통신을 사용하여 수집되는 정보를 소정의 중앙 시스템으로 전송하기 위하여 통신수단이 요구되는 장치(기기)를 개발하거나 제작(제조)하는데 있어 개발에 따른 기간단축 및 비용절감과 사용상 제조에 있어 원가절감을 제공하는 다기능 전력선 통신모듈을 제공하고자 한다.

PLC, 전력선 통신, PLC모뎀

Description

다기능 전력선통신(ＰＬＣ) 모듈{Multi Function power line communication module}

도 1은 본 발명 다기능 전력선 통신 모듈의 구성을 보인 블록도.

도 2는 본 발명 다른 실시예 구성을 보인 블록도.

전력선 통신(PLC)은 전력을 공급하는 전력선을 매개체로 하여 데이터를 고주파 신호에 실어 통신하는 방법으로 정의할 수 있으며, 별도의 배선없이 전원선을 이용하여 구성 가능하며, 가격이 저렴한 PLC Chip 및 Plug & Play 방식으로 전원에 연결만 하면 동작하고, 이동 및 설치의 편리성 보장 등의 이유로 매우 유효한 통신방법으로 알려진다.

이와 같은 전력선 통신은 초고속 인터넷 통신, 인터넷 전화, 가전기기의 제어 등의 홈네트워킹·홈뱅킹, 원격검침시스템 등 다양한 분야에까지 활용할 수 있 는 기술이며, 기존 광통신케이블을 이용할 수 있어 설치비용이 저렴할 뿐 아니라, 통신요금도 거의 들지 않는다는 장점을 가지고 있다.

이와 같은 전력선통신을 위해 PLC 모뎀을 구성하여야 하는 바, 종래에는 PLC 기능이 요구되는 각 종 전자기기의 장치에 있어서, 주기기의 PCB 보드상에 장착 또는 주기기의 외부에 PLC 모뎀을 탈,장착시켜 전력선 통신을 가능하도록 하였다.

이의 대표적인 일 예가 전자식 전력량계이다.

통상의 전자식 전력량계는 PLC 모뎀을 내장 또는 탈 부착 할 수 있게 구성하여 전력선 통신이 가능하도록 하고 있다.

이와 같은 PLC 모뎀은 통신기능을 수행하기 위한 하드웨어적인 데이터 인터페이스수단이외에도 근래에는 전력선의 임피던스의 변화, 노이즈 등을 고려하여 소프트웨어적인 추가 구성의 필요성에 의해 CPU가 필수구성 요소로 구성되어 있다.

본 발명에서는 전력검침 및 가스, 수도, 수위, 열량 등 소정의 대상으로부터 정보를 수집하기 위한 장치를 상기 PLC 모뎀의 CPU를 이용하여 그 기능을 구현할 수 있도록 하므로써, 수집된 정보를 소정의 중앙 시스템으로 전송하기 위하여 통신수단이 요구되는 장치에 전력선 통신이 가능하도록 하는 다기능 전력선 통신 모듈을 제공하고자 한 것이다.

즉, 별도의 정보 수집기능을 제공하는 PLC 모듈을 제공하고자 하는 데 그 목적이 있는 것이다.

본 발명은 캐리어 발진주파수에 실어 데이터를 출력제어하기 위한 CPU와, 출력 제어되는 데이터를 전압 증폭하는 캐리어증폭수단과, 캐리어 증폭수단으로부터 출력되는 캐리어신호를 저압전력선로에 연결된 라인커플러에 출력하는 파워증폭수단과, 저압전력선로에 연결된 라인커플러를 통해 수신된 데이터의 필터 및 증폭수단과, 저압전력선로에 연결되어 데이터를 송수신하기 위한 인터페이스수단으로 구성된 라인커플러를 포함하는 PLC 모뎀에 있어서,

데이터의 수집 및 계측 대상으로부터 데이터를 입력받기 위한 다수의 입력포트를 구성하고, 상기 CPU는 PLC 모뎀이 설치되는 대상으로부터 상기 각 입력포트로 수집된 데이터를 처리하여 소정의 중앙시스템으로 전송에 요구되는 정보를 생성하기 위한 프로그램이 내장되며, 상기 CPU로부터 처리된 데이터를 표시하여 주는 표시수단과, 저압전력선로로부터 상기 각 부에서 요구되는 동작 전원전압을 공급하는 전압공급수단(power supply)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명 다기능 전력선 통신 모듈을 도면에 도시된 실시예를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명 다기능 전력선 통신 모듈을 구성을 나타낸 블록도이다.

데이터 수집 및 계측 대상(S1,S2,S3...Sn)으로부터 데이터를 입력받기 위한 입력포트(10)와, 입력포트(10)를 통해 입력된 데이터를 처리하여 소정의 중앙시스템으로 전송에 요구되는 정보를 생성하기 위한 프로그램이 내장되며 데이터의 전송 제어를 수행하는 CPU(20)와, CPU(20)로부터 처리된 데이터를 표시하여 주는 표시수단(30)과, 데이터의 송수신을 위한 필터/증폭수단(40)과, 소정의 중앙시스템과의 데이터 송수신을 위해 저압전력선로(G1)와의 데이터 인터페이스수단으로 구성된 라인커플러(line coupler)(50)와, 저압전력선로(G1)로부터 상기 각 부에서 요구되는 동작 전원전압을 공급하는 전압공급부(power supply)(60)를 포함하여 구성된다.

상기 CPU(20)는 각 채널(CH0,CH1,CH2,...,CHn)을 통해 입력된 각 입력포트의 아날로그 데이터를 디지털 데이터로 변환하는 A/D 변환수단(21)과, 디지털 변환된 데이터의 연산,변환,저장 등의 처리를 수행하는 프로세스수단(22)과, 처리된 데이터가 저장되는 메모리수단(23)과, 전송하고자 하는 데이터를 전력파에 실어 출력하는 캐리어제어수단(24)과, 내장된 프로그램에 따라서 데이터의 처리 및 전송, 표시 등의 제어과정을 수행하는 제어수단(25)을 포함하여 구성된다.

상기 필터/증폭수단(40)은 CPU(20)로부터 출력 제어되는 데이터를 전압증폭하는 캐리어증폭부(41)와, 캐리어 증폭부(41)로부터 출력되는 캐리어신호를 저압전력선로에 연결된 라인커플러(50)에 출력하는 파워증폭부(42)와, 라인커플러(50)를 통해 수신된 데이터를 전달하는 필터/증폭부(43)를 포함하여 구성된다.

상기 표시수단(30)은 데이터를 표시하기 위하여 LCD표시부(display)(32)를 구동시키는 LCD드라이버(driver)(31)와, 데이터가 표시되는 LCD표시부(32)를 포함하여 구성된다.

그리고 상기 PLC 모듈은 단말기와의 데이터 입출력 포트(70)를 더 포함하여 구성하고, 데이터 입출력 포트(70)와 연결된 단말기로부터 프로그램, 자료, 정보 등의 데이터를 입력 또는 저장된 데이터의 출력 및 프린트 데이터를 출력할 수 있도록 상기 CPU(20)에 데이터 입출력부(25)를 더 포함하여 구성된다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명은,

PLC 모뎀에 입력포트(10)를 구성하여 전력선 통신이 요구되는, 즉 PLC 모뎀이 설치되는 대상에서 수집 또는 계측된 데이터를 입력받을 수 있도록 구성한 것이다.

상기 입력포트(10)는 하나이상의 다수개(1,2,3,...n)로 구성되어 원격검침, 수도, 중수, 온수, 가스, 수위 등에 적용하여 다양한 데이터를 수집할 수 있도록 한다.

상기 CPU(20)는 데이터를 저압전력선로(G1)를 통해 전송제어하며, 소정의 중앙시스템으로 전송에 요구되는 정보를 생성하기 위한 프로그램이 내장되어 있다.

즉 CPU(20)가 수위를 감지하여 중앙시스템으로 이러한 정보를 알리기 위한 수위감지경보기로 구현될 경우, CPU(20)에는 수위감지기로부터 입력된 데이터를 중앙시스템으로 알리기 위한 데이터로의 변환 및 기준 수위와의 비교 등에 의한 경보데이터 생성, 그리고 이러한 수위 데이터를 표시하기 위한 표시데이터의 생성 등의 정보를 생성하기 위한 프로그램이 내장되는 것이다.

그리고 상기 다기능 PLC 모듈에는 단말기, 프린터 등과의 접속이 가능하도록 하나 이상의 데이터 입출력포트(70)를 구성한다.

이들 데이터 입출력포트(70)를 통해 PLC 모듈내의 데이터를 단말기로 다운받을 수 있으며, PLC 모듈내로 새로운 프로그램 데이터를 입력 또는 설정할 수 있도록 한다.

또한 프린터를 연결하여 데이터를 프린트 출력할 수 있다.

상기 데이터 출력포트(70)는 시리얼 데이터 통신을 이용하며, 본 실시예에서는 입력포트, 출력포트 각 2개를 구성한 예를 나타낸다.

이와 같은 본 발명 다기능 PLC 모듈은 수집된 정보를 소정의 중앙 시스템으로 전송하기 위하여 전력선 통신이 요구되는 위치에 설치하여 사용하도록 하며, 수집된 정보를 처리하여 전송할 수 있도록 소정의 정해진 프로그램을 PLC모듈내 CPU(20)에 내장시켜 그 기능을 구현할 수 있도록 한다.

각 수집대상(S1,S2,S3,...Sn)으로부터 직접 또는 계측기의 계측값을 입력포트(10)로 각각 입력받게 되고, 이와 같이 입력된 데이터는 CPU(20)의 A/D 변환수단(21)으로부터 디지털 데이터로 변환된다.

이와 같이 변환된 데이터는 프로세스부(22)를 통해 소정의 프로그램에 따라 처리되어 내부 설정된 메모리에 저장 및 전송/표시되는 바,

처리된 데이터는 표시수단(30)으로 제공되어 표시부(32)를 통해 표시되며, 제어수단(24)에서 처리,생성된 데이터를 중앙시스템으로 전송하고자 할 경우, 캐리어 제어수단(23)에서 전력파에 데이터를 실어 출력하게 된다.

이와 같이 출력된 데이터는 필터/증폭수단(40)을 통해 증폭되어 저압전력선로(G1)에 접속된 라인커플러(50)를 통해 전송된다.

또한 중앙시스템으로부터 데이터를 수신할 경우에는 라인커플러(50)를 통해 저압전력선로(G1)로부터 데이터를 수신받고, 이와 같이 수신된 데이터는 필터/증폭수단(40)을 통해 CPU(20)에 전달된다.

이와 같은 데이터의 송수신과정은 종래의 PLC 모뎀의 동작과정과 동일하다.

한편, 도 2는 본 발명의 다른 실시예로서, 소정의 부하에 전원스위칭수단(80)을 구성하고, 상기 CPU(20)는 소정의 정해진 프로그램에 따라 원격지로부터 또는 수집된 데이터에 따라서 전원스위칭수단(80)을 스위칭 제어하는 부하제어수단을 더 포함하여 구성한 것이다.

이와 같은 본 실시예에 따르면 중앙제어수단으로부터 원격으로 부하를 제어할 수 있도록 하거나, 또는 소정의 수집된 정보로부터 부하의 이벤트 제어에 따라 제어될 수 있도록 구성할 수 있다.

예를 들면, 원격의 중앙시스템으로부터 해당 부하(전등)를 소등시키고자 할 경우 이에 해당하는 데이터를 PLC 모듈에 전송하게 되면, 이를 수신한 PLC 모듈에서 전원스위칭수단(80)을 제어하여 부하에 공급되는 AC 전압을 차단하도록 하여 전등이 소등되도록 한다.

또는 입력포트(10)로부터 수집된 정보가 전등을 소등시켜야 하는 이벤트조건에 해당할 경우 CPU(20)에서는 이를 판단하여 전원스위칭수단(80)을 제어하여 전등을 소등시킨다.

이와 같은 기능은 프로그램으로 CPU(20)에 내장시켜 그 부하제어수단을 구성한다.

이상에서와 같은 본 발명 다기능 PLC 모듈을 적용시키면, 데이터의 수집 및 수집된 정보의 처리 및 이의 결과 표시를 담당하며, 소정의 원격지에 데이터를 전송하기 위하여 전력선 통신이 요구되는 단말장치(계측장치) 등의 구성없이도 PLC 모듈과 그 내부의 이의 기능을 구현하기 위한 프로그램만을 구성하여 간단하게 구성할 수 있게 된다.

Claims

전력선 통신을 수행 제어하기 위한 CPU를 포함하는 PLC 모뎀에 있어서,

데이터의 수집 및 계측 대상으로부터 수집된 다양한 데이터를 입력받기 위한 다수의 입력포트;

상기 CPU로부터 처리된 데이터를 표시하여 주는 표시수단;

전력선으로부터 상기 각 부에서 요구되는 동작 전원전압을 공급하는 전압공급부(power supply);

상기 저압전력선로를 통해 데이터를 송수신하는 라인커플러;

상기 CPU로부터 출력 제어되는 데이터를 전압 증폭하는 캐리어 증폭부와, 상기 캐리어 증폭부로부터 출력되는 캐리어신호를 저압전력선로에 연결된 라인커플러에 출력하는 파워증폭부와, 상기 라인커플러를 통해 수신된 데이터를 전달하는 필터/증폭부가 포함된 필터/증폭수단; 이 포함되고,

상기 CPU는 PLC 모뎀이 설치되는 대상으로부터 상기 각 입력포트로 수집된 데이터를 처리하여 소정의 중앙시스템으로 전송에 요구되는 정보를 생성하기 위한 프로그램이 내장된 다기능 전력선통신(ＰＬＣ) 모듈.
제 1항에 있어서, 상기 CPU는 각 채널을 통해 입력된 각 입력포트의 아날로그 데이터를 디지털 데이터로 변환하는 A/D 변환수단과, 디지털 변환된 데이터의 연산,변환,저장 등의 처리를 수행하는 프로세스수단과, 처리된 데이터가 저장되는 메모리수단과, 전송하고자 하는 데이터를 전력파에 실어 출력하는 캐리어제어수단과, 내장된 프로그램에 따라서 데이터의 처리 및 전송, 표시 등의 제어과정을 수행하는 제어수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다기능 전력선통신(ＰＬＣ) 모듈.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 외부 기기(단말기,프린터)와의 데이터 입출력 포트를 더 포함하여 구성하고, 데이터 입출력 포트와 연결된 외부 기기와의 디지털 데이터 입출력이 가능하도록 상기 CPU에 데이터 입출력부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다기능 전력선통신(ＰＬＣ) 모듈.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 소정의 부하에 전원스위칭수단을 구성하고, 상기 CPU는 소정의 정해진 프로그램에 따라 원격지로부터 또는 수집된 데이터에 따라서 전원스위칭수단을 스위칭 제어하는 부하제어수단을 더 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 다기능 전력선통신(ＰＬＣ) 모듈.