KR100640098B1

KR100640098B1 - Automatic meter reading method and apparatus using pattern analysis for levels of output signals from multiple photoelectric sensors

Info

Publication number: KR100640098B1
Application number: KR1020057001902A
Authority: KR
Inventors: 김연미; 이병철
Original assignee: 김연미
Priority date: 2003-12-26
Filing date: 2004-12-22
Publication date: 2006-10-30
Also published as: WO2005064563A1; KR20060035566A

Abstract

회전바늘형 또는 숫자휠형 계량기에 적용되어 다중 광전소자의 출력신호 변화패턴 분석을 이용하여 회전바늘 또는 숫자휠의 회전수를 카운트함으로써 자동으로 원격검침을 할 수 있는 방법과 장치가 개시된다. 다수의 광전소자를 1열로 또는 소정면적을 갖도록 배열하고, 그에 근접하여 하나 이상의 발광소자를 배치하여 광센서 유닛을 구성한다.Disclosed is a method and apparatus for automatically measuring a meter by counting the number of revolutions of a rotating needle or a number wheel using an analysis of a change pattern of an output signal of a multi-optoelectronic device applied to a rotating needle or a number wheel type meter. An optical sensor unit is configured by arranging a plurality of optoelectronic devices in one row or to have a predetermined area and arranging one or more light emitting devices in close proximity thereto.

발광소자의 광은 검침 유효자리수 이하의 특정 회전바늘의 눈금판 또는 특정 숫자휠의 표면에 입사되고, 그 표면에서 반사되는 광을 다수의 광전소자가 센싱하여 '전기신호들의 집합'으로 변환한다. 이에 앞서, 그 특정 회전바늘 또는 특정 숫자휠의 1회전 시에 얻어지는 각 광전소자의 출력 전기신호의 시간에 따른 레벨변화를 기준패턴을 미리 획득하여 마이콤에 저장해둔다. 마이콤은 다수의 광전소자에서 축력된 전기신호의 시간에 따른 레벨변화의 패턴을 추출하고, 이를 미리 저장된 기준패턴과 비교하여 그 특정 회전바늘 또는 특정 숫자휠의 1회전 완성여부를 판단한다. 회전수는 누적적으로 카운트되고, 필요시 적절한 통신방식을 이용하여 가스, 수도, 전기 등을 공급하는 회사의 계량자료관리 컴퓨터에 전송된다.The light of the light emitting device is incident on the surface of the scale plate or the specific number wheel of a specific rotary needle having a meter or less effective digits, and a plurality of photoelectric elements sense the light reflected from the surface and convert the light into a set of electrical signals. Prior to this, a reference pattern is obtained in advance and stored in the microcomputer for a level change with time of the output electrical signal of each photoelectric element obtained at one rotation of the specific rotation needle or the specific number wheel. The microcomputer extracts the pattern of the level change over time of the electrical signal accumulated in the plurality of optoelectronic devices, and compares it with a pre-stored reference pattern to determine whether the specific rotation needle or the specific number wheel is completed. The revolutions are counted cumulatively and, if necessary, transmitted to the company's meter data management computer, which supplies gas, water and electricity using appropriate communication methods.

Description

METHOD AND APPARATUS FOR AUTOMATIC METER READING METHOD AND APPARATUS USING PATTERN ANALYSIS FOR LEVELS OF OUTPUT SIGNALS FROM MULTIPLE PHOTOELECTRIC SENSORS}

본 발명은 계량기의 원격 자동검침기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공급물의 사용량을 회전바늘들의 눈금값으로 나타내는 회전바늘형 계량기나 숫자휠들의 숫자 값으로 나타내는 숫자휠형 계량기의 지침값을 자동으로 검침하는 원격 자동검침기술에 관한 것이다.The present invention relates to a remote automatic meter reading technology of the meter, and more particularly, to automatically read the guide value of the rotary needle type meter indicating the amount of feed used as the scale value of the rotary needle or the numeric wheel type meter indicating the numerical value of the number wheels. It relates to a remote automatic meter reading technology.

가스,상수도,전기와 같은 재화(이하'가스 등'으로 통칭함)를 공급하는 사업자는 일반적으로 가스 등의 사용량에 따라 각 수용가에 대하여 요금을 부과한다. 요금 부과의 기준이 되는 가스 등의 사용량은 계량기의 지침값으로 나타내진다. 사용량의 지침값을 나타내는 방식에 따른 계량기의 종류에는 회전숫자휠형 계량기와 회전바늘형 계량기가 있다. 이들 계량기는 예컨대 6개의 회전숫자휠이나 회전바늘을 이용하여 예컨대 소숫점 이하 한 자리까지 포함하는 만단위의 숫자('XXXXX.X')로 가스 등의 사용량을 표시한다.Companies that supply goods such as gas, water, and electricity (hereinafter referred to as "gas") generally charge a fee for each consumer based on the amount of gas used. The amount of gas and the like used as the standard for charging is indicated by the guide value of the meter. There are two types of meter according to the method of indicating the guide value of the amount of usage. These meters, for example, display the usage amount of gas and the like in tens of thousands ('XXXXX.X') including up to one decimal place by using, for example, six rotary wheels or rotary needles.

공급물의 계량기의 지침값을 원격지에서 자동으로 검침하기 위한 기술들은 여러 가지 알려져 있다. 계량기의 원격자동검침 시스템 중의 하나로서 디지털 계량 기가 있다. 이는 계량기 자체를 기계식이 아닌 디지털방식으로 구성한 계량기이다. 공급물의 사용량을 디지털 전기신호로 출력하므로 원격자동검침시스템을 쉽게 구성할 수 있다. 그러나 디지털 계량기는 고가이고 기존에 널리 보급되어 있는 기계식 계량기를 교체해야 하므로 경제성이 떨어져, 일반 가정용으로는 적용되기가 현실적으로 어렵고 주로 사용량이 많은 산업용 계량기로 사용된다.Several techniques are known for automatically reading the meter reading of a meter of feed at a remote location. One of the meter's remote automatic meter reading systems is the digital meter. It is a meter in which the meter itself is configured digitally rather than mechanically. The output of the feed is output as a digital electric signal, making it easy to configure a remote automatic meter reading system. However, because digital meters are expensive and require widespread use of mechanical meters, they are economically inexpensive and are difficult to apply to general households.

다른 방식으로서, 기계식 계량기의 회전바늘의 회전수를 카운트하여 그것을 원격 자동검침에 이용하는 방식이 있다. 기계식 계량기에 마그네틱 방식의 리드스위치 또는 홀센서를 내장하여 전기적 펄스를 송출하는 계량기가 있다. 하지만, 이 방식도 기존의 기계식 계량기를 그대로 활용할 수 없는 구조상의 변경이 필요한 문제점이 있고, 자석에 의한 계량 오차가 발생할 가능성도 높다.Another method is to count the number of revolutions of the rotary needle of the mechanical meter and use it for remote automatic meter reading. There is a meter that transmits an electric pulse by incorporating a magnetic reed switch or a hall sensor in a mechanical meter. However, this method also has a problem that requires a structural change that can not use the existing mechanical meter as it is, there is a high possibility of a weighing error caused by the magnet.

또 다른 방식으로서, 디지털 카메라를 이용하여 계량기의 지침값을 촬영하고 문자인식기술을 이용하여 그 촬영이미지로부터 지침값을 인식해내는 방식도 있다. 대한민국 특허출원번호 10-2000-0017058호 (발명의 명칭: 디지털카메라 및 자동인식 프로그램에 의한 계량기 검침 시스템)는 고체촬상소자(CCD)를 이용하여 숫자휠의 숫자를 영상신호로 바꾸어 화상인식기법으로 숫자를 인식함으로써 숫자휠의 회전수를 계수하는 기술을 소개하고 있다. 그러나 이러한 방법은 문자인식을 위해 연산량이 많아지고, 따라서 전류의 소모량이 커지고 연산장치와 메모리장치가 매우 커지는 단점이 있다. 나아가 이 방식은 디지털카메라를 채용해야하므로 장치의 가격이 비싸진다. 아울러 숫자가 완전히 노출되지 않고 일부가 가려지면 인식에러도 발생할 수 있다.As another method, there is a method of photographing a guide value of a meter using a digital camera and recognizing the guide value from the photographed image using a character recognition technology. Republic of Korea Patent Application No. 10-2000-0017058 (name of the invention: meter reading system by digital camera and automatic recognition program) by using a solid-state imaging device (CCD) by converting the number of the number wheel into an image signal image recognition technique It introduces a technique for counting the number of revolutions of the number wheel by recognizing numbers. However, this method has a disadvantage in that a large amount of calculation is performed for character recognition, and thus a current consumption is large and a computing device and a memory device are very large. Furthermore, this method requires the use of a digital camera, making the device expensive. In addition, recognition errors may occur when numbers are not completely exposed and some are hidden.

위와 같은 종래기술의 대안으로서 기존의 회전숫자휠형 기계식 계량기를 활용하면서도 간단한 구성으로 원격 자동검침을 할 수 있는 방식으로 평가되는 광센싱 방식의 원격 자동검침장치가 제안되었다. 광센싱 방식을 이용한 원격자동검침기술의 예로서, 대한민국 특허등록번호 10-0287540호 (발명의 명칭: 광감지에 의한 계량기의 사용량 신호 발생장치), 대한민국 특허공개번호 특2000-0066245호 (발명의 명칭: 계량기 숫자휠의 회전수 계수장치)를 들 수 있다. 이 기술은 회전숫자휠의 회전수를 카운트하기 위해, 회전숫자휠의 일부분에 반사막을 도포하고 발광다이오드가 회전숫자휠을 향해 광을 방사하면 그 광이 반사막에 부딪히면 거의 대부분이 반사되지만 숫자휠의 자체표면구간(비반사막 구간)에 부딪히면 거의 반사가 일어나지 않는 원리를 이용한다. 광트랜지스터는 반사막에 의해 반사된 광을 센싱 함으로써 반사막 구간과 무반사구간의 통과한 횟수를 검출할 수 있다. 즉, 그 회전숫자휠이 회전하면서 반사막 구간과 비반사막 구간이 특정지점 즉, 발광다이오드의 아래부분을 1회 통과하면 그 회전숫자휠이 1회전 한 것으로 카운트하는 방식이다. As an alternative to the prior art as described above, a light sensing type remote automatic meter reading device which is evaluated in a manner capable of remote automatic meter reading with a simple configuration while utilizing a conventional rotary number wheel type mechanical meter has been proposed. As an example of a remote automatic metering technology using a light sensing method, Korean Patent Registration No. 10-0287540 (Invention name: signal generation device of the meter by light sensing), Korean Patent Publication No. 2000-0066245 (Invention) Name: speed counter of meter wheel). This technique applies a reflecting film to a portion of the rotating wheel to count the number of revolutions of the rotating wheel, and when the light emitting diode emits light toward the rotating wheel, the light is almost reflected when it hits the reflecting film. When it hits its own surface section (nonreflective film section), it uses the principle that almost no reflection occurs. The phototransistor can detect the number of passes between the reflective film section and the non-reflective section by sensing the light reflected by the reflective film. That is, when the rotating number wheel rotates and the reflective film section and the non-reflective film section pass through a specific point, that is, the lower part of the light emitting diode once, the rotating number wheel counts as one rotation.

또한, 대한민국 등록실용신안 제20-0323744호(고안의 명칭: 계량기 원격검침시스템용 숫자휠 회전수 계수장치)는 위의 광센싱 방식의 원격자동검침장치의 개량에 관한 것으로서, 위와 동일한 광센싱 방식을 사용할 때 나타나는 외부광에 의한 노이즈 발생을 원천적으로 차단하여 광센싱의 정확도를 높이기 위한 기술을 개시하고 있다.In addition, the Republic of Korea Utility Model Registration No. 20-0323744 (the name of the draft: the number wheel rotation counting device for the meter remote meter reading system) relates to the improvement of the remote automatic meter reading device of the light sensing method, the same light sensing method Discloses a technique for increasing the accuracy of light sensing by blocking the generation of noise caused by external light when using a.

그런데, 이들 광센싱 방식은 회전숫자휠에 광반사막 또는 광반사테이프가 부착 내지 도포되어 있는 것을 전제로 하는데, 기 생산된 계량기에는 광반사막 또는 광반사테이프가 이 도포되어 있지 않기 때문에 위 광센싱 기술을 적용하려면 계량기의 숫자휠을 분해하여 반사막을 도포하는 작업을 별도로 수행해야한다. 따라서 이 기술의 실제 적용에 있어서 여러 가지 제한과 불편함이 따른다. 반사막 도포작업 자체도 번거로울 뿐만 아니라 이미 설치된 계량기를 아무렇게 분해하여 반사막을 도포할 수 있는 것도 아니다. 이미 설치된 계량기를 반사막 도포만을 위해 분리해내는 것은 현실성이 없다. 나라에 따라서는 기 설치된 계량기에 대하여 몇 년마다 한 번씩 설치된 계량기를 철거하여 정상 작동 여부를 시험하는 게량기의 유효기간만료검증을 하는 경우도 있다(예: 대한민국). 기 설치된 계량기에 위 광센싱 기술을 적용하려면 이러한 계량기의 유효기간만료검증 시점을 활용할 수밖에 없다. 유효기간만료검증을 위해 각 수용가에 설치되어 있는 계량기를 분리해서 검증기관이 검증을 하는데, 그 과정에서 특정숫자휠 표면에 반사막을 도포하는 공정을 추가적으로 수행하는 방안이 가장 현실적이다. 결국 유효기간만료검증의 대상인 계량기에만 위 광센싱 기술을 적용할 수 있다고 보아야 한다. 위 기술의 적용속도가 제한을 받게 되는 것이다. 또한 신규 제작하는 계량기에 적용할 경우, 계량기의 특정숫자휠에 반사막을 도포하는 것에 대하여 계량기 제조회사와 가스공급회사 등 관련 주체들 간의 합의가 필요하다. 반면에, 이와 같은 유효기간만료검증과 같은 제도를 두지 않고 한 번 설치된 계량기를 영구적으로 사용하는 국가도 있다(예: 미국). 이러한 국가에 대해서는 광반사막을 부착하는 원격 자동검침방식은 적용상에 큰 제한을 받을 수밖에 없다. 나아가 계량기가 숫자휠형이 아니라 회전바늘형인 경우 회전바늘의 크기가 작고 회전바늘이 반사막을 부착하기에 적당한 구조가 아니기 때문에 위 광센싱 방식은 회전바늘형 기계식 계량기에는 적용하기가 어렵다.However, these light sensing methods are based on the premise that the light reflecting film or the light reflecting tape is attached or applied to the rotating number wheel, but the light reflecting film or the light reflecting tape is not applied to the previously produced meter. To apply this, the number wheel of the meter should be disassembled and the work of applying the reflective film should be carried out separately. Therefore, there are various limitations and inconveniences in the practical application of this technique. Reflective film application is not only cumbersome, but also it is not possible to apply the reflective film by disassembling the installed meter freely. It is not practical to separate an already installed meter just for the application of the reflective film. In some countries, the installed instrument may be removed once every few years to verify the expiration date of the weighing instrument to test its normal operation (eg South Korea). In order to apply the above-mentioned light sensing technology to existing installed meters, it is necessary to use the expiration date of these meters. In order to verify the expiration of the expiration date, the meter is installed in each consumer and the verification agency verifies it. In the process, it is most realistic to apply a process of applying a reflective film to the surface of a specific number wheel. As a result, it should be considered that the above light sensing technology can be applied only to the meter that is subject to the expiration verification. The application speed of the above technique will be limited. In addition, when applied to a new meter, a consensus between the meter manufacturer and the gas supply company is required to apply a reflective film to a specific number wheel of the meter. On the other hand, some countries do not have such a mechanism for expiration of expiration and permanently use a once installed meter (eg the United States). For these countries, remote automatic metering with light reflecting films is subject to significant limitations in application. Furthermore, if the meter is a rotary needle type instead of a number wheel type, the above light sensing method is difficult to apply to a rotary needle type mechanical meter because the size of the rotating needle is small and the rotating needle is not a suitable structure for attaching a reflective film.

기술적 과제Technical challenge

본 발명은 위와 같은 점들을 고려하여, 계량기의 지침값 표시방식이 회전숫자휠 형이거나 회전바늘형이거나 상관없이 적용될 수 있고 특히 기존 계량기의 구조상에 어떤 변경도 전혀 유발하지 않으면서 적용될 수 있는 원격 자동검침방법과 이를 위한 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.In view of the above points, the present invention can be applied regardless of whether the guide value display method of the meter is a rotary number wheel type or a rotary needle type, and in particular, a remote automatic that can be applied without causing any change in the structure of an existing meter at all. It is an object of the present invention to provide a metering method and a device therefor.

기술적 해결방법Technical solution

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 가스, 수도, 전기 등과 같은 공급물의 사용량을 다수의 회전바늘이 눈금판위에서 가리키는 값으로 나타내는 회전바늘형 계량기 또는 다수의 회전숫자휠이 나타내는 값으로 나타내는 회전숫자휠형 계량기에 적용되어 상기 공급물의 사용량을 원격 자동검침하기 위한 장치를 제공한다. 이 계량기 원격 자동검침장치는 회전숫자휠형 또는 회전바늘형 기계식 계량기의 내부에 아무런 추가장치를 부착하지 않고서, 회전바늘의 회전영역으로부터 반사되는 광을 다수의 광전소자가 전기신호로 변환하고 그 전기신호의 레벨변화의 패턴분석을 통해 회전바늘의 1회전을 판별하는 것에 의해 회전바늘형 기계식 계량기의 지침값을 자동으로 검침할 수 있다.In order to achieve the above object, the present invention is a rotary needle wheel type represented by a rotary needle type meter or a plurality of rotary number wheels indicating the amount of use of the feed, such as gas, water, electricity, etc. It is applied to a meter to provide a device for remote automatic meter reading of the use of the feed. The meter remote automatic meter reading device converts the light reflected from the rotating area of the rotating needle into an electric signal without any additional device inside the rotary number wheel type or rotary needle type mechanical meter, and the electric signal The pattern value of the rotary needle can automatically read the guide value of the rotary needle type mechanical meter by discriminating one rotation of the rotary needle.

상기 계량기 원격 자동검침장치는, 바람직하게, 요금부과의 유효자리 이하의 값을 나타내는 회전바늘 또는 회전숫자휠의 회전경로상에 배치되며, 상기 회전경로상의 소정의 검사영역에 대하여 광을 조사하는 발광소자를 적어도 하나를 포함하는 발광부와, 상기 발광소자의 광을 상기 검사영역이 반사한 반사광을 수광하여 대응되는 전기신호로 변환하는 광전소자를 다수 개 포함하는 광전소자부를 구비하는 광센서 유닛; 시간의 경과에 따라 상기 광전소자부의 각 광전소자로부터 출력되는 전기신호의 레벨 변화패턴을 추출하고, 추출된 레벨 변화패턴이 상기 회전바늘 또는 상기 회전숫자휠이 1회전을 완성하는 동안 각 광전소자가 보여줄 출력 전기신호의 레벨변화패턴인 기준패턴과 비교하여 상기 회전바늘 또는 상기 회전숫자휠의 1회전의 완성여부를 판별하는 방식으로 상기 회전바늘 또는 상기 회전숫자휠의 누적회전수를 산출하는 회전수 산출부; 및 상기 발광부, 상기 광전소자부 및 상기 회전수 산출부에 필요한 전원을 공급하는 전원공급부를 구비하여 상기 회전바늘 또는 상기 회전숫자휠의 회전수를 계수하는 기능을 갖는다.The meter remote automatic meter reading device is preferably arranged on a rotation path of a rotary needle or a rotary number wheel that exhibits a value less than or equal to the effective digit of the chargeable charge, and emits light for irradiating light to a predetermined inspection area on the rotation path. An optical sensor unit including a light emitting unit including at least one device, and a photoelectric device unit including a plurality of photoelectric devices for receiving the light reflected by the inspection area and converting the light into a corresponding electric signal; Extracting the level change pattern of the electrical signal output from each photoelectric element of the optoelectronic device section over time, while each of the optoelectronic devices is extracted while the extracted level change pattern completes one rotation of the rotating needle or the wheel The number of revolutions for calculating the cumulative number of revolutions of the rotary needle or the rotary number wheel in a manner of determining whether one rotation of the rotary needle or the rotary number wheel is completed by comparing with a reference pattern which is a level change pattern of the output electrical signal to be shown. A calculator; And a power supply unit for supplying power necessary for the light emitting unit, the photoelectric element unit, and the rotational speed calculating unit to count the rotational speed of the rotary needle or the rotary number wheel.

상기 광센서 유닛은 케이스를 더 구비할 수 있다. 상기 케이스는 불투광물질로 만들어지며, 상기 발광소자와 상기 다수의 광전소자들을 각각 수납하는 제1공간과 제2공간을 제공한다. 상기 제1공간과 상기 제2공간은 상기 발광소자의 출력광이 상기 광전소자들에게 직접 인가되는 것을 차단하는 광차단벽에 의해 분리되어 있고 상기 검사영역에 의한 상기 발광소자의 출력광의 반사광이 상기 광전소자로 인가될 수 있도록 전방이 개방된 구조로 된 것이 바람직하다.The optical sensor unit may further include a case. The case is made of an opaque material and provides a first space and a second space for accommodating the light emitting device and the plurality of optoelectronic devices, respectively. The first space and the second space are separated by a light blocking wall that blocks the output light of the light emitting device from being directly applied to the photoelectric elements, and the reflected light of the output light of the light emitting device by the inspection area is It is preferable that the front is open to be applied to the optoelectronic device.

상기 원격 자동검침장치는, 상기 광센서 유닛을 수납한 채 상기 계량기에 탈착가능하게 조립되는 하우징을 더 구비하는 것이 바람직하다. 상기 하우징은 적어도 공급물의 사용량을 나타내는 상기 다수의 회전바늘 또는 상기 다수의 회전숫자휠을 덮는 부분은 투명창으로 되어 있고, 그 투명창은 하우징의 외부로부터 내부로 적외선이 투과되는 것을 차단하는 적외선 차단기능을 가지는 것도록 구성하는 것이 바람직하다.Preferably, the remote automatic meter reading device further includes a housing detachably assembled to the meter while accommodating the optical sensor unit. The housing is at least a portion covering the plurality of rotating needles or the plurality of rotating numeric wheels indicating the amount of feed used, the transparent window blocking the infrared rays to block the transmission of infrared rays from the outside of the housing to the inside It is preferable to comprise so that it may have a function.

상기 전원공급부는 배터리를 전원으로 이용하여 구성될 수 있다. 상기 발광소자의 구동전원은 주기가 250ms이하의 구동펄스신호로서, 상기 구동펄스신호의 지속시간은 상기 광전소자의 반응시간보다는 길고 듀티비가 l/100이하인 값으로 정해지는 것이 바람직하다.The power supply unit may be configured using a battery as a power source. The driving power of the light emitting device is a driving pulse signal having a period of 250 ms or less, and the duration of the driving pulse signal is preferably set to a value longer than the reaction time of the photoelectric device and having a duty ratio of l / 100 or less.

상기 회전수 산출부는 마이콤을 이용하여 구성될 수 있다. 이 마이콤은 상기 기준패턴을 메모리에 미리 저장해두고, 상기 추출된 레벨변화패턴과 상기 기준패턴 간의 일치도가 소정 퍼센티지 이상이 되면 상기 회전바늘 또는 상기 회전숫자휠이 1회전을 완성한 것으로 판정하도록 프로그램될 필요가 있다. 추출된 레벨변화패턴과 기준패턴 간의 일치도 산출 시 각 광전소자의 위치에 따른 가중치를 적용할 수도 있다. 마이콤에 저장되는 각 광전소자별 기준패턴의 한 가지 예는 상기 광센서 유닛이 실제 설치된 상기 계량기를 대상으로 행한 시운전을 통해 각 광전소자별로 얻어지는 출력 전기신호들을 이용하여 산출된, 상기 회전바늘 또는 상기 회전숫자휠의 1회전 동안의 상기 출력 전기신호의 레벨변화패턴의 평균치이다. 상기 기준패턴의 다른 예는 동종의 다수 계량기를 대상으로 행한 측정실험을 통해 각 광전소자별로 얻어지는 출력 전기신호들을 이용하여 산출된, 상기 회전바늘 또는 상기 회전숫자휠의 1회전 동안의 상기 출력 전기신호의 레벨변화패턴의 평균치이다.The rotation speed calculator may be configured using a microcomputer. The microcomputer needs to be programmed to store the reference pattern in advance in memory and determine that the rotary needle or the rotary number wheel has completed one revolution when the degree of agreement between the extracted level change pattern and the reference pattern is equal to or greater than a predetermined percentage. There is. When calculating the degree of agreement between the extracted level change pattern and the reference pattern, a weight may be applied according to the position of each photoelectric device. One example of the reference pattern for each photoelectric element stored in the microcomputer is calculated by using the output electrical signals obtained for each photoelectric element through a trial run on the meter actually installed in the optical sensor unit, the rotary needle or the The average value of the level change pattern of the output electric signal during one revolution of the rotary number wheel. Another example of the reference pattern is the output electrical signal during one rotation of the rotary needle or the rotary number wheel, which is calculated using output electrical signals obtained for each photoelectric device through measurement experiments performed on a plurality of meters of the same kind. Is the average value of the level change pattern.

광전소자는 예컨대 포토다이오드, 포토트랜지스터, 광전면을 이용하는 광전관과 광전자증배관, 내부광전 효과를 이용하는 광도전셀(cell), 광기전력셀 중 적 어도 어느 하나를 이용하여 구성될 수 있다. 카운트된 회전수의 신뢰도를 위해 3개 이상의 광전소자를 이용하여 광전소자부를 구성하는 것이 바람직하다. 나아가, 상기 반사광의 패턴 정밀도를 높여주기 위해, 상기 검사영역에서의 반사광이 상기 광전소자부로 입사하는 경로에 배치되는 집광렌즈를 더 구비하는 것이 바람직하다. 다수의 광전소자는 1열 모양, 십자모양, 그리고 원형 또는 다각형 영역 내에 밀집된 모양 중 어느 한 가지 모양으로 배치된다.The optoelectronic device may be configured using at least one of a photodiode, a phototransistor, a photoelectric tube and a photomultiplier tube using a photoelectric surface, a photoconductive cell using an internal photoelectric effect, and a photovoltaic cell. For the reliability of the counted revolutions, it is preferable to construct the optoelectronic device portion using three or more optoelectronic devices. Furthermore, in order to increase the pattern precision of the reflected light, it is preferable to further include a condenser lens disposed in the path in which the reflected light in the inspection area is incident to the photoelectric device portion. Many photovoltaic devices are arranged in any one of a single row shape, a cross shape, and a dense shape in a circular or polygonal region.

상기 계량기 원격 자동검침장치는 회전수 산출부가 산출한 상기 회전바늘 또는 상기 회전숫자휠의 누적회전수를 미리 설정된 시간 또는 외부로부터 요청이 있을 때 유선 및/또는 무선 통신방식으로 지정된 수신처로 송신하는 송신부를 더 구비할 수 있다.The meter remote automatic meter reading device is a transmission unit for transmitting the cumulative rotational speed of the rotation needle or the rotational number wheel calculated by the rotational speed calculator to a designated destination by wired and / or wireless communication method when a request from a predetermined time or an external source is requested. It may be further provided.

한편, 본 발명은 가스, 수도, 전기 등과 같은 공급물의 사용량을 다수의 회전바늘이 눈금판위에서 가리키는 값으로 나타내는 회전바늘형 계량기 또는 다수의 회전숫자휠이 나타내는 값으로 나타내는 회전숫자휠형 계량기에 적용되어 상기 공급물의 사용량을 원격 자동검침하기 위한 방법을 제공한다. 이 계량기 원격 자동검침방법은, 요금부과의 유효자리 이하의 값을 나타내는 회전바늘 또는 회전숫자휠의 회전경로상에 배치되며, 상기 회전경로상의 소정의 검사영역에 대하여 광을 조사하는 발광소자를 적어도 하나를 포함하는 발광부와, 상기 발광소자의 광을 상기 검사영역이 반사한 반사광을 수광하여 대응되는 전기신호로 변환하는 광전소자를 다수 개 포함하는 광전소자부를 구비하는 광센서 유닛을 상기 검사영역 위에 배치하여, 상기 회전바늘 또는 회전숫자휠의 회전에 따른 상기 반사광의 변화패턴을 상기 광 전소자부의 각 광전소자를 통해 그에 대응하는 전기신호로 변환하는 제1 단계; 상기 회전바늘 또는 회전숫자휠의 1회전 동안 각 광전소자의 출력 전기신호의 레벨변화 패턴을 기준패턴으로서 마이콤에 미리 저장하는 제2 단계; 및 상기 광전소자부의 각 광전소자의 출력 전기신호를 상기 마이콤에 제공하여, 상기 마이콤에 의해 상기 각 광전소자의 출력 전기신호를 대응되는 상기 기준패턴과 비교분석하여 상기 회전바늘 또는 회전숫자휠의 누적회전수를 산출하는 제3 단계를 구비한다.On the other hand, the present invention is applied to a rotary needle-type meter that indicates the usage amount of the feed, such as gas, water, electricity, etc. as a value indicated by the number of the rotary needle on the scale plate or a rotary number wheel type meter represented by the value represented by the plurality of rotary numeric wheel Provides a method for remote automatic meter reading of feed. The meter remote automatic meter reading method comprises at least a light emitting element disposed on a rotation path of a rotary needle or a rotating numeric wheel that exhibits a value less than or equal to the effective digit of the charging charge, and for irradiating light to a predetermined inspection area on the rotation path. The inspection area includes an optical sensor unit including a light emitting unit including one light emitting unit and a photoelectric device unit including a plurality of photoelectric elements for receiving the light of the light emitting element reflected light reflected by the inspection area and converting the light into a corresponding electric signal. A first step of converting the change pattern of the reflected light according to the rotation of the rotary needle or the rotary number wheel into an electrical signal corresponding thereto through each photoelectric device of the optical device; A second step of previously storing in the microcomputer a level change pattern of the output electrical signal of each photoelectric device as a reference pattern during one rotation of the rotary needle or the rotary number wheel; And providing an output electrical signal of each optoelectronic device of the optoelectronic device to the microcomputer, and comparing the output electrical signal of each photoelectric device with the corresponding reference pattern by the microcomputer to accumulate the rotary needle or the rotary number wheel. And a third step of calculating the rotation speed.

상기 제 3단계는, 바람직하게는, 상기 광전소자부의 각 광전소자의 출력 전기신호를 샘플링하여 시간에 따른 레벨의 변화패턴을 추출하는 단계; 각 광전소자에 대해 추출된 변화패턴을 대응 광전소자의 기준패턴과 비교분석하여 상기 회전바늘 또는 상기 회전숫자휠이 1회전을 완성하였는지를 판단하는 단계; 및 상기 회전바늘 또는 상기 회전숫자휠이 1회전을 완성한 경우 그때까지의 누적회전수에 1을 더하여 현재시점의 누적회전수를 카운트하는 단계를 구비한다.The third step may include extracting a change pattern of a level over time by sampling an output electrical signal of each photoelectric device of the photoelectric device unit; Comparing the change pattern extracted for each optoelectronic device with a reference pattern of the corresponding optoelectronic device to determine whether the rotary needle or the rotary number wheel has completed one revolution; And counting the cumulative number of revolutions at the present time by adding 1 to the cumulative number of revolutions until the rotary needle or the rotary number wheel completes one revolution.

각 광전소자별로 추출된 상기 출력 전기신호의 레벨변화패턴과 상기 기준패턴은 신호레벨 값의 변화순서 및/또는 변화횟수로 정의될 수 있다. 그리고 각 광전소자별로 추출된 상기 출력 전기신호의 레벨변화패턴과 대응 광전소자에 관한 기준패턴간의 일치도가 소정의 최저한계값을 넘는 경우에 상기 회전바늘 또는 상기 회전숫자휠이 1회전 한 것으로 카운트한다.The level change pattern and the reference pattern of the output electrical signal extracted for each photoelectric device may be defined by a change order and / or a change frequency of a signal level value. When the degree of coincidence between the level change pattern of the output electrical signal extracted for each photoelectric element and the reference pattern for the corresponding photoelectric element exceeds a predetermined minimum limit value, the rotating needle or the rotating numeric wheel is counted as one rotation. .

상기 계량기의 원격 자동검침방법은 카운트된 상기 회전바늘 또는 상기 회전숫자휠의 누적회전수를 메모리에 저장하는 단계; 및 상기 메모리에 저장된 누적회전수를 미리 설정된 시간 또는 외부로부터 요청이 있을 때 유선 및/또는 무선 통신 방식으로 지정된 수신처로 송신하는 단계를 더 구비할 수 있다.The remote automatic meter reading method of the meter comprises the steps of storing the counted rotational speed of the rotary needle or the rotary number wheel in the memory; And transmitting a cumulative number of revolutions stored in the memory to a designated destination in a wired and / or wireless communication manner when there is a request from a preset time or from outside.

유리한 효과Favorable effect

본 발명에 따른 원격 자동검침장치는 기존의 회전바늘형 또는 회전숫자휠형 계량기의 구조를 전혀 변경할 필요없이 적용할 수 있으므로 신규의 계량기는 물론 기 설치되어 있는 계량기에도 적용될 수 있는 등 폭넓은 적용가능성을 제공할 수 있다.Since the remote automatic meter reading device according to the present invention can be applied without changing the structure of the existing rotary needle type or rotary number wheel type meter at all, it can be applied to a new meter as well as an existing meter. Can provide.

또한, 광전소자부를 다수개의 광전소자를 이용하여 구성하고, 그 광전소자 전체의 출력 전기신호의 레벨변화의 패턴을 종합적으로 고려하는 방식이고, 외부 광노이즈에 대한 대책도 마련되어 있으므로, 회전바늘 또는 회전숫자휠이 회전수의 카운트가, 하나의 광전소자만을 이용하여 회전을 판단하는 방식에 비해 보다 정확하게 이루어질 수 있다.In addition, the optoelectronic device portion is constituted by using a plurality of optoelectronic devices, and a method of comprehensively considering the pattern of the level change of the output electrical signal of the entire optoelectronic device, and measures against external optical noise are also provided, so that the rotation needle or rotation The number wheel may be counted more accurately than the method of determining the rotation using only one photoelectric device.

나아가, 본 발명의 원격 자동검침장치는 원격 검침을 완전 자동으로 구현할 수 있다. 즉, 원격 자동검침장치는 공급물 회사의 컴퓨터 시스템과 유무선 통신망으로 네트워크 되어 있으므로, 자동검침한 데이터를 검침원이 전혀 개입할 필요 없이 공급물 회사의 컴퓨터에 제공할 수 있다.Furthermore, the remote automatic meter reading apparatus of the present invention can implement the remote meter reading completely automatically. That is, since the remote automatic meter reading device is networked with the supply company's computer system and a wired / wireless communication network, the automatic meter reading data can be provided to the supply company's computer without any need for the meter reading person to intervene.

도 1은 회전바늘형 계량기를 채용하는 상수도 계량기에 본 발명의 일 실시예에 따른 원격 자동검침장치를 설치한 상태를 도시한다.1 illustrates a state in which a remote automatic meter reading apparatus according to an embodiment of the present invention is installed in a tap water meter employing a rotary needle type meter.

도 2는 본 발명에 따른 원격 자동검침장치의 전체적인 구성을 도시한 도면이다.2 is a view showing the overall configuration of a remote automatic meter reading apparatus according to the present invention.

도 3은 원격 자동검침장치의 광센서 유닛이 회전바늘의 상부에 설치된 상태를 도시한다.Figure 3 shows a state in which the optical sensor unit of the remote automatic meter reading device is installed on the top of the rotary needle.

도 4 내지 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광센서 유닛의 다양한 구성예를 도시한다.4 to 7 show various configuration examples of the optical sensor unit according to the preferred embodiment of the present invention.

도 8와 도 9은 각각 회전바늘이 정지상태에 있을 때와 회전하는 동안에 몇 개의 예시적인 광전소자(D2, D3, D4, D5, B3)의 출력 전기신호의 레벨 변화를 도시한 것이다.8 and 9 show changes in the level of the output electrical signals of several exemplary optoelectronic devices D2, D3, D4, D5, B3 when the rotating needle is at rest and during rotation, respectively.

도 10은 회전바늘의 회전수를 카운트하기 위해 마이콤에 내장되어 실행되는 프로그램의 흐름도이다.10 is a flowchart of a program embedded in the microcomputer and executed to count the number of revolutions of the needle.

도 11과 도 12는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 숫자휠형 계량기용 원격 자동검침장치의 구성을 도시한 것으로서, 광센서 유닛을 장착한 하우징을 가스계량기에 설치하기 전과 설치 후의 상태를 각각 도시한다.11 and 12 illustrate a configuration of a remote automatic meter reading device for a numeric wheel type meter according to another preferred embodiment of the present invention, each of which shows a state before and after installing a housing equipped with an optical sensor unit in a gas meter. do.

도 13은 본 발명에 따른 원격 자동검침장치의 전체적인 구성을 도시한 도면으로서, 광센서 유닛은 도 12의 절단선 A-A'에서 본 단면도로 나타내었고 나머지는 블록도로 도시한 것이다.13 is a view showing the overall configuration of the remote automatic meter reading apparatus according to the present invention, the optical sensor unit is shown in a cross-sectional view as seen from the cutting line A-A 'of FIG.

도 14은 원격 자동검침장치의 광센서 유닛이 숫자휠의 상부에 설치된 상태를 도시한다.14 shows a state where the optical sensor unit of the remote automatic meter reading device is installed on the upper part of the number wheel.

도 15는 광센서 유닛을 이용하여 숫자휠의 회전수를 카운트하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.15 is a view for explaining a method of counting the number of revolutions of the number wheel using the optical sensor unit.

도 16은 특정숫자휠의 회전수를 카운트하기 위해 마이콤에 내장되어 실행되 는 프로그램의 흐름도이다.16 is a flowchart of a program that is embedded in a microcomputer and executed to count the number of revolutions of a specific number wheel.

발명의 실시를 위한 최선의 형태Best Mode for Carrying Out the Invention

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 기술한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

가스, 수도, 또는 전기 등과 같은 공급물의 사용량을 측정하는 계량기들 중의 한 예로서, 공급물의 사용량을 여러 개의 회전바늘들이 가리키는 눈금판상의 값들의 조합으로 나타내는 회전바늘형 계량기가 있다. 도 1에는, 본 발명의 바람직할 제1 실시예에 따른 것으로서, 회전바늘형 계량기의 일예인 상수도용 계량기(10)에 적용되어 그 회전바늘의 눈금값(지침값)을 원격 자동검침 하기 위한 장치(100)가 설치된 상태를 도시한다. 도면에서, 광센서유닛(130)을 장착한 하우징(또는 계량기 덮개)(140)을 개방한 상태를 보여준다. 도 2에는 본 발명의 제1 실시예에 따른 원격 자동검침장치(100)의 전체적인 구성이 도시되어 있다.One example of meters that measure the amount of use of a feed, such as gas, water, electricity, etc., is a rotary needle type meter that represents the amount of use of a feed as a combination of values on a scale plate indicated by several rotating needles. Figure 1, according to the first preferred embodiment of the present invention, is applied to the water meter 10, which is an example of a rotary needle-type meter, an apparatus for remote automatic reading of the scale value (instruction value) of the rotary needle The state in which 100 is installed is shown. In the figure, the housing (or meter cover) 140 on which the photosensor unit 130 is mounted is opened. 2 shows the overall configuration of the remote automatic meter reading apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention.

상수도용 계량기(10)는 여러 개의 회전바늘(110,112)과 각 회전바늘마다 그 지침값을 표시하기 위한 눈금(40)이 표시된 회전눈금판(30)을 구비한다.The water meter 10 has a plurality of rotary needles 110 and 112 and a rotary scale plate 30 on which a scale 40 for displaying the guide value is displayed for each rotary needle.

공급물인 수돗물의 사용량은 회전바늘(110,112)이 가리키는 회전눈금판(30)상의 눈금값들의 조합으로 표시한다. 각 회전바늘은 서로 다른 단위의 값을 나타낸다. 이들 회전바늘의 값을 조합하여 대략 3~6개의 정수부 자리와 1~3개의 소수부 자리의 사용량을 나타내도록 구성된다. 수용가가 상수도를 사용하면 각 회전바늘은 그 사용량에 비례하고 해당 자리값에는 반비례한 속도로 회전한다. The amount of tap water that is supplied is represented by a combination of graduation values on the rotary scale plate 30 indicated by the rotary needles 110 and 112. Each spinning needle represents a value in different units. Combining the values of these rotary needles is configured to represent the usage of approximately three to six integer part seats and one to three minor part seats. When the consumer uses tap water, each spinning needle rotates at a speed that is proportional to the amount used and inversely proportional to the corresponding seat value.

본 발명에서 회전수 카운트 대상으로 삼는 회전바늘(112)은 요금부과시 고려 되는 유효자리 이하의 값을 나타내는 것, 예를 들어 상수도 사용량의 검침은 소수점 이상의 값으로 정해지므로 소수점 이하 자리의 회전바늘(110)을 택하는 것이 바람직하다.In the present invention, the rotation needle 112 as the number of revolutions counting targets indicates a value below the effective digit, which is considered when charging, for example, the meter reading of the amount of water used is determined as a value above the decimal point. It is preferred to take 110).

본 발명의 원격 자동검침장치(100)는 계량기(10)의 특정 회전바늘(110)의 회전 여부를 센싱하기 위한 수단으로서 광센서유닛(130)과, 광센서유닛(130)으로부터 출력되는 전기신호를 이용하여 회전바늘(110)의 회전수를 산출하도록 프로그램된 마이콤(152), 그리고 원격 자동검침장치의 각 구성부에 필요한 전원을 공급하는 전원공급부(156)도 구비한다. 원격 자동검침을 위해서는, 산출된 상수도사용량 정보는 최종적으로 상수도판매회사의 계량자료관리용 컴퓨터(162)로 제공되어야 한다. 사용량 정보는 유선통신 및/또는 무선통신방식을 이용하여 계량자료관리용 컴퓨터(162)로 전송될 수 있다. 무선방식을 적용하기 위해, 원격 자동검침장치(100)는 무선통신부(154)를 더 구비하여야 한다. 필요시 각 단위지역마다 여러 대의 무선통신부(154)로부터 송신된 데이터를 한꺼번에 모아서 계량자료관리용 컴퓨터(162)로 송신하는 로컬무선중계기(160)를 더 구비한다. 그리고 각 단위지역의 로컬무선중계기(160)들은 장거리 무선통신방식 (예컨대 이동전화 통신망을 이용한 데이터통신) 또는 유선통신방식을 이용하여 상수도판매회사의 계량자료관리용 컴퓨터(162)와 연결되는 구성이 필요하다. 광센서유닛(130)은 계량기(10)의 덮개 내면에 부착하는 형태로 설치할 수도 있겠지만, 계량기(10)의 덮개 기능을 가지면서도 광센서유닛(130)을 수납하여 계량기(10)에 장착하는 기능도 아울러 갖는 하우징(140)을 원격 자동검침장치(100)의 구성요소로서 더 구비하는 것도 바람직하다.The remote automatic meter reading apparatus 100 according to the present invention is a means for sensing the rotation of the specific rotary needle 110 of the meter 10 as an optical sensor unit 130 and an electrical signal output from the optical sensor unit 130. It is also provided with a microcomputer 152 programmed to calculate the rotational speed of the rotary needle 110, and a power supply unit 156 for supplying the power required for each component of the remote automatic meter reading device. For remote automatic meter reading, the calculated tap water usage information should finally be provided to the meter data management computer 162 of the tap water sales company. The usage information may be transmitted to the meter data management computer 162 using wired communication and / or wireless communication. In order to apply the wireless method, the remote automatic meter reading device 100 should be further provided with a wireless communication unit 154. If necessary, it is further provided with a local wireless repeater 160 for collecting data transmitted from a plurality of wireless communication unit 154 in each unit area at once and transmits the data to the metering data management computer 162. In addition, the local wireless repeaters 160 of each unit region are connected to the metering data management computer 162 of the water supply company using a long distance wireless communication method (for example, data communication using a mobile phone communication network) or a wired communication method. need. Although the optical sensor unit 130 may be installed in a form that is attached to the inner surface of the meter 10, the function of storing the optical sensor unit 130 and mounting on the meter 10 while having a cover function of the meter 10 It is also preferable to further include a housing 140 having the same as a component of the remote automatic meter reading apparatus 100.

광센서 유닛(130)은 센싱대상인 회전바늘(110)의 회전경로 내지 회전영역을 검사영역(60)으로 삼아서 그 검사영역(60)의 표면에 광을 입사시키고 그로부터 반사되어 나온 광을 센싱하여 전기신호로 변환한다. 이러한 기능을 제공하기 위해, 광세서 유닛(130)은 회전바늘(110)이 회전운동을 하는 회전눈금판(30) 위의 검사영역(60)에 대하여 광을 조사하는 발광소자(132a, 132b)를 적어도 하나를 포함하는 발광부와, 다수 개의 광전소자(A1, A2, ..., E4, E5)를 이용하여 발광소자(132a, 132b)의 출력광의 회전바늘(110)과 검사영역(60)에 의한 반사광을 수광하여 대응되는 전기신호를 출력하는 광전소자부(134)를 포함한다.The optical sensor unit 130 uses the rotation path or the rotation area of the rotating needle 110 as the sensing object as the inspection region 60 to inject light onto the surface of the inspection region 60 and senses the light reflected from the electrical region. Convert to a signal. In order to provide such a function, the optical processor unit 130 emits light through the light emitting elements 132a and 132b for irradiating light to the inspection area 60 on the rotation scale plate 30 on which the rotary needle 110 rotates. The rotating needle 110 and the inspection area 60 of the output light of the light emitting elements 132a and 132b using the light emitting unit including at least one and the plurality of photoelectric elements A1, A2,..., E4, and E5. And a photoelectric element unit 134 for receiving the reflected light and outputting a corresponding electric signal.

발광부(132a, 132b)가 방사한 광은 광전소자부(134)에 직접 인가되어서는 아니되고 회전바늘(110)이 회전하는 검사영역(60)의 표면에 입사된 다음, 그 표면에 의해 반사된 광이 광전소자부(134)에 입사되도록 구성되어야 한다.The light emitted by the light emitting parts 132a and 132b is not directly applied to the photoelectric device part 134 but is incident on the surface of the inspection area 60 in which the rotary needle 110 rotates, and then reflected by the surface. The light must be configured to be incident on the optoelectronic device portion 134.

광전소자부(134)는 적어도 3개 이상의 광전소자를 이용하여 구성하며 대략 100개를 넘지 않는 정도의 범위에서 적절히 정하면 된다. 광전소자의 수가 너무 적으면 회전바늘(110)의 회전수 카운트의 정확성이 낮아지며 반대로 너무 많으면 전력소모량이 많고 단가가 상승하는 단점이 있다. 발광소자의 대표적인 예로는 발광다이오드(Light Emitting Diode: LED)를 들 수 있다. 광전소자는 발광소자가 방사하는 광을 센싱할 수 있는 것, 즉, 피크파장과 스펙트럼 대역폭이 대략 일치하는 것을 사용할 필요가 있다. 예컨대 적외선을 출광하는 발광다이오드를 채용하는 경우, 광전소자는 적외선을 센싱할 수 있는 소자이어야 하는데, 그 대표적인 예로서 포토다이오드(photodiode)나 포토트랜지스터(phototransistor)를 들 수 있다. 광전 소자의 다른 예로는 광기전력셀(photovoltaic cell), 광전도셀(photoelectric cell), 광전관(photoelectric tube) 등을 사용할 수 있는데, 그 경우도 그에 적합한 발광소자를 선택할 필요가 있다.The optoelectronic device portion 134 is configured using at least three or more optoelectronic devices, and may be appropriately determined within a range of not more than approximately 100. If the number of optoelectronic devices is too small, the accuracy of the number of revolutions of the rotary needle 110 is lowered. On the contrary, if the number of optoelectronic devices is too large, the power consumption is large and the unit cost increases. Representative examples of the light emitting device may include a light emitting diode (LED). The optoelectronic device needs to be able to sense the light emitted by the light emitting device, that is, the one whose peak wavelength and spectral bandwidth approximately match. For example, in the case of employing a light emitting diode that emits infrared light, the photoelectric device should be a device capable of sensing infrared light, and a representative example thereof may be a photodiode or a phototransistor. As another example of the photoelectric device, a photovoltaic cell, a photoelectric cell, a photoelectric tube, or the like may be used. In this case, it is necessary to select a light emitting device suitable for the photovoltaic cell.

설치의 편의와 센싱 동작의 안정성을 고려할 때, 발광부(132)와 광전소자부(134)를 케이스에 내장시켜 광센서 유닛을 일체로 구성하는 것이 바람직하다. 도 4 내지 7은 광센서 유닛(130, 130-1, 130-2, 130-3)의 예시적인 구성을 도시한다. 도 4는 25개의 광전소자(A1, A2, ..., E4, E5)를 5x5 평면 매트릭스 배열로 배치하여 광전소자부(134)를 구성하고, 광전소자부(134)의 좌우측에 각각 한 개의 발광소자를 배치하여 발광부(132a, 132b)를 구성한 예를 도시한다. 도 4에서, 케이스(136)는 불투광 재질을 이용하여 만들고, 두 개의 발광소자(132)와 상기 다수의 광전소자들(A1, A2, ... , E4, E5)을 각각 수납하는 두 공간 (136a, 136b)와 (136c)를 제공한다. 제1룸(first room)(136a, 136b)과 제2룸(136c)은 발광소자(132a, 132b)의 출력광이 광전소자들(Al, A2, ..., E4, E5)에게 직접 인가되는 것을 차단하는 광차단벽(136d, 136e)에 의해 분리되어 있고, 발광소자(132a, 132b)의 광은 검사영역(60)에 의한 반사과정을 거쳐 광전소자(A1, A2, ..., E4, E5)로 인가될 수 있도록 전방이 개방된 구조로 되어 있다. 수광효율을 높이기 위해, 발광소자(132a, 132b)를 광전소자부(134)쪽으로 약간 경사지게 배치하거나, 발광소자가 배치되는 룸의 바깥쪽 내벽을 경사지게 하여 발광소자의 빛이 광전소자 쪽으로 향하도록 하거나, 전달손실을 줄이기 위해 발광소자가 배치되는 제1룸(136a, 136b)과 광전소자부(134)가 배치되는 제2룸(136c)의 내벽은 광반사막(비도시)으로 처리하는 등의 방법 을 채용할 수 있다. 나아가, 광전소자와 눈금판의 거리가 멀어서 수광감도가 낮을 수 있는데, 이 경우 회전바늘(110) 및 그 회전바늘이 회전하는 검사영역(60)에서 반사한 빛이 광전소자부(134)로 입사하는 경로에 집광렌즈(비도시)를 배치하면 광패턴의 정밀도를 높일 수 있다. 집광렌즈의 대표적인 예로는 로드 렌즈 어레이(Rod lens array)를 들 수 있다. 다른 방안으로, 각각의 광전소자 앞에 개별적으로 집광렌즈가 부착된 광전소자를 사용할 수도 있다. 또한, 광전소자부(134)가 배치되는 제2룸(136c)의 입구에는 발광소자(132a, 132b)가 출광한 광만을 선택적으로 잘 통과시키는 광필터(비도시)를 배치하면 외부광에 의한 노이즈를 효과적으로 차단할 수 있다.In consideration of the convenience of installation and the stability of the sensing operation, it is preferable that the light sensor unit 132 and the photoelectric device unit 134 are incorporated in the case to integrally configure the optical sensor unit. 4 to 7 show exemplary configurations of the optical sensor units 130, 130-1, 130-2, 130-3. 4 shows the photoelectric element portion 134 by arranging twenty five photoelectric elements A1, A2, ..., E4, E5 in a 5x5 planar matrix arrangement, one on each of the left and right sides of the optoelectronic element portion 134. The example which arrange | positioned light emitting element and comprised the light emitting parts 132a and 132b is shown. In FIG. 4, the case 136 is made of an opaque material, and two spaces for storing two light emitting elements 132 and the plurality of photoelectric elements A1, A2,..., E4, and E5, respectively. 136a, 136b and 136c. In the first room 136a and 136b and the second room 136c, the output light of the light emitting devices 132a and 132b is directly applied to the photoelectric elements Al, A2, ..., E4 and E5. It is separated by light blocking walls 136d and 136e for blocking the light, and the light of the light emitting devices 132a and 132b undergoes a reflection process by the inspection area 60 and the photoelectric elements A1, A2, ..., E4, E5) has a structure that is open to the front to be applied. In order to increase the light receiving efficiency, the light emitting devices 132a and 132b may be slightly inclined toward the photoelectric device unit 134, or the outer inner wall of the room in which the light emitting devices are disposed may be inclined to direct the light of the light emitting device toward the photoelectric device. In order to reduce the transmission loss, the inner walls of the first rooms 136a and 136b in which the light emitting devices are disposed and the second room 136c in which the optoelectronic devices 134 are disposed may be treated with a light reflection film (not shown). It can be adopted. Furthermore, since the distance between the photoelectric device and the scale plate is far, the light receiving sensitivity may be low. In this case, the light reflected from the rotating needle 110 and the inspection area 60 in which the rotating needle rotates is incident on the photoelectric device unit 134. Placing a condenser lens (not shown) in the path can increase the accuracy of the light pattern. A representative example of the condenser lens may be a rod lens array. Alternatively, an optoelectronic device in which a condenser lens is individually attached to each optoelectronic device may be used. In addition, when an optical filter (not shown) for selectively passing only the light emitted by the light emitting elements 132a and 132b is disposed at the entrance of the second room 136c where the photoelectric element unit 134 is disposed, noise caused by external light may be caused. Can be effectively blocked.

광전소자부(134)를 구성하는 다수의 광전소자들은 동일평면상에 배치되는 것이 바람직하다. 다수의 광전소자들의 배치형태에는 어떤 특별한 제한은 없다. 하지만, 발광부(132a, 132b)의 직하방에 위치한 회전바늘(110)의 표면의 전체로부터 반사된 광을 보다 정확하게 센싱하기 위한 배치형태가 바람직하다. A plurality of optoelectronic devices constituting the optoelectronic device portion 134 is preferably disposed on the same plane. There is no particular limitation on the arrangement of the plurality of optoelectronic devices. However, an arrangement form for more accurately sensing the light reflected from the entire surface of the rotary needle 110 positioned directly below the light emitting units 132a and 132b is preferable.

예컨대 다수의 광전소자들은 1 열로 배치되거나(도 7 참조) 또는 십자모양으로 배치되거나, 또는 광전소자부(134)가 면적을 가질 수 있도록 소정의 면적에 다수의 광전소자가 원형 내지 다각형으로 배치될 수 있다(도 4, 5, 6). 도 5는 광센서 유닛의 다른 구조를 도시하는데, 광센서 유닛(130-1)은 23개의 광전소자(A1, A2, ...E4, E5)를 사각형 룸(136c)안에 5x5 매트릭스 배열로 배치하여 광전소자부(134)를 구성하되 그 내부의 적당한 위치에 두 개의 발광소자(132a, 132b)를 배치한 구조를 갖는다. 도 4의 구조와 마찬가지로, 케이스(136')는 발광소자(132a, 132b)가 설치되는 곳 둘레에 분리벽(136d', 136e')을 배치한 구조를 취하여, 발광소자(132a, 132b)가 광진소자부(134)와 광분리가 되도록 한다. 도 6는 광센서 유닛(130-2)을 육각형의 케이스(136")를 이용하여 구성한 예를 보여준다. 검사영역(60)이 원형인 경우, 30개의 광전소자(A1, A2, ..., G1, G2)를 원형에 가까운 육각형 룸(136c")에 밀집 배치하여 광전소자부(134)를 구성하고, 이 광전소자부(134)의 상부와 하부의 별도 공간(136a", 136b")에 각각 한 개의 발광소자(132a, 132b)를 배치한 구조이다. 이 경우도, 광전소자부(134)와 두 발광소자(132a, 1332b)는 분리벽(136d", 136e")으로 분리된다. 도 7는 10개의 광전소자(A1, A2, ..., A8, A9)를 일렬로 배치하여 광전소자부(134)를 구성하고, 그 광전소자부(134) 중에 또는 외부에 발광소자(132a, 132b)를 배치한 광센서 유닛(130-3)의 구조를 도시한다. 그 밖에도 여러 가지 다른 변형된 구조가 가능하다.For example, a plurality of optoelectronic devices may be arranged in a row (see FIG. 7) or crosswise, or a plurality of optoelectronic devices may be arranged in a circular to polygonal area in a predetermined area so that the optoelectronic device portion 134 may have an area. Can be (FIGS. 4, 5, 6). Fig. 5 shows another structure of the optical sensor unit, in which the optical sensor unit 130-1 arranges twenty-three photoelectric elements A1, A2, ... E4, E5 in a 5x5 matrix arrangement in a rectangular room 136c. The photoelectric element unit 134 is configured to have two light emitting elements 132a and 132b disposed at appropriate positions therein. Similarly to the structure of FIG. 4, the case 136 ′ has a structure in which the separation walls 136 d ′ and 136 e ′ are arranged around where the light emitting elements 132 a and 132 b are installed, so that the light emitting elements 132 a and 132 b are arranged. Optical separation of the optical element unit 134 and the light. 6 shows an example in which the optical sensor unit 130-2 is formed using a hexagonal case 136 ". When the inspection area 60 is circular, 30 photoelectric elements A1, A2, ..., The photoelectric element portion 134 is formed by densely arranging the G1 and G2 in a hexagonal room 136c ″ close to a circle, and in the separate spaces 136a ″ and 136b ″ at the upper and lower portions of the photoelectric element portion 134. Each one light emitting element 132a, 132b is arranged. In this case as well, the optoelectronic device portion 134 and the two light emitting devices 132a and 1332b are separated by the separating walls 136d ″ and 136e ″. FIG. 7 shows the photoelectric element portion 134 by arranging ten photoelectric elements A1, A2, ..., A8, A9 in a row, and the light emitting element 132a in or outside the photoelectric element portion 134. , 132b shows the structure of the optical sensor unit 130-3. Many other variations are possible.

도 1에는 계량기 덮개 겸용의 하우징(140)을 채용하는 경우를 도시하는데, 광센서유닛(130)은 하우징(140) 내부에 고정된다. 하우징(140)은 계량기(10)에 탈착가능하게 조립될 수 있는 구조를 가진다. 하우징(140)은 광센서유닛(130)을 내부에 고정시킨 채 계량기(10)에 장착하면, 광센서 유닛(130)은 회전바늘(110)이 위치한 검사영역(60) 위에 위치하게 된다.1 illustrates a case in which the housing 140 serving as the meter cover is employed, and the optical sensor unit 130 is fixed inside the housing 140. The housing 140 has a structure that can be detachably assembled to the meter 10. When the housing 140 is mounted on the meter 10 while the optical sensor unit 130 is fixed therein, the optical sensor unit 130 is positioned on the inspection area 60 in which the rotary needle 110 is located.

하우징(140)을 계량기에 장착한 경우에도 육안으로 계량지침부(110)의 수치를 읽을 수 있어야 하므로, 하우징(140)은 회전바늘(112)의 눈금값을 읽을 수 있도록 그 부분에 투명창을 마련하는 것이 바람직하다. 계량기의 구조에 따라서는 회전바늘들 외에도 회전숫자휠들로 구성된 계량지침부(70)도 함께 설치되어 있는 경우 도 있는데, 그 경우 적어도 계량지침부(70)를 덮는 부분만이라도 투명창(144)으로 만드는 것이 바람직하다. 투명창을 제외한 부분은 광이 투과하지 못하도록 완전히 불투명처리를 하는 것이 바람직하다. 그런데 이 투명창(144)을 통해서는 외부로부터 자연광이 하우징(140) 내부로 유입될 수 있다. 태양광의 경우 자외선, 가시광선, 적외선 등 그 파장분포가 넓어서, 광센서유닛(130)이 사용하는 파장과 일치하는 광선을 포함하고 있다고 보아야 한다. 따라서 투명창(144)을 통한 태양광의 유입을 차단하지 않으면 광전소자부(134)가 센싱 에러를 일으킬 수 있다. 따라서 투명창(144)에 광센서 유닛(130)이 사용하는 파장대의 적외선이 통과하지 못하도록 하는 적외선 차단기능을 부여할 필요가 있다. 하우징(140)에 적외선 차단기능을 부여하기 위해, 적어도 투명창(144)에 적외선 차단필름을 코팅하거나 적외선 차단재를 증착하는 방법, 혹은 적외선 차단재를 하우징 사출재료에 혼합한 원료를 이용하여 하우징(140)을 만드는 방법, 또는 편광위상각이 90도 차이가 나는 두 개의 편광필름을 이용하여 하나는 투명창(144)에 부착하고 나머지 하나는 광전소자부(134) 전면에 부착하는 방법 등을 이용할 수 있다.Even when the housing 140 is mounted on the meter, the numerical value of the metering guide part 110 should be read with the naked eye. Therefore, the housing 140 has a transparent window in the portion so that the reading of the scale value of the rotary needle 112 can be read. It is desirable to provide. Depending on the structure of the meter, in addition to the rotating needles may also be provided with a metering guide portion 70 consisting of rotating numeric wheels, in which case at least a portion covering the metering guide portion 70 to the transparent window 144 It is desirable to make. It is preferable to completely opaque the portions except the transparent window so that light does not transmit therethrough. However, natural light may be introduced into the housing 140 from the outside through the transparent window 144. In the case of sunlight, the wavelength distribution of ultraviolet rays, visible rays, infrared rays, and the like is wide, and it should be regarded as including the rays corresponding to the wavelengths used by the optical sensor unit 130. Therefore, if the inflow of sunlight through the transparent window 144 is not blocked, the optoelectronic device portion 134 may cause a sensing error. Therefore, it is necessary to give the transparent window 144 an infrared ray blocking function to prevent infrared rays from passing through the wavelength band used by the optical sensor unit 130. In order to impart an infrared ray blocking function to the housing 140, at least the transparent window 144 is coated with an infrared ray blocking film or a method of depositing an infrared ray blocking material, or a housing 140 using a raw material obtained by mixing an infrared ray blocking material with a housing injection material. ), Or using two polarizing films having a 90 degree difference in polarization phase angle, one of which is attached to the transparent window 144 and the other of which is attached to the front side of the optoelectronic device portion 134. have.

도 2는 본 발명에 따른 원격 자동검침장치의 전체적인 구성을 나타낸다. 광센서 유닛(130)의 광전소자부(134)의 광전소자들은 그의 출력 전기신호가 마이콤(152)에 입력되도록 마이콤(152)과 연결된다. 마이콤(152)은 그 출력포트가 무선통신부(154)에 연결된다. 마이콤(152), 무선통신부(154) 및 전원공급부(156)는 인쇄회로기판(비도시)에 함께 장착하여 단일의 연산/무선모듈(150)로 만드는 것이 바람직하다. 광센서 유닛(130)과 연산/무선모듈(150)은 케이블(120)로 연결된다. 이상 과 같은 구성을 갖는 본 발명의 원격 자동검침장치(100)가 각 계량기마다 하나씩 설치된다. 원격 자동검침장치(100)가 읽은 검침값 데이터는 통신망을 통해 공급물의 공급회사의 중앙컴퓨터(162)에 제공된다. 통신요금 등의 절감과 관리의 효율화를 위해, 공급회사의 관할지역을 여러 개의 소지역으로 나누고, 각 소지역마다 로컬 무선중계기(160)를 설치하고 그 로컬 무선중계기(160)로 하여금 해당 소지역에 설치된 원격 자동검침장치(100)들의 검침값 데이터를 수집하게 하고, 그 수집된 데이터를 공급회사의 중앙컴퓨터(162)로 제공하도록 하는 것이 바람직하다. Figure 2 shows the overall configuration of a remote automatic meter reading apparatus according to the present invention. The photoelectric elements of the photoelectric device unit 134 of the optical sensor unit 130 are connected to the microcomputer 152 such that an output electrical signal thereof is input to the microcomputer 152. The microcomputer 152 has an output port connected to the wireless communication unit 154. The microcomputer 152, the wireless communication unit 154, and the power supply unit 156 may be mounted together on a printed circuit board (not shown) to form a single operation / wireless module 150. The optical sensor unit 130 and the operation / wireless module 150 are connected by a cable 120. Remote measuring device 100 of the present invention having the configuration as described above is installed one for each meter. The meter reading data read by the remote automatic meter reading device 100 is provided to the central computer 162 of the supplier of the feed through the communication network. In order to reduce telecommunication charges and improve the efficiency of management, the supplier's jurisdiction is divided into several sub-regions, and local wireless repeater 160 is installed in each sub-region, and the local wireless repeater 160 causes the sub-region to It is preferable to collect the reading value data of the remote automatic meter reading device 100 installed in, and to provide the collected data to the central computer 162 of the supplier.

로컬 무선중계기(160)는 각 원격 자동검침장치(100)와 공급회사의 중앙컴퓨터(162) 각각에 대하여 무선통신망 및/또는 유선통신망으로 연결된다.The local wireless repeater 160 is connected to each of the remote automatic meter reading apparatus 100 and the central computer 162 of the supplier company by a wireless communication network and / or a wired communication network.

원격 자동검침센서(100)를 계량기(10)에 설치했을 때, 광센서 유닛(130)은 회전바늘(110)의 눈금(40)을 포함하는 영역인 검사영역(60) 바로 위에 위치된다. 그리고, 회전바늘(110)이 회전하거나 정지해 있는 동안에 발광소자(132a, 132b)가 방사한 광은 회전바늘(110)과 검사영역(60)에 의해 반사된다. 그 반사광의 일정 부분은 광전소자부(134)의 각 광전소자(A1, A2, ..., E4, E5)로 입사된다. 집광렌즈가 더 설치된 경우, 각 광전소자(A1, A2, ..., E4, E5)로 입사되는 광량은 더욱 많아져서 정확한 반사광 패턴을 검출하는 데 유리하다.When the remote automatic meter reading sensor 100 is installed in the meter 10, the optical sensor unit 130 is positioned directly above the inspection area 60, which is an area including the scale 40 of the rotary needle 110. In addition, the light emitted by the light emitting devices 132a and 132b while the rotary needle 110 rotates or stops is reflected by the rotary needle 110 and the inspection region 60. A portion of the reflected light is incident on each photoelectric element A1, A2, ..., E4, E5 of the photoelectric element portion 134. When the condenser lens is further installed, the amount of light incident on each of the photoelectric elements A1, A2, ..., E4, E5 becomes larger, which is advantageous for detecting an accurate reflected light pattern.

광전소자부(134)의 각 광전소자에 입사되는 광의 세기 즉, 반사광의 공간적 분포패턴은 발광소자의 광이 입사되는 부분 즉, 광반사요소들에 의해 결정된다. 광반사요소가 될 수 있는 것은 회전바늘(110)과 검사영역(60) 표면이다. 그런데 회전바늘(110)은 공급물의 사용에 따라 회전을 하게 되므로, 결국 회전바늘(110)과 검 사영역(60)의 표면의 조합으로 이루어지는 광반사요소는 공급물의 사용에 따라 반사도가 변하는 가변적인 광반사요소로 볼 수 있다. The intensity of light incident on each photoelectric device of the photoelectric device unit 134, that is, the spatial distribution pattern of the reflected light, is determined by the portion where the light of the light emitting device is incident, that is, the light reflection elements. The light reflecting element may be the surface of the rotary needle 110 and the inspection area (60). However, since the rotary needle 110 rotates according to the use of the feed, the light reflecting element consisting of the combination of the surface of the rotary needle 110 and the inspection area 60 is variable in that the reflectivity is changed according to the use of the feed. It can be seen as a light reflection element.

광전소자부(134)로 반사되는 광의 세기는 회전바늘(110)의 회전위상각(즉, 위치)에 따라 달라지게 될 것이다. 개별 광전소자의 입장에서 볼 때, 자신에게 입사되는 광의 세기는 회전바늘(110)이 1회전을 하는 동안에 시간에 따라 변화하고, 이에 대응하여 해당 광전소자의 출력 전기신호의 레벨도 변화한다. The intensity of the light reflected by the optoelectronic device portion 134 will vary depending on the rotational phase angle (ie, position) of the rotary needle 110. From the standpoint of an individual optoelectronic device, the intensity of light incident on the optoelectronic device changes over time during the rotation of the rotary needle 110, and correspondingly, the level of the output electrical signal of the optoelectronic device also changes.

또한, 전체 광전소자에서 볼 때, 회전바늘(110)이 1회전을 하는 동안에 각 광전소자에 입사되는 광의 세기는 반드시 일치하는 것은 아니다. 여기서 주목해야 할 것은, 회전바늘(110)이 회전하는 동안 특정 광전소자의 출력 전기신호의 레벨변화패턴을 매 회전마다 규칙적으로 반복된다는 점이다. 본 발명은 이 점을 이용하여 회전바늘(110)의 회전수를 카운트하게 된다.In addition, when viewed from the entire photoelectric device, the intensity of light incident on each photoelectric device during the rotation of the rotary needle 110 is not necessarily the same. It should be noted here that during the rotation of the rotating needle 110, the level change pattern of the output electrical signal of the specific optoelectronic device is regularly repeated every rotation. The present invention uses this point to count the number of revolutions of the rotary needle (110).

도 8과 도 9는 각각 회전바늘(110)이 정지상태에 있을 때와 일정 속도로 회전중일 때의 계량기의 회전바늘의 표식에 따른 일부 광전소자(B3, D2, D3, D4, D5)의 출력 전기신호를 예시한 도면이다. 상수도를 사용하지 않는 동안에는 회전바늘(110)은 정지해 있고, 따라서 그 동안에는 광전소자부(134)의 광전소자들로부터 출력되는 전기신호는 도 8에 도시된 것처럼 각 광전소자별로 일정한 레벨(이 레벨은 회전바늘(110)의 그때의 회전위상각에 따라 정해진다)을 계속 유지할 것이다. 상수도를 사용하는 동안에는 사용되는 상수도량에 따라 회전바늘(110)의 회전속도는 다양하게 나타나고 그에 따라 각 광전소자에서 출력되는 전기신호의 레벨은, 도 9에 일부 광전소자에 대해서만 예시된 것처럼, 각기 특유의 변화패턴을 보인다. 그리고 회전바늘(110)이 어떤 속도로 회전을 하든지 회전바늘(110)이 1회전을 하는 동안 개별 광전소자의 입장에서 볼 때 그 광전소자가 출력하는 전기신호의 레벨변화의 패턴, 즉 레벨의 상승 및 하강 패턴은 동일하다. 따라서 각 광전소자가 나타내는 고유의 변화패턴을 '각 광전소자별 기준패턴'으로 미리 확보하여 마이콤(152)에 미리 설정해둔 다음, 수용가에서 실제로 가스나 상수도를 사용할 때 얻어지는 각 광전소자의 출력 전기신호의 레벨변화의 패턴을 미리 설정해둔 해당 광전소자의 기준패턴과 비교하는 방법에 의해, 회전바늘(110)의 1 회전 완성 여부를 판별하는 것이 가능하다.8 and 9 show the outputs of some photoelectric elements B3, D2, D3, D4 and D5 according to the marking of the needle of the meter when the rotary needle 110 is at rest and while rotating at a constant speed. A diagram illustrating an electrical signal. While the tap water is not used, the rotary needle 110 is stopped. Therefore, the electric signal output from the photoelectric elements of the photoelectric element unit 134 is at a constant level for each photoelectric element as shown in FIG. Is determined according to the rotational phase angle of the rotating needle 110). While the tap water is used, the rotation speed of the rotating needle 110 may vary depending on the amount of tap water used, and thus the level of the electric signal output from each optoelectronic device may be different, as illustrated in FIG. 9 only for some optoelectronic devices. It shows a unique pattern of change. And no matter what speed the rotary needle 110 rotates, the pattern of the level change of the electrical signal outputted by the optoelectronic device when the rotary needle 110 is rotated one time, that is, the level is increased. And the falling pattern is the same. Therefore, the unique change pattern represented by each optoelectronic device is secured in advance as a 'reference pattern for each optoelectronic device' and is set in advance in the microcomputer 152, and then the output electric signal of each optoelectronic device obtained when gas or water is actually used in the consumer. It is possible to determine whether or not one rotation of the rotary needle 110 is completed by comparing the pattern of the level change with the reference pattern of the optoelectronic device set in advance.

회전바늘(110)의 1회전 여부를 판별하는 데에는 각 광전소자의 출력 전기신호에 있어서 하나의 레벨이 얼마나 지속하였는지는 중요하지 않고 레벨이 어떤 형태로 '변화'를 하였는지가 중요한 정보가 된다. 회전바늘(110)이 어떤 속도로 회전을 하더라도 시간에 대한 각 광전소자의 출력 전기신호의 레벨의 변화패턴은 동일하게 나타날 것이기 때문이다. 이 점을 이해한다면 위와 같은 회전바늘(110)의 1회전 판별방법이 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 각 광전소자로부터 출력된 전기신호의 레벨변화패턴과 상기 기준패턴은 공히 레벨값의 변화순서 또는 레벨값의 변화 횟수로써 정의될 수 있다. 여기에다 최초 레벨이 하이인지 아니면 로우인지에 관한 정보가 더 있으면 보다 완전히 정의될 수 있을 것이다. 예컨대 도 9에 도시된 것처럼 광전소자 D2의 경우 회전바늘(110)의 1회전 주기 동안 2번의 레벨하강 후 2번의 레벨상승을 하는 것으로 되어 있으므로 이러한 레벨변화패턴을 광전소자 D2의 기준패턴으로 마이콤(152)에 설정해두고, 수돗물 사용시 얻어지는 광전소 자 D2의 실제 출력 전기신호의 레벨변화패턴을 기준패턴과 비교함으로써, 광전소자 D2의 입장에서 회전바늘(110)의 1회전 여부를 판별한다. 다른 광전소자의 경우도 같다.In determining whether one rotation of the rotary needle 110 is rotated, it is not important how long one level lasted in the output electrical signal of each photoelectric device, but the important information is how the level is changed. This is because even if the rotating needle 110 rotates at any speed, the change pattern of the level of the output electrical signal of each photoelectric device with respect to time will appear the same. If you understand this point, it will be understood that the method of determining one rotation of the rotary needle 110 as described above is possible. The level change pattern and the reference pattern of the electrical signal output from each photoelectric device may be defined as the order of change of the level value or the number of changes of the level value. If there is more information on whether the initial level is high or low, it can be more fully defined. For example, as shown in FIG. 9, in the case of the optoelectronic device D2, two level rises are performed after the two level decreases during one rotation period of the rotary needle 110. 152), by comparing the level change pattern of the actual output electrical signal of the photoelectric device D2 obtained when using the tap water with the reference pattern, it is determined whether or not one rotation of the rotary needle 110 in the position of the photoelectric device D2. The same applies to other optoelectronic devices.

각 광전소자의 출력 전기신호의 시간에 따른 변화 패턴은 특정회전바늘(110)의 회전 여부를 판별할 수 있는 정보가 담겨져 있다. 그러므로 마이콤(152)은 각 광전소자의 출력 전기신호를 주기적으로 샘플링 하여 그 출력 전기신호의 시간에 따른 변화패턴을 각 광전소자별로 추출한다. 그리고 그 추출된 변화패턴을 미리 설정된 기준패턴과 비교함으로써 회전바늘(110)의 회전수를 카운트한다. 마이콤(152)에 의한 회전바늘(110)의 회전수의 카운트는 그 작업을 위해 특별히 작성된 프로그램에 의해 이루어진다. 그 프로그램은 마이콤(152)에 내장된다. 도 10은 이 프로그램의 실행을 통해 마이콤(152)이 행하는 회전수 카운트 작업을 설명하는 흐름도이다.The time-varying pattern of the output electrical signal of each optoelectronic device contains information for determining whether the specific rotary needle 110 is rotated. Therefore, the microcomputer 152 periodically samples the output electrical signal of each photoelectric device, and extracts the change pattern of the output electrical signal over time for each photoelectric device. The number of rotations of the rotary needle 110 is counted by comparing the extracted change pattern with a preset reference pattern. The count of the number of revolutions of the rotary needle 110 by the microcomputer 152 is made by a program specially written for the work. The program is embedded in the microcomputer 152. Fig. 10 is a flowchart for explaining the rotation speed counting operation performed by the microcomputer 152 through the execution of this program.

먼저, 특정회전바늘(110)의 1회전 시에 각 광전소자로부터 얻어지는 출력 전기신호의 시간에 따른 레벨변화의 패턴을 기준패턴으로서 메모리(비도시)에 미리 저장해둔다(S10). 기준패턴을 획득하는 한 가지 방법은, 동종인 다수의 상수도계량기를 대상으로 일정시간 동안 행한 측정실험을 통해 각 광전소자별로 얻어지는 출력 전기신호들을 이용하여 산출하는 방법이다. 즉, 어떤 하나의 광전소자에 대하여 회전바늘(110)이 여러 회의 회전을 반복하는 동안에 출력되는 전기신호들을 샘플링 하여 그 샘플링신호로부터 회전바늘(110)의 1회전 동안에 나타나는 전기신호의 평균적인 변화패턴을 산출하고, 산출된 그 평균적인 변화패턴을 해당 광전소자에 대 한 기준패턴으로 확정하는 방법이다. First, a pattern of a level change with time of an output electric signal obtained from each photoelectric device during one rotation of the specific rotary needle 110 is stored in advance in a memory (not shown) as a reference pattern (S10). One method of obtaining the reference pattern is a method of calculating the output pattern using output electrical signals obtained for each photoelectric device through measurement experiments performed for a predetermined time on a plurality of water supply meters of the same kind. That is, the average change pattern of the electrical signal appearing during one rotation of the rotary needle 110 by sampling the electrical signals output during the rotation needle 110 is repeated several times for any one optoelectronic device It is to calculate the average change pattern is calculated as the reference pattern for the optoelectronic device.

이러한 작업을 모든 광전소자에 대하여 수행함으로써, 각 광전소자별로 기준패턴을 획득한다. 기준패턴을 획득하는 다른 방법은, 원격 자동검침장치(100)가 실제로 설치된 상수도계량기(10)를 대상으로 시운전을 행하고, 그 시운전을 통해 각 광전소자별로 얻어지는 출력 전기신호들을 이용하는 방법이다. 즉, 상수도를 실제로 사용하는 동안에 원격 자동검침장치(100)가 설치된 계량기(10)의 회전바늘(110)이 회전할 것이고, 그때 획득되는 각 광전소자별 출력 전기신호에 대하여 그 레벨의 평균적인 변화패턴을 해당 광전소자의 기준패턴으로서 획득하는 방법이다. 이와 같은 방법으로 획득한 각 광전소자별 기준패턴값을 마이콤(152) 내의 메모리에 미리 저장된다.By performing this operation for all optoelectronic devices, a reference pattern is obtained for each optoelectronic device. Another method of obtaining the reference pattern is to perform a trial run on the water meter 10, in which the remote automatic meter reading apparatus 100 is actually installed, and to use output electric signals obtained for each photoelectric device through the trial run. That is, the rotation needle 110 of the meter 10 installed with the remote automatic meter reading device 100 will rotate during the actual use of the water supply, and the average change of the level with respect to the output electrical signal for each photoelectric device obtained at that time. A pattern is obtained as a reference pattern of the optoelectronic device. The reference pattern value for each photoelectric element obtained by the above method is stored in advance in the memory in the microcomputer 152.

이렇게 기준패턴의 설정이 완료되면 그 때부터는 회전바늘(110)의 회전수를 카운트할 수 있다. 이를 위해 먼저 각 광전소자별로 실제로 얻어지는 출력 전기신호의 레벨변화의 패턴을 저장하는 변수의 초기화를 수행한다(S12).When the setting of the reference pattern is completed in this way, the number of revolutions of the rotary needle 110 can be counted thereafter. To this end, first, a variable for storing the pattern of the level change of the output electrical signal actually obtained for each photoelectric device is initialized (S12).

그런 다음, 광전소자부(134)의 각 광전소자로부터 출력되는 전기신호를 샘플링 한다. 그리고 샘플링 신호로부터 각 광전소자의 출력 전기신호의 레벨변화패턴을 추출한다. 그 추출된 레벨변화패턴값은 해당 변수에 일단 저장한다(S14). 이에 의해, 이전 주기에 저장된 레벨변화패턴값은 금번 주기의 새로운 레벨변화패턴값으로 대체된다.Then, the electrical signal output from each photoelectric device of the optoelectronic device portion 134 is sampled. Then, the level change pattern of the output electrical signal of each photoelectric element is extracted from the sampling signal. The extracted level change pattern value is stored in the corresponding variable once (S14). Thereby, the level change pattern value stored in the previous period is replaced with the new level change pattern value of this period.

그리고 각 광전소자별로, 추출된 레벨변화패턴값과 미리 설정된 기준패턴값이 일치하는지를 비교한다. 양자간의 일치도가 최저한계값(기준값) 이상인 경우에 는 회전바늘(110)이 1회전을 완성한 것으로 간주하고, 그렇지 않는 경우에는 아직 1회전이 완성되지 않은 것으로 하여 다시 단계 S14로 되돌아간다(S16).여기서, 회전바늘(110)이 1회전을 완성한 경우에, 이론적으로 보면 당해 회전주기에 추출된 레벨변화패턴값과 미리 설정된 기준패턴값 간의 일치도는 100%이어야 한다. 하지만 실제로는 측정상의 오차나 외란, 발광소자(132a, 132b)나 광전소자부(134)의 동작특성상의 오차나 편차 등을 고려할 때 기준값을 다소 완화하여 적용할 필요가 있다. 예컨대 90%가 기준값의 예가 될 수 있다.For each photoelectric device, the extracted level change pattern value is compared with a preset reference pattern value. If the coincidence is greater than or equal to the minimum limit (reference value), the rotation needle 110 assumes that one rotation has been completed, otherwise it returns to step S14 with one rotation not yet completed (S16). Here, in the case where the rotary needle 110 completes one rotation, in theory, the degree of agreement between the level change pattern value extracted in the rotation period and the preset reference pattern value should be 100%. In practice, however, the reference value needs to be relaxed to some extent in consideration of measurement errors, disturbances, and errors or deviations in operating characteristics of the light emitting devices 132a and 132b and the photoelectric device unit 134. For example, 90% may be an example of a reference value.

위와 같은 비교를 통해 회전바늘(110)이 1회전 한 것으로 판별되면, 누적회전수의 값을 1만큼 증가시킨 다음(S18), 레벨변화패턴값을 저장하는 변수를 초기화하는 단계인 S12로 되돌아간 다음, 다시 단계 14에서 단계 18의 절차를 반복한다. 위와 같은 과정을 반복함으로써 마이콤(152)에 의한 특정회전바늘(110)의 회전수는 누적적으로 산출될 수 있다. 나아가 마이콤(152)은 산출된 누적회전수를 저장해두고 있다가 외부에서 요청이 있거나 미리 예정된 시간주기마다 무선통신부(154)를 통해 로컬무선중계기(160)에 전송되도록 제어한다. 이를 위한 프로그램도 마이콤(152)에 내장된다. 나아가 각 로컬무선중계기(160)에 수집된 정보는 다시 상수도판매회사의 계량자료관리용 컴퓨터(162)에 장거리 무선통신 또는 유선통신망을 통해 전달됨으로써 계량기의 원격 자동검침이 완전 자동화 된다.When it is determined that the rotation needle 110 has been rotated by one comparison through the above comparison, the value of the cumulative rotation speed is increased by 1 (S18), and then the process returns to S12 which is a step of initializing a variable for storing the level change pattern value. Next, repeat the procedure from step 14 to step 18 again. By repeating the above process, the number of revolutions of the specific rotary needle 110 by the microcomputer 152 may be calculated cumulatively. Furthermore, the microcomputer 152 stores the calculated cumulative rotational speed, and then controls it to be transmitted to the local wireless repeater 160 through the wireless communication unit 154 at an external request or at a predetermined time period. The program for this is also embedded in the microcomputer 152. Furthermore, the information collected in each local wireless repeater 160 is transmitted to the metering data management computer 162 of the water supply company through a long distance wireless communication or a wired communication network, thereby fully automating the remote automatic meter reading of the meter.

한편, 전원공급부(156)는 배터리(비도시)와 그 배터리 전원을 필요로 하는 각 구성요소 즉, 광센서 유닛(130), 마이콤(152), 무선통신부(154)에 제공하는 공급회로(비도시)로 구성된다. 특히, 발광소자(132)의 구동전원은 펄스신호 형태로 제공하는 것이 전력절감에 유리한다. 이를 위해, 배터리 전원을 발진기와 발진기의 발진신호를 분주하여 원하는 주기와 듀티비를 갖는 펄스신호를 만들어내는 카운터 등을 이용하여 펄스신호 형태로 만들고 이를 발광소자(132)에 공급한다. 펄스신호의 주기와 듀티비의 조절은 마이콤(152)이 담당하도록 회로를 구성할 수도 있을 것이다. 펄스신호의 주기(T)는 250ms를 초과하지 않는 범위에서 적절히 선정하고, 지속시간(Td)은 가능한 한 짧게 정하되 광전소자(134)의 반응시간보다는 긴 값으로 정한다. 따라서 발광소자(132)의 펄스신호의 듀티비(Td/T)는 대략 1/100 보다는 작아야 한다. On the other hand, the power supply unit 156 is a battery (not shown) and a supply circuit (not shown) provided to each component that requires the battery power, that is, the optical sensor unit 130, the microcomputer 152, the wireless communication unit 154. It consists of. In particular, it is advantageous to save power to provide the driving power of the light emitting device 132 in the form of a pulse signal. To this end, the battery power is divided into oscillation signals of the oscillator and the oscillator to form a pulse signal using a counter or the like that generates a pulse signal having a desired period and duty ratio, and supplies them to the light emitting device 132. The circuit of the microcomputer 152 may be configured to control the period and duty ratio of the pulse signal. The period T of the pulse signal is appropriately selected within a range not exceeding 250 ms, and the duration Td is set as short as possible but longer than the reaction time of the photoelectric element 134. Therefore, the duty ratio Td / T of the pulse signal of the light emitting element 132 should be smaller than about 1/100.

발광소자(132)는 이와 같은 펄스신호의 지속시간에 대응하여 단속적인 발광을 한다. 안정적인 동작을 위해서는 펄스신호의 진폭은 2mA보다 크게 하는 것이 좋은데, 그 경우에는 듀티비는 그에 비례하여 더욱 감소시켜야 한다.The light emitting element 132 emits light intermittently in response to the duration of the pulse signal. For stable operation, the amplitude of the pulse signal should be larger than 2mA, in which case the duty ratio should be further reduced proportionally.

다음으로 본 발명의 제2 실시예에 따른 원격 자동검침장치를 설명하기로 한다. 도 11과 도 12는 공급물의 사용량을 다수의 회전숫자휠의 숫자값으로 나타내는 회전숫자휠형 가스계량기(300)에 본 발명에 따른 원격 자동검침장치(200)가 적용되는 경우를 예시적으로 도시하고 있다. 도 11과 도 12는 광센서 유닛(130)을 장착한 하우징(240)을 가스계량기(300)에 설치하기 전과 설치 후의 상태를 각각 도시한다.Next, a remote automatic meter reading apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described. 11 and 12 exemplarily illustrate a case where the remote automatic meter reading device 200 according to the present invention is applied to a rotary wheel type gas meter 300 which indicates the amount of the feed used as a numerical value of a plurality of rotary wheels. have. 11 and 12 show a state before and after the installation of the housing 240 equipped with the optical sensor unit 130 to the gas meter 300, respectively.

회전숫자휠형 가스계량기(300)의 계량지침부(210)는 여러 개의 숫자휠을 인접 배치하여 대략 4~5개의 정수부 자리와 1~3개의 소수부 자리를 나타내도록 구성된다. 하나의 숫자휠은 드럼형상이며 바깥 표면에는 0부터 9까지의 숫자가 표시되어 있다. 수용가가 도시가스를 사용하면 수용가에 설치된 계량기는 가스의 사용량 에 비례하여 최하위 숫자휠이 가장 빠른 속도로 회전하고, 어떤 숫자휠과 그 숫자휠의 직상위 숫자휠의 회전속도비는 10 대 1 이 된다.The metering guide portion 210 of the rotary numeric wheel-type gas meter 300 is configured to represent approximately four to five water purification seats and one to three decimal places by arranging a plurality of wheels adjacent to each other. One wheel is drum-shaped and the outer surface is marked with numbers from 0 to 9. When the consumer uses the city gas, the meter installed in the consumer has the lowest number wheel rotating at the fastest speed in proportion to the gas usage, and the speed ratio of the number wheel and the upper number wheel of the number wheel is 10: 1. do.

일반적으로 가스 사용량의 요금부과 시 기준이 되는 유효자리가 소수점 이상의 값으로 정해지므로, 본 발명에서 회전수 카운트 대상으로 삼는 특정숫자휠은 소수점 이하 자리의 숫자휠들 중 어느 하나를 택하는 것이 바람직하다.In general, since the effective digit, which is the standard when charging the gas consumption, is determined as a value greater than or equal to the decimal point, in the present invention, it is preferable that the specific number wheel to be counted for rotational speed is any one of the number wheels after the decimal point. .

도 13에는 원격 자동검침장치(200)의 전체적인 구성이 도시되어 있는데, 회전바늘(110) 대신에 회전숫자휠(210a)이 측정대상으로 표시된 점 외에는 도 2와 같다. 참고로 광센서 유닛은 도 12의 절단선 A-A'에서 본 단면도로 나타내었고 나머지는 블록도로 도시되어 있다. 이 원격 자동검침장치(200)는, 원격 자동검침장치(100)와 실질적으로 동일하게, 계량기(300)의 특정숫자휠(210a)의 회전수를 센싱하기 위해 광센서유닛(130)과, 광센서 유닛(130)이 제공하는 출력 전기신호를 이용하여 특정숫자휠(210a)의 회전수를 산출하도록 프로그램된 마이콤(152), 그리고 원격 자동검침장치의 각 구성부에 필요한 전원을 공급하는 전원공급부(156), 그리고 마이콤(152)이 산출한 누적회전수에 상응하는 검침값을 지정된 수신처 예컨대 로컬무선중계기(160)로 송신하는 무선통신부(154)를 갖는다. 이 원격 자동검침장치(200)는, 앞에서 설명한 회전바늘형 계량기(10)에 적용되는 원격 자동검침장치(100)와 비교할 때, 측정대상이 회전바늘이 아니라 회전숫자휠이라는 점에서 비롯되는 차이점들, 예컨대 하우징(240)의 구조가 달라지는 것과 회전숫자휠(210a)이 1 회전을 완성했는지를 판단하는 방법 등에 있어서 차이가 있는 것을 제외하고는, 전체적으로 거의 동일한 구성을 취하며 광센서 유닛(130)을 비롯한 각 구성요소의 기능도 실질적으로 동일하다.FIG. 13 shows the overall configuration of the remote automatic meter reading apparatus 200. As shown in FIG. 2 except that the rotating numeric wheel 210a is displayed as a measurement target instead of the rotary needle 110. FIG. For reference, the optical sensor unit is shown in cross-sectional view as seen from the cutting line A-A 'of FIG. 12 and the rest is shown in a block diagram. The remote automatic meter reading apparatus 200 is substantially the same as the remote automatic meter reading apparatus 100, in order to sense the rotation speed of the specific number wheel 210a of the meter 300, the optical sensor unit 130, and the light The microcomputer 152 programmed to calculate the number of revolutions of the specific number wheel 210a by using the output electrical signal provided by the sensor unit 130, and a power supply unit for supplying the necessary power to each component of the remote automatic meter reading device. 156, and a wireless communication unit 154 for transmitting a meter reading value corresponding to the cumulative rotational speed calculated by the microcomputer 152 to a designated destination such as the local wireless repeater 160. This remote automatic meter reading device 200, compared with the remote automatic meter reading device 100 applied to the rotary needle-type meter 10 described above, the difference that comes from the point that the measurement target is a rotary number wheel, not a rotary needle For example, except that the structure of the housing 240 is different and there is a difference in the method of determining whether the rotary number wheel 210a has completed one rotation, the optical sensor unit 130 has almost the same configuration. The function of each component, including, is also substantially the same.

광센서 유닛(130)은 계량기(300)의 특정숫자휠(210a)이 회전하는 상방에 설치하여 특정숫자휠(210a)의 표면에 광을 입사시켜 반사되어 나온 광을 센싱하여 전기신호로 변환한다. 광센서유닛(130)의 그러한 설치를 위해 하우징(240)을 활용하는 것이 바람직하다. 광센서유닛(130)은 하우징(240)의 내부에 고정된다. 하우징(240)은 도시된 바와 같이 계량기(300)에 탈착가능하게 조립될 수 있는 구조를 가진다. 하우징(240)은 광센서 유닛(130)을 내부에 장착 고정시킨 채 계량기의 계량지침부(210) 부분을 덮으면서 플랜지(212)에 탈착가능하게 조립되는 것이 바람직하다. 이를 위해 하우징(240)의 입구 테두리에는 계량기의 플랜지(212)에 탈착가능하게 결합할 수 있게 해주는 다수의 록킹부재(246)가 형성된다. 하우징(240)은 예컨대 광센서 유닛(130)을 고정하기 위한 부분(242a)과 계량기의 계량지침부(210)를 덮는 부분(242b)이 스텝이 진 형상을 가진다. 광센서 유닛(130)을 고정하기 위한 부분(242a)의 내면에는 광센서 유닛(130)을 내삽하여 고정시킬 수 있는 광센서 고정부(248)가 형성된다. 하우징(240)은 광센서유닛(130)을 내부에 고정시킨 채 도 12에 도시된 바와 같이 계량기(300)에 장착하면, 광센서 유닛(130)은 특정숫자휠(210a)이 회전경로 위에 위치하게 된다.The optical sensor unit 130 is installed above the specific number wheel 210a of the meter 300 to rotate and senses the reflected light by incident light on the surface of the specific number wheel 210a to convert it into an electrical signal. . It is preferable to utilize the housing 240 for such installation of the optical sensor unit 130. The optical sensor unit 130 is fixed inside the housing 240. The housing 240 has a structure that can be detachably assembled to the meter 300 as shown. The housing 240 may be detachably assembled to the flange 212 while covering the portion of the metering guide portion 210 of the meter while fixing and fixing the optical sensor unit 130 therein. To this end, a plurality of locking members 246 are formed at the inlet rim of the housing 240 to allow the coupler to be detachably coupled to the flange 212 of the meter. The housing 240 has, for example, a portion 242a for fixing the optical sensor unit 130 and a portion 242b covering the metering guide portion 210 of the meter. An optical sensor fixing part 248 may be formed on an inner surface of the portion 242a for fixing the optical sensor unit 130 to insert and fix the optical sensor unit 130. When the housing 240 is mounted to the meter 300 as shown in FIG. 12 while the optical sensor unit 130 is fixed therein, the optical sensor unit 130 has a specific number wheel 210a positioned on the rotation path. Done.

하우징(240)을 계량기에 장착한 경우에도 육안으로 계량지침부(210)의 수치를 읽을 수 있도록 하는 것이 바람직하므로, 하우징(240)은 그 전체를 투명하게 만들거나 적어도 계량지침부(210)를 덮는 부분만이라도 투명하게 만들어질 필요가 있다. 후자의 경우 계량지침부(210)를 덮는 투명창(244)을 제외한 부분은 광이 투과 하지 못하도록 완전히 불투명처리를 하는 것이 바람직하다. 이러한 투명창(244)을 마련하는 경우, 제1 실시예에서 설명한 바와 같이, 투명창(244)에 적외선이 통과하지 못하도록 하는 적외선 차단기능을 부여할 필요가 있다.Even when the housing 240 is mounted on the meter, it is preferable to visually read the numerical value of the metering guide part 210, so that the housing 240 makes the whole transparent or at least the metering guide part 210. Even the covering part needs to be made transparent. In the latter case, it is preferable that the portion except for the transparent window 244 covering the metering guide part 210 be completely opaque so as not to transmit light. When providing the transparent window 244, as described in the first embodiment, it is necessary to give the transparent window 244 an infrared ray blocking function to prevent infrared rays from passing through.

도 14과 도 15는 특정숫자휠(210a)의 회전수 카운트 방식을 설명하기 위한 도면이다. 특정숫자휠(210a)이 회전하거나 정지해 있는 동안에 발광소자(132a, 132b)가 방사한 광은 그 대부분이 특정숫자휠(210a)의 표면에 입사되고, 그 입사광은 특정숫자휠(210a)의 표면으로부터 반사되어 광전소자부(134)의 각 광전소자(A1, A2, ..., E4, E5)로 입사된다. 광전소자부(134)로 입사되는 반사광의 세기와 반사각 등은 입사표면의 반사도와 표면 형태(profile) 등과 같은 반사조건에 따라 다양하게 나타날 것이다. 일반적으로, 특정숫자휠(210a)의 표면은 바탕은 광흡수성이 우수한 검은색 계통으로 되어 있으며, 0부터 9까지의 숫자는 검은색과 잘 식별할 수 있는 색, 즉 광반사성이 우수한 흰색 계통으로 표시되어 있다. 예컨대, 숫자가 음각으로 새겨지고 그 안에 흰색 페인트가 칠해진 형태이다. 또한 각 숫자가 새겨진 영역은 서로 다른 표면 형태를 가진다. 이렇듯, 각 숫자영역은 색분포와 표면형태의 차이로 인해 서로 다른 광반사패턴을 가진다. 예컨대 숫자 '1'이 새겨진 영역과 숫자 '2'가 새겨진 영역의 표면 형태나 광반사도 분포패턴은 다르듯이, 숫자 0부터 9까지의 각 숫자영역의 표면 형태나 광반사도 분포패턴은 서로 같지 않다. 이러한 특성으로 인해, 광전소자부(134)의 각 광전소자(A1, A2, ..., E4, E5)에 입사되는 광량 내지 광의 세기 즉, 반사광의 공간적 분포패턴은 각 숫자영역마다 동일하지가 않다. 여기서 중요한 점은, 어떤 하나의 광전소자로부터 얻어지는 출력 전 기신호의 레벨이 각 숫자영역별로 다르게 나타난다는 점이다. 즉, 특정숫자휠(210a)이 어떤 속도로 회전을 하는 동안 어떤 하나의 광전소자로부터 출력되는 전기신호의 레벨은 시간에 따라 변화한다. 그리고 각 광전소자(A1, A2, ..., E4, E5)로부터 출력되는 전기신호의 레벨 변화패턴은 서로 다르다는 점이다. 본 발명은 이런 점을 이용하여 특정숫자휠(210a)의 회전수를 카운트한다. 즉, 가스를 사용하지 않는 동안에는 특정숫자휠(210a)은 정지해 있고, 따라서 그 동안에는 광전소자부(134)의 각 광전소자의 출력 전기신호는 도 8에 도시된 것처럼 각 광전소자별로 일정한 레벨을 계속 유지한다. 하지만, 가스를 사용하는 동안에는 사용되는 가스량에 따라 특정숫자휠(210a)의 회전속도는 다양하게 나타나고 그에 따라 각 광전소자에서 출력되는 전기신호의 레벨은, 도 9에 일부 광전소자에 대해서만 예시된 것처럼, 각기 특유의 변화패턴을 보인다. 그리고 특정숫자휠(210a)이 어떤 속도로 회전을 하든지 특정숫자휠(210a)이 1회전을 하는 동안 각 광전소자가 출력하는 전기신호의 레벨변화의 패턴은 동일하다. 따라서 각 광전소자가 나타내는 고유의 변화패턴을 '기준패턴'으로 미리 확보하여 마이콤(152)에 저장해둔 다음, 이를 기준으로 실제 가스사용 시 얻어지는 각 광전소자의 출력 전기신호의 레벨변화의 패턴을 그 기준패턴과 비교하여 특정숫자휠(210a)의 1 회전 여부를 판별하는 것이 가능하다. 특정숫자휠(210a)의 회전 여부를 판별하는 데에는 각 광전소자의 출력 전기신호에 있어서 하나의 레벨이 얼마나 지속하였는지는 중요하지 않고 레벨이 어떤 형태로 '변화'를 하였는지가 중요한 정보가 된다. 특정숫자휠(210a)이 어떤 속도로 회전을 하더라도 시간에 대한 각 광전소자의 출력 전기신호의 레벨의 변화패턴은 동일하게 나타날 것이기 때문이다. 이 점을 이해한다면 특정숫자휠(210a)의 회전수 카운트 원리는 제1 실시예에서 설명한 특정 회전바늘(110)의 회전수 카운트 원리와 다를 것이 없다는 점을 인정할 수 있을 것이다. 즉, 특정숫자휠(210a)의 1회전 판별방법 역시 앞서 설명한 회전바늘(110)의 1회전 판별방법과 동일하다.14 and 15 are diagrams for explaining the rotation speed counting method of the specific number wheel (210a). Most of the light emitted by the light emitting devices 132a and 132b is incident on the surface of the specific number wheel 210a while the specific number wheel 210a is rotated or stopped, and the incident light is emitted from the specific number wheel 210a. It is reflected from the surface and is incident on each photoelectric element A1, A2, ..., E4, E5 of the optoelectronic element portion 134. The intensity and the reflection angle of the reflected light incident on the optoelectronic device 134 may vary depending on the reflecting conditions such as the reflectivity and the surface profile of the incident surface. In general, the surface of the specific number wheel (210a) is a black system with a light absorption is excellent in the ground, the numbers from 0 to 9 is a black color and a well-identified color, that is, a white system with excellent light reflection. Is indicated. For example, numbers are engraved in intaglio and painted white. Each numbered area also has a different surface shape. As such, each numerical region has a different light reflection pattern due to differences in color distribution and surface shape. For example, the surface shape and the light reflectivity distribution pattern of the numbers 0 to 9 are not the same as the surface shape or the light reflectance distribution pattern of the region engraved with the number '1' and the region engraved with the number '2'. Due to this characteristic, the amount of light incident to the photoelectric elements A1, A2, ..., E4, E5 of the photoelectric element unit 134, that is, the spatial distribution pattern of the reflected light, is not the same for each numerical region. not. The important point here is that the level of the output electric signal obtained from any one photoelectric device is different for each numerical area. That is, while the specific number wheel 210a rotates at a certain speed, the level of the electric signal output from any one photoelectric device changes with time. The level change patterns of the electric signals output from the photoelectric elements A1, A2, ..., E4, E5 are different from each other. The present invention uses this point to count the rotation speed of the specific number wheel 210a. That is, while the gas is not used, the specific number wheel 210a is stopped, and thus, the output electric signal of each photoelectric element of the photoelectric element unit 134 has a constant level for each photoelectric element as shown in FIG. 8. Keep it up. However, while using the gas, the rotational speed of the specific number wheel 210a varies according to the amount of gas used, and accordingly, the level of the electric signal output from each photoelectric device is as shown in FIG. 9 only for some photoelectric devices. Each of them has a unique pattern of change. And at which speed the specific number wheel 210a rotates, the pattern of the level change of the electrical signal outputted by each photoelectric device during the one rotation of the specific number wheel 210a is the same. Therefore, the unique change pattern represented by each optoelectronic device is secured in advance as a 'reference pattern' and stored in the microcomputer 152. Then, the pattern of the level change of the output electrical signal of each optoelectronic device obtained when the actual gas is used is calculated. Compared with the reference pattern, it is possible to determine whether one rotation of the specific number wheel 210a is performed. In determining whether the specific number wheel 210a is rotated, it is not important how long one level has lasted in the output electric signal of each photoelectric device, but the important information is how the level is changed. This is because even if the specific number wheel 210a rotates at any speed, the change pattern of the level of the output electrical signal of each photoelectric device with respect to time will appear the same. In this regard, it can be appreciated that the rotation speed counting principle of the specific number wheel 210a is not different from the rotation speed counting principle of the specific rotation needle 110 described in the first embodiment. That is, one rotation determination method of the specific number wheel 210a is also the same as the one rotation determination method of the rotary needle 110 described above.

도 16은 특정숫자휠(210a)의 회전수의 카운트는 그 작업을 위해 특별히 작성된 프로그램을 마이콤(152)에 설치하고, 마이콤(152)이 그 프로그램을 실행함으로써 특정숫자휫(201a)의 회전수를 카운트하는 절차를 나타내는 흐름도이다. 단계 S110~ S118까지의 전반적인 절차는 도 10에 도시한 절차와 실질적으로 동일하므로 상세한 설명은 생략한다. 다만, 특정숫자휠(210a)의 1회전 시에 각 광전소자로부터 얻어지는 출력 전기신호의 시간에 따른 레벨변화의 패턴 즉, 기준패턴은 도 10에서의 기준패턴과 다르다. 기준패턴을 획득하는 방법, 마이콤(152)에 의해 카운트된 특정숫자휠(210a)의 누적회전수 정보의 후처리는 제1 실시예에서의 그것과 같다.16 shows that the count of the number of revolutions of the specific number wheel 210a is set in the microcomputer 152 with a program specially prepared for the operation, and the number of revolutions of the specific number # 201a by the microcomputer 152 executing the program. It is a flowchart showing the procedure of counting. Since the overall procedure from steps S110 to S118 is substantially the same as the procedure shown in Fig. 10, detailed description thereof will be omitted. However, the pattern of the level change over time, that is, the reference pattern, of the output electric signal obtained from each photoelectric element at the time of one rotation of the specific number wheel 210a is different from the reference pattern in FIG. The method of obtaining the reference pattern, the post-processing of the cumulative rotational speed information of the specific number wheel 210a counted by the microcomputer 152 is the same as that in the first embodiment.

이상에서는 두 가지 실시예에 따라 본 발명이 설명되었지만, 본 발명의 사상을 일탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자라면 명확히 인지할 수 있을 것이다. 위 설명은 회전바늘형 수도계량기와 회전숫자휠형 가스계량기를 대상으로 하여 한 것이지만, 본 발명은 다른 공급물용 계량기 예컨대 전기나 가스 계량기에도 그것이 회전바늘 또는 회전숫자휠을 채용한 형태라면 공통적으로 적용될 수 있는 기술임을 밝혀둔다.Although the present invention has been described above according to two embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications may be made without departing from the spirit of the present invention. Although the above description is directed to a rotary needle type water meter and a rotary number wheel type gas meter, the present invention can be commonly applied to other feed meters such as electricity or gas meters if it adopts a rotary needle or rotary number wheel. It's a skill.

다른 변형예로서, 광전소자부(134)의 모든 광전소자들의 출력 전기신호의 레벨변화 패턴에 대한 분석결과를 취합하여 회전바늘(110) 또는 회전숫자휠(110a)의 1회전 여부를 판단하는데 있어서, 광전소자의 위치에 따른 가중치를 적용하는 방법 즉, 특정한 위치에 있는 한 개 이상의 광전소자의 패턴분석결과에 가중치를 주어 판단하는 방법을 적용할 수도 있다. 가중치를 적용함에 있어서, 가중치를 프로그램에 미리 입력하거나 프로그램에 의해 가중치를 찾는 방법을 적용할 수도 있다.In another modified example, in analyzing the level change pattern of the output electrical signal of all the photoelectric elements of the photoelectric element unit 134 to determine whether the rotary needle 110 or the rotary number wheel 110a is rotated one time. In addition, a method of applying a weight according to the position of the optoelectronic device, that is, applying a weight to the pattern analysis result of one or more photoelectric devices in a specific position may be applied. In applying the weight, a method of inputting a weight in advance to the program or finding a weight by the program may be applied.

또 다른 변형예로서, 광센서 유닛(130)의 케이스(136)를 별도로 만들지 않고, 발광소자(132a, 132b)와 광전소자부(134)를 하우징(140)에 직접 고정시킨 구조, 즉 케이스(136)가 하우징(140)화 된 구조로도 변형할 수 있을 것이다.As another modification, the structure in which the light emitting devices 132a and 132b and the photoelectric device unit 134 are directly fixed to the housing 140 without making the case 136 of the optical sensor unit 130 separately, that is, the case ( 136 may also be modified to a housing 140 structured.

또한, 기준패턴을 위와는 다르게 적용할 수도 있다. 회전바늘(110) 또는 회전숫자휠(110a)의 회전수 카운트를 위한 기준패턴은 반드시 '1회전'을 기준으로 획득될 필요는 없다. 예컨대 회전바늘(110) 또는 회전숫자휠(110a)의 1/2회전 혹은 1/3회전마다 각각 기준패턴을 마련하고 그것을 기준으로 회전수를 카운트할 수도 있다. 이 방법은 카운트의 정확도는 높아지나 연산량이 증가한다는 점에서 불리하다.Also, the reference pattern may be applied differently from the above. The reference pattern for counting the number of revolutions of the rotary needle 110 or the rotary number wheel 110a does not necessarily need to be obtained based on one rotation. For example, a reference pattern may be provided every 1/2 turn or 1/3 turn of the rotary needle 110 or the rotary number wheel 110a, and the number of revolutions may be counted based on the reference pattern. This method is disadvantageous in that the accuracy of count is increased but the amount of calculation is increased.

이상에서 설명한 본 발명은 가스, 수도, 전기 등의 공급물의 사용량을 측정하는 기존의 또는 새로운 개량기가 그 지침값을 회전숫자휠들의 숫자값이나 회전바늘의 눈금값으로 나타내는 형태라면 그 적용에 제한을 받지 않는다. 계량기의 구조나 형태의 차이는 하우징의 구조를 적절히 변경함으로써 해결될 수 있을 것이다. 특히 본 발명의 원격 자동검침장치는 기존 계량기의 구조에 그 어떤 변경도 유발하지 않고 설치될 수 있다.The present invention described above is limited to the application if the existing or new improver for measuring the amount of use of the supply of gas, water, electricity, etc. indicates the guide value as the numerical value of the rotary wheels or the scale of the rotary needle. Do not receive. The difference in structure or form of the meter may be solved by appropriately changing the structure of the housing. In particular, the remote automatic meter reading apparatus of the present invention can be installed without causing any change to the structure of the existing meter.

Claims

The amount of the feed can be remotely applied to a rotary needle type meter in which a plurality of rotating needles rotating in proportion to the amount of use is represented by a value indicated on a scale plate, or a rotary number wheel type meter represented by a value represented by a plurality of rotary number wheels. In the device for automatic meter reading,

A light emitting unit disposed on a rotating path of a rotating needle or a rotating wheel that exhibits a value less than or equal to the effective digit of the charging unit, the light emitting unit including at least one light emitting element for irradiating light to a predetermined inspection area on the rotating path; An optical sensor unit including a photoelectric device unit including a plurality of photoelectric devices configured to receive light from the light emitting device and convert reflected light reflected by the inspection area into a corresponding electric signal;

Extracting the level change pattern of the electrical signal output from each photoelectric element of the optoelectronic device section over time, while each of the optoelectronic devices is extracted while the extracted level change pattern completes one rotation of the rotating needle or the wheel The number of revolutions for calculating the cumulative number of revolutions of the rotary needle or the rotary number wheel in a manner of determining whether one rotation of the rotary needle or the rotary number wheel is completed by comparing with a reference pattern which is a level change pattern of the output electrical signal to be shown. A calculator; And

And a power supply unit for supplying power necessary for the light emitting unit, the photoelectric element unit, and the rotational speed calculating unit, and has a function of counting the rotational speed of the rotary needle or the rotary number wheel. Device.

The optical sensor unit of claim 1, further comprising a case, wherein the case is made of an opaque material, and provides a first space and a second space for accommodating the light emitting device and the plurality of optoelectronic devices, respectively. And the first space and the second space are separated by a light blocking wall that blocks the output light of the light emitting device from being directly applied to the photoelectric elements, and the reflected light of the output light of the light emitting device by the inspection area is The meter automatic remote meter reading device characterized in that the front is opened so that it can be applied to the optoelectronic device.

3. The meter remote automatic meter reading device according to claim 2, further comprising a housing detachably assembled to the meter while receiving the optical sensor unit.

4. The housing of claim 3, wherein the housing covers at least the plurality of rotating needles or the plurality of rotating numeric wheels indicating a usage amount of the feed, wherein the transparent window transmits infrared rays from the outside of the housing to the inside. Meter automatic remote meter reading device characterized in that it has an infrared cut off function to block.

The method of claim 4, wherein the infrared blocking function of the housing comprises: i) making the housing an injection-molded material using an injection material mixed with an infrared-blocking powder in a transparent plastic resin composition, ii) an injection-molded product in the transparent plastic resin composition By depositing an infrared blocking material on the outer surface or the inner surface or by bonding an infrared blocking film, iii) using two polarizing films having a polarization phase angle of 90 degrees, one is attached to the transparent portion and the other is the photoelectric Meter automatic remote meter reading device, characterized in that secured by at least one of the arrangement in front of the element portion.

The method of claim 1, wherein the power supply unit uses a battery as a power source, and the driving power of the light emitting device is a driving pulse signal having a period of 250 ms or less, and a duration of the driving pulse signal is longer than a reaction time of the photoelectric device. The meter remote automatic meter reading device characterized in that the duty ratio is set to a value less than 1/100.

The rotation needle of claim 1, wherein the rotation speed calculator comprises a microcomputer, and the microcomputer stores the reference pattern in a memory in advance, and the rotation needle when the degree of agreement between the extracted level change pattern and the reference pattern is greater than or equal to a predetermined percentage. Or determine that the rotary number wheel has completed one revolution.

The automatic meter reading apparatus of claim 7, wherein a weight is applied according to the position of each photoelectric device when calculating the degree of agreement between the extracted level change pattern and the reference pattern.

The rotation pattern of claim 7, wherein the reference pattern for each photoelectric device stored in the microcomputer is calculated using output electrical signals obtained for each photoelectric device through a trial run of the meter in which the optical sensor unit is actually installed. And an average value of a level change pattern of the output electric signal during one revolution of the needle or the rotary number wheel.

The reference needle according to claim 7, wherein the reference pattern for each photoelectric device stored in the microcomputer is calculated by using output electrical signals obtained for each photoelectric device through measurement experiments performed on a plurality of meters of the same kind. And the average value of the level change pattern of the output electric signal during one revolution of the number wheel.

The photovoltaic device of claim 1, wherein the photoelectric device is one selected from a photodiode, a phototransistor, a photoconductor using a photoelectric surface, a photomultiplier tube, a photoconductive cell using an internal photoelectric effect, and a photovoltaic cell. Meter automatic remote meter reading device characterized in that.

2. The meter remote automatic meter reading device according to claim 1, wherein the number of the photoelectric elements constituting the photoelectric element portion is three or more.

2. The meter remote automatic meter reading device according to claim 1, further comprising a condenser lens disposed in a path in which the reflected light in the inspection area is incident on the optoelectronic device portion to increase the pattern precision of the reflected light.

The transmission unit according to claim 1, wherein a cumulative rotational speed of the rotation needle or the rotational wheel calculated by the rotational speed calculator is transmitted to a destination designated by a wired and / or wireless communication method when a request from a predetermined time or an external source is requested. Meter automatic remote meter reading device further comprising.

The meter automatic remote meter reading device of claim 1, wherein the plurality of optoelectronic devices are arranged in any one of a single row shape, a cross shape, and a dense shape in a circular or polygonal region.

The amount of the feed can be remotely applied to a rotary needle type meter in which a plurality of rotating needles rotating in proportion to the amount of use is represented by a value indicated on a scale plate, or a rotary number wheel type meter represented by a value represented by a plurality of rotary number wheels. In the method for automatic meter reading,

A light emitting unit disposed on a rotating path of a rotating needle or a rotating wheel that exhibits a value less than or equal to the effective digit of the charging unit, the light emitting unit including at least one light emitting element for irradiating light to a predetermined inspection area on the rotating path; An optical sensor unit having a photoelectric device unit including a plurality of photoelectric devices for receiving the light of the light emitting device to reflect the reflected light reflected by the inspection area and converts the light into a corresponding electrical signal is disposed on the inspection area, the rotation needle Or a first step of converting the change pattern of the reflected light according to the rotation of the rotating numeric wheel into an electrical signal corresponding thereto through each of the optoelectronic devices;

A second step in which the rotary needle or the rotary number wheel previously stores the level change pattern of the output electrical signal of each photoelectric element as a reference pattern in the microcomputer during one revolution; And

The output electrical signal of each optoelectronic device of the optoelectronic device portion is provided to the microcomputer, and the microcomputer compares the output electrical signal of each photoelectric device with the corresponding reference pattern to accumulate rotation of the rotary needle or the rotary number wheel. And a third step of calculating the number.

17. The method of claim 16, wherein the third step comprises: extracting a change pattern of a level with time by sampling an output electrical signal of each photoelectric device of the photoelectric device; Comparing and analyzing the change pattern extracted for each optoelectronic device with a reference pattern of the corresponding optoelectronic device to determine whether the rotary needle or the rotary number wheel has completed one revolution; And counting the cumulative number of revolutions at the present time by adding 1 to the cumulative number of revolutions until then when the rotary needle or the rotary number wheel completes one revolution.

The rotation pattern of claim 16, wherein the reference pattern for each photoelectric device stored in the microcomputer is calculated using output electrical signals obtained for each photoelectric device through a trial run of the meter in which the optical sensor unit is actually installed. And a mean value of a level change pattern of the output electric signal during one revolution of the needle or the rotary number wheel.

The rotation needle or the rotation of claim 16, wherein the reference pattern for each photoelectric device stored in the microcomputer is calculated using output electrical signals obtained for each photoelectric device through measurement experiments performed on a plurality of meters of the same kind. And the average value of the level change pattern of the output electric signal during one revolution of the number wheel.

20. The meter according to any one of claims 16 to 19, wherein the level change pattern and the reference pattern of the output electrical signal extracted for each photoelectric device are defined by a change order and / or a change frequency of a signal level value. Remote automatic meter reading method.

20. The rotating needle according to any one of claims 16 to 19, wherein the degree of agreement between the level change pattern of the output electrical signal extracted for each photoelectric element and the reference pattern for the corresponding photoelectric element exceeds a predetermined minimum value. The automatic meter reading method of the meter, characterized in that the rotary number wheel is counted as one rotation.

20. The method of any one of claims 16 to 19, further comprising: storing the counted revolutions of the counted rotation needle or the rotation wheel in a memory; And transmitting a cumulative number of revolutions stored in the memory to a destination designated by a wired and / or wireless communication method at a predetermined time or when there is a request from the outside.