KR100683640B1 - 전력선 통신을 이용한 원격 감지 및 제어 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원격지의 감지 데이터를 전력선을 통하여 수신 받아서 감지 상황을 확인토록 하고, 또한 응급 상황 발생시에 원격지 감지기에 미리 설정된 값으로 응급 상황을 복구하도록 하는 전력선 통신을 이용한 원격 감지 및 제어 장치를 제공한다.

이를 위해 본 발명은,

원격지에 설치되어 감지 대상으로부터 감지 데이터를 획득하여 원격지에 설치된 제어부로 감지 데이터를 전력선을 통하여 송신함과 아울러 감지 대상의 이상 유무 발생시에 기 설정된 값으로 이를 응급 복구하는 원격 감지부;

상기 원격 감지부로부터 전력선을 통하여 송신된 감지 데이터를 저장하는 원격 제어부;로 구성된 원격 감지 장치에 있어서,

상기 원격 감지부는,

감지 대상에 설치되어 감지 데이터를 발생하는 센서부로부터 발생된 감지 데이터를 프로세서가 처리할 수 있는 데이터 형태로 변환하는 데이터 변환부와, 응급 상황 시에 감지 대상을 복구하기 위한 설정값을 저장하고 있는 설정값 기억부와, 상기 데이터 변환부로부터 제공된 데이터를 설정값 기억부에 저장된 설정값과 비교하여 이상 유무를 확인함과 아울러 이상 유무 데이터 및/또는 감지 데이터를 출력하는 프로세서로 구성된 컨트롤러;

상기 프로세서로부터 출력된 이상 유무 데이터 및/또는 감지 데이터를 FSK 변조시켜 전력선을 통해 원격지의 제어부에 송신하는 전력선 송수신부;

상기 원격 제어부는,

상기 원격 감지부로부터 전력선을 통해 송신되어진 이상 유무 데이터 및/또는 감지 데이터를 수신 받아 컨트롤러에 제공하는 전력선 송수신부;

상기 전력선 송수신부로부터 제공되는 이상 유무 데이터 및/또는 감지 데이터를 메모리에 저장시킴과 아울러 이를 디스플레이부를 통해 음성 또는 화면으로 출력하도록 제어하는 프로세서와, 상기 메모리와, 상기 디스플레이부를 포함하는 컨트롤러;로 구성된다.

Description

전력선 통신을 이용한 원격 감지 및 제어 장치{Remote sensing and control apparatus using Power Line Communication}

도 1은 본 발명에 따른 전력선 통신을 이용한 원격 감지 및 제어 장치의 구성도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 원격 감지부 110 : 센서부

120 : 컨트롤러 121 : 프로세서

122 : 데이터 변환부 123 : 키패드

124 : 설정값 기억부 125 : 디스플레이부

126 : 메모리 127 : 인터페이스부

130 : 전력선 송수신부 131 : FSK 변조부

132 : 송신 증폭부 133 : 입출력단

134 : 수신 증폭부 135 : FSK 복조부

200 : 원격 제어부 210 : 전력선 송수신부

220 : 컨트롤러 221 : 프로세서

222 : 키패드 223 : 설정값 기억부

224 : 디스플레이부 225 : 메모리

210 : 전력선 송수신부 211 : 입출력단

212 : 수신 증폭부 213 : FSK 복조부

214 : FSK 변조부 215 : 송신 증폭부

300 : 전력선

본 발명은 전력선 통신을 이용한 원격 감지 및 제어 장치에 관한 것으로, 특히 원격지에 설치된 감지 센서로부터 발생된 감지 데이터를 전력선 통신(PLC : Power Line communication)을 통하여 수신을 받도록 함과 아울러 응급 상황 시 미리 설정된 값으로 응급 상황을 복구하도록 하는 전력선 통신을 이용한 원격 감지 및 제어 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 도심으로부터 멀리 떨어지고, 관리자가 상주하기 어려운 산간벽지 또는 도서 지방에 무인 장치가 설치되는데, 예를 들면 상수원을 소독하기 위하여 자동 염소 투입기를 이용하여 염소 등을 투여하게 되며, 이러한 염소가 투입된 물의 유량을 감지하기 위하여 유량 감지기를 사용하게 된다.

이는 과다한 염소가 투여된 경우 물의 염소 농도가 높아져 오히려 해로울 수 있으므로 염소가 투여된 물의 유량 체크가 필수적이다.

또한, 산간벽지나 오지 등의 저수지와 같은 간이 상수원의 유량이나 유속을 감지하기 위해서도 감지기가 사용되어 지는데, 이러한 감지값을 관리자가 주기적으로 방문하여 확인하게 된다.

물론, 이러한 감지기는 꼭 상기에서 설명한 부분만이 아니라 다양한 곳에서 사용되어지고 있다.

즉, 아파트나 주택, 빌딩 등 도시 지역에서도 상수도, 도시가스, 난방수 등의 유량값의 감지에도 검침기 형태로 감지기가 대부분 사용된다.

그런데, 전국 각지에 분포하여 있는 감지기를 관리자가 일일이 현장을 방문하여 확인하기란 사실상 불가능하며, 또한 감지기에 응급 상황이 발생시에 원격지의 관리자는 이를 확인할 방법이 없게 된다.

예를 들면, 원격지의 염소 투입기가 고장이 발생하여 염소를 과다하게 투입하거나 또는 전혀 투입을 하지 못하게 되는 경우가 발생할 수 있으며, 또한 상수원인 저수지에서 수문의 과다하게 개방되거나 또는 개방이 되지 않은 경우의 응급 상황이 발생할 수 있으나, 즉각적으로 이를 확인할 방법이 없고, 설사 관리자가 이를 확인한다 하더라도 현장까지 도착하는 시간 동안에 응급 상황을 조치할 수 있는 방법이 없다.

따라서 본 발명은 이러한 점을 감안한 것으로, 원격지의 감지 데이터를 전력 선을 통하여 수신 받아서 감지 상황을 확인토록 하고, 또한 응급 상황 발생시에 원격지 감지기에 미리 설정된 값으로 응급 상황을 복구하도록 하는 전력선 통신을 이용한 원격 감지 및 제어 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전력선 통신을 이용한 원격 감지 및 제어 장치는,

원격지에 설치되어 감지 대상으로부터 감지 데이터를 획득하여 원격지에 설치된 제어부로 감지 데이터를 전력선을 통하여 송신함과 아울러 감지 대상의 이상 유무 발생시에 기 설정된 값으로 이를 응급 복구하는 원격 감지부;

상기 원격 감지부로부터 전력선을 통하여 송신된 감지 데이터를 저장하는 원격 제어부;로 구성된 원격 감지 장치에 있어서,

상기 원격 감지부는,

감지 대상에 설치되어 감지 데이터를 발생하는 센서부로부터 발생된 감지 데이터를 프로세서가 처리할 수 있는 데이터 형태로 변환하는 데이터 변환부와, 응급 상황 시에 감지 대상을 복구하기 위한 설정값을 저장하고 있는 설정값 기억부와, 상기 데이터 변환부로부터 제공된 데이터를 설정값 기억부에 저장된 설정값과 비교하여 이상 유무를 확인함과 아울러 이상 유무 데이터 및/또는 감지 데이터를 출력하는 프로세서로 구성된 컨트롤러;

상기 프로세서로부터 출력된 이상 유무 데이터 및/또는 감지 데이터를 FSK 변조시켜 전력선을 통해 원격지의 제어부에 송신하는 전력선 송수신부;

상기 원격 제어부는,

상기 원격 감지부로부터 전력선을 통해 송신되어진 이상 유무 데이터 및/또는 감지 데이터를 수신 받아 컨트롤러에 제공하는 전력선 송수신부;

상기 전력선 송수신부로부터 제공되는 이상 유무 데이터 및/또는 감지 데이터를 메모리에 저장시킴과 아울러 이를 디스플레이부를 통해 음성 또는 화면으로 출력하도록 제어하는 프로세서와, 상기 메모리와, 상기 디스플레이부를 포함하는 컨트롤러;로 구성된다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조로 하여 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 전력선 통신을 이용한 원격 감지 및 제어 장치의 구성도를 도시한 것이다.

전력선의 경우 산간이나 도서 지방에도 공급되어 있으므로 안정적인 데이터 송수신을 위하여 유선 형태인 전력선을 본 발명에서 이용한다.

먼저, 감지 현장의 감지 데이터를 획득하기 위한 원격 감지부(100)와, 원격 감지부(100)에 의해 획득된 감지 데이터를 전력선(300)을 통하여 수신 받아 저장하는 원격 제어부(200)로 구성된다.

상기 원격 감지부(100)의 센서부(110)는 감지 대상 예를 들면, 자동 염소 투이기, 수문, 유량계, 유속계 등의 감지 대상에 설치되어 감지 데이터를 획득하게 된다.

이때, 상기 센서부(110)는 복수개의 센서부(110-1,...,110-n)로 구성될 수 있으며, 이때는 각각의 센서부(110-1,110-n)에는 고유의 ID가 부여됨이 바람직하다.

상기 센서부(110)로부터 획득된 감지 데이터는 컨트롤러(120)의 데이터 변환부(122)를 통하여 프로세서(121)가 처리할 수 있는 데이터 형태로 변환하게 되는데, 예를 들면 센서부(110)로부터 획득된 데이터가 아날로그 형태인 경우 디지털 신호로 변환하도록 하는 A/D 변환기가 될 수 있을 것이다.

상기 데이터 변환부(122)로부터 제공되는 감지 데이터는 프로세서(121)로 인가되어 설정값 기억부(124)에 미리 저장된 설정값과 비교됨과 아울러 디스플레이부(125)를 통하여 디스플레이됨으로써 감지 상태의 모니터링이 가능하게 된다.

이때 감지 데이터가 설정값 기억부(124)에 기억된 설정값의 범위에 들어있다면 프로세서(121)는 정상적인 상태로 판단하고, 감지 데이터를 전력선 송수신부(130)를 통하여 관리자가 상주하는 원격 제어부(200)로 송신하게 된다.

예를 들면, 수문의 경우에 감지 데이터가 설정값의 범위에 있는 경우 수문이 관리자가 의도한 대로 적당히 열려있는 상태가 되지만, 수문의 열림 정도가 과도하게 개방되거나 또는 개방되지 않은 경우 유량의 과도하게 많거나 부족하게 되어 설정값을 벗어나는 경우가 되며, 이는 응급 상황시가 된다.

또 다른 예로서, 염소 투입기로부터 염소가 과도하게 투입되거나 투입되지 않는 경우 염소량이 지나치게 많이 함유되거나 그렇지 않게 되어 이 또한 응급 상황시가 되는 것이다.

따라서, 센서부(110)로부터 감지 데이터가 미리 설정된 설정값의 범위에 있는 지를 확인하게 되며, 만약에 감지 데이터가 설정값의 범위에 들어있지 않은 경우에는 프로세서(121)는 응급 상황에 따른 이상 유무 데이터 즉, 경보 데이터를 전력선 송수신부(130)로 출력하여 원격 제어부(200)로 송신함과 아울러 디스플레이부(125)를 통해 디스플레이하게 된다.

상기 전력선 송수신부(130)의 FSK 변조부(131)는 프로세서(121)로부터 제공되는 이상 유무 데이터를 FSK(Frequency shift keying) 변조한다. 이때, 비동기 반이중 방식으로 2400bps 데이터 전송 속도를 가지며, 132.45kHz 캐리어를 사용한다.

FSK 변조부(131)의 출력은 각각 송신 증폭부(132)를 거쳐 증폭되고, 증폭된 신호는 입출력단(133)을 통해 전원 라인인 전력선(300)에 접속되어 원격 제어부(200) 측으로 전송된다.

이와 동시에 프로세서(121)는 인터페이스부(127)를 통하여 상기 설정값 기억부(124)에 저장된 설정값을 근거로 감지 대상을 제어하도록 하는 제어 데이터를 인터페이스부(127)를 통해 제어 대상으로 출력하게 된다.

예를 들면, 제어 대상이 수문인 경우에 수문의 열림 정도를 제어함으로써 센서부(110)를 통해 센싱된 감지 데이터가 설정값의 범위 이내로 되도록 피드백 데이터 프로세싱(Feedback Data Processing)을 행하게 되는 것이다.

그러므로, 센싱부(110)의 센싱된 감지 데이터가 설정값 이내로 된 경우 응급 상황이 복구된 상태이므로 프로세서(121)는 응급 복구 데이터로서의 이상 유무 데이터 즉, 복구 완료 데이터를 메모리(126)에 저장함과 아울러 이 또한 전력선 송수 신부(130)를 통하여 원격 제어부(200)로 송신하게 된다.

상기 이상 유무 데이터는 이상이 발생된 원격 감지부의 위치, 발생일시 등의 정보가 포함된다.

상기 인터페이스부(127)는 수문의 모터 등과 연결되는 릴레이 등이 될 수 있을 것이다.

한편, 프로세서(121)는 상기의 감지 데이터 및 응급 상황에 대한 이상 유무 데이터를 메모리(126)에 저장하도록 하게 된다.

설정값 기억부(124)에 저장되는 설정값은 관리자가 원격 감지부(100)가 설치된 현장에서 직접 입력할 수 있다.

예를 들면, 현장 상황에 따라 수문을 더 개방하여야 하거나, 염소 투입기의 염소량을 늘려야 하는 경우 설정값을 변화시켜야 한다.

이를 위해 원격 감지부(100)의 컨트롤러(100)에는 키패드(123)와 디스플레이부(125)가 설치되어 있어서, 관리자가 키패드(123)를 통하여 설정값을 입력하게 되면, 프로세서(121)는 이를 디스플레이부(125)를 통하여 표시함으로써 관리자가 올바르게 입력하였는지를 확인토록 한 다음 설정값 기억부(124)에 저장하게 된다.

반면에, 원격 제어부(200)로부터 전력선 송수신부(130)를 통해 설정값이 입력되면 프로세서(121)는 설정값 기억부(124)에 이를 저장하게 된다.

한편, 상기 전력선(300)을 통해 원격 감지부(100)에서 원격 제어부(200)로 전송되는 이상 유무 데이터는 전력선 송수신부(210)의 입출력단(211)을 통해 수신되어, 수신 증폭부(212)를 거쳐 증폭된 후, FSK 복조부(213)를 통해 복조되어 컨트 롤러(220)의 프로세서(221)로 제공된다.

이러한 전력선 통신은 CENELEC(European Norm(EN)50065) 규격에 준거한다.

컨트롤러(220)의 프로세서(221)는 이를 디스플레이부(224)를 통하여 디스플레이함과 아울러 메모리(225)에 저장하게 된다.

상기 디스플레이부(224)는 응급 상황을 알리는 데이터가 입력되는 경우 음성과 화면으로 디스플레이함으로써 관리자가 응급 상황을 곧바로 확인할 수 있도록 한다.

또한, 관리자가 원격 제어부(200)를 통하여 원격 감지부(100)의 설정값을 변경하도록 제어할 수 있는데, 컨트롤러(220)에는 키패드(222)와 디스플레이부(224)가 설치되어 있어서, 관리자가 키패드(222)를 통하여 설정값을 입력하게 되면, 프로세서(221)는 이를 디스플레이부(224)를 통하여 표시함으로써 관리자가 올바르게 입력하였는지를 확인토록 한 다음 설정값 기억부(223)에 저장함과 아울러 전력선 송수신부(210)를 통하여 원격 감지부(100)로 전력선 통신을 통해 송신하게 되는 것이다.

즉, 전력선 송수신부(210)의 FSK 변조부(219)는 프로세서(221)로부터 제공되어진 설정값 데이터를 2400bps 데이터 전송 속도를 가지며, 132.45kHz 캐리어를 사용하도록 변조하게 되고, 이는 송신 증폭부(215)를 통해 증폭된 후, 입출력단(211)를 통해 전력선(300)에 실려 원격 감지부(100)로 전송된다.

이는 원격 감지부(100)의 입출력단(133)을 거쳐 수신 데이터가 추출되어 수신 증폭부(134)를 통해 증폭된 후, FSK 복조부(135)에서 복조되며, 복조된 신호는 컨트롤러(120)의 프로세서(121)에 입력된다.

이로써, 프로세서(121)에 의하여 설정값 기억부(124)에 새로운 설정값이 갱신되는 것이다.

한편, 상기 원격 제어부(200)는 상기의 과정에서 발생하는 상황에 대한 데이터를 즉, 메모리(225)에 저장되어 있는 데이터를 무선 송수신부(230)를 통하여 원격지의 또 다른 목적지로 송신할 수 있으며, 또한 원격지로부터 무선으로 송신되어진 데이터를 수신하여 프로세서(221)에 제공함으로써 메모리(225)에 이를 저장할 수 있다.

본 발명은 상기에 기술된 실시 예에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 전력선 통신을 이용한 원격 감지 및 제어 장치는, 원격지의 감지 데이터를 전력선 통신을 통해 수신 받아서 감지 상황을 확인토록 하고, 또한 응급 상황 발생시에 원격 감지기에 미리 설정된 값으로 응급 상황을 복구하도록 하는 효과가 있다.

또한, 전력선을 통해 원격 제어부에서 원격 감지기의 설정값의 갱신을 행함으로써 현장 상황에 맞게 신속하게 대응할 수 있다.

Claims (7)

1. 원격지에 설치되어 감지 대상으로부터 감지 데이터를 획득하여 원격지에 설치된 제어부로 감지 데이터를 전력선을 통하여 송신함과 아울러 감지 대상의 이상 유무 발생시에 기 설정된 값으로 이를 응급 복구하는 원격 감지부;

   상기 원격 감지부로부터 전력선을 통하여 송신된 감지 데이터를 저장하는 원격 제어부;로 구성된 원격 감지 장치에 있어서,

   상기 원격 감지부는,

   감지 대상에 설치되어 감지 데이터를 발생하는 센서부로부터 발생된 감지 데이터를 프로세서가 처리할 수 있는 데이터 형태로 변환하는 데이터 변환부와, 응급 상황 시에 감지 대상을 복구하기 위한 설정값을 저장하고 있는 제1설정값 기억부와, 상기 데이터 변환부로부터 제공된 데이터를 제1설정값 기억부에 저장된 설정값과 비교하여 이상 유무를 확인함과 아울러 이상 유무 데이터 또는 감지 데이터를 출력하는 제1프로세서로 구성된 제1컨트롤러;

   상기 제1프로세서로부터 출력된 이상 유무 데이터 또는 감지 데이터를 FSK 변조시켜 전력선을 통해 원격지의 제어부에 송신하는 제1전력선 송수신부;로 구성되며,

   상기 원격 제어부는,

   상기 원격 감지부로부터 전력선을 통해 송신되어진 이상 유무 데이터 또는 감지 데이터를 수신 받아 컨트롤러에 제공하는 제2전력선 송수신부;

   상기 제2전력선 송수신부로부터 제공되는 이상 유무 데이터 또는 감지 데이터를 메모리에 저장시킴과 아울러 이를 디스플레이부를 통해 음성 또는 화면으로 출력하도록 제어하는 제2프로세서와, 상기 메모리와, 상기 디스플레이부를 포함하는 제2컨트롤러;로 구성된 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 이용한 원격 감지 및 제어 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 원격 감지부의 전력선 송수신부는,

   제1프로세서로부터 제공되는 이상 유무 데이터를 2400bps 데이터 전송 속도를 가지며, 132.45kHz 캐리어를 사용하도록 변조하는 제1 FSK 변조부;

   상기 제1 FSK 변조부의 출력을 송신하기에 적절한 크기로 증폭하는 제1송신 증폭부;

   상기 제1송신 증폭부의 증폭된 신호를 전력선으로 송신하며, 전력선을 통해 수신되어진 수신 신호를 추출하는 제1입출력부;

   상기 제1입출력부를 통해 수신되어 추출되어진 신호를 증폭하는 제1수신 증폭부;

   상기 제1수신 증폭부에 의해 증폭된 신호를 FSK 복조하여 제1프로세서로 제공하는 제1 FSK 복조부;로 구성된 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 이용한 원격 감지 및 제어 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 원격 감지부의 제1프로세서는 이상 유무 발생시 제1설정값 기억부에 저장된 설정값으로 감지 대상을 제어하도록 제어 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 이용한 원격 감지 및 제어 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 원격 감지부는

   설정값을 입력하기 위한 제1키패드; 상기 제1키패드를 통해 입력되는 설정값을 가시적으로 확인하기 위한 제1디스플레이부;를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 이용한 원격 감지 및 제어 장치.
5. 제 1 항에 있어서, 원격 제어부는

   설정값을 입력하기 위한 제2키패드; 상기 설정값을 기억하기 위한 제2설정값 기억부; 상기 키패드를 통해 입력되는 설정값을 가시적으로 확인하기 위한 제2디스플레이부;로 구성되어 제2프로세서가 저장된 설정값을 제2전력선 송수신부를 통하여 원격 감지부로 송신하도록 제어하며,

   원격 감지부는

   상기 원격 제어부로부터 송신되어진 설정값을 제1전력선 송수신부를 통하여 수신받아 제1프로세서로 제공하고, 상기 제1프로세서는 이를 제1설정값 기억부에 저장하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 이용한 원격 감지 및 제어 장치.
6. 제 1 항에 있어서, 원격 감지부 및 원격 제어부에는 이상 유무 데이터 또는 감지 데이터를 저장하기 위한 제1 및 제2메모리가 각각 구비된 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 이용한 원격 감지 및 제어 장치.
7. 제 1 항에 있어서, 원격 제어부의 전력선 송수신부는,

   제2프로세서로부터 제공되는 이상 유무 데이터를 2400bps 데이터 전송 속도를 가지며, 132.45kHz 캐리어를 사용하도록 변조하는 제2 FSK 변조부;

   상기 제2 FSK 변조부의 출력을 송신하기에 적절한 크기로 증폭하는 제2송신 증폭부;

   상기 제2송신 증폭부의 증폭된 신호를 전력선으로 송신하며, 전력선을 통해 수신되어진 수신 신호를 추출하는 제2입출력부;

   상기 제2입출력부를 통해 수신되어 추출되어진 신호를 증폭하는 제2수신 증폭부;

   상기 제2수신 증폭부에 의해 증폭된 신호를 FSK 복조하여 제2프로세서로 제공하는 제2FSK 복조부;로 구성된 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 이용한 원격 감지 및 제어 장치.

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