KR100796261B1 - Low-power remote level control apparatus of water tank using wireless communication - Google Patents
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Abstract
본 발명은 무선 통신에 의한 물탱크의 저전력 원격 수위 조절장치에 관한 것으로, 소정량의 물을 저장하는 물탱크; 펌프로부터 공급되는 물을 상기 물탱크로 송수하는 송수관; 상기 물탱크 내의 수량이 고수위 지점에 도달하는 것을 감지하는 고수위 센서; 상기 물탱크 내의 수량이 저수위 지점에 도달하는 것을 감지하는 저수위 센서; 배터리의 전원으로 동작되는 저속 마이크로프로세서와 고속 마이크로프로세서를 구비하며, 상기 저속 마이크로프로세서를 이용하여 상기 고수위 센서 또는 저수위 센서에서 감지 동작을 제어하고, 상기 고속 마이크로프로세서를 이용하여 상기 감지된 수위감지신호를 중계기를 거쳐 수신기에 전송하는 송신기; 배터리의 전원으로 동작되며, 상기 송신기로부터 전송된 수위감지신호를 소정레벨로 증폭하여 수신기에 중계하는 중계기; 상기 중계기를 거쳐 상기 송신기로부터 전송된 수위 감지신호를 수신하는 수신기; 상기 수신기에서 수신된 수위감지신호에 따라 펌프의 동작을 제어하여 물의 공급상태를 조절하는 펌프 제어기를 포함한다. 따라서, 본 발명은 수위 측정 및 데이터 전송 주기를 조정하고, 수신 대기 상태를 줄임으로써 송신기 및 중계기의 소모전력을 절감하고, 배터리의 수명을 연장시켜 장치의 사용기간을 증가시킴과 아울러 설치 및 유지 보수비용을 줄일 수 있다.The present invention relates to a low-power remote water level control apparatus for a water tank by wireless communication, the water tank for storing a predetermined amount of water; A water supply pipe for transmitting water supplied from a pump to the water tank; A high level sensor for detecting that the water level in the water tank reaches a high level point; A low water level sensor that detects the amount of water in the water tank reaching a low water level point; A low speed microprocessor and a high speed microprocessor operated by a battery power source, the low speed microprocessor controls the sensing operation at the high level sensor or the low level sensor, and the high level microprocessor detects the detected level detection signal. Transmitter for transmitting to the receiver via a repeater; A repeater operated by a power source of the battery and amplifying the water level detection signal transmitted from the transmitter to a predetermined level and relayed to a receiver; A receiver for receiving a water level detection signal transmitted from the transmitter via the repeater; It includes a pump controller for controlling the operation of the pump in accordance with the water level detection signal received from the receiver to adjust the supply state of the water. Therefore, the present invention reduces the power consumption of the transmitter and repeater by adjusting the water level measurement and data transmission cycles, and reduces the standby state of reception, extends the life of the battery, and increases the service life of the device. Reduce costs
물탱크, 수위 조절, 펌프 제어, 무선 통신, 송신기, 중계기, 저속 마이크로프로세서, 고속 마이크로프로세서, 무선 모듈, 클럭 속도, 소모 전력, 전송 주기 Water Tank, Water Level Control, Pump Control, Wireless Communications, Transmitter, Repeater, Low Speed Microprocessor, High Speed Microprocessor, Wireless Module, Clock Speed, Power Consumption, Transmission Cycle
Description
도 1은 본 발명에 따른 무선 통신에 의한 물탱크 저전력 원격 수위 조절장치를 나타낸 블록 구성도.1 is a block diagram showing a water tank low-power remote water level control apparatus by wireless communication according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 송신기를 상세히 나타낸 블록 구성도.Figure 2 is a block diagram showing in detail the transmitter according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 송신기의 동작상태를 나타낸 제어 흐름도.3 is a control flowchart showing an operating state of a transmitter according to the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 중계기를 상세히 나타낸 블록 구성도.Figure 4 is a block diagram showing in detail the repeater according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 중계기의 동작상태를 나타낸 제어 흐름도.5 is a control flowchart showing an operating state of the repeater according to the present invention;
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10 : 수신기 11 : 펌프 제어기10 receiver 11 pump controller
12 : 펌프 20 : 송신기12: pump 20: transmitter
21 : 배터리(태양전지) 22 : 고수위 센서21: battery (solar cell) 22: high water level sensor
23 : 저수위 센서 24 : 고수위 지점23: low water level sensor 24: high water level
25 : 저수위 지점 26 : 물탱크25: low water point 26: water tank
27 : 송수관 30 : 중계기27: water pipe 30: repeater
31 : 배터리(태양전지)31 battery (solar cell)
본 발명은 물탱크의 원격 수위 조절장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 송신기 및 중계기의 소모전력을 절감하는 무선 통신에 의한 물탱크 저전력 원격 수위 조절장치에 관한 것이다. The present invention relates to a remote water level control device for a water tank, and more particularly, to a water tank low power remote water level control device by wireless communication that reduces power consumption of a transmitter and a repeater.
일반적으로 원격 계측 시스템은 현장과 멀리 떨어진 곳에서 현장 상황을 모니터링하는 것으로, 멀리 떨어진 건설 현장에서 시시각각으로 변하는 현장 상황을 통신망을 이용하여 실시간으로 확인 및 제어가 가능한 계측시스템을 말한다.In general, the remote measurement system is to monitor the site situation far from the site, and refers to the measurement system that can be confirmed and controlled in real time using a communication network in the field situation that changes at a remote construction site.
이러한 원격 계측 시스템의 하나로서, 종래의 원격 물탱크 수위 조절 장치는 송신부측에 물탱크 수위를 측정하기 위한 센서(전극봉)와, 이 센서 값을 측정하고 이를 무선 데이터로 송신하기 위한 송신기와, 수신기와의 거리 확장을 위한 중계기와, 중계기에서 재전송된 데이터를 받는 수신기 및 전송된 데이터를 가지고 펌프를 제어하는 펌프 제어부로 구성된다. As one of such remote measurement systems, a conventional remote water tank level control device includes a sensor (electrode) for measuring the water tank level on the transmitter side, a transmitter for measuring the sensor value and transmitting it as wireless data, and a receiver. It is composed of a repeater for extending the distance to the receiver, a receiver for receiving the retransmitted data from the repeater and a pump control unit for controlling the pump with the transmitted data.
이때, 상기 송신기 및 중계기의 경우 전원공급수단으로서 배터리 또는 태양전지를 사용하는 경우가 많은데, 이때 소모 전력을 최대한 줄여야만 배터리의 사용시간을 늘리거나 태양전지 용량을 줄이므로 설치 및 유지 보수 비용을 줄일 수가 있다. 특히, 물탱크의 수위 조절 장치의 특정상 수위 측정을 1분에서 5분 정도의 비교적 긴 간격으로 측정하여 수신부로 전송하여 펌프를 제어하여도 상관이 없다.In this case, in the case of the transmitter and the repeater, a battery or a solar cell is often used as a power supply means. At this time, the power consumption is reduced as much as possible to increase the use time of the battery or reduce the capacity of the solar cell, thereby reducing installation and maintenance costs. There is a number. In particular, it is possible to measure the specific phase water level of the water level control device of the water tank at a relatively long interval of about 1 minute to 5 minutes, and transmit it to the receiver to control the pump.
그러나, 종래에는 고속의 마이크로프로세서 한 개만 사용하였기 때문에 대기 중일 때의 소모 전력이 증가하였으며, 중계기의 경우 항상 무선 모듈이 항상 수신 대기 상태에서 데이터를 받고, 수신 대기 전력을 줄이기 위한 송신 주기 데이터 전송하지 않음으로 배터리의 소모전력이 증가하는 문제점이 있었다.However, conventionally, since only one high-speed microprocessor is used, power consumption during standby is increased, and in the case of a repeater, the wireless module always receives data in a standby state, and transmits transmission cycle data to reduce reception standby power. There was a problem that the power consumption of the battery increases.
따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 수위 측정 및 데이터 전송 주기를 조정하고, 수신 대기 상태를 줄임으로써 송신기 및 중계기의 소모전력을 절감하고, 배터리의 수명을 연장시키도록 하는 무선 통신에 의한 물탱크 저전력 원격 수위 조절장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and it is possible to reduce the power consumption of the transmitter and repeater and to extend the life of the battery by adjusting the water level measurement and data transmission period, and reducing the reception standby state. It is an object of the present invention to provide a water tank low power remote water level control device by wireless communication.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무선 통신에 의한 물탱크 저전력 원격 수위 조절장치는, 소정량의 물을 저장하는 물탱크; 펌프로부터 공급되는 물을 상기 물탱크로 송수하는 송수관; 상기 물탱크 내의 수량이 고수위 지점에 도달하는 것을 감지하는 고수위 센서; 상기 물탱크 내의 수량이 저수위 지점에 도달하는 것을 감지하는 저수위 센서; 배터리의 전원으로 동작되는 저속 마이크로프로세서와 고속 마이크로프로세서를 구비하며, 상기 저속 마이크로프로세서를 이용하여 상기 고수위 센서 또는 저수위 센서에서 감지 동작을 제어하고, 상기 고속 마이크로프로세서를 이용하여 상기 감지된 수위감지신호를 중계기를 거쳐 수신기에 전송하는 송신기; 배터리의 전원으로 동작되며, 상기 송신기로부터 전송된 수위감지 신호를 소정레벨로 증폭하여 수신기에 중계하는 중계기; 상기 중계기를 거쳐 상기 송신기로부터 전송된 수위 감지신호를 수신하는 수신기; 상기 수신기에서 수신된 수위감지신호에 따라 펌프의 동작을 제어하여 물의 공급상태를 조절하는 펌프 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.Water tank low-power remote water level control apparatus by wireless communication according to the present invention for achieving the above object, the water tank for storing a predetermined amount of water; A water supply pipe for transmitting water supplied from a pump to the water tank; A high level sensor for detecting that the water level in the water tank reaches a high level point; A low water level sensor that detects the amount of water in the water tank reaching a low water level point; A low speed microprocessor and a high speed microprocessor operated by a battery power source, the low speed microprocessor controls the sensing operation at the high level sensor or the low level sensor, and the high level microprocessor detects the detected level detection signal. Transmitter for transmitting to the receiver via a repeater; A repeater operated by a power source of the battery and amplifying the water level detection signal transmitted from the transmitter to a predetermined level and relayed to a receiver; A receiver for receiving a water level detection signal transmitted from the transmitter via the repeater; It characterized in that it comprises a pump controller for controlling the operation of the pump in accordance with the water level detection signal received from the receiver to adjust the supply state of the water.
상기 송신기 및 중계기는, 저속 마이크로프로세서에 미리 설정된 소정 주기로 구동전원이 온/오프되어 동작됨으로써 상기 각각의 배터리의 소비전력을 절감하도록 한다. 상기 송신기 및 중계기의 동작 주기는, 각각의 저속 마이크로프로세서에 미리 설정된 시간 간격에 따라 서로 동기(synchronize)되며, 대략 1분 이상 5분 이하의 시간으로 설정된다. 상기 송신기는 전송하는 수위감지신호에 동기신호를 결합하여 전송하고, 상기 중계기는 상기 동기신호에 따라 전원의 온/오프 동작을 수행한다. 상기 송신기 및 중계기에 전원을 공급하는 상기 배터리는 태양전지인 것이 바람직하다. 상기 중계기는, 최초 데이터를 받은 후 데이터를 재전송후 무선 통신 모듈 수신부의 전원을 꺼 두었다가 데이터가 들어오기 전에 바로 전원을 공급하도록 한다.The transmitter and the repeater may be configured to reduce the power consumption of each battery by operating the driving power on / off at predetermined intervals preset in the low speed microprocessor. The operation periods of the transmitter and the repeater are synchronized with each other according to a time interval preset in each low speed microprocessor, and are set to a time of about 1 minute or more and 5 minutes or less. The transmitter combines and transmits a synchronization signal to a level detection signal to be transmitted, and the repeater performs an on / off operation of power according to the synchronization signal. The battery for supplying power to the transmitter and repeater is preferably a solar cell. The repeater, after receiving the initial data re-transmits the data after turning off the power of the wireless communication module receiving unit to supply the power immediately before the data comes in.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 무선 통신에 의한 물탱크 저전력 원격 수위 조절장치를 나타낸 블록 구성도이다.1 is a block diagram showing a water tank low-power remote water level control apparatus by wireless communication according to the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명은 무선 통신에 의한 물탱크 수위 조절 장치에 있 어 송신기 및 중계기의 저전력을 구현하기 위하여 무선 통신에 물탱크 수위 조절 장치에 있어 일반적으로 상용 전원 사용하지 않고 배터리 및 태양 전지를 사용하는 송신기 및 중계기를 저전력으로 구현하므로 배터리의 사용시간을 늘리거나 태양 전지의 용량을 줄이므로 장치의 사용기간을 증가시킴과 아울러 설치 및 유지 보수비용을 줄이도록 한다.As shown, the present invention is a battery and solar cell without the use of commercial power in general in the water tank level control device for wireless communication in order to implement the low power of the transmitter and repeater in the water tank level control device by wireless communication Since the transmitter and repeater using a low power is implemented, it increases the service life of the battery or reduces the capacity of the solar cell, thereby increasing the service life of the device and reducing installation and maintenance costs.
이를 위하여 본 발명은 수신기(10), 펌프 제어기(11), 펌프(12), 송신기(20), 배터리(태양전지)(21), 고수위 센서(22), 저수위 센서(23), 고수위 지점(24), 저수위 지점(25), 물탱크(26), 송수관(27), 중계기(30), 배터리(태양전지)(31)로 구성된다.To this end, the present invention includes a
물탱크(26)는 소정량의 물을 저장하며, 송수관(27)은 펌프(12)로부터 공급되는 물을 물탱크(26)로 송수한다.The
고수위 센서(22)는 물탱크(26) 내의 수량이 고수위 지점(24)에 도달하는 것을 감지하고, 저수위 센서(23)는 물탱크(26) 내의 수량이 저수위 지점(25)에 도달하는 것을 감지한다. The high
송신기(20)는 배터리(21)의 전원으로 동작되며 내장된 타이머에 미리 설정된 소정 주기로 구동전원이 온/오프되어 동작됨으로써 상기 배터리(21)의 소비전력을 절감하는 저속 마이크로프로세서(212)와 고속 마이크로프로세서(215)를 구비하며, 상기 저속 마이크로프로세서(212)를 이용하여 상기 고수위 센서(22) 또는 저수위 센서(23)에서 감지 동작을 제어하고, 상기 고속 마이크로프로세서(215)를 이용하여 상기 감지된 수위감지신호를 중계기(30)를 거쳐 수신기(10)에 전송한다.The
중계기(30)는 배터리(31)의 전원으로 동작되며 역시 내장된 타이머에 미리 설정된 소정 주기로 구동전원이 온/오프되어 동작됨으로써 상기 배터리(31)의 소비전력을 절감하는 저속 마이크로프로세서(311) 및 고속 마이크로프로세서(314)를 구비하고, 상기 송신기(20)로부터 전송된 수위감지신호를 소정레벨로 증폭하여 수신기(10)에 중계한다.The
수신기(10)는 상기 중계기(30)를 거쳐 상기 송신기(20)로부터 전송된 수위 감지신호를 수신한다.The
펌프 제어기(11)는 수신기(10)에서 수신된 수위감지신호에 따라 펌프(12)의 동작을 제어하여 물의 공급상태를 조절한다.The pump controller 11 controls the operation of the
상기 송신기(20) 및 중계기(30)의 동작 주기는, 상기 각각의 저속 마이크로프로세서(212)(311)에 미리 설정된 시간 간격에 따라 서로 동기(synchronize)되며, 대략 1분 이상 5분 이하의 시간으로 설정되는 것이 바람직하다.The operation periods of the
상기 송신기(20)는 전송하는 수위감지신호에 동기신호를 결합하여 전송하고, 상기 중계기(30)는 상기 동기신호에 따라 전원의 온/오프 동작을 수행한다.The
상기 송신기(20) 및 중계기(30)에 전원을 공급하는 상기 배터리(21)(31)는 태양전지(solar battery)인 것이 바람직하다.Preferably, the
도 2는 본 발명에 따른 송신기를 상세히 나타낸 블록 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 송신기의 동작상태를 나타낸 제어 흐름도이다.2 is a block diagram illustrating in detail a transmitter according to the present invention, and FIG. 3 is a control flowchart illustrating an operation state of the transmitter according to the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명의 송신기(20)는 저속마이크로프로세서(212)와, 전원부(213)와, 무선 통신 모듈 송신부(214)와, 고속 마이크로프로세서(215)와, 수 위 센서(216) 및 설정 딥 스위치(217)로 구성된다.As shown, the
이와 같은 구성된 본 발명의 송신기(20)는, 먼저 고속 마이크로프로세서(215)와 무선 통신 모듈 송신부(214)가 오프된 상태(S01)에서, 저속 마이크로프로세서(212)에 의하여 전송주기인가를 판단한다(S02). 이에 따라 전송주기인 경우 저속 마이크로프로세서(212)를 초기화하고, 고속 마이크로프로세서(215)와 수위 센서(216) 등의 신호 처리에 필요한 전원을 온시킨다(S03~S04). 이후, 센서의 센싱 및 이에 따른 전송 주기를 계산하고, 이 전송 주기를 저속마이크로프로세서(212)로 신호 전송한다(S05~S06). 이에 따라 장치 및 센서 식별 번호, 센서 데이터, 전송 주기를 결합하여 무선 데이터를 생성하고, 무선 통신 모듈 송신부(214)를 온(on)시키고, 고속 마이크로프로세서(215)를 이용하여 무선 데이터 스트림을 전송한다(S07~S09).The
도 4는 본 발명에 따른 중계기를 상세히 나타낸 블록 구성도이고, 도 5는 본 발명에 따른 중계기의 동작상태를 나타낸 제어 흐름도이다.4 is a block diagram illustrating in detail the repeater according to the present invention, and FIG. 5 is a control flowchart illustrating an operation state of the repeater according to the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명의 중계기(30)는 저속 마이크로프로세서(311)와, 전원부(312)와, 무선 통신 모듈 송신부(313)와, 고속 마이크로프로세서(314)와, 무선 통신 모듈 수신부(315) 및 설정 딥 스위치(316)로 구성된다.As shown, the
이와 같은 구성된 본 발명의 중계기(30)는, 먼저 저속 마이크로프로세서(311)를 전송주기 시간으로 초기화하고(S10), 고속 마이크로프로세서(314)와 무선 통신 모듈 송신부(313)를 오프시킨다(S11). 이후, 저속 마이크로프로세서(311)에 의하여 전송주기인가를 판단하여 전송주기인 경우 고속 마이크로프로세서(314)와 무선 통신 모듈 수신부(315)를 온시킨다(S12~S13). 이후, 해당 중계기와 동일한 장치 식별 번호의 무선 데이터가 수신되면 수신 준비 여유 시간으로 저속 마이크로프로세서(311)를 초기화한다(S14~S15). 따라서 전송 데이터를 추출한 후, 저속마이크로프로세서(311)로 전송하고, 무선 통신 모듈 수신부(315)를 오프하고, 무선 통신 모듈 송신부(313)를 온시킨다(S16~S17). 이후, 고속 마이크로프로세서(314)를 이용하여 무선 데이터 스트림을 재전송한다(S18).The
이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the present invention configured in this way in more detail as follows.
본 발명은 도시된 바와 같이, 송신기(20) 및 중계기(30)의 경우 배터리(21)(31)로서 태양전지를 사용하는 경우가 많은데, 이때 소모 전력을 최대한 줄여야만 배터리(21)(31)의 사용시간을 늘리거나 태양전지 용량을 줄이므로 설치 및 유지 보수 비용을 줄일 수가 있다.As shown in the present invention, in the case of the
본 발명에서 물탱크(26)의 수위 조절 장치의 특성상, 수위 측정을 1분에서 5분 정도의 비교적 긴 간격으로 측정하여 수신기(10)로 전송하여 펌프(12)를 제어하여도 상관이 없다. 이는 물탱크(26)의 저수위 지점(25)을 물탱크 바닥으로부터 최소 50cm 이상의 높이로 설치하기 때문에 실제 저 수위 감지 센서(23)가 동작된 후 1분에서 5분 정도 후에 전송되어 수신기(10) 측의 펌프(12)가 동작해도 물이 떨어지지 않고, 고수위 센서(22)로부터 오버플로, 즉 고수위 지점(24) 까지도 보통 50cm 이상의 거리가 있기 때문에 고수위 감지 센서(22)가 동작된 후 1분에서 5분 정도 후에 전송받아 수신(10) 측의 펌프(12)를 꺼도 물이 넘치지 않는 특성이 있다. Due to the characteristics of the water level control device of the
한편, 무선 통신에 의한 물탱크 수위 조절기의 통신 전송 주기는 보통 1분 이상이지만, 전송하는데 걸리는 시간은 0.1초 이내이므로 전송하지 않는 전송 대기 시간 동안의 소모 전력을 줄이는 것이 전체 전력을 줄이는데 상당한 도움이 된다. 이때, 보통은 시간을 측정하고 무선 모듈에 데이터를 전송하기 위해서는 마이크로프로세서를 사용하게 된다. 전송 주기를 측정하기 위해서는 느린 클럭 속도에서 동작하는 저속 마이크로프로세서로도 충분하나, 무선 모듈에 데이터를 전송하기 위해서는 빠른 클럭 속도에서 동작하는 고속 마이크로프로세서가 필요하다. On the other hand, the communication period of the water tank level regulator by wireless communication is usually 1 minute or more, but the transmission time is less than 0.1 second, and thus, reducing the power consumption during the non-transmission standby time is a great help in reducing the overall power. do. In this case, a microprocessor is usually used to measure time and transmit data to a wireless module. A low speed microprocessor operating at a slow clock speed is sufficient to measure the transmission period, but a high speed microprocessor operating at a high clock speed is required to transmit data to the wireless module.
따라서, 하나의 마이크로프로세서를 사용하여 송신기를 구성한다면 고속 마이크로프로세서를 사용할 수밖에 없다. 그러면, 소모 전력은 클럭 속도가 증가함에 따라 증가하는 전기적인 특성으로 인하여 무선 데이터를 전송하지 않는 시간 동안 즉 전송 대기 시간 동안에 소모되는 전력이 증가하게 된다. Therefore, if a transmitter is configured using one microprocessor, there is no choice but to use a high speed microprocessor. Then, the power consumption is increased during the non-transmission time of the wireless data, that is, during the transmission standby time due to the electrical characteristics that increase as the clock speed increases.
따라서, 본 발명에서는 전송 주기를 측정하기 위한 저속 마이크로프로세서(212)가 고속 마이크로프로세서(215)와 무선 통신 모듈 송신부(214) 및 수위 센서(216)의 전력을 제어하며, 무선 데이터는 고속 마이크로프로세서(215)가 처리하게 하므로 송신 대기 전력을 줄이는 방식이다.Accordingly, in the present invention, the
즉, 송신기(20)의 경우, 배터리(21)의 전원으로 동작되는 저속 마이크로프로세서(212)와 고속 마이크로프로세서(215)를 구비하며, 상기 저속 마이크로프로세서(212)를 이용하여 상기 고수위 센서(22) 또는 저수위 센서(23)에서 감지 동작을 제어하고, 상기 고속 마이크로프로세서(215)를 이용하여 상기 감지된 수위감지신호를 중계기(30)를 거쳐 수신기(10)에 전송한다.That is, the
또한, 중계기(30)의 경우 수신을 받아 재전송을 해야 하는데, 중계기(30)의 무선 통신 모듈 송수신부(313)(315)가 항상 수신 대기를 하고 있을 경우도 상당한 소모 전력이 든다. 이를 해결하기 위하여 중계기(30) 설치 후 최초에만 수신 대기를 하며, 수신 데이터를 받은 후에는 무선 통신 모듈 수신부(315)의 전력을 껴 놓은 후 다음 데이터가 오기 바로 전에 무선 통신 모듈 수신부(315) 전력을 킨다.In addition, in the case of the
이를 위해서는 송신기(20)의 전송 주기를 미리 알아야 하는데, 이를 고정적인 시간으로 정해 놓을 수 있으나, 송신기(20)의 최초 설치시 테스트를 위해서는 최소 10분간은 송신 전송 시간을 10초 정도로 빠르게 하고, 이 후에는 1분에서 5분 정도로 빠르게 할 필요가 있기 때문에 송신기(20)가 데이터를 전송할 때 다음 전송 주기를 포함시켜 데이터를 전송한다. To this end, it is necessary to know the transmission period of the
따라서, 본 발명의 송신기(20) 및 중계기(30)는, 내장된 각각의 저속 마이크로프로세서(212)(311)에 미리 설정된 소정 주기로 구동전원이 온/오프되어 동작됨으로써 상기 각각의 배터리(21)(31)의 소비전력을 절감하는데, 각각의 동작 주기는, 상기 각각의 저속 마이크로프로세서(212)(311)에 미리 설정된 시간 간격에 따라 서로 동기(synchronize)되며, 대략 1분 이상 5분 이하의 시간으로 설정되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 송신기(20)는 전송하는 수위감지신호에 동기신호를 결합하여 전송하고, 상기 중계기(30)는 상기 동기신호에 따라 전원의 온/오프 동작을 수행한다.Therefore, the
또한, 송신기(20)와 수신기(10)의 거리 확장을 위한 중계기(30)는 최초 데이터를 받은 후 데이터를 재전송후 무선 통신 모듈 수신부(315)의 전원을 꺼 두었다 가 데이터가 들어오기 전에 바로 전원을 공급하므로 수신 대기 전력을 줄이면서 데이터를 안정적으로 받을 수가 있다.In addition, the
중계기(30)도 송신기(20)와 동일하게 시간 측정을 위한 저속 마이크로프로세서(311)와 무선 데이터를 처리하기 위한 고속 마이크로프로세서(314)를 별도로 사용하므로 클럭 속도에 의해 대기 기간 동안 소모되는 전력을 줄인다.The
이와 같이, 마이크로프로세서의 소모 전력에 있어 한 개의 고속 마이크로프로세서는 사용한 경우보다, 저속 마이크로프로세서(212)(311)와 고속 마이크로프로세서(215)(314)를 함께 사용한 경우, 마이크로프로세서의 속도가 클럭 속도에 정확히 비례한다는 가정하고 고속 마이크로프로세서의 동작시간 비율이 T%이고, 저속 마이크로프로세서의 클럭 속도가 고속 마이크로프로세서 클럭 속도의 X%라고 하면 기존 시스템에 비하여 소모 전력 D%는 다음 [수학식 1]이 된다. As such, when the high speed microprocessor consumes one of the
그러면, 실제 시스템에서 사용 가능한 수치인 값으로 고속 마이크로프로세서의 동작 시간 비율이 1%이고 저속 마이크로프로세서 클럭 속도가 고속 마이크로프로세서 클럭 속도의 1%일 경우 위 식에 적용하면 2.01% 정도 밖에 나오지 않는다. 또한, 중계기(30)에 있어 수신을 위해 무선 모듈 수신부(315)를 꺼 놓는 시간만큼 소모 전력이 줄어들었으며, 송신기(20)가 미리 전송주기를 중계기에 통보하므로 중계기(30)가 저전력을 구현하면서도 송신기(20)가 전송 주기를 센서의 상태 및 시간 에 따라 능동적으로 변환할 수 있는 효과를 보였다. Then, if the operating time ratio of the high speed microprocessor is 1% and the low speed microprocessor clock speed is 1% of the high speed microprocessor clock speed, it is only 2.01%. In addition, the power consumption is reduced by the time to turn off the
실제 시스템을 고속 마이크로프로세서 1개를 이용하고 중계기의 경우 항상 수신 대기한 후 데이터를 받아 재전송한 종래의 방식과 본 발명을 이용하여 구성한 시스템을 비교한 소모 전류는 아래 [표 1]과 같으며, 이때 시스템 사양은 다음과 같다. The current consumption of the real system using a high-speed microprocessor and the repeater always waits after receiving the data and compares the conventional system and the system constructed using the present invention are shown in Table 1 below. The system specifications are as follows.
-전송 주기: 2분Transmission cycle: 2 minutes
-전송 시간: 0.1초Transmission time: 0.1 seconds
-고속 마이크로프로세서(4Mhz동작) 소모 전류: 3.2mAHigh Speed Microprocessor (4Mhz) Current Consumption: 3.2mA
-저속 마이크로프로세서(31.25kH동작) 소모 전류: 0.025mALow speed microprocessor (31.25kH operation) current consumption: 0.025mA
-무선 모듈 송신부: 30mAWireless module transmitter: 30 mA
-무선 모듈 수신부: 5.6mAWireless module receiver: 5.6 mA
-본 특허 중계기의 수신 준비 여유 시간: 1초-Receive ready time for receiving this patent repeater: 1 second
따라서, 이와 같은 본 발명에 의하면 무선 통신에 의한 물탱크 수위 조절장치의 송신기 및 중계기의 소모 전력을 현저히 줄일 수 있다.Therefore, according to the present invention, it is possible to significantly reduce the power consumption of the transmitter and the repeater of the water tank level control apparatus by wireless communication.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.Although the preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the present invention is not limited to the above-described embodiments without departing from the spirit of the present invention as claimed in the claims. Various modifications can be made by those skilled in the art, and such modifications are intended to fall within the scope of the appended claims.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 무선 통신에 의한 물탱크 저전력 원격 수위 조절장치에 의하면, 수위 측정 및 데이터 전송 주기를 조정하고, 수신 대기 상태를 줄임으로써 송신기 및 중계기의 소모전력을 절감하고, 배터리의 수명을 연장시켜 장치의 사용기간을 증가시킴과 아울러 설치 및 유지 보수비용을 줄이는 효과가 있다.As described above, according to the water tank low-power remote water level control apparatus according to the present invention, the water level measurement and data transmission period are adjusted, and the standby standby state is reduced to reduce power consumption of the transmitter and the repeater, and the battery It extends the service life of the device, increases the service life of the device and reduces the installation and maintenance costs.
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