KR100829350B1

KR100829350B1 - Water meter automatic check system

Info

Publication number: KR100829350B1
Application number: KR1020080016048A
Authority: KR
Inventors: 김진오
Original assignee: 김진오
Priority date: 2008-02-22
Filing date: 2008-02-22
Publication date: 2008-05-13

Abstract

An automatic wireless meter checking system for a water meter is provided to transmit meter checking values in real time to a meter checking device connected to a common meter periodically, and to send the meter checking values to a portable wireless device or to a common communication repeater, so that a control server can collect and arrange the meter checking values. A meter checking device(12) comprises as follows. A remote communication module(34) communicates meter checking values with a communication repeater(14), and supports narrow frequency bandwidths for automatic remote meter checking. A short-range communication module(36) communicates the meter checking values with a portable wireless device(20), uses SRD(Short Range Device) frequency bands, has very low standby power, and operates by sensing peripheral wireless signals.

Description

Automatic wireless meter reading system of water meter {WATER METER AUTOMATIC CHECK SYSTEM}

본 발명은 원거리 자동 및 근거리 수동 겸용 무선 검침시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원거리 자동 검침 및 근거리 수집 기능을 RF 트랜시버로 구성하고 상세한 프로토콜 토폴로지(protocol topology) 설계에 의해 전원 소비량을 최적화하면서 빠른 속도로 데이터를 전송할 수 있도록 하는 수도 계량기의 자동 무선 검침시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a long range automatic and near-field manual wireless metering system, and more particularly, to configure the remote automatic metering and short-range acquisition function as an RF transceiver and to optimize power consumption by designing a detailed protocol topology. The present invention relates to an automatic wireless meter reading system of a water meter that allows data transmission to be carried out.

잘 알려진 바와 같이, 도시기반시설의 필수적인 것 중의 하나가 상수도 시설이며, 행정기관에서는 수도 요금을 징수하여 주택과 건물에 거미줄 같이 설치되어 있는 상수도 시설의 유지 및 보수에 필요한 재원으로 사용하고 있다.As is well known, one of the essentials of urban infrastructure is water supply facilities, and administrative agencies collect water bills and use them as a resource for the maintenance and repair of water supply facilities installed like webs in houses and buildings.

한편, 수도요금의 징수는 검침원들이 주택 등에 방문하여 수도 계량기에 표시된 수돗물의 사용량을 수기한 후, 이를 담당 행정기관에 통보하여 다음달에 청구하는 방식을 채택하고 있다.On the other hand, water bills are collected by meter readers, who visit homes, etc., collect the amount of tap water displayed on the water meter, and notify the administrative agency in charge of the water bill next month.

그러나 수도 계량기는 주택 등의 내부에 설치되어 있는 경우도 많은 관계로 검침원의 방문에 의한 수도 사용량 검침은 사생활 침해의 문제를 야기하기도 하며, 특히 집주인이 외출중인 경우에는 검침이 용이하지 않다는 단점이 있다. 즉, 수돗물의 사용량을 검침하는 검침원은 수도 계량기가 옥내에 설치된 경우에는 집주인의 허락을 얻고 옥내의 수도 계량기를 검침하여야 하므로 집에 사람이 없는 경우에는 검침을 할 수 없는 문제점이 있었고, 또한 수도 계량기가 옥외에 설치된 경우에는 협소한 장소에 매설된 보호함의 덮개를 열고 수도 계량기의 미터를 확인하여야 하는 불편함이 있었다.However, since water meters are often installed inside houses, meter readings caused by visits by meter readers may cause privacy infringement, especially when the landlord is out. . In other words, the meter reader who reads the amount of tap water should have the landlord's permission when the water meter is installed indoors and must read the water meter indoors. Was installed outdoors, it was inconvenient to open the cover of the protection box buried in a narrow place and check the meter of the water meter.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 종래에는 수도 계량기에 CCD 카메라를 설치하고 옥외에서 검침원이 수도 사용량을 검침할 수 있도록 하는 수도 계량기 자동 검침시스템이 제안되고, 최근에는 검침원이 주택 등을 직접 방문하지 않고 수도 계량기에 별도의 단말기를 설치하고 검침값을 통신망을 통해 전송하고 이를 관리하는 원격검침시스템 방식이 제안되고 있다.In order to solve such a problem, a water meter automatic meter reading system has been proposed in which a CCD camera is installed in a water meter and a meter reading meter can be used outdoors. In recent years, a meter reader does not visit a house directly. Remote metering system has been proposed to install a separate terminal in the meter, transmit the meter reading through the communication network, and manage it.

그러나 상기한 바와 같은 검침시스템은 카메라를 수용한 보호케이스의 밀봉이 불완전하여 장기간 동안 설치하여 사용할 경우 보호케이스의 내부에 습기가 차서 카메라로 촬영된 화상의 질이 나빠져 적산량을 인식할 수 없었고, 또한 검침원이 계량기를 확인하는 과정에서 보호케이스가 파손되어 촬영된 화상(검침값)을 인식할 수 없는 단점이 있었다. 뿐만 아니라 원격 검침시스템은 기존 수도 계량기의 대체 문제 및 중계기의 설치 문제 등과 같이 과다한 비용이 소요되고, 또한 원격으로 검침값을 전송함에 있어 통신 중계기와의 거리가 멀어서 통신이 용이하지 않는 소수의 계량기가 있을 경우 이를 위해서 별도의 중계기를 증설하기도 어려울 뿐만 아니라 계량기가 너무 밀집되어 있거나 너무 넓게 분포되어 있을 경우에도 이러한 방식은 비효율적일 수밖에 없었다.However, the metering system as described above was incomplete sealing of the protective case accommodating the camera, and when installed and used for a long period of time, the inside of the protective case became wet, and thus the quality of the image taken by the camera was deteriorated. In addition, during the process of checking the meter by the meter reader, there was a disadvantage in that the protective case was not recognized and the photographed image (the meter value) could not be recognized. In addition, the remote metering system requires excessive costs such as replacement of the existing water meter and installation problem of the repeater, and there are a few meters that are not easy to communicate due to the distance from the communication repeater in transmitting the meter reading remotely. If this is the case, it is not only difficult to add a separate repeater for this purpose, but this method is inefficient even if the meter is too dense or too wide.

종래기술의 문헌정보Literature Information of the Prior Art

[문헌 1] 등록실용신안공보 등록번호 제20-0404173호(고안의 명칭: 유량계 자동 원격검침시스템의 검침 데이터들을 수집하고 전송하는 오토 게이트)[Reference 1] Registered Utility Model Publication No. 20-0404173 (designated name: auto gate for collecting and transmitting meter reading data of automatic meter reading system)

[문헌 2] 등록실용신안공보 등록번호 제20-0400049호(고안의 명칭: 유량계 자동 원격검침시스템의 검침 데이터 전송용 오토미터)[Document 2] Registered Utility Model Publication No. 20-0400049 (Name of Design: Autometer for transmitting meter reading data of automatic meter reading system of flow meter)

[문헌 3] 등록실용신안공보 등록번호 제20-0421514호(고안의 명칭: 검침이 용이한 수도미터기)[Reference Document 3] Registered Utility Model Publication No. 20-0421514 (Name of Design: Water Meter for Easy Reading)

[문헌 4] 등록실용신안공보 등록번호 제20-0309466호(고안의 명칭: 원격 검침형 수도미터기)[Document 4] Registered Utility Model Publication No. 20-0309466 (name of draft: remote meter type water meter)

[문헌 5] 등록실용신안공보 등록번호 제20-0254798호(고안의 명칭: 수도계량기 자동검침시스템)[Document 5] Registered Utility Model Publication No. 20-0254798 (Name of draft: Automatic meter reading system of water meter)

본 발명은 통신 중계기의 유무에 따라 자동으로 검침값을 원거리로 전송하는 기능과 검침원의 휴대용 무선장비에 부착된 무선장치의 신호를 감지해 계량기와 연결된 무선 단말기(검침기)를 구동시켜 검침값을 근거리에 있는 휴대용 무선장비에 전송하는 기능을 동시에 구현할 수 있는 수도 계량기의 자동 무선 검침시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention automatically transmits the meter reading to a long distance according to the presence or absence of a communication repeater, and detects a signal of a wireless device attached to the portable radio equipment of the meter reader to drive a wireless terminal (meter) connected to the meter to close the meter reading value. An object of the present invention is to provide an automatic wireless meter reading system of a water meter that can simultaneously implement the function of transmitting to a portable radio device.

또한 본 발명의 다른 목적은 원거리의 자동 검침 및 근거리 수집기능을 RF 트랜시버로 구성하고 디테일한 프로토콜 토폴로지 설계에 의해 전원소비를 최적화할 수 있는 수도 계량기의 자동 무선 검침시스템을 제공함에 있다.In addition, another object of the present invention is to provide an automatic wireless meter reading system of a water meter capable of optimizing power consumption by configuring a remote transceiver and a short range collecting function as an RF transceiver and designing a detailed protocol topology.

본 발명의 또 다른 목적은 수도 계량기의 유지 및 보수가 용이하고 계량기와 연결된 검침기의 설정값을 주택 외부에서 임의대로 수정할 수 있는 수도 계량기의 자동 무선 검침시스템을 제공함에 있다.Still another object of the present invention is to provide an automatic wireless meter reading system of a water meter that can easily maintain and repair the water meter and can arbitrarily modify the set value of the meter connected to the meter outside the house.

본 발명의 또 다른 목적은 구역화된 주거지에 적용할 수 있을 뿐만 아니라 복잡한 상가나 비구역화된 주거지, 기타 중계기의 설치가 어려운 지역에 적용할 수 있는 수도 계량기의 자동 무선 검침시스템을 제공함에 있다.Still another object of the present invention is to provide an automatic wireless meter reading system of a water meter that can be applied not only to zoned dwellings but also to complex areas, non-zoned dwellings and other difficult installation areas of repeaters.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 통상의 계량기와 연결된 검침기에는 주기적으로 검침값을 실시간으로 전송할 수 있도록 하고, 검침원의 휴 대용 무선장비의 작동에 따라 상기 검침기에서 전송되는 검침값을 상기 휴대용 무선장비에 전송하거나 통상의 통신 중계기로 전송하여 관제 서버에서 상기 검침값들을 수집하고 정리할 수 있도록 구성한 수도 계량기의 자동 무선 검침시스템을 기술적 특징으로 한다.The present invention for achieving the object as described above, the meter to be connected to the meter and the meter to periodically transmit the meter reading value in real time, according to the operation of the portable radio equipment of the meter reading the meter reading transmitted from the meter An automatic wireless meter reading system of a water meter configured to be transmitted to the portable radio equipment or transmitted to a general communication repeater to collect and organize the meter readings in a control server.

본 발명은 별도의 통신중계기 및 집중기와 검침원이 휴대할 수 있는 무선장비를 통해 검침값을 관제 서버에 실시간으로 전송함으로써 완전 자동화된 검침시스템으로 운용이 가능하고, 또한 통신 중계기를 설치하기 어려운 여건에서 검침원이 다소 원거리에서 검침값을 직접 수집하고 전송할 수 있도록 함으로써 정확한 검침값을 산정할 수 있고 특히 통신 중계기 설치에 따른 과다한 비용을 줄일 수 있는 장점이 있다. 뿐만 아니라 검침원 또는 유지보수자의 휴대용 무선장비는 무선으로 다소 떨어진 원격지에서 검침기의 설정값을 수정할 수 있으며, 이는 검침원이 주택 내부로 방문하지 않고도 임의로 유지 보수가 가능한 효과가 있다.The present invention can be operated as a fully automated meter reading system by transmitting a meter reading value to a control server in real time through a separate communication repeater and a wireless device that can be carried by the concentrator and the meter reader, and also in a situation where it is difficult to install a communication repeater. By allowing meter readers to collect and transmit meter readings directly from a distance, it is possible to calculate accurate meter readings and, in particular, to reduce the excessive costs associated with the installation of communication repeaters. In addition, the portable radio equipment of the meter reader or the maintainer can modify the setting value of the meter from a remote place somewhat remotely, which has the effect that the meter can be arbitrarily maintained without visiting the house.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 후술 될 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위해 본 발명에 있어 대표적인 실시 예를 제시할 것이다. 그리고 본 발명으로 제시될 수 있는 다른 실시 예들은 본 발명의 구성에서 설명으로 대체한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following description will be presented a representative embodiment in the present invention to achieve the above technical problem. And other embodiments that can be presented with the present invention are replaced by the description in the configuration of the present invention.

한편, 본 발명은 원거리 또는 근거리에서 수도계량기를 무선으로 자동 검침하는 시스템을 바람직한 실시 예로 기술하고 있지만, 본 발명에서 구현하고자 하는 기술적 사상은 일반 주택이나 아파트 등과 같은 집단 주거지, 빌딩, 병원 등에서 사용 구역별로 복수의 에너지 계량장치에 적용되며, 예를 들어 수도 계량기, 온수 계량기, 가스 계량기, 냉/난방 계량기, 전력 계량기 등을 무선으로 자동 검침할 수 있는 시스템임을 미리 밝혀두는 바이다.On the other hand, the present invention describes a system for wirelessly reading the water meter wirelessly at a long distance or close range as a preferred embodiment, the technical idea to be implemented in the present invention is used in a group residence, a building, a hospital, such as a general house or apartment Applied to a plurality of energy metering devices, for example, it is known in advance that it is a system that can wirelessly automatically read water meter, hot water meter, gas meter, cooling / heating meter, power meter and the like.

본 발명에서는 무선 원격 자동 검침 및 휴대용 무선장비를 통한 수동 검침이 혼용될 수 있도록 하며, 특히 CSMA/CD 방식의 통신으로 주기적인 검침이 이루어지고 또한 WOR 방식으로 양방향 통신 및 주거지 인근에서 검침원이 직접 주택 내부에 들어가지 않고도 검침을 할 수 있는 수도 계량기의 자동 무선 검침시스템을 구현하고자 한다.In the present invention, the wireless remote automatic meter reading and manual meter reading through the portable radio equipment can be mixed, in particular, the periodic meter reading is made by the CSMA / CD type communication, and also in the WOR method, the meter readers directly in the residential neighborhood It is to implement automatic wireless meter reading system of water meter that can be metered without going inside.

보다 바람직하게는, 수도 계량기와 연결된 무선 단말기(이하 "검침기"라 함)에 두 가지의 통신방식을 구현할 수 있도록 하는데, 첫 번째는 CSMA/CD(carrier sense multiple access with collision detection) 방식으로 복수의 검침기가 통신을 함에 있어 상호 충돌을 회피하여 임의의 시간에 검침값을 전송하는 방식을 채택하고, 두 번째는 WOR(wake on radio) 방식으로 검침원이 가지고 있는 휴대용 무선장비가 송출하는 호출신호를 감지하여 자신의 무선통신장치를 구동시켜 검침값 및 설정값을 송/수신하는 자동 무선 검침시스템을 제시하고자 한다.More preferably, two communication methods may be implemented in a wireless terminal connected to the water meter (hereinafter, referred to as “meter reading device”). The first method may include a plurality of communication methods using carrier sense multiple access with collision detection (CSMA / CD). It adopts a method of transmitting meter readings at random times by avoiding mutual collision in the communication of meter reading, and secondly, it detects the call signal sent by portable radio equipment owned by meter reader by WOR (wake on radio) method. The present invention proposes an automatic wireless meter reading system which transmits / receives meter reading and setting value by driving its own wireless communication device.

이를 위해서는 통신 중계기로부터 전송되는 검침값을 수집하기 위한 집중기와, 상기 검침값을 데이터 베이스화 하고 관리자가 운용할 수 있도록 하기 위한 관 제 서버 및 관제 PC용 프로그램 등과, 검침원이 휴대할 수 있는 휴대용 무선장비 및 수도 계량기와 연결된 검침기의 상세구성 등이 구체적으로 개시되어야 한다.To this end, a concentrator for collecting meter readings transmitted from a communication repeater, a control server and a program for controlling PCs to make the meter readings database, and an administrator to operate them, and portable radio equipment that the meter reader can carry And the detailed configuration of the meter reading connected to the water meter and the like should be specifically disclosed.

여기서, 본 발명에서 적용하고 있는 통신방식 중에서 CSMA/CD 방식은 원격지에서 자동으로 수도 계량기의 검침값을 전송하는 방식으로서, 검침기에 내장된 무선 송수신기(예를 들어, Narrow band R/F Transceiver)는 전송이 필요할 경우 캐리어 신호가 있는지를 감지하여 만약 다른 무선 송수신기의 캐리어 신호가 있으면 전송을 하지 않고 캐리어 신호가 없어질 때까지 기다리는 방식이다. 또한 캐리어 신호가 없다면 자신이 통신을 시도하고 응답을 기다리게 되며 응답이 있을 경우 통신이 완료되는 것으로 하고, 만약 통신에 대한 응답이 없을 경우 신호충돌 또는 전송실패로 간주하여 랜덤한 시간 동안 대기한 후 다시 통신을 재개하여 완료될 때까지 반복한다. 그리고 수도 계량기에 연결된 각 검침기는 자신이 가지고 있는 시간과 ID의 조합으로 통신을 개시할 시각을 결정하여 주기적인 통신을 하고, 전원 소비량을 최소화하기 위하여 통신 재개횟수 및 그 주기 등을 파라미터로 설정한다.Here, the CSMA / CD method of the communication method applied in the present invention is a method of automatically transmitting the meter reading of the water meter at a remote location, a wireless transceiver (for example, Narrow band R / F Transceiver) built in the meter If transmission is needed, it detects the presence of a carrier signal and if there is a carrier signal from another radio transceiver, it does not transmit and waits for the loss of the carrier signal. In addition, if there is no carrier signal, it tries to communicate and waits for a response. If there is a response, the communication is completed. If there is no response, it is regarded as a signal collision or transmission failure and waits for a random time and then again. Resume communication and repeat until complete. And each meter connected to water meter decides time to start communication by combination of time and ID which it owns and performs periodic communication, and sets communication resumption frequency and its period as parameters to minimize power consumption. .

또한, 전술한 통신방식 중에서 WOR 방식은 검침원이 근거리에서 직접 계량기의 검침값을 읽어들여 관제 서버로 전송하는 방식으로서, 무선신호의 세기를 감지하여 수신회로를 동작시켜 검침기가 호출된 메시지를 분석하여 통신을 시작하는 방식이다. 즉, 무선신호의 세기를 감지하기 위하여 주기적으로 수신회로를 잠깐씩 동작시키게 되는데, 이 주기가 빠르면 빠를수록 응답속도는 빨라지지만 전원소비가 많아지게 되므로 응답속도와 전원 소비량 간의 트레이드 오프(trade off)가 필요하게 된다. 따라서 본 발명에서는 무선 검침시스템의 요구사항에 적당한 수초 정도의 응답속도 및 30m 정도의 호출거리가 적당한 수준이라고 생각하여 검침기의 통신모듈로 'Ultra low power R/F Transceiver'를 적용하였으며, 이 또한 파라미터에 의해 설정이 가능하다.In addition, the WOR method of the above-described communication method is a method in which the meter reader directly reads the meter reading value of the meter from a short distance and transmits it to the control server. The WOR method detects the strength of the radio signal and operates a receiving circuit to analyze the message called by the meter reading. This is how you start communication. In other words, the receiving circuit is operated briefly to detect the strength of the radio signal. The faster this cycle is, the faster the response speed is but power consumption increases, so trade off between response speed and power consumption. Will be needed. Therefore, in the present invention, the response speed of about a few seconds and the call distance of about 30m are appropriate for the requirements of the wireless meter reading system, and the 'Ultra low power R / F Transceiver' is applied as a communication module of the meter. It is possible to set by.

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

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 원거리 및 근거리 통신방식을 적용한 수도 계량기의 자동 무선 검침시스템을 보이고 있는 도면이다. 본 발명의 검침시스템은 수도 계량기(10)와 일반 케이블에 의해 연결된 검침기(12)와, 통신 중계기(14) 및 집중기(16), 그리고 휴대용 무선장비(20)와 관제 서버(22)로 구성된다. 상기 검침기(12)와 통신 중계기(14)는 무선 망으로 연결되고, 상기 통신 중계기(14)와 집중기(16)는 무선 망으로 연결되며, 상기 집중기(16)와 관제 서버(22)는 일반공중통신망(18)에 의해 연결된다. 상기 일반공중통신망(18)은 유선 망과 무선 망에 관계없이 구현이 가능하다. 그리고 휴대용 무선장비(20)와 관제 서버(22)는 일반공중통신망(18)으로 연결되고, 구체적으로는 CDMA 등의 상용 무선 통신망을 통해서 관제 서버(22)로 직접 검침값을 전송할 수 있다.1 is a view showing an automatic wireless meter reading system of a water meter to which the long-distance and short-range communication method according to an embodiment of the present invention. The meter reading system of the present invention comprises a meter 12 connected to the water meter 10 and a general cable, a communication repeater 14 and a concentrator 16, and a portable wireless equipment 20 and a control server 22. do. The meter 12 and the communication repeater 14 is connected by a wireless network, the communication repeater 14 and the concentrator 16 are connected by a wireless network, the concentrator 16 and the control server 22 is It is connected by the public network 18. The general public communication network 18 may be implemented regardless of a wired network or a wireless network. In addition, the portable wireless device 20 and the control server 22 are connected to the general public communication network 18, and specifically, the meter reading value can be directly transmitted to the control server 22 through a commercial wireless communication network such as CDMA.

상기 도 1을 참조하면, 수도 계량기(10)는 디지털 계량기 또는 접점식 계량기로서, 본 발명에서는 검침기(12)의 내부에 계량기 인터페이스(38)를 설치하여 수돗물의 사용량을 수신받거나 사용량을 적산한다. 검침기(12)는 수도 계량기(10)로부터의 신호를 적산하고 상기 적산에 의해 측정되는 사용량을 표시창(LCD: 30)을 통해 표시한다. 이러한 검침기(12)의 상세 구성은 후술하는 도 2의 설명에 의해 용 이하게 이해될 것이다.Referring to FIG. 1, the water meter 10 is a digital meter or a contact type meter. In the present invention, the meter interface 38 is installed inside the meter 12 to receive or tap the amount of tap water. The meter reader 12 integrates the signal from the water meter 10 and displays the amount of usage measured by the integration through a display window (LCD) 30. The detailed configuration of the meter reader 12 will be easily understood by the description of FIG. 2 to be described later.

그리고 통신 중계기(14)는 검침기(12)와 무선 망으로 연결되고, 상기 검침기(12)로부터 전송되는 데이터(즉, 검침값)를 집중기(16)로 전송하는 역할을 한다. 이때 상기 통신 중계기(14)는 원거리에서 수도 계량기(10)로부터 수신되는 검침값을 수집하고, 통상 월 1~2회의 주기적인 원격 검침이 이루어진다. 상기 집중기(16)는 무선 망을 통해 복수의 통신 중계기(14)와 연결되고, 바람직하게는 복수의 검침기(12)와 연결되어 상기 검침기(12)로부터 검침값을 전송받고 이를 통해 각 검침기(12) 별로 검침값을 수집한다. 상기 집중기(16)를 통해 수집된 각 수도 계량기(10)의 검침값은 관제 서버(22)에 전송되고, 상기 관제 서버(22)는 일반 공중통신망(18)을 통해 복수의 집중기(16)로부터 전송되는 검침값을 취합하고 이를 통해 각 수도 계량기(10)의 사용량에 따른 사용료를 관리한다.In addition, the communication repeater 14 is connected to the meter reader 12 by a wireless network, and serves to transmit data (that is, meter reading value) transmitted from the meter reader 12 to the concentrator 16. At this time, the communication repeater 14 collects the meter reading value received from the water meter 10 at a long distance, and usually performs periodic remote meter reading once or twice a month. The concentrator 16 is connected to a plurality of communication repeaters 14 through a wireless network, preferably connected to a plurality of meter reader 12 receives a meter value from the meter 12 and through each meter ( 12) Collect the meter reading. The meter reading value of each water meter 10 collected through the concentrator 16 is transmitted to the control server 22, and the control server 22 transmits the plurality of concentrators 16 through the general public communication network 18. Collect the meter reading transmitted from the) and through this manages the fee for use of each water meter (10).

한편, 본 발명의 주요 구성요소에 해당하는 휴대용 무선장비(20)는 검침원이 근거리(예를 들면, 30mm 이내)에서 수도 계량기(10)로부터 수신되는 검침값을 수집하고, 조회시에 수초 이내에 응답가능하도록 하면서 파라미터 설정 등 유지보수가 가능한 장치이다. 또한 상기 휴대용 무선장비(20)는 검침기(12) 이외에 추가의 망구성이 필요 없으며, 구체적으로는 복수의 통신 중계기(14)와 집중기(16) 등이 필요 없고 인근지역에 방문 없이 검침원이 검침할 수 있도록 하는 장치이다. 이러한 휴대용 무선장비(20)는 모바일 임베디드 프로세서 기반의 PDA를 사용하는 것이 바람직하지만, 검침기(12)로부터 수신되는 검침값을 입력받아 관제 서버(22)로 전송하는 일련의 장치이면 족하다. 이때 상기 휴대용 무선장비(20)는 일반 공중통신 망(18)을 통해 관제 서버(22)와 연결되고, 상기 관제 서버(22)는 전술한 집중기(16)로부터 수집된 검침값을 처리하면서 휴대용 무선장비(20)에 의해 수집되는 검침값도 함께 처리하여 취합한다.On the other hand, the portable radio equipment 20 corresponding to the main component of the present invention collects the meter reading received from the water meter 10 at a short distance (for example, within 30mm), and responds within a few seconds at the time of inquiry. It is a device that enables maintenance such as setting parameters while enabling it. In addition, the portable wireless device 20 does not need any additional network configuration other than the meter 12, and specifically, do not need a plurality of communication repeaters 14 and concentrator 16, and the meter reading meter without visiting the neighboring area It is a device that can do it. The portable wireless device 20 is preferably a mobile embedded processor-based PDA, but it is sufficient if a series of devices to receive the meter reading received from the meter 12 to transmit to the control server 22. At this time, the portable radio 20 is connected to the control server 22 through the general public communication network 18, the control server 22 is portable while processing the meter reading collected from the concentrator 16 described above The meter readings collected by the radio 20 are also processed and collected.

도 2는 본 발명에 따른 수도 계량기의 자동 무선 검침시스템의 기술적 구성에 있어서, 검침기(12)의 상세구성을 보여주고 있는 블록도이다. 상기 도 2를 참조하면, 본 발명의 검침기(12)는 버튼부(28)와 표시부(30)로 구성된 사용자 인터페이스(26)와, 원거리 검침 및 근거리 검침을 위한 통신모듈(32)과, 디지털 계량기 또는 접점식 계량기와 연결하기 위한 계량기 인터페이스(38), 그리고 전체 시스템의 동작을 관할하는 컨트롤러(U-controller: 46)로 구성된다.2 is a block diagram showing a detailed configuration of the meter reader 12 in the technical configuration of the automatic wireless meter reading system of the water meter according to the present invention. Referring to FIG. 2, the meter reader 12 of the present invention includes a user interface 26 composed of a button unit 28 and a display unit 30, a communication module 32 for long range reading and near field reading, and a digital meter. Or a meter interface 38 for connecting to the contact meter and a controller (U-controller) 46 which governs the operation of the entire system.

상기 사용자 인터페이스(26)의 버튼부(button: 28)는 검침값의 전송을 위한 테스트를 하거나 또는 표시부(30)의 내용을 변경하고 기타 필요한 조작을 가능하도록 하는 버튼이다. 상기 표시부(LCD: 30)는 수도 계량기(10)의 계량값, 계량단위, 통신 상태, 배터리 상태, 수도 계량기(10)의 동작 유무를 표시한다. 이때 배터리(24)는 본 발명의 검침기(12)를 작동시키기 위한 것으로서, 통상 1.5V의 소형 건전지를 사용한다.A button portion 28 of the user interface 26 is a button for testing a reading of a reading value or for changing a content of the display portion 30 and other necessary operations. The display unit LCD 30 displays the measured value of the water meter 10, the unit of measurement, a communication state, a battery state, and whether the water meter 10 is operated. At this time, the battery 24 is for operating the meter reader 12 of the present invention, and usually uses a small battery of 1.5V.

상기 검침기(12)에 내장되어 있는 통신모듈(32)은 2부분으로 구성되며, 구체적으로는 원거리 통신모듈(34)과 근거리 통신모듈(36)로 구성된다. 상기 원거리 통신모듈(Narrow band R/F Transceiver: 34)은 원거리에 있는 복수의 통신 중계기(14)와 검침값을 통신하기 위한 것으로, 자동 원격 검침을 위하여 좁은 주파수 대역폭을 지원하는 무선 통신모듈이다. 또한 상기 원거리 통신모듈(34)은 ISM(industrial scientific and medical) 주파수 대역을 사용하고 다채널을 지원하고, 대기모드를 유지하다가 검침 주기에 따라 주기적으로 깨어나 동작하도록 설계된다. 상기 근거리 통신모듈(Ultra low power R/F Transceiver: 36)은 근거리에 있는 검침원의 휴대용 무선장비(20)와 검침값을 통신하기 위한 것으로, 통상 SRD(short range device) 주파수 대역을 사용하고, 대기전력이 매우 낮고, 주변 무선신호를 감지하여 동작하도록 설계된다.The communication module 32 embedded in the meter 12 is composed of two parts, specifically, the remote communication module 34 and the short range communication module 36. The narrow band R / F transceiver 34 is for communicating a meter reading with a plurality of communication repeaters 14 in a long distance, and is a wireless communication module supporting a narrow frequency bandwidth for automatic remote meter reading. In addition, the telecommunication module 34 is designed to use an industrial scientific and medical (ISM) frequency band, support multiple channels, maintain a standby mode, and periodically wake up and operate according to a meter reading cycle. The short range communication module (Ultra low power R / F Transceiver) 36 is for communicating a meter reading with a portable wireless device 20 of a meter reader in a short distance, and typically uses a short range device (SRD) frequency band, and stands by. The power is very low and is designed to detect and operate around wireless signals.

계량기 인터페이스(38)는 1개의 디지털 계량기 인터페이스(40)와 2개의 접점식 계량기 인터페이스(42,44)로 구성되며, 필요에 따라서는 다양한 종류의 수도 계량기(10)와 연결이 가능하도록 복수의 인터페이스를 가질 수 있다. 상기 디지털 계량기 인터페이스(40)는 디지털 제어장치를 갖춘 계량기와 직렬 통신방식을 사용하여 계량값(즉, 검침값)을 수신받는 장치이다. 상기 접점식 인터페이스(42,44)는 일반 접점식 계량기의 단속 신호를 인식하여 사용량을 적산하기 위한 입력 장치이다.The meter interface 38 is composed of one digital meter interface 40 and two contact meter interfaces 42 and 44, and a plurality of interfaces to be connected to various types of water meter 10 as necessary. It can have The digital meter interface 40 is a device that receives a weighing value (ie, meter reading) using a serial communication method with a meter having a digital control device. The contact interfaces 42 and 44 are input devices for recognizing an interruption signal of a general contact meter and accumulating the amount of usage.

컨트롤러(U-controller: 46)는 본 발명의 검침 시스템 전체의 동작을 관할하고, 동작모드(즉, 저전력 모드, 작동 모드)와 R/F 모듈 및 표시부(30)를 제어하며, 버튼부(28)의 입력 및 수도 계량기(10)로부터 전송되는 신호를 감지한다. 또한 상기 컨트롤러(46)는 내부에 CPU, 메모리, 타이머, 입출력 포트 등을 내장하고 있다.The controller (U-controller) 46 controls the operation of the entire meter reading system of the present invention, controls the operation mode (ie, the low power mode, the operation mode), the R / F module and the display unit 30, and the button unit 28 ) Detects an input and a signal transmitted from the water meter 10. In addition, the controller 46 has a CPU, a memory, a timer, and an input / output port therein.

이하, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 자동 무선 검침시스템의 동작상태를 도 3 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an operation state of the automatic wireless meter reading system of the present invention configured as described above will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 5.

첫 번째로, 휴대용 무선장비(20)를 이용하여 수도 계량기(10)를 검침하는 방법을 도 3을 참조하여 구체적으로 설명한다. 상기 도 3을 참조하면, 100단계에서 복수의 수도 계량기(10)와 연결된 검침기(12)의 타이머만 가동한 채 모든 전원을 최소화하여 대기 모드(절전상태)로 설정한다. 102단계에서 상기 검침기(12)의 타이머가 정해진 시간 이후에 알람을 발생하면 대기 상태에서 빠져나온 다음, 104단계에서 무선 신호 세기를 측정하고, 만약 정해진 레벨 이상의 신호가 수신되는 경우에는 106단계에서 수신모드로 전환하며, 그렇지 않을 경우에는 전술한 100단계의 대기상태로 전환한다. 106단계에서 상기 검침기(12)로부터 수신된 ID가 있을 경우 자신의 ID와 비교하여 동일한 경우 108단계에서 송신모드가 호출되었다고 인식하여 응답을 전송하고, 그렇지 않을 경우에는 전술한 100단계의 대기상태로 전환한다. 110단계에서 일정기간 동안 휴대용 무선장비(20)로부터의 명령 수신을 대기하여 받은 명령이 있을 경우 이를 수행하고, 112단계에서 상기 휴대용 무선장비(20)로부터 받은 명령(즉, 검침값 전송요청, 파라미터 변경요청 등)을 수행한다. 만약 상기 110단계에서 일정기간 동안 휴대용 무선장비(20)로부터의 명령 수신을 대기하여 받은 명령이 없을 경우에는 전술한 100단계의 대기상태로 전환한다. 끝으로 114단계에서 관제 서버(22)로 전송하게 되는데, 구체적으로는 명령의 실행결과(즉, 조회결과, 설정수행결과)를 전송한다.First, a method of reading the water meter 10 using the portable radio 20 will be described in detail with reference to FIG. 3. Referring to FIG. 3, in step 100, all the power is minimized while only the timers of the meter readers 12 connected to the plurality of water meters 10 are set to the standby mode (power saving state). When the timer of the meter reader 12 generates an alarm after a predetermined time in step 102, it exits from the standby state and then measures the wireless signal strength in step 104, and receives a signal in step 106 when a signal of a predetermined level or more is received. Mode, otherwise, the process returns to the standby state of step 100 described above. If there is an ID received from the meter reader 12 in step 106, it compares with its own ID, and if it is the same, recognizes that the transmission mode has been called in step 108 and transmits a response, otherwise it returns to the standby state of step 100 described above. Switch. If there is a command received by waiting to receive a command from the portable wireless device 20 for a predetermined period of time in step 110, this is done. In step 112, the command received from the portable wireless device 20 (i.e., a meter reading request, parameter) Change request, etc.). If there is no command received by waiting to receive a command from the portable wireless device 20 for a predetermined period of time in step 110, it switches to the standby state of step 100 described above. Finally, in step 114, it is transmitted to the control server 22, specifically, the execution result of the command (that is, the inquiry result, the setting execution result) is transmitted.

두 번째로, 통신 중계기(14)와 집중기(16)를 이용하여 수도 계량기(10)를 검침하는 방법을 도 4를 참조하여 구체적으로 설명한다. 상기 도 4를 참조하면, 200단계에서 복수의 수도 계량기(10)와 연결된 검침기(12)의 타이머만 가동한 채 모든 전원을 최소화하여 대기상태로 만든다. 202단계에서 1일 1회 또는 주 1회 등과 같이 정해진 주기로 검침기(12)의 타이머 동작 또는 타이머 이벤트(예를 들어, 설정 된 시간이 경과할 때 전송을 시작하는 모드)가 발생하면 대기 상태에서 빠져나와서 무선 송/수신을 개시한다. 204단계에서 수신모드에서 다른 무선기기의 동작에 따른 충돌신호를 감지하여 다른 신호가 없을 경우에는 무선 송신을 시도하여 206단계를 실행하고, 다른 신호가 있을 경우에는 상기 204단계로 돌아가 충돌신호의 유무를 감지한다. 상기 206단계에서는 검침기(12) 자신의 ID와 검침시간 및 검침값을 통신 중계기(14)로 전송한다. 208단계에서 상기 통신 중계기(14)로부터 수신에 대한 응답을 받고, 응답이 있을 경우에는 성공으로 간주하여 다시 100단계의 대기상태로 전환하고, 만약 응답이 없을 경우에는 무선신호충돌 또는 전송 에러로 간주하여 210단계에서 송신을 재시도한다. 상기 210단계에서 수신 에러가 지속되어 정해진 횟수(예를 들어, 3회)를 초과하면 통신불능 상태로 간주하고 다시 100단계의 대기상태로 전환한다. 만약 상기 210단계에서 정해진 횟수를 초과하지 않았다고 판단되면 전술한 204단계를 수행한다.Secondly, a method of reading the water meter 10 using the communication repeater 14 and the concentrator 16 will be described in detail with reference to FIG. 4. Referring to FIG. 4, in operation 200, all the power is minimized while the timers of the meter readers 12 connected to the plurality of water meters 10 are operated to make the standby state. In step 202, if a timer operation or a timer event (for example, a mode of starting transmission when the set time elapses) occurs at a predetermined interval, such as once a day or once a week, the device is released from the standby state. Exit and start wireless transmission / reception. In step 204, a collision signal according to the operation of another wireless device is detected in the reception mode, and when there is no other signal, wireless transmission is attempted and step 206 is executed, and when there is another signal, the process returns to step 204 and whether there is a collision signal Detect it. In step 206, the reader 12 transmits its ID, meter reading time, and meter reading value to the communication repeater 14. In step 208, when receiving a response from the communication repeater 14, if there is a response, it is regarded as a success and returns to the standby state in step 100, and if there is no response, it is regarded as a radio signal collision or transmission error. In step 210, transmission is retried. If the reception error continues in step 210 and exceeds a predetermined number of times (for example, three times), it is regarded as an incommunication state and is switched back to the standby state in step 100. If it is determined in step 210 that the predetermined number has not been exceeded, step 204 described above is performed.

세 번째로, 통신 중계기(14)와 집중기(16)를 이용하여 수도 계량기(10)를 검침할 때, 이벤트가 발생했을 때의 자동 원격 검침방법을 도 5를 참조하여 구체적으로 설명한다. 상기 도 5를 참조하면, 300단계에서 복수의 수도 계량기(10)와 연결된 검침기(12)의 타이머만 가동한 채 모든 전원을 최소화하여 대기상태로 만든다. 302단계 및 304단계에서 복수의 수도 계량기(10)와 검침기(12) 간의 단선, 배터리(24) 불량, 버튼부(28)의 조작 등의 상황이 체크되면(즉, 이벤트가 발생하게 되면), 유지보수 상황이 발생한 것으로 간주하여 데이터 송/수신을 개시한다. 또한 검침값의 변동 추이가 갑자기 많거나 적어진 경우에는 수도 계량기(10)의 누수 및 고장 혹은 거주자의 신변에 이상이 생긴 것으로 판단하여 우선적으로 신호를 보낸다. 306단계에서 검침기(12)의 수신모드에서 다른 무선기기의 동작에 따른 충돌신호를 감지하여 다른 신호가 없을 경우 무선 송신을 시도하고, 308단계에서 검침기(12)의 ID, 검침시간, 검침값, 이벤트 등을 통신 중계기(14)로 전송한다. 310단계에서 상기 통신 중계기(14)로부터 수신에 대한 응답이 있을 경우에는 성공으로 간주하여 다시 100단계의 대기상태로 전환하고, 만약 응답이 없을 경우에는 무선신호충돌 또는 전송 에러로 간주하여 전술한 306단계에서 송신을 재시도한다. 이때 이벤트의 중요도에 따라서 응답 수신을 받을 때까지 계속 재시도하거나 재시도 횟수의 제한을 둘 수 있다.Third, when reading the water meter 10 using the communication repeater 14 and the concentrator 16, an automatic remote meter reading method when an event occurs will be described in detail with reference to FIG. Referring to FIG. 5, in operation 300, all the power is minimized while the timers of the meter readers 12 connected to the plurality of water meters 10 are operated to make the standby state. If the conditions such as disconnection between the plurality of water meters 10 and the meter reader 12, a defective battery 24, and an operation of the button unit 28 are checked (that is, an event occurs) in steps 302 and 304, Assuming that a maintenance situation has occurred, start data transmission and reception. In addition, when there is a sudden or large change in the reading of the meter reading value, it is determined that the leakage and failure of the water meter 10 or the abnormality of the resident's personality is signaled first. In step 306, in the receiving mode of the meter 12, a collision signal according to the operation of another wireless device is detected, and when there is no other signal, wireless transmission is attempted. In step 308, the ID, meter time, meter value, An event or the like is transmitted to the communication repeater 14. If there is a response to the reception from the communication repeater 14 in step 310, it is regarded as success and transitions back to the standby state in step 100. If there is no response, it is regarded as a radio signal collision or a transmission error. Retry the transmission in step. At this time, depending on the importance of the event, it can continue to retry or limit the number of retries until the response is received.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 원거리 및 근거리 통신방식을 적용한 수도 계량기의 자동 무선 검침시스템을 보여주고 있는 도면.1 is a view showing an automatic wireless meter reading system of a water meter to which the remote and short-range communication method according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1에서 도시하고 있는 검침기의 상세구성을 보이고 있는 도면.2 is a view showing a detailed configuration of the meter reading shown in FIG.

도 3은 본 발명에 따른 휴대용 무선장비를 이용한 수도 계량기의 검침방법을 보여주고 있는 도면.Figure 3 is a view showing a meter reading method of a water meter using a portable radio according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 통신 중계기와 집중기를 이용한 자동 원격 검침방법을 보여주고 있는 도면.4 is a diagram illustrating an automatic remote meter reading method using a communication repeater and a concentrator according to the present invention.

도 5는 상기 도 4에서 도시하고 있는 검침방법에서 이벤트가 발생했을 때의 자동 원격 검침방법을 보여주고 있는 도면.FIG. 5 is a view illustrating an automatic remote meter reading method when an event occurs in the meter reading method shown in FIG. 4.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10: 수도 계량기 12: 검침기10: water meter 12: meter reading

20: 휴대용 무선장비 22: 관제 서버20: portable radio equipment 22: control server

26: 사용자 인터페이스 34: 원거리 통신모듈26: user interface 34: remote communication module

36: 근거리 통신모듈 38: 계량기 인터페이스36: short range communication module 38: meter interface

46: 컨트롤러46: controller

Claims

In the automatic wireless meter reading system of the water meter,

The meter 12 connected to the conventional water meter 10 may periodically transmit a meter reading value in real time, and read the meter reading transmitted from the meter 12 according to the operation of the portable radio equipment 20 of the meter reader. Automated wireless meter reading system of the water meter, characterized in that configured to transmit to the portable radio equipment (20) or to the normal communication repeater 14 to collect and organize the meter readings in the control server (22).

In the automatic wireless meter reading system of the water meter,

A water meter 10 made of a digital method or a contact method;

A meter reader 12 connected to the water meter 10 by a general cable;

A communication repeater (14) connected to the meter reader (12) by a wireless network and collecting meter reading values received from the water meter (10) at a distance;

A concentrator 16 connected to the communication repeater 14 by a wireless network and receiving a meter reading from the meter 12 and collecting meter readings for each meter 12 through the meter;

A portable wireless device 20 capable of collecting meter reading values received from the water meter 10 at a short distance and enabling maintenance such as setting parameters while enabling response within a few seconds when inquiring;

The control server 22 which collects the meter reading values transmitted from the concentrator 16 and the portable radio equipment 20 through the general public communication network 18 and manages the usage fee according to the usage amount of the water meter 10 through this. Wireless meter reading system of the water meter, comprising a).

The method of claim 2,

The portable radio equipment 20 is a wireless meter reading system of the water meter, characterized in that the PDA based mobile embedded processor.

The method of claim 2, wherein the meter reader 12,

A long distance communication module 34 for communicating a meter reading value with the communication repeater 14 and supporting a narrow frequency bandwidth for automatic remote meter reading,

It comprises a short-range communication module 36 for communicating the meter reading value with the portable wireless device 20, using a short range device (SRD) frequency band, the standby power is very low, and detects the surrounding radio signals to operate. Wireless meter reading system of the water meter, characterized in that.

The method of claim 4, wherein the meter reader 12,

Digital meter interface 40 for receiving meter readings and meter interface with digital control device and contact interface 42 and 44 for accumulating usage by recognizing intermittent signals of general contact meter. Wireless meter reading system of the water meter, characterized in that it further comprises a configured meter interface (38).