KR100854921B1 - 무선 원격 검침장치 및 그의 구동방법 - Google Patents

Abstract

수도, 가스, 전기, 열량 등의 에너지 소비량을 보다 용이하게 검출하도록 함으로써 에너지 소비량 검출시 소비되는 비용을 절감함과 아울러 검출 효율성을 증가시킬 수 있도록 한 무선 원격 검침장치에 관한 것으로, 지그비(ZigBee) 통신 모듈을 각각 구비한 복수의 검침부, 복수의 재생 중계부, 데이터 집중부로 이루어지며 셀 단위로 형성된 복수의 근거리 무선 네트워크; 적어도 하나의 기지국을 통해 상기 셀 단위로 형성된 복수의 근거리 무선 네트워크로부터 검침 데이터들을 수집하는 기지국 제어기; 및 GSM, GPRS, CDMA, 이동 교환기를 통한 SMSC, 및 인터넷망 중 적어도 하나의 원거리 네트워크를 이용하여 상기 복수의 검침부, 복수의 재생 중계부, 데이터 집중부에 제어신호를 공급함으로써 상기 원거리 네트워크를 통해 상기 각 검침 데이터들을 공급받는 검침 서버를 구비한 것을 특징으로 한다.

근거리 무선 네트워크, 원거리 네트워크, 지그비 통신모듈, 검침 서버

Description

무선 원격 검침장치 및 그의 구동방법{WIRELESS REMOTE CHECKING APPARATUS AND DRIVING METHOD THE SAME}

본 발명은 무선 원격 검침장치에 관한 것으로 특히, 수도, 가스, 전기, 열량 등의 에너지 소비량을 보다 용이하게 검출하도록 함으로써 에너지 소비량 검출시 소비되는 비용을 절감함과 아울러 검출 효율성을 증가시킬 수 있도록 한 무선 원격 검침장치 및 그의 구동방법에 관한 것이다.

최근 들어, 산업이 발전하고 수용가(需用家)들이 증가함에 따라 에너지 사용량 또한 급격히 증가하면서 국가적인 차원에서 효율적인 에너지 관리 및 수급 대책이 절실히 요구되고 있다. 이에 따라, 에너지의 소비패턴 분석에 필요한 구체적인 자료 수집 또한 요구되고 있다.

일반적으로, 전기, 수도, 가스, 열량 등의 에너지 소비량을 검침하기 위해서는 검침원들이 일일이 수용가를 방문하여 검침하고자 하는 계량기를 확인하고 직접 적산수치를 읽어 기록하였다. 이러한 방법으로 검침이 완료되면 검침원은 기록된 적산수치를 컴퓨터에 입력하여 과금을 계산하고 고지서를 청구하게 된다.

하지만, 상기와 같은 검침 방법들을 수행하다 보면 계량기의 적산수치를 읽 는 과정, 적산수치를 기록하는 과정 및 기록된 적산수치를 입력하는 과정 등에서 잦은 오류가 발생하는 문제가 있다.

이에 따라, 검침원들의 직독식 검침방식을 개선하기 위한 다양한 방법들이 제시되었는데, 이 중 무선 검침 방법으로 RF 모듈을 이용한 무선 검침 방법이 제시되었다. RF 모듈을 이용한 무선 검침 방법은 각 수용가의 계량기마다 RF 모듈을 부착하고, 검침원이 RF 모듈이 부착된 휴대용 단말기를 가지고 검침지역 인근을 다니며 계량기로부터 무선으로 검침 데이터를 수집하는 방법이다.

이러한, RF 모듈을 이용한 무선 검침 방법은 직독식 검침 방식의 문제점들을 일부 보완할 수 있고, 각 수용가의 내부까지 들어가지 않아도 검침이 가능하다는 장점이 있다. 아울러, 검침 데이터들을 일일이 컴퓨터에 입력하지 않아도 되는 장점도 있지만, 상기의 검침 과정들을 검침원들이 수행해야 하기 때문에 검침비용은 절감되지 않는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 수도, 가스, 전기, 열량 등의 에너지 소비량을 보다 용이하게 검출하도록 함으로써 에너지 소비량 검출시 소비되는 비용을 절감함과 아울러 검출 효율성을 증가시킬 수 있도록 한 무선 원격 검침장치 및 그의 구동방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 무선 원격 검침장치는 지그비(ZigBee) 통신 모듈을 각각 구비한 복수의 검침부, 복수의 재생 중계부, 데이터 집중부로 이루어지며 셀 단위로 형성된 복수의 근거리 무선 네트워크; 적어도 하나의 기지국을 통해 상기 셀 단위로 형성된 복수의 근거리 무선 네트워크로부터 검침 데이터들을 수집하는 기지국 제어기; 및 GSM, GPRS, CDMA, 이동 교환기를 통한 SMSC, 및 인터넷망 중 적어도 하나의 원거리 네트워크를 이용하여 상기 복수의 검침부, 복수의 재생 중계부, 데이터 집중부에 제어신호를 공급함으로써 상기 원거리 네트워크를 통해 상기 각 검침 데이터들을 공급받는 검침 서버를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 데이터 집중부는 GPS 시간 정보를 생성함과 아울러 상기 기지국과의 통신으로 상기 검침 서버로부터의 상기 제어신호와 상기 검침 데이터를 송수신하는 제 1 데이터 통신부, 상기 각각의 검침부 및 재생 중계부로부터 상기 검침 데이터를 수신하고 상기 제어신호를 상기 각각의 검침부 및 재생 중계부로 송신하는 제 1 지그비 통신부, 상기 GPS 시간 정보와 상기 제어신호에 따라 상기 제 1 지그비 통신부와 제 1 데이터 통신부를 제어하는 집중 제어부, 및 상기 제 1 지그비 통신부, 제 1 데이터 통신부 및 집중 제어부에 전원을 공급하는 제 1 전원부를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 제 1 데이터 통신부는 SIM 카드를 구비하고 GSM 통신방식을 수행하기 위한 GSM 모뎀, CDMA 통신방식을 수행하기 위한 CDMA 모뎀, 로컬 영역에서의 네트워크 통신방식을 수행하기 위한 제 1 LAN 인터페이스부, 상기 GPS 시간정보 및 위치정보를 생성하는 제 1 GPS 모듈, 및 상기 집중 제어부로부터의 선택신호에 따라 상기 GPS 시간정보와 위치정보를 상기 집중 제어부로 송신함과 아울러 상기 선택신호에 따라 상기 GSM 모뎀, CDMA 모뎀 및 제 1 LAN 인터페이스부 중 하나로부터 상기 제어신호를 수신받아 상기 집중 제어부로 송신하는 제 1 선택부를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 제 1 지그비 통신부는 상기 복수의 검침부 및 재생 중계부로부터의 상기 검침 데이터들을 상기 집중 제어부로 공급함과 아울러 상기 집중 제어부로부터의 상기 제어신호 및 상기 GPS 시간정보를 상기 각각의 검침부와 재생 중계부로 송신하는 제 1 지그비 통신모듈, 및 상기 각각의 검침부 및 재생 중계부와 상기 제 1 지그비 통신모듈 간의 송수신 신호들을 증폭하는 제 1 신호 증폭부를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 집중 제어부는 상기 데이터 집중부의 계폐 및 파손을 감지하여 템퍼신호를 발생하는 템퍼 방지회로, 상기 GPS 시간정보를 공급받고 상기 공급받은 GPS 시간정보에 따라 현재시간 정보를 유지 및 보정하며 상기 유지되는 시간정보와 상기 제어신호에 따라 검침시간을 셋팅함과 아울러 상기 셋팅된 검침시간마다 검침신호를 발생하는 제 1 RTC 발생회로, 상기 제어신호에 따라 상기 제 1 데이터 통신부와 상기 제 1 지그비 통신부를 포함한 상기 데이터 집중부의 동작을 제어함과 아울러 상기 제어신호와 상기 검침신호에 따라 상기 제 1 지그비 통신부를 통해 상기 검침 데이터들을 입력받고 입력받은 상기 검침 데이터를 상기 제 1 데이터 통신부(12)로 공급하는 제 1 MCU, 상기 제 1 MCU의 기본 동작 프로그램 정보를 저장하는 제 1 메모리, 상기 제 1 MCU로부터 입력되는 상태정보와 사용자로부터 입력되는 정보들을 저장함과 아울러, 상기 근거리 무선 네트워크의 구성 정보를 저장하는 제 2 메모리, 및 상기 제 1 데이터 집중부의 전원을 온/오프시킴과 아울러 상기 사용자로부터 입력되는 정보를 상기 제 1 MCU에 공급하는 제 1 스위칭부(116)를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 재생 중계부는 상기 GPS 시간 정보를 생성함과 아울러 상기 선택신호에 따라 상기 기지국 또는 상기 데이터 집중부와 통신을 수행하는 제 2 데이터 통신부, 자신과 대응되도록 설정된 해당 검침부로부터 검침 데이터를 수신하여 상기 데이터 집중부로 공급함과 아울러 상기 데이터 집중부로부터의 상기 제어신호를 상기 해당 검침부로 송신하는 제 2 지그비 통신부, 상기 GPS 시간 정보와 상기 제어신호에 따라 상기 제 2 지그비 통신부와 상기 제 2 데이터 통신부를 제어하는 중계 제어부, 및 상기 제 2 지그비 통신부, 상기 제 2 데이터 통신부 및 상기 중계 제어부에 전원을 공급하는 제 2 전원부를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 제 2 데이터 통신부는 로컬 영역에서의 네트워크 통신방식을 수행하기 위한 제 2 LAN 인터페이스부, 상기 GPS 시간정보 및 위치정보를 생성하는 제 2 GPS 모듈, 및 상기 중계 제어부로부터의 선택신호에 따라 상기 GPS 시간정보와 위치정보를 상기 중계 제어부로 송신함과 아울러 상기 선택신호에 따라 상기 제 2 LAN 인터페이스부를 통해 기지국과의 통신을 수행하는 제 2 선택부를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 제 2 지그비 통신부는 상기 검침부로부터의 검침 데이터를 상기 중계 제어부로 공급함과 아울러 상기 중계 제어부로부터의 제어신호 및 상기 GPS 시간정보를 상기 검침부로 송신하는 제 2 지그비 통신모듈, 및 상기 해당 검침부와 상기 제 1 지그비 통신모듈 간의 송수신 신호들을 증폭하는 제 2 신호 증폭부를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 중계 제어부는 상기 중계 제어부의 계폐 및 파손을 감지하여 템퍼신호를 발생하는 제 2 템퍼 방지회로, 상기 GPS 시간정보를 주기적으로 공급받고 공급받은 GPS 시간정보에 따라 현재시간 정보를 유지 및 보정하며 상기 제어신호가 입력되면 유지되는 시간정보를 출력하는 제 2 RTC 발생회로, 상기 제어신호에 따라 상기 제 2 데이터 통신부와 상기 제 2 지그비 통신부를 포함한 상기 중계 제어부의 구성부들의 동작을 제어함과 아울러 상기 제어신호에 따라 상기 제 2 지그비 통신부를 통해 검침 데이터들을 입력받고 입력받은 상기 검침 데이터를 다시 상기 제 2 지그비 통신부를 통해 상기 제 1 지그비 통신부로 공급하는 제 2 MCU, 상기 제 2 MCU의 기본 동작 프로그램 정보를 저장하는 제 3 메모리, 상기 제 2 MCU로부터 입 력되는 상태정보와 사용자로부터 입력되는 정보들을 저장함과 아울러 상기 근거리 무선 네트워크의 구성 정보를 저장하는 제 4 메모리, 및 상기 재생 중계부의 전원을 온/오프시킴과 아울러 상기 사용자로부터 입력되는 정보를 상기 제 2 MCU에 공급하는 제 2 스위칭부를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 검침부는 자신과 전기적으로 연결된 계량기로부터 적산 수치를 읽어들여 그에 대응하는 검침 데이터를 생성하는 검출모듈, 상기 검침 데이터를 상기 제 1 지그비 통신부 또는 상기 제 2 지그비 통신부로 공급함과 아울러 상기 제 1 지그비 통신부 또는 상기 제 2 지그비 통신부로부터 상기 제어신호와 상기 GPS 시간정보를 공급받는 제 3 지그비 통신부, 상기 검출모듈로부터의 상기 검침 데이터를 상기 제 3 지그비 통신부로 공급함과 아울러 상기 제어신호에 따라 상기 검출모듈과 상기 제 3 지그비 통신부를 제어하는 검침 제어부, 및 상기 제 3 지그비 통신부, 상기 검출모듈 및 상기 검침 제어부에 전원을 공급하는 제 3 전원부를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 검출모듈은 상기 계량기와 인터페이스가 가능하도록 하기 위해 RS-232 또는 RS-422 통신을 수행하는 RS 모듈, 상기 계량기와 인터페이스가 가능한 TTL 모듈, 상기 RS 모듈 또는 상기 TTL 모듈로부터 전송되는 상기 계량기의 적산 수치를 읽어들여 상기 검침 데이터를 생성하는 검출부, 및 펄스 타입의 계량기로부터의 적산 펄스를 입력받아 상기 검침 데이터를 생성하는 초저전력 적산 카운터를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 제 3 지그비 통신부는 상기 검침 데이터를 상기 제 1 지그비 통신부 또 는 상기 제 2 지그비 통신부로 공급함과 아울러 상기 제 1 지그비 통신부 또는 상기 제 2 지그비 통신부로부터의 제어신호 및 상기 GPS 시간정보를 상기 검침 제어부로 공급하는 제 3 지그비 통신모듈, 및 상기 제 1 지그비 통신부 또는 상기 제 2 지그비 통신부와 상기 제 3 지그비 통신모듈 간의 송수신 신호들을 증폭하는 제 3 신호 증폭부를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 검침 제어부는 상기 검침부의 계폐 및 파손을 감지하여 템퍼신호를 발생하는 제 3 템퍼 방지회로, 상기 GPS 시간정보를 주기적으로 공급받고 상기 공급받은 GPS 시간정보에 따라 현재시간 정보를 유지 및 보정하며 상기 제어신호가 입력되면 상기 유지되는 시간정보를 출력하는 제 3 RTC 발생회로, 상기 제어신호에 따라 상기 검출모듈과 상기 제 3 지그비 통신부를 포함한 상기 검침 제어부의 구성부 동작을 제어함과 아울러 상기 제어신호에 따라 상기 검출모듈을 통해 상기 검침 데이터들을 입력받고 상기 입력받은 검침 데이터를 상기 제 3 지그비 통신부를 통해 상기 제 1 지그비 통신부 또는 상기 제 2 지그비 통신부로 공급하는 제 3 MCU, 상기 제 3 MCU의 기본 동작 프로그램 정보를 저장하는 제 5 메모리, 및 상기 검침부(3)의 전원을 온/오프시킴과 아울러 상기 사용자로부터 입력되는 정보를 상기 제 3 MCU에 공급하는 제 3 스위칭부를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 계량기는 회전체와 고정체 사이의 정전 용량의 변화에 따라 전력 사용량을 산출하기 위해 센싱클럭을 생성하는 센싱 클럭 발생부, 상기 센싱 클럭을 이용하여 정전용량 변화에 따른 펄스 신호를 출력하는 펄스신호 발생부, 및 상기 출력되는 펄스 신호 중 에러를 포함한 데이터와 정상 데이터를 구분하여 정상 데이터 만을 취하는 에러 정정부를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 검침 서버와 상기 원거리 네트워크 간의 게이트 웨이(gate way) 역할을 수행하여 상기 검침 서버를 통해 상기 각각의 검침부, 재생 중계부(2), 및 데이터 집중부를 제어하도록 하는 이동통신 GW(4)를 더 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 이동통신 GW는 복수의 GSM 모뎀 또는 복수의 CDMA 모뎀을 구비한 제 3 데이터 통신부, 상기 원거리 네트워크와 로컬 영역에서의 네트워크를 연동시키는 데이터 제어부, 및 상기 제 3 데이터 통신부와 상기 데이터 제어부에 전원을 공급하기 위한 제 4 전원부를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 데이터 제어부는 상기 로컬 영역에서의 네트워크 통신방식을 수행하기 위한 이더넷 제어부, 상기 복수의 GSM 모뎀 또는 상기 복수의 CDMA 모뎀과 상기 이더넷 제어부를 제어함과 아울러 상기 이더넷 제어부를 통해 입력되는 상기 제어신호를 상기 복수의 GSM 모뎀 또는 상기 복수의 CDMA 모뎀으로 공급함으로써 상기 원거리 네트워크와 게이트 웨이 역할을 수행하는 제 4 MCU, 및 상기 이동통신 GW의 전원상태와 상기 이더넷 연결상태 및 상기 제 3 데이터 통신부의 연결상태를 표시하는 표시부를 구비한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 무선 원격 검침장치의 구동방법은 지그비 통신 모듈을 각각 구비한 복수의 검침부, 복수의 재생 중계부, 데이터 집중부로 이루어지며 셀 단위로 형성된 복수의 근거리 무선 네트워크와 GSM, GPRS, CDMA, 이동 교환기를 통한 SMSC, 및 인터넷망 중 적어도 하나의 원거리 네트워크를 이용하여 검침 데이터들을 공급받는 검침 서버를 구비한 무선 원격 검침장치의 구동방법에 있어서, 무선 원격 검침장치의 초기화 단계; 상기 제어신호 생성하여 상기 원거리 네트워크를 통해 상기 제어신호를 상기 데이터 집중부로 공급하는 단계; 상기 데이터 집중부가 상기 제어신호를 분석하여 검침 방법을 선택하는 단계; 및 상기 근거리 네트워크를 구성하여 상기 선택된 검침 방법에 따라 상기 검침 데이터를 수집하는 단계를 포함한 것을 특징으로 한다.

상기 무선 원격 검침장치의 초기화 단계는 상기 데이터 집중부가 제 1 GPS 모듈을 이용하여 GPS 시간 정보와 위치정보를 수신하는 단계, 상기 수신된 GPS 시간 정보와 위치정보를 포함한 상태정보를 상기 검침 서버에 공급하는 단계, 상기 데이터 집중부가 근거리 무선 네트워크를 구성하는 단계, 상기 데이터 집중부가 상기 재생 중계부와 상기 GPS 시간정보를 송수신함으로써 GPS 시간정보를 동기화시키는 단계, 상기 데이터 집중부가 상기 재생 중계부와 상기 검침부로부터 각각 상태 정보를 수신받고 수신된 상기 상태정보들을 상기 검침 서버로 전송하는 단계, 및 상기 검침 서버가 상기 상태 정보를 수신받아 상기 근거리 무선 네트워크의 상태를 판단하는 단계를 포함한 것을 특징으로 한다.

상기 제어신호 생성 및 공급단계는 검침 서버, 상기 데이터 집중부 및 상기 재생 중계부의 시각을 동기화시키는 단계; 상기 검침 데이터를 수집하기 위해 검침요구에 의한 방식 또는 검침 시각정보에 따른 방식 중 어느 하나의 방식을 수행하도록 상기 제어신호를 생성하는 단계를 포함한 것을 특징으로 한다.

상기 검침 데이터를 수집하는 단계는 상기 제어신호를 분석하는 단계, 상기 분석된 제어신호에 따라 상기 근거리 무선 네트워크의 상태 확인 단계, 상기 제어 신호를 상기 중계 제어부와 상기 검침부에 공급하는 단계, 상기 검침부가 검출모듈을 이용하여 각 계량기로부터 적산수치를 읽어들이는 단계, 상기 읽어들인 적산수치를 데이터화 함으로써 검침 데이터를 생성하는 단계, 상기 검침 데이터를 상기 데이터 집중부로 전송하는 단계, 상기 데이터 집중부가 상기 검침 데이터를 수집한 다음 상기 수집된 검침 데이터들을 상기 원거리 네트워크를 이용하여 상기 검침 서버로 공급하는 단계를 포함한 것을 특징으로 한다.

상기 검침 데이터를 수집하는 단계는 상기 제어신호를 분석하는 단계, 상기 분석된 제어신호에 따라 상기 근거리 무선 네트워크를 파워 절약모드로 변환하고 대기시키는 단계, 상기 GPS 시간정보와 상기 제어신호에 따라 검침 신호를 발생시키는 단계, 상기 검침 신호에 따라 상기 근거리 네트워크를 인에이블 상태로 전환하는 단계, 상기 근거리 무선 네트워크의 연결 상태를 확인하는 단계, 상기 제어신호를 상기 중계 제어부와 상기 검침부에 공급하는 단계, 상기 검침부가 검출모듈을 이용하여 각 계량기로부터 적산수치를 읽어들이는 단계, 상기 읽어들인 적산수치를 데이터화 함으로써 검침 데이터를 생성하는 단계, 상기 검침 데이터를 상기 데이터 집중부로 전송하는 단계, 상기 데이터 집중부가 상기 검침 데이터를 수집한 다음 상기 수집된 검침 데이터들을 상기 원거리 네트워크를 이용하여 상기 검침 서버로 공급하는 단계를 포함한 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 특징을 갖는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 원격 검침장치 및 그의 구동방법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 수도, 가스, 전기, 열량 등의 에너지 소비량을 보다 용이하게 검출하도록 함으로써 에너지 소비량 검출시 소비되는 검침비용을 절감할 수 있다.

둘째, 에너지 소비량의 검출 효율성을 증가시킬 수 있으면서도 에너지 관리 및 수급대책 수립시 필요한 데이터 수집과 정확한 패턴 분석이 가능하다.

셋째, 근거리 무선 통신망과 원거리 백본망을 구축하여 검침 데이터를 전송하도록 하기 때문에 무선 원격 검침 장치의 구축비용이 저렴하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 무선 원격 검침장치 및 그의 구동방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 원격 검침장치를 개략적으로 나타낸 구성도이다.

도 1에 도시된 무선 원격 검침장치는 지그비(ZigBee) 통신 모듈을 각각 구비한 복수의 검침부(3), 복수의 재생 중계부(2), 데이터 집중부(1)로 이루어지며 셀 단위로 형성된 복수의 근거리 무선 네트워크(WPAN); 적어도 하나의 기지국(5)을 통해 상기 셀 단위로 형성된 복수의 근거리 무선 네트워크(WPAN)로부터 검침 데이터들을 수집하는 기지국 제어기(6); GSM, GPRS, CDMA, 이동 교환기(8)를 통한 SMSC(Short Message Service Center), 및 인터넷망(9) 중 적어도 하나의 원거리 네트워크를 이용하여 상기 복수의 검침부(3), 복수의 재생 중계부(2), 데이터 집중부(1)에 제어신호를 공급함으로써 상기 원거리 네트워크를 통해 상기 각 검침 데이터들을 공급받는 검침 서버(MS)를 구비한다.

아울러, 본 발명에 따른 무선 원격 검침장치는 검침 서버(MS)와 원거리 네트워크 간의 게이트 웨이(gate way) 역할을 수행하여 검침 서버(MS)를 통해 상기 각각의 검침부(3), 재생 중계부(2), 및 데이터 집중부(1)를 제어하도록 하는 이동통신 GW(4)를 더 구비한다.

근거리 무선 네트워크(WPAN)는 각 수용가에서 사용되는 에너지 소비량을 검침하기 위해, 검침하고자 하는 영역을 복수의 영역으로 셀(Cell)화 하고 셀 단위로 형성된다. 이러한, 근거리 무선 네트워크(WPAN)는 셀 단위의 검침영역 각각에 구비된 전기, 수도, 열량 또는 가스 계량기로부터 검침 데이터를 수집하여 기지국(5)으로 전송한다.

근거리 무선 네트워크(WPAN)는 검침 지역의 지형분석 및 전파 환경분석을 통하여 반경 1Km 정도로 셀 화하고, 셀화 된 검침 영역의 중앙부에 데이터 집중부(1)를 설치하고 각 수용가에 검침부(3)를 설치함으로써 구성된다. 이와 같이 구성된 근거리 무선 네트워크(WPAN)의 검침 데이터 수집은 검침 서버(MS)로부터의 제어신호에 포함되는 검침요구 명령 또는 검침 시각정보에 따라 수행된다. 즉, 검침 서버(MS)는 검침 명령이 포함된 제어신호를 생성하여 각 데이터 집중부(1)에 검침을 요구하기도 하고, 검침 시각정보가 포함된 제어신호를 생성하여 검침을 요구하기도 한다.

복수의 근거리 무선 네트워크(WPAN)는 점대점 방식의 네트워킹이 가능하여 하나의 대역 내에 수용되어 있는 기기들이 동일한 레벨로서 상호 양방향 통신을 할 수 있는 지그비(ZigBee, IEEE 802.15.4) 무선 네트워크로 이루어질 수 있다. 여기 서, 본 발명에서 사용되는 지그비에 대한 제반 기술을 설명하면 다음과 같다.

지그비는 IEEE 802.15.4에 기반한 하드웨어와 소프트웨어 표준규격이다. 지그비는 1~100m의 짧은 거리에서 20~250Kbps의 속도로 데이터를 전송할 수 있으며, 이 지그비의 가장 주목할 만한 특징 중 하나는 바로 저전력 소모로써, 외부에서 신호를 보낼 때까지 '휴면'모드로 유지되어 전력 소모가 매우 낮기 때문에 배터리가 수개월에서 수년간 지속 될 수 있으며, 블루투스나 무선랜 프로토콜보다 훨씬 간단하여 소형화에 유리하고, 그에 따른 시스템에 지그비를 구현하는 비용 또한 저렴하다는 장점이 있다. 또한, 지그비 통신 모드가 마스터-슬레이브 방식을 기본으로 하고 있지만, 'Mesh Mode'라 불리우는 점대점 방식의 네트워킹이 가능하여 하나의 대역 내에 수용되어 있는 수많은 기기들이 동일한 레벨로서 상호 양방향 통신을 하게 된다는 장점이 있다.

지그비에 대해서 좀 더 구체적으로 보충 설명하자면, 지그비는 저속 전송속도를 갖는 홈오토메이션 및 데이터 네트워크를 위한 표준기술로서 버튼 하나의 동작으로 각종 장치의 원격제어가 가능하고 인터넷을 통한 전화 접속으로 홈 오토메이션을 더욱 편리하게 이용하려는 것에서부터 출발한다.

IEEE 802.15.4 Task Group에서는 PHY, MAC의 표준화를 진행하고 있고, ZigBee Alliance에서는 PHY, MAC, Data Link, Network, Application Layer까지 표준화를 진행하고 있다. 듀얼 PHY 형태로 주파수 대역은 2.4GHz, 868/915MHz를 사용하고, 모뎀방식은 DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum), MAC은 CSMA/CA를 사용하며, 데이터 전송속도는 20Kbps에서 250Kbps까지 가능하다. 또한 통신 가능 거리 는 약 100~500m이고, 전력 소모량은 500㎼이하의 저전력을 소모한다.

본 발명의 근거리 무선 네트워크(WPAN)는 상기와 같은 지그비 무선통신을 이용하여 셀 단위의 각 검침 영역에서 각 계량기의 검침 데이터를 읽어들이고 이를 소속된 기지국(5)으로 전송하기 위해 복수의 검침부(3), 재생 중계부(2) 및 데이터 집중부(1)를 구비한다. 상술한 본 발명의 지그비 무선통신을 이용한 근거리 무선 네트워크(WPAN)는 전송신호 즉, 검침 데이터 및 제어신호의 도달거리가 짧으며, 데이터 용량이 작고 저전력 구동이 가능하다. 또한, 통화 간섭이 적을뿐더러, 근거리 무선 네트워크(WPAN)가 형성된 영역 내에서는 자동적으로 동기화되기 때문에 편의성이 제공된다. 이러한, 근거리 무선 네트워크(WPAN)에 대해서는 이 후, 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명의 검침 서버(MS)는 기지국(5) 또는 기지국 제어기(6)로부터 각각의 검침 데이터들을 공급받거나 제어신호들을 전송하기 위해 GSM, GPRS, CDMA, 이동 교환기(8)를 통한 SMSC(Short Message Service Center), 및 인터넷망(9) 중 적어도 하나의 원거리 네트워크를 이용하게 된다. 여기서, 원거리 네트워크는 원거리 무선 이동통신 망이 될 수 있다.

본 발명의 원거리 네트워크로는 도 1과 같이 GSM(Global System for Mobile communication)과 GPRS(General Packet Radio Service)와 같은 무선 이동통신 망을 연동함으로써, 기지국(5) 또는 기지국 제어기(6)로부터 수집된 검침 데이터들을 인터넷망(9)을 통해 검침 서버(MS)에 공급할 수 있다. 여기서, 기지국(5) 또는 기지국 제어기(6)와 GPRS는 SGSN(Serving GPRS Supporting Node)를 통해 연동 가능하 다. 그리고, GPRS와 인터넷망(9)의 연동은 GGSN(Gateway GPRS Supporting Node)를 통하여 지원한다. 이러한 방식으로 검침 서버(MS)는 인터넷망(9) 또는 이동통신 GW(4)을 통해 검침 데이터들을 공급받게 되고, 상술한 방식을 역으로 이용하여 제어 신호를 복수의 검침부(3), 재생 중계부(2) 및 데이터 집중부(1)에 공급하여 복수의 검침부(3), 재생 중계부(2) 및 데이터 집중부(1)를 제어할 수 있다.

한편, 기지국 제어기(6)와 연결된 이동 교환기(8)를 이용하여 SMSC(Short Message Service Center)로 수집된 검침 데이터들을 검침 서버(MS)에 공급할 수도 있다. 이때, 이동 교환기(8)는 수집된 검침 데이터들을 GPRS 및 인터넷망(9)을 이용하여 검침 서버(MS)에 공급할 수도 있고, 문자 메세지를 전송하는 방식으로 바로 검침 서버(MS)에 공급할 수도 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 무선 원격 검침장치는 기지국(5) 또는 기지국 제어기(6)로부터 수집된 검침 데이터들을 검침 서버(MS)로 공급하기 위해 원거리 네트워크를 구성하게 되는데 여기서, 원거리 네크워크는 백본 망(Backbone Network)로 정의될 수도 있다. 이러한, 원거리 네트워크는 저속의 브랜치 랜 망들을 서로 연결하거나 분산된 통신장치들을 통합하기 위한 통신 선로 시설을 의미하기도 하는데, 연결되어 있는 소형 회선들로부터 데이터를 수집해 빠르게 전송할 수 있는 대규모 전송회선을 말한다. 다시 말하여, 근거리 통신망에서 광역 통신망으로 연결하는 하나의 회선 또는 여러 회선의 모음이 될 수 있으며, 근거리 통신망 내에서는 거리를 효율적으로 늘리기 위한 회선을 의미하기도 한다.

이하, 본 발명의 원거리 네트워크를 형성하기 위한 GMS, GPRS, SGSN 및 GGSN 에 대해 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

GSM 방식은 CDMA 방식과 대응되는 이동통신 방식으로써 각 주파수 채널을 시간으로 분할하는 시분할 다중접속(TDMA) 방식 기술과 비동기식 전송망 기술을 기반으로 한 이동통신 방식이다. 종합 정보 통신망(ISDN)과 연결되므로 모뎀을 사용하지 않고도 단말기, 팩시밀리, 랩톱 컴퓨터, 텔리 텍스트 터미널 등에 직접 접속하여 이동데이터 서비스를 받을 수 있다. 이때, 기지국(5) 또는 기지국 제어기(6)의 송신 주파수는 935∼960㎒, 수신 주파수는 890∼915㎒로 송/수신 주파수 간격은 45㎒이다.

GPRS는 초고속 인터넷과 화상 통신 등이 가능한 2.5세대의 이동전화이다. 구체적으로, 음성만 주고 받는 휴대전화와 달리 초고속 인터넷과 일부 영상통신이 가능한 2.5세대 이동전화로, 기존의 2세대 이동전화와 3세대 기술인 IMT-2000의 중간에 해당하는 기술이라 하여 2.5세대 이동통신 기술로 부른다. 이러한, GPRS는 3세대 이동전화 방식과 거의 차이가 없으며, 빠른 속도를 바탕으로 데이터 전송에 적합하게 설계되었기 때문에 기존의 2세대 이동전화보다 전송 속도가 10배 이상 빠르고, 패킷 교환기술을 이용해 언제든지 인터넷 등에 접속이 가능하다.

SGSN(7) 다시 말하여, 패킷 교환 지원 노드는 서비스 지역 내에서 이동국과의 데이터 패킷 전달을 담당하는 노드이다. 이러한, SGSN은 패킷 라우팅 및 전송, 이동성 관리, 논리적 링크 관리, 인증 및 요금 부과 등의 기능을 가지며, SGSN(7)의 위치 레지스터는 SGSN(7)에 등록된 GPRS 사용자의 위치 정보(셀, 위치 레지스터 등), 사용자 프로파일(예를 들어, 식별 번호) 등을 저장한다.

GGSN 다시 말하여, 패킷 관문 지원 노드는 GPRS 기간망과 외부 패킷 데이터 망 간의 접속 기능을 담당하는 노드로써, SGSN로부터 오는 GPRS 패킷을 적당한 패킷 데이터 프로토콜(PDP) 형식(예:IP, X.25)으로 변환하여 전송하고 착신 패킷 데이터의 PDP 주소를 수신자의 전 지구적 이동 통신 시스템(GSM) 주소로 변환하는 기능을 가지고 있다. 또한, SGSN의 위치 레지스터에 있는 현 사용자의 SGSN의 주소와 사용자 프로파일을 저장하고 인증과 요금 부과 기능도 수행한다.

한편, 도 1에는 도시되지 않았지만, CDMA(Code Division Multiple Access) 통신방식을 이용하여 원거리 네트워크를 형성할 수도 있다. 여기서, CDMA는 미국의 퀄컴(Qualcomm)이 개발한 확산대역 기술을 채택한 디지털 이동통신 방식으로 부호 분할 다중접속 또는 코드 분할 다중접속이라고도 한다. 이러한, CDMA는 사용자가 시간과 주파수를 공유하면서 신호를 송수신하기 때문에 기존 아날로그 방식(AMPS)보다 수용용량이 10배가 넘고 통화품질도 우수하다. 이는, 확산대역(Spread Spectrum) 기술을 사용한 다중 접속방식의 한 종류이다. 이와 같이 CDMA를 이용한 원거리 네트워크 형성 방법에 대해서는 이 후 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

이하, 본 발명에서의 근거리 무선 네트워크(WPAN) 구체적으로, 지그비 무선통신을 이용하여 셀 단위의 각 검침 영역에서 각 계량기의 검침 데이터를 읽어들이고, 이를 소속된 기지국(5)으로 전송하기 위한 복수의 검침부(3)와 재생 중계부(2) 및 데이터 집중부(1)를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 2는 도 1에 도시된 데이터 집중부를 개략적으로 나타낸 구성도이다.

도 2에 도시된 데이터 집중부(1)는 GPS 시간 및 위치 정보를 수신함과 아울러 상기 기지국(5)을 통한 통신으로 검침 서버(MS)로부터의 제어신호 및 상기 검침 데이터를 송수신하는 제 1 데이터 통신부(12), 상기 각각의 검침부(3) 및 재생 중계부(2)로부터 상기 검침 데이터를 수신하고 상기 제어신호를 각각의 검침부(3) 및 재생 중계부(2)로 송신하는 제 1 지그비 통신부(13), 상기 제 1 데이터 통신부(12)로부터의 GPS 시간 및 위치 정보와 상기 제어신호에 따라 상기 제 1 지그비 통신부(13)와 제 1 데이터 통신부(12)를 제어하는 집중 제어부(11), 및 상기 제 1 지그비 통신부(13), 제 1 데이터 통신부(12) 및 집중 제어부(11)에 전원을 공급하는 제 1 전원부(14)를 구비한다.

제 1 데이터 통신부(12)는 SIM 카드(124)를 구비하고 GSM 통신방식을 수행하기 위한 GSM 모뎀(123), CDMA(Code Division Multiple Access) 통신방식을 수행하기 위한 CDMA 모뎀(125), 로컬 영역에서의 네트워크 통신방식을 수행하기 위한 제 1 LAN 인터페이스부(126), GPS 시간정보 및 위치정보를 수신하는 제 1 GPS 모듈(122), 및 상기 집중 제어부(11)로부터의 선택신호에 따라 상기 제 1 GPS 모듈(122), 상기 GSM 모뎀(123), CDMA 모뎀(125) 및 제 1 LAN 인터페이스부(126) 중 하나 선택하여 통신을 수행하는 제 1 선택부(121)를 구비한다.

GSM 모뎀(123)은 기지국(5)과 GSM 방식의 데이터 통신을 수행하기 위한 것으로 GSM 규격의 단말기가 사용될 수도 있다. 이러한, GSM 모뎀(123)은 선택신호에 의해 선택되는 경우, 제 1 선택부(121)를 통해 집중 제어부(11)로부터 공급되는 GPS 시간정보와 위치정보 및 검침 데이터들을 기지국(5)을 통해 송신하기도 하고 기지국(5)을 통해 검침 서버(MS)로부터 수신되는 제어신호들을 제 1 선택부(121)로 공급하기도 한다.

CDMA 모뎀(125)은 기지국(5)과 CDMA 방식의 데이터 통신을 수행하기 위한 것으로 CDMA 규격의 단말기가 사용될 수도 있다. 이러한, CDMA 모뎀(125) 또한 선택신호에 의해 선택되는 경우, 제 1 선택부(121)를 통해 집중 제어부(11)로부터 공급되는 GPS 시간정보와 위치정보 및 검침 데이터들을 기지국(5) 송신하기도 하고 기지국(5)을 통해 검침 서버(MS)로부터 입력되는 제어신호들을 제 1 선택부(121)를 통해 집중 제어부(11)로 공급하기도 한다.

제 1 LAN 인터페이스부(126)는 로컬 영역에서의 네트워크 통신방식 예를 들어, 이더넷(Ethernet)을 이용한 통신방식 수행하기 위한 LAN 카드 등이 사용될 수 있다. 여기서, 제 1 LAN 인터페이스부(126)는 10/100Base-T 이더넷(Ethernet)을 지원하며 ZigBee-IP망 게이트 웨이(Gateway) 기능을 수행하고, TCP/IP 프로토콜을 지원할 수도 있다. 이러한, 제 1 LAN 인터페이스부(126) 또한 선택신호에 의해 선택되는 경우, 제 1 선택부(121)를 통해 집중 제어부(11)로부터 공급되는 GPS 시간정보와 위치정보 및 검침 데이터들을 기지국(5) 및 IP망을 통해 송신하기도 하고 기지국(5) 및 IP망을 통해 검침 서버(MS)로부터 수신되는 제어신호들을 제 1 선택부(121)를 통해 집중 제어부(11)로 공급하기도 한다.

제 1 GPS 모듈(122)은 위치 기반 서비스 중 하나인 GPS를 이용하여 위치 확인 인공위성(1)으로부터 항법 정보를 수신하고, 수신된 항법정보와 자체에 내장된 알고리즘을 이용하여 자신의 위치신호와 GPS 시간정보를 생성한다. 다시 말하여, 제 1 GPS 모듈(122)은 근거리 무선 네트워크 내에 데이터 집중부(1)와 복수의 재생 중계부(2) 및 검침부(3)의 시간을 동기화를 수행하고 운용유지 및 관리를 위한 위치정보를 제공한다. 도시되지 않았지만, 제 1 GPS 모듈(122)에 연결되는 GPS 안테나는 위치 확인 인공위성으로부터 송출되는 위성신호를 추적하며, 송출된 위성신호에 따라 인공위성의 위치와 자신의 위치, 다른 인공위성들의 상대적인 위치 및 GPS 시간정보 등을 파악한다. 이와 같이 제 1 GPS 모듈(122)은 자신의 위치정보와 GPS 시간정보를 생성하여 제 1 선택부(121)를 통해 집중 제어부(11)에 공급한다.

제 1 선택부(121)는 집중 제어부(11)로부터의 선택신호에 따라 GPS 모듈(122), GSM 모뎀(123), CDMA 모뎀(125) 및 제 1 LAN 인터페이스부(126) 중 하나를 선택하고, 상기 제어신호를 수신받아 상기 집중 제어부(11)로 송신한다. 여기서, 선택신호는 사용자에 의해 미리 설정될 수도 있는데, 선택신호는 GPS 시간정보와 위치정보 요청신호를 포함하기도 하고, 해당 검침영역의 통신환경에 따라 GSM 통신방식, CDMA 통신방식 및 로컬 영역에서의 네트워크 통신방식 중 하나의 통신방식을 수행하도록 설정된 신호이다. 이때, 선택된 통신방식에 의해 GSM 모뎀(123), CDMA 모뎀(125) 및 제 1 LAN 인터페이스부(126) 중 선택된 하나는 인에이블되고 나머지 두개는 디세이블될 수 있다.

이러한, 제 1 데이터 통신부(12)는 집중 제어부(11)의 제어에 따라 GPS 시간정보, 위치정보, 상태정보, 및 수집된 검침 데이터들을 기지국(5)을 통해 검침 서버(MS)로 전송하기도 하고, 검침 서버(MS)로부터 기지국(5)을 통해 제어신호를 수신하기도 한다.

제 1 지그비 통신부(13)는 복수의 검침부(3) 및 재생 중계부(2)로부터의 검침 데이터들을 집중 제어부(11)로 송신함과 아울러 집중 제어부(11)로부터의 제어신호 및 GPS 시간정보를 각각의 검침부(3)와 재생 중계부(2)로 송신하는 제 1 지그비 통신모듈(131), 및 각각의 검침부(3) 및 재생 중계부(2)와 제 1 지그비 통신모듈(131) 간의 송수신 신호들을 증폭하는 제 1 신호 증폭부(132)를 구비한다.

제 1 지그비 통신모듈(131)은 FFD(Full Function Device) 지그비 모듈이 될 수 있는데, 이러한 FFD 지그비 모듈은 지그비 통신을 위한 기본적인 기능 이외에 PAN망 형성 및 관리, 라우팅 기능까지 포함되어 있다. 이러한, FFD 지그비 모듈은 복수의 검침부(3) 및 재생 중계부(2)로부터 공급되는 검침 데이터들을 집중 제어부(11)로 공급함과 아울러 집중 제어부(11)로부터의 제어신호 및 GPS 시간정보를 각각의 검침부(3)와 재생 중계부(2)로 송신하는 송수신 회로부를 포함한다.

제 1 신호 증폭부(132)는 송수신 되는 신호들의 전송거리를 늘리기 위하여 2.4GHz에서 출력할 수 있는 최대 전력인 14[dBm]으로 증폭하며 전송거리를 160[m]에서 LOS에서 1.2[Km]까지 연장할 수 있다. 이때, 사용되는 안테나는 지그비 안테나가 사용될 수 있으며 1/2파장 Gain 4 내지 6dbi를 사용한다.

집중 제어부(11)는 검침 서버(MS)로부터 제 1 데이터 통신부(12)를 통해 입력되는 제어신호에 따라 제 1 데이터 통신부(12)와 제 1 지그비 통신부(12)를 포함한 데이터 집중부(1)의 구성부들을 제어한다.

집중 제어부(11)는 데이터 집중부(1)의 계폐 및 파손을 감지하여 템퍼신호를 발생하는 템퍼 방지회로(115), GPS 시간정보를 공급받고 공급받은 GPS 시간정보에 따라 현재시간 정보를 유지 및 보정하며, 유지되는 시간정보와 상기 제어신호에 따라 검침시간을 셋팅함과 아울러 상기 셋팅된 검침시간마다 검침신호를 발생하는 제 1 RTC 발생회로(114), 제어신호에 따라 제 1 데이터 통신부(12)와 제 1 지그비 통신부(12)를 포함한 데이터 집중부(1)의 동작을 제어함과 아울러 상기 제어신호와 상기 검침신호에 따라 제 1 지그비 통신부(13)를 통해 검침 데이터들을 입력받고 입력받은 검침 데이터를 제 1 데이터 통신부(12)로 공급하는 제 1 마이크로 컨트롤러 서킷 유닛(MCU; Microcontroller Circuit Unit, 111), 제 1 MCU(111)의 기본 동작 프로그램 정보를 저장하는 제 1 메모리(112), 제 1 MCU(111)로부터 입력되는 상태정보와 사용자로부터 입력되는 정보들을 저장함과 아울러, 근거리 무선 네트워크(WPAN)의 구성 정보를 저장하는 제 2 메모리(113), 및 제 1 데이터 집중부(1)의 전원을 온/오프시킴과 아울러 상기 사용자로부터 입력되는 정보를 제 1 MCU(111)에 공급하는 제 1 스위칭부(116)를 구비한다.

제 1 템퍼 방지회로(115)는 적어도 하나의 진동센서를 구비할 수 있다. 이러한, 제 1 템퍼 방지회로(115)는 데이터 집중부(1)의 계폐 및 파손시 이를 감지하고 템퍼신호를 생성하여 제 1 MCU(111)에 공급한다. 이에 따라, 제 1 MCU(111)는 템퍼신호가 공급되면 제 1 데이터 통신부(12)를 통해 검침 서버(MS)에 템퍼로 인한 상태정보를 공급함과 동시에 제 2 메모리(113)에 저장한다.

제 1 RTC 발생회로(114)는 제 1 MCU(111)를 통해 GPS 시간정보를 주기적으로 공급받고 이를 저장한다. 그리고, 공급받은 GPS 시간정보에 따라 현재시간 정보를 보정 및 유지하며, 유지되는 시간정보와 입력되는 제어신호에 따라 검침시간을 셋 팅한다. 이러한, 제 1 RTC 발생회로(114)는 셋팅된 검침시간이 되면 검침신호를 발생하여 제 1 MCU(111)에 공급함으로써 제 1 MCU(111)가 각각의 검침부(3)와 재생 중계부(2)로부터 검침 데이터를 수집하도록 한다.

여기서, 제 1 RTC 발생회로(114)는 저전력 시간유지가 매우 중요하기 때문에 절약모드로 설정되어 최소한의 전력으로 시간을 유지하도록 한다. 다시 말하여, 셋팅된 검침시간 또는 검침 서버(MS)로부터의 제어신호에 의해 검침 데이터들을 수집하는 시간 외에는 제 1 RTC 발생회로(114)를 제외한 다른 구성요소들이 대기 상태 또는 디세이블 상태를 유지하게 된다. 이에 따라, 제 1 RTC 발생회로(114)는 저전력 상태로 시간정보를 유지함과 아울러 셋팅 정보들을 저장하고 대기상태에 머물게 된다. 그리고, 셋팅된 검침시간이 되거나 검침 서버(MS)로부터 제어신호가 수신되면 제 1 MCU(111)에 검침신호 예를 들어, RTC(Real Time Clock)를 공급하여 제 1 MCU(111)를 인에이블 시키게 된다. 이때, 제 1 MCU(111)는 제 1 데이터 통신부(12)와 제 1 지그비 통신부(13)를 인에이블 시키고, 복수의 검침부(3) 및 재생 중계부(2)에 인에이블 신호를 공급하기도 한다.

제 1 MCU(111)는 제 1 데이터 통신부(12)를 통해 제어신호가 공급되면 제어신호에 따라 상태 정보를 생성하여 제 2 메모리(113)와 제 1 RTC 발생회로(114)에 공급한다. 그리고, 제 1 MCU(111)는 제어신호를 제 1 지그비 통신부(13)를 통해 각 검침부(3)와 재생 중계부(2)에 공급함으로써 각 검침부(3)와 재생 중계부(2)들을 제어하게 된다. 구체적으로, 제 1 MCU(111)는 각각의 검침부(3)와 재생 중계부(2)에 제어신호를 공급하여 각 검침부(3)들이 계량기로부터 검침 데이터를 읽어 들이도록 하고, 읽어들인 검침 데이터를 제 1 MCU(111) 자신에게 다시 전송하도록 한다. 이와 같이, 제 1 MCU(111)는 수집된 검침 데이터들을 제 1 데이터 통신부(12)에 공급함으로써 원거리 네트워크를 통해 검침 서버(SM)로 전송되도록 한다. 이를 위해, 제 1 MCU(111)는 사용자로부터의 입력 정보 또는 제어신호에 따라 선택신호를 생성하여 GSM 모뎀(123), CDMA 모뎀(125) 및 제 1 LAN 인터페이스(126) 중 어느 하나를 선택하여 인에이블 시키고 나머지들은 디세이블 시키도록 한다. 한편, 제 1 MCU(111)는 제 1 템퍼 방지회로(115)로부터 템퍼신호가 입력되면 바로 상태정보들을 제 2 메모리(113)와 제 1 RTC 발생회로(114)로 공급한다. 그리고, 템퍼신호에 따른 상태정보를 제 1 데이터 통신부(12)에 공급하여 상태정보가 검침 서버(MS)까지 공급되도록 한다.

상술한 바와 같이, 제 1 MCU(111)는 검침 서버(MS)로부터 원거리 네트워크, 기지국(5) 및 데이터 통신부(12) 등을 통해 입력되는 제어신호에 따라 각 검침부(3)들을 제어하여 검침 데이터들을 수집할 수 있다. 한편, 제 1 MCU(111)는 입력되는 제어신호를 상태정보로 사용하거나 제어신호를 상태정보로 변환하여 제 1 RTC 발생회로(114)와 제 2 메모리(113)에 저장하고 파워 절약모드로 전환될 수 있다. 그러면, 제 1 RTC 발생회로(114)는 GPS 시간정보와 제어신호에 따라 검침 요구시간을 저장하고 검침 요구시간이 되면 RTC을 발생하여 제 1 MCU(111)에 공급한다. 이에 따라, 제 1 MCU(111)는 검침신호가 공급가 공급되면 각각의 검침부(3)들을 제어하여 검침 데이터를 수집하여 검침 서버(MS)로 공급하게 된다.

제 1 메모리(112)는 제 1 MCU(111)의 기본 동작 프로그램 정보를 저장하게 되는 이때, 제 1 메모리(112)로는 익스터널 SRAM이 사용될 수 있다. 그리고, 제 2 메모리(113)는 제 1 MCU(111)로부터 입력되는 상태정보와 사용자로부터 입력되는 정보들을 저장함과 아울러 근거리 네트워크의 구성 정보 즉, 망의 구성정보 등을 저장하게 되는데 이때, 제 2 메모리(113)로는 NAND 플래쉬 메모리가 사용될 수 있다.

제 1 스위칭부(116) 적어도 하나의 DIP 스위치 등으로 구성되어 데이터 집중부(1)의 전원을 온/오프시킬 수 있으며, 상기 사용자로부터 입력되는 정보 예를 들어, 통신방식 선택정보, 주변환경의 이동통신 정보, 네트워크 망 정보 등을 입력받아 제 1 MCU(111)에 공급하게 된다.

제 1 전원부(14)는 외부로부터 입력되는 상용전원의 레벨을 집중 제어부(11), 제 1 데이터 통신부(12) 및 제 1 지그비 통신부(13)의 구동전압 레벨로 변환하여 집중 제어부(11), 제 1 데이터 통신부(12) 및 제 1 지그비 통신부(13) 각각에 공급하는 전원 공급부(141), 및 비상전원을 저장하는 2차 전지(142)를 구비한다. 다시 말하여, 제 1 전원 공급부(141)는 기본적으로 AC110 내지 220V를 받아 AC-DC변환하여 데이터 집중부(1)에서 필요로 하는 3.3V 및 5V를 만들어 데이터 집중부(1)의 각 구성부에 공급한다. 그리고, 2차 전지(142)는 정전 등의 비상시에 대비하여 비상전원을 저장한다. 여기서, 2차 전지(142)를 안정적으로 보조하도록 전원부(14)는 충전회로 및 보호회로 등을 더 구비하기도 한다.

도 3은 도 1에 도시된 재생 중계부를 개략적으로 나타낸 구성도이다.

도 2에 도시된 재생 중계부(2)는 GPS 시간 정보를 생성함과 아울러 입력되는 선택신호에 따라 상기 기지국(5) 또는 상기 데이터 집중부(1)와 통신을 수행하는 제 2 데이터 통신부(22), 자신과 대응되도록 설정된 해당 검침부(3)로부터 검침 데이터를 수신하여 상기 데이터 집중부(1)로 공급함과 아울러 상기 데이터 집중부(1)로부터의 제어신호를 상기 해당 검침부(3)로 송신하는 제 2 지그비 통신부(23), 상기 GPS 시간 정보와 상기 제어신호에 따라 상기 제 2 지그비 통신부(23)와 제 2 데이터 통신부(22)를 제어하는 중계 제어부(21), 및 상기 제 2 지그비 통신부(23), 상기 제 2 데이터 통신부(22) 및 상기 중계 제어부(21)에 전원을 공급하는 제 2 전원부(24)를 구비한다.

이와 같이 구성된 재생 중계부(2)는 적어도 하나의 해당 검침부(3)와 데이터 집중부(1)의 사이에 구비되는데 특히, 검침부(3)가 전파 음영지역에 구비되어 데이터 집중부(1)와 직접적으로 통신이 불가능한 경우에 해당 검침부(3)와 데이터 집중부(1)의 재생 중계가 가능한 위치에 구비된다. 즉, 재생 중계부(2)는 검침부(3)의 통신환경이 취약하거나 통신거리가 짧은 경우, 또는 장애물에 의해 통신 경로를 변환해야 하는 경우가 발생하면 해당 검침부(3)와 데이터 집중부(1)의 재생 중계가 가능한 위치에 구비된다.

제 2 데이터 통신부(22)는 로컬 영역에서의 네트워크 통신방식을 수행하기 위한 제 2 LAN 인터페이스부(223), GPS 시간정보 및 위치정보를 생성하는 제 2 GPS 모듈(222), 및 상기 중계 제어부(21)로부터의 선택신호에 따라 상기 GPS 시간정보와 위치정보를 상기 중계 제어부(21)로 송신함과 아울러 상기 선택신호에 따라 상기 제 2 LAN 인터페이스부(223)를 통해 기지국(5)과의 통신을 수행하는 제 2 선택 부(221)를 구비한다.

제 2 LAN 인터페이스부(223)는 제 1 LAN 인터페이스부(126)와 동일한 구성을 갖는다. 이러한, 제 2 LAN 인터페이스부(223)는 데이터 집중부(1)로부터의 제어신호에 따라 기지국(5)과 통신을 수행하기도 하고 기지국(5)을 통해 검침 서버(MS)로부터 입력되는 제어신호들을 제 2 선택부(221)로 공급하기도 한다. 여기서, 제 2 LAN 인터페이스부(223)는 상기 선택신호에 의해 사용되지 않는 기간 동안 디세이블 된다.

제 2 GPS 모듈(222) 또한 제 1 GPS 모듈(122)과 동일한 구성으로 동일한 동작을 수행한다. 따라서, 이에 대한 자세한 설명은 제 1 GPS 모듈(122)에 대한 설명으로 대신 하기로 한다.

제 2 선택부(221)는 중계 제어부(21)로부터의 선택신호에 따라 제 2 GPS 모듈(222)로부터 GPS 시간정보와 위치정보를 수신하여 집중 제어부(11)로 공급한다. 그리고, 선택신호에 따라 제 2 LAN 인터페이스부(223)를 통해 검침 서버(MS)로부터 제어신호를 수신받아 중계 제어부(21)로 송신하기도 한다. 여기서, 선택신호는 GPS 시간정보와 위치정보 요청신호를 포함하기도 하고, 제 2 LAN 인터페이스부(223)를 통해 검침서버(MS)로부터 제어신호를 수신받도록 설정된 신호일 수도 있다.

제 2 지그비 통신부(23)는 셀화 된 검침영역 내에 구비된 검침부(3) 특히, 전파 음영지역에 있는 검침부(3)로부터 검침 데이터를 수신하여 중계 제어부(21)에 공급한다. 그리고, 중계 제어부(21)로부터 입력되는 제어신호 및 GPS 시간정보를 상기 검침부(3)로 송신하기도 한다.

제 2 지그비 통신부(23)는 검침부(3)로부터의 검침 데이터를 중계 제어부(21)로 공급함과 아울러 중계 제어부(21)로부터의 제어신호 및 GPS 시간정보를 검침부(3)로 송신하는 제 2 지그비 통신모듈(231), 및 해당 검침부(3)와 제 2 지그비 통신모듈(231) 간의 송수신 신호들을 증폭하는 제 2 신호 증폭부(232)를 구비한다.

제 2 지그비 통신모듈(231)은 제 1 지그비 통신모듈(131)과 동일하게 FFD 지그비 모듈이 될 수 있다. 마찬가지로, 제 2 지그비 통신모듈(231)은 해당 검침부(3)로부터의 검침 데이터를 중계 제어부(21)로 공급함과 아울러, 중계 제어부(21)로부터의 제어신호 및 GPS 시간정보를 해당 검침부(3)로 송신하는 송수신 회로부를 포함한다.

제 2 신호 증폭부(232)는 제 1 신호 증폭부(132)와 동일한 구성을 갖고 동일한 동작을 수행한다.

중계 제어부(21)는 데이터 집중부(1)로부터 제 2 데이터 통신부(22)를 통해 공급되는 제어신호에 따라 제 2 데이터 통신부(22)와 제 2 지그비 통신부(23)를 포함한 재생 중계부(2)의 구성부들을 제어한다.

중계 제어부(21)는 중계 제어부(21)의 계폐 및 파손을 감지하여 템퍼신호를 발생하는 제 2 템퍼 방지회로(215), GPS 시간정보를 주기적으로 공급받고 공급받은 GPS 시간정보에 따라 현재시간 정보를 유지 및 보정하며 상기 제어신호가 입력되면 유지되는 시간정보를 출력하는 제 2 RTC 발생회로(214), 상기 제어신호에 따라 제 2 데이터 통신부(22)와 제 2 지그비 통신부(23)를 포함한 중계 제어부(21)의 구성부들의 동작을 제어함과 아울러 상기 제어신호에 따라 제 2 지그비 통신부(23)를 통해 검침 데이터들을 입력받고 입력받은 검침 데이터를 다시 제 2 지그비 통신부(23)를 통해 제 1 지그비 통신부(13)로 공급하는 제 2 MCU(211), 제 2 MCU(211)의 기본 동작 프로그램 정보를 저장하는 제 3 메모리(212), 제 2 MCU(211)로부터 입력되는 상태정보와 사용자로부터 입력되는 정보들을 저장함과 아울러 근거리 무선 네트워크의 구성 정보를 저장하는 제 4 메모리(213), 및 재생 중계부(2)의 전원을 강제 온/오프시킴과 아울러 상기 사용자로부터 입력되는 정보를 제 2 MCU(211)에 공급하는 제 2 스위칭부(216)를 구비한다.

여기서, 제 2 템퍼 방지회로(215), 제 2 RTC 발생회로(214) 및 제 2 스위칭부(216)의 구성 및 동작은 앞서 상술한, 제 1 템퍼 방지회로(115), 제 1 RTC 발생회로(114) 및 제 1 스위칭부(116)의 구성 및 동작과 동일하다. 따라서, 제 2 템퍼 방지회로(215), 제 2 RTC 발생회로(214), 및 제 2 스위칭부(216)에 대한 설명은 상술한 제 1 템퍼 방지회로(115), 제 1 RTC 발생회로(114) 및 제 1 스위칭부(116)에 대한 설명으로 대신하기로 한다.

제 2 MCU(211)는 제 2 데이터 통신부(22) 또는 제 2 지그비 통신부(23)를 통해 검침서버(MS)로부터 공급되는 제어신호에 따라 재생 중계부(2)의 구성부 각각의 동작을 제어하게 된다.

제 2 MCU(211)는 제어신호가 공급되면 제어신호에 따라 상태 정보를 생성하여 제 3 메모리(313)와 제 2 RTC 발생회로(214)에 공급한다. 그리고, 제 2 MCU(211)는 제어신호를 제 2 지그비 통신부(23)를 통해 해당 검침부(3)에 공급함으로써 해당 검침부(3)를 제어하게 된다. 즉, 제 2 MCU(211)는 제어신호를 해당 검침부(3)에 공급하여 해당 검침부(3)가 계량기로부터 검침 데이터를 읽어들이도록 하고, 읽어들인 검침 데이터들을 제 2 MCU(211) 자신에게로 다시 전송하도록 한다. 그리고, 제 2 MCU(211)는 수신된 검침 데이터를 다시 제 2 지그비 통신부(23)에 공급함으로써 제 1 지그비 통신부(13)로 공급되도록 한다. 한편, 제 2 MCU(211)는 제 2 템퍼 방지회로(215)로부터 템퍼신호가 입력되면 바로 상태정보들을 제 4 메모리(213)와 제 2 RTC 발생회로(214)로 공급한다. 그리고, 템퍼신호에 따른 상태정보를 제 2 지그비 통신부(23)에 공급하여 상태정보가 제 1 지그비 통신부(13)가 구비된 데이터 집중부(1)를 통해 검침 서버(MS)에 공급되도록 한다.

상술한 바와 같이, 제 2 MCU(211)는 데이터 집중부(1)의 제 1 지그비 통신부(13)로부터 제 2 지그비 통신부(232)를 통해 입력되는 제어신호에 따라 해당 검침부(3)를 제어하여 검침 데이터를 공급받을 수 있다. 한편, 제 2 MCU(211)는 입력되는 제어신호를 상태정보로 사용하거나 제어신호를 상태정보로 변환하여 제 2 RTC 발생회로(214)와 제 4 메모리(213)에 저장하고 대기 모드 즉, 파워 절약모드로 전환될 수 있다. 그러면 제 2 RTC 발생회로(214)는 GPS 시간정보와 상태정보에 따라 검침시간이 되면 검침신호를 발생하여 제 2 MCU(211)에 공급하기도 한다. 이에 따라, 제 2 MCU(211)는 검침신호가 공급가 공급되거나 또는 데이터 집중부(1)로부터 제어신호가 입력되면 해당 검침부(3)를 제어하여 검침 데이터를 수집하고 이를 제 1 지그비 통신부(13)가 구비된 데이터 집중부(1)로 공급한다.

제 3 메모리(212)는 제 1 메모리(112)와 동일 구성으로 동일한 동작을 수행하고, 제 4 메모리(213)도 제 2 메모리(113)와 동일한 구성으로 동일한 동작을 수행한다. 이에 따라, 제 3 및 제 4 메모리(212,213)에 대한 구체적인 설명은 상술한 제 1 및 제 2 메모리(112,113)에 대한 설명으로 대신하기로 한다.

제 2 전원부(24)는 외부로부터 상용전원을 입력받지 못하는 경우가 대부분이므로 고효율 태양광 전지(Solar Cell, 243)와 충전지를 구비한다. 즉, 제 2 전원부(24)는 태양광 전지(243)로부터 입력되는 전원의 레벨을 중계 제어부(21), 제 2 데이터 통신부(22) 및 제 2 지그비 통신부(23)의 구동전압 레벨로 변환하여 중계 제어부(21), 제 2 데이터 통신부(22) 및 제 2 지그비 통신부(23) 각각에 공급하는 제 2 전원 공급부(241), 및 비상전원을 저장하는 제 2차 전지(242)를 구비한다.

도 4는 도 1에 도시된 검침부를 개략적으로 나타낸 구성도이다.

도 4에 도시된 검침부(3)는 자신과 전기적으로 연결된 계량기로부터 적산 수치를 읽어들여 그에 대응하는 검침 데이터를 생성하는 검출모듈(32), 상기 검침 데이터를 상기 제 1 지그비 통신부(13) 또는 상기 제 2 지그비 통신부(23)로 공급함과 아울러 상기 제 1 지그비 통신부(13) 또는 상기 제 2 지그비 통신부(23)로부터 상기 제어신호와 GPS 시간정보를 공급받는 제 3 지그비 통신부(33), 상기 검출모듈(32)로부터의 검침 데이터를 상기 제 3 지그비 통신부(33)로 공급함과 아울러 상기 제어신호에 따라 상기 검출모듈(32)과 상기 제 3 지그비 통신부(33)를 제어하는 검침 제어부(31), 및 상기 제 3 지그비 통신부(33), 상기 검출모듈(32) 및 상기 검침 제어부(31)에 전원을 공급하는 제 3 전원부(34)를 구비한다.

이와 같이 구성된 검침부(3)는 적어도 하나의 계량기에 전기적으로 연결되거나 계량기와 일체로 형성될 수 있다. 다시 말하여, 본 발명의 검침부(3)는 상기의 제어신호에 따라 계량기로부터 적산 수치를 읽어들인다. 그리고, 읽어들인 적산 수치를 데이터화 함으로써 검침 데이터를 생성하고 데이터 집중부(1) 또는 재생 중계부(2)에 검침 데이터를 공급하여 검침 서버(MS)로 전송되도록 한다.

검출모듈(32)은 소정의 거리에 위치한 계량기와 인터페이스가 가능하도록 하기 위해 RS-232 또는 RS-422 통신을 수행하는 RS 모듈(322), 근접한 거리에 위치한 계량기와 인터페이스가 가능하도록 하기 위한 TTL 모듈, 상기 RS 모듈(322) 또는 TTL 모듈 중 하나로부터 전송되는 계량기의 적산 수치를 읽어들여 검침 데이터를 생성하는 검출부(321), 및 근접한 거리에 위치하거나 일체로 형성된 펄스 타입의 계량기로부터의 적산 펄스를 입력받아 검침 데이터를 생성하는 초저전력 적산 카운터(325)를 구비한다.

이와 같이 구성된 검출모듈(32)은 여러 제조사들의 상용 계량기와의 인터페이스(Meter I/F) 기능(요소 측정 임피던스)을 수행하기 위한 것으로 다양한 종류의 계량기와 인터페이스가 가능하도록 구성된 것이다. 산업용 계량기의 경우 계량기와 소정의 거리를 두고 검침부(3)가 설치될 수 있기 때문에 RS-422 또는 RS-232 방식을 적용하여 적산 수치를 읽어들이도록 한다. 한편, TTL 타입의 경우, 가정용과 같이 계량기와 검침부(3)가 근거리 위치에 설치된 경우에 사용하는데, 이러한 경우에는 TTL 레벨로 전송하여도 오류 없이 전송이 가능하므로 TTL 레벨로 전송 가능한 TTL 모듈을 사용한다.

검출부(321)는 RS 모듈(322) 또는 TTL 모듈(323) 중 하나로부터 전송되는 계량기의 적산 수치를 읽어들여 근거리 무선 네트워크(WPAN) 및 원거리 네트워크를 통해 검침 서버(MS)로 전송할 수 있는 검침 데이터로 변환한다.

초저전력 적산 카운터(325)는 펄스 타입의 계량기와 연결되는 경우로 사용량에 따라 계량기 센서로부터 펄스를 입력받는 형태이다. 이에 따라, 초저전력 적산 카운터(325)는 계량기로부터 입력되는 펄스를 계수하여 적산하게 된다. 여기서, 계량기로부터 발생하는 펄스는 어느 시점에 발생할지 모르기 때문에 초저전력 적산 카운터(325)는 항상 인에이블 상태를 유지한다. 이를 위해, 초저전력 적산 카운터(325)는 1차 전지 등에 의해 장시간의 수명을 보장하려면 0.5[uA] 이하의 초저전력이 요구되기도 한다.

제 3 지그비 통신부(33)는 검침 제어부(31)를 통해 입력되는 검침 데이터를 제 1 지그비 통신부(13) 또는 상기 제 2 지그비 통신부(23)로 공급한다. 그리고, 제 1 지그비 통신부(13) 또는 상기 제 2 지그비 통신부(23)로부터 입력되는 제어신호 및 GPS 시간정보를 검침 제어부(31)로 송신한다.

제 3 지그비 통신부(33)는 검침 데이터를 제 1 지그비 통신부(13) 또는 상기 제 2 지그비 통신부(23)로 공급함과 아울러 제 1 지그비 통신부(13) 또는 상기 제 2 지그비 통신부(23)로부터의 제어신호 및 GPS 시간정보를 검침 제어부(31)로 공급하는 제 3 지그비 통신모듈(331), 및 제 1 지그비 통신부(13) 또는 상기 제 2 지그비 통신부(23)와 제 3 지그비 통신모듈(331) 간의 송수신 신호들을 증폭하는 제 3 신호 증폭부(332)를 구비한다.

제 3 지그비 통신모듈(331)은 RFD(Reduce Function Device) 지그비 모듈이 될 수 있다. RFD 지그비 모듈과 FFD 지그비 모듈은 각각 통신 프로토콜을 지원하지만 기능상의 차이 때문에 구분한 것으로, RFD(Reduce Function Device) 지그비 모듈은 지그비 통신을 위한 기본적인 기능만 갖고 있다. 따라서, 각 검침부(3) 쪽에는 RFD 지그비 모듈이 장착되며, 데이터 집중부(1)와 재생 중계부(2) 쪽에는 FFD 지그비 모듈이 장착된다.

제 3 신호 증폭부(332)는 제 1 및 제 2 신호 증폭부(132,232)와 동일한 구성을 갖고 동일한 동작을 수행한다.

검침 제어부(31)는 데이터 집중부(1) 또는 재생 중계부(2)를 통해 공급되는 제어신호에 따라 검출모듈(32)과 제 3 지그비 통신부(33)를 포함한 검침부(3)의 주 구성부들을 제어한다.

검침 제어부(31)는 검침부(3)의 계폐 및 파손을 감지하여 템퍼신호를 발생하는 제 3 템퍼 방지회로(315), GPS 시간정보를 주기적으로 공급받고 공급받은 GPS 시간정보에 따라 현재시간 정보를 유지 및 보정하며 상기 제어신호가 입력되면 유지되는 시간정보를 출력하는 제 3 RTC 발생회로(314), 상기 제어신호에 따라 검출모듈(32)과 제 3 지그비 통신부(33)를 포함한 검침제어부(31)의 주 구성부들의 동작을 제어함과 아울러 제어신호에 따라 검출모듈(32)을 통해 검침 데이터들을 입력받고 입력받은 검침 데이터를 제 3 지그비 통신부(33)를 통해 제 1 지그비 통신부(13) 또는 제 2 지그비 통신부(23)로 공급하는 제 3 MCU(311), 제 2 MCU(311)의 기본 동작 프로그램 정보를 저장하는 제 5 메모리(312), 및 검침부(3)의 전원을 강 제 온/오프시킴과 아울러 상기 사용자로부터 입력되는 정보를 제 3 MCU(311)에 공급하는 제 3 스위칭부(316)를 구비한다.

여기서, 제 3 템퍼 방지회로(215), 제 3 RTC 발생회로(314) 및 제 3 스위칭부(316)의 구성 및 동작은 앞서 상술한, 제 1 템퍼 방지회로(115), 제 1 RTC 발생회로(114) 및 제 1 스위칭부(116)의 구성 및 동작과 동일하다. 따라서, 제 3 템퍼 방지회로(315), 제 3 RTC 발생회로(314), 및 제 3 스위칭부(316)에 대한 설명은 상술한 제 1 템퍼 방지회로(115), 제 1 RTC 발생회로(114) 및 제 1 스위칭부(116)에 대한 설명으로 대신하기로 한다.

제 3 MCU(211)는 제 3 지그비 통신부(33)를 통해 검침 서버(MS)로부터 공급되는 제어신호에 따라 검침부(3)의 구성부 각각의 동작을 제어하게 된다.

구체적으로, 제 3 MCU(311)는 제어신호가 공급되면 제어신호에 따라 상태 정보를 생성하여 제 3 RTC 발생회로(314)에 공급한다. 그리고, 상기 제어신호에 따라 제 3 MCU(311)는 검출부(321) 또는 초저전력 적산 카운터(325) 또는 검출부(321)를 제어하여 검침 데이터를 입력받는다. 예를 들어, 초저전력 적산 카운터(325)를 제어하여 검침 데이터를 생성하고자 하는 경우, 초저전력 적산 카운터(325)가 실시간으로 읽어들이고 있는 적산 수치 즉, 카운트된 적산수치를 검침 데이터로 변환한다. 그리고, 제 3 MCU(311)는 검침 데이터를 제 3 지그비 통신부(33)에 공급함으로써 데이터 집중부(1)로 송신하도록 한다. 한편, 제 3 MCU(311)는 제 3 템퍼 방지회로(315)로부터 템퍼신호가 입력되면 바로 템퍼신호에 따른 상태정보를 제 3 지그비 통신부(33)에 공급하여 상태정보가 데이터 집중부(1) 를 통해 검침서버(MS)에 공급되도록 한다.

상술한 바와 같이, 제 3 MCU(311)는 데이터 집중부(1)로부터 제 2 지그비 통신부(232) 및 제 3 지그비 통신부(332)를 통해 입력되는 제어신호에 따라 검출부(321) 또는 초저전력 적산 카운터(325)를 제어하여 검침 데이터를 공급받을 수 있다. 한편, 제 3 MCU(311)는 입력되는 제어신호를 상태정보로 사용하거나 제어신호를 상태정보로 변환하여 제 3 RTC 발생회로(314)에 저장하고 대기 모드로 전환될 수 있다. 그러면 제 3 RTC 발생회로(314)는 데이터 집중부(1)로부터 제 3 지그비 통신부(33) 및 제 3 MCU(311)를 통해 입력된 GPS 시간정보와 상태정보에 따라 검침시간이 되면 검침신호를 발생하여 제 3 MCU(311)에 공급하기도 한다. 이에 따라, 제 3 MCU(311)는 검침신호가 공급되거나 또는 데이터 집중부(1)로부터 제어신호가 입력되면 검출부(321) 또는 초저전력 적산 카운터(325)를 제어하여 검침 데이터를 수집하고 이를 데이터 집중부(1)로 공급한다.

제 5 메모리(312)는 제 1 메모리(112)와 동일 구성으로 동일한 동작을 수행한다. 이에 따라, 제 5 메모리(312)에 대한 구체적인 설명은 앞서 상술한 제 1 모리(112)의 구체적인 설명으로 대신하기로 한다.

제 3 전원부(34)는 제 1 전원부(14)와 동일 구성으로 동일한 동작을 수행한다. 이에 따라, 제 3 전원부(34)에 대한 구체적인 설명은 앞서 상술한 제 1 전원부(14)의 구체적인 설명으로 대신하기로 한다.

검침 서버(MS)는 최종적으로 고정 IP를 통하여 인터넷망(9)에 접속하고, GSM 및 GPRS 방식을 이용한 원거리 네트워크를 통해 각 데이터 집중부(1)로부터의 각 검침부(3) 상태정보, GPS 시간정보, 검침 데이터들을 수집한다. 이러한, 검침 서버(MS)는 검침 데이터를 수집하기 위해 두가지 방법을 수행할 수 있다.

먼저, 첫번째 방법은 즉시 검침 데이터를 수집하고자 하는 경우 사용된다. 구체적으로, 검침 서버(MS)는 검침 요구명령이 포함된 제어신호를 생성하여 인터넷망(9)과 원거리 네트워크를 통해 근거리 무선 네트워크(WPAN)를 구성하는 각 검침부(3)까지 공급하고, 각 검침부(3)를 통해 검출된 검침 데이터들을 다시 근거리 무선 네트워크(WPAN)와 원거리 네트워크 및 인터넷망(9)를 이용하여 공급받는다.

두번째 방법은 검침하고자 하는 시간들을 미리 설정하여 설정된 시간에 검침 데이터를 수집하고자 하는 경우 사용된다. 구체적으로, 검침 서버(MS)는 검침 요청시간이 포함된 제어신호를 생성하여 인터넷망(9)과 원거리 네트워크를 통해 근거리 무선 네트워크(WPAN)를 구성하는 각 데이터 집중부(1)까지 공급한다. 이후, GPS 시간정보에 의해 검침 요청시간이 되면 검침 서버(MS)는 각 데이터 집중부(1)로 수집된 각 검침부(3)로부터의 검침 데이터들을 원거리 네트워크 및 인터넷망(9)을 통해 공급받는다.

여기서, 검침 서버(MS)가 제어신호를 생성하여 각 데이터 집중부(1), 재생 중계부(2), 및 검침부(3)에 공급할 때에는 이동통신 GW(4)를 이용하여 인터넷망(9) 및 원거리 네트워크와 접속하게 된다. 여기서, 이동통신 GW(4)는 검침 서버(MS)와 원거리 네트워크 간의 게이트 웨이(gate way) 역할을 수행한다.

도 5는 도 1에 도시된 이동통신 GW를 나타낸 구성도이다.

도 5에 도시된 이동통신 GW(4)는 복수의 GSM 모뎀(M1 내지 Mn) 또는 CDMA 모 뎀(미도시)을 구비한 제 3 데이터 통신부(42), 원거리 네트워크와 로컬 영역에서의 네트워크를 연동시키기 위한 데이터 제어부(41), 및 제 3 데이터 통신부(42)와 데이터 제어부(41)에 전원을 공급하기 위한 제 4 전원부(43)를 구비한다.

제 3 데이터 통신부(42)는 GSM 방식을 사용하여 원거리 네트워크를 구성하는 경우 복수의 GSM 모뎀(M1 내지 Mn)을 구비한다. 하지만, CDMA 방식을 사용하여 원거리 네트워크를 사용하는 경우에는 복수의 CDMA 모뎀(미도시)을 구비할 수 있다. 이러한, 제 3 데이터 통신부(42)는 원거리 네트워크를 통해 공급되는 검침 데이터, 상태정보 및 GPS 시간정보 등을 데이터 제어부(41)에 공급한다. 그리고, 데이터 제어부(41)로부터 제어신호가 입력되면 기지국 제어기(6) 또는 기지국(5)으로 공급할 수 있다. 이와 같이, 제 3 데이터 통신부(42)에는 검침 영역의 원거리 네트워크를 이루는 구성에 따라 복수의 GSM 모뎀(M1 내지 Mn) 또는 복수개의 CDMA 모뎀이 구비될 수 있으며 최대 12채널까지 확장할 수 있게 설계된다. 만일, 복수의 GSM 모뎀(M1 내지 Mn)이 사용되는 경우 복수의 GSM 모뎀(M1 내지 Mn)의 전면부에는 SIM 카드가 편리하게 실장 또는 탈장이 가능하도록 설계함이 바람직하다.

데이터 제어부(41)는 로컬 영역에서의 네트워크 통신방식을 수행하기 위한 이더넷 제어부(413), 복수의 GSM 모뎀(M1 내지 Mn)과 이더넷 제어부(413)를 제어함과 아울러, 이더넷 제어부(413)를 통해 입력되는 제어신호를 복수의 GSM 모뎀(M1 내지 Mn)으로 공급함으로써 원거리 네트워크와 게이트 웨이(Gate Way) 역할을 수행하는 제 4 MCU(411), 및 이동통신 GW(4)의 전원상태와 이더넷 연결상태 및 제 3 데이터 통신부(42)의 연결상태 등을 표시하는 표시부(412)를 구비한다.

여기서, 이더넷 제어부(413)는 제 4 MCU(411)와 인터페이스 되어 이더넷 MAC(Media Access Controller) 기능을 수행하며 10/100Base-T 이더넷을 지원함과 아울러, ZigBee-IP망 게이트 웨이(Gate Way) 역할을 수행하고 TCP/IP 프로토콜을 지원할 수도 있다.

제 4 전원부(43)는 상술한 제 1 전원부(14)와 동일한 구성을 갖는다. 다만, 12채널의 모뎀을 사용하는 동작상태를 고려하여 전체 구동능력을 만족하도록 설계함이 바람직하다.

도 6은 CDMA 방식의 원거리 네트워크를 이용하여 무선 원격 검침장치를 형성한 구성도이다.

본 발명의 원거리 네트워크로는 도 6에 도시된 바와 같이, CDMA와 같은 무선 이동통신 망을 연동함으로써, 기지국(5) 또는 기지국 제어기(6)로부터 수집된 검침 데이터들을 인터넷망(9)을 통해 검침 서버(MS)에 공급할 수 있다.

CDMA 방식으로 원거리 네트워크를 구성하는 경우, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 근거리 무선 네트워크(WPAN)를 구성하고 SMSC을 구성하는 방식은 동일하게 적용된다. 다만, 이동 교환기(101)와 인터넷망(105)과의 연동은 2세대 이동 통신네트워크의 경우 IWF(InterWorking Function)를 통해 지원한다. 그리고, 3세대 이동 통신 네트워크의 경우는 이동 교환기(101)를 통하지 않고 기지국 제어기(6)와 직접 PCF(Packet Control Function) 및 PDSN(Packet Data Serving Node)을 통하여 인터넷망(105)과 연동한다. 이러한 방식으로 검침 서버(MS)는 인터넷망(105) 또는 이동통신 GW(4)을 통해 검침 데이터들을 공급받게 되고, 상술한 방식을 역으로 이 용하여 제어 신호를 복수의 검침부(3), 재생 중계부(2) 및 데이터 집중부(1)에 공급하여 복수의 검침부(3), 재생 중계부(2) 및 데이터 집중부(1)를 제어할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 무선 원격 검침장치의 구동방법에 대해 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 원격 검침장치의 구동방법을 나타낸 순서도이다.

도 7에 도시된 무선 원격 검침장치의 구동방법은 무선 원격 검침장치의 초기화 단계; 제어신호 생성하여 원거리 네트워크를 통해 데이터 집중부(1)로 공급하는 단계; 상기 데이터 집중부(1)가 제어신호를 분석하여 검침 방법을 선택하는 단계; 근거리 네트워크를 구성하여 상기 선택된 검침 방법에 따라 검침 데이터를 수집하는 단계를 포함한다.

먼저, 무선 원격 검침 장치의 초기화 단계에서는 데이터 집중부(1)가 제 1 GPS 모듈(122)을 이용하여 GPS 시간 정보와 위치정보를 수신한다. 그리고, 수신된 GPS 시간 정보와 위치정보를 포함한 상태정보를 검침 서버(MS)로 공급한다(ST1).

아울러, 데이터 집중부(1)는 자신을 중심으로 근거리 무선 네트워크(WPAN)를 구성한다(ST2). 이때, 데이터 집중부(1)는 재생 중계부(2)와 GPS 시간정보를 송수신함으로써 GPS 시간정보를 동기화시킨다. 또한, 데이터 집중부(1)는 복수의 재생 중계부(2)와 복수의 검침부(3)로부터 각각 상태 정보를 수신받고 수신된 각각의 상태정보들을 검침 서버(MS)로 전송한다. 이때, 검침 서버(MS)는 복수의 데이터 집중부(1)로부터 상기 각각의 상태 정보를 수신받아 근거리 무선 네트워크(WPAN)의 상태를 판단한다(ST3).

검침 서버(MS)는 상기 각 상태 정보에 포함된 위치 정보, GPS 시간정보, 템퍼신호 정보 등의 이상 유무를 판단하는데 만일, 근거리 무선 네트워크(WPAN)의 상태가 양호하지 못한 경우, 다시 데이터 집중부(1)를 중심으로 근거리 무선 네트워크(WPAN)를 구성하도록 한다(ST4).

이와 같이, 검침 서버(MS)는 근거리 무선 네트워크(WPAN) 상태가 양호하지 못한 경우, 근거리 무선 네트워크(WPAN)를 구성하는 단계(ST2)를 미리 설정된 횟수만큼 반복시키게 된다. 그리고, 근거리 무선 네트워크(WPAN)를 구성하는 단계(ST2)가 미리 설정된 시도횟수만큼 반복적으로 수행되면, 상기의 시도 횟수를 초기화하고 랜덤한 시간만큼 지연시켜서 다시 반복적으로 근거리 무선 네트워크(WPAN)를 구성하도록 한다(ST5).

이 후, 근거리 무선 네트워크(WPAN)가 양호하게 구성되면, 제어신호 생성하여 원거리 네트워크를 통해 데이터 집중부(1)로 공급하는 단계를 수행하게 된다.

구체적으로, 검침 서버(MS)는 자기 자신과 각 데이터 집중부(1) 및 재생 중계부(2)의 시각을 동기화시킴과 아울러, 제어신호를 생성하여 원거리 네트워크를 통해 각 데이터 집중부(1)로 공급한다(ST6). 구체적으로, 검침 서버(MS)는 GPS 시간정보를 기준으로 검침 서버(MS) 자기 자신과 각 데이터 집중부(1) 및 재생 중계부(2)의 시각 동기화를 수행한다. 그리고, 제어신호를 생성하여 원거리 네트워크를 통해 초기화 단계가 수행된 데이터 집중부(1)에 공급한다.

이때, 제어신호를 통해 검침 데이터 수집하기 위한 검침방법이 설정된다. 다시 말하여, 제어신호는 검침하고자 하는 방법에 따라 다르게 설정되는데, 첫번째 방법으로는 제어신호의 공급시 바로 검침을 요구하여 검침 데이터를 수집하도록 설정될 수 있다(검침요구에 의한 방식). 그리고, 검침하고자 하는 시간정보를 설정하고 설정된 시간에 따라 검침 데이터를 수집하도록 설정될 수도 있다(검침 시각정보에 따른 방식).

데이터 집중부(1)는 원거리 네트워크를 통해 입력되는 제어신호를 분석하여 검침요구에 의한 방식 또는 검침시각 정보에 따른 방식을 수행한다(ST7).

먼저, 검침 요구에 의한 방식을 먼저 설명하자면 다음과 같다.

검침 요구에 의한 방식을 수행하는 경우에는 근거리 무선 네트워크가 항상 유지되어야 한다. 이 경우, 검침을 요구하는 제어신호가 입력되기 전까지는 파워 절약모드로 대기하다가 제어신호가 입력되면 근거리 무선 네트워크(WPAN)의 상태를 확인한다(ST10). 근거리 무선 네트워크(WPAN)의 상태 확인 단계(ST10)는 근거리 무선 네트워크(WPAN)의 구성 단계(ST2)의 일부 동작과 동일하다. 즉, 근거리 무선 네트워크(WPAN)를 이루는 데이터 집중부(1) 재생 중계부(2), 및 검침부(3)들의 각 상태정보를 검침 서버(MS)로 전송함으로써 근거리 무선 네트워크(WPAN)의 상태를 확인할 수 있다.

이 후, 데이터 집중부(1)는 검침 서버(MS)로부터의 제어신호를 제 1 지그비 통신부(13)를 통해 각 중계 제어부(2)와 각 검침부(3)로 공급한다(ST11).

그러면, 데이터 집중부(1) 또는 각 중계 제어부(2)를 통해 제어신호를 공급받은 모든 검침부(3)들은 각각에 구비된 검출모듈(32)를 이용하여 각 계량기로부터 적산수치를 읽어들인다. 그리고, 읽어들인 적산수치를 데이터화 함으로써 검침 데이터를 생성하고 이를 데이터 집중부(1)로 다시 전송한다(ST12). 이와 같이, 셀 화된 검침영역에 각각 구비된 데이터 집중부(1)는 각각의 검침부(3) 또는 재생 중계부(2)를 통해 검침 데이터들을 수집한 다음, 수집된 검침 데이터들을 원거리 네트워크를 이용하여 검침 서버(MS)로 공급한다.

검침 서버(MS)는 원거리 네트워크를 통해 입력되는 각 데이터 집중부(1)로부터의 검침 데이터들을 모두 수집하고 검침 완료 여부를 설정한다(ST13). 즉, 검침 데이터가 모두 수집되지 않은 경우, 다시 검침을 요구하는 제어신호를 각 각 데이터 집중부(1)에 공급함으로써 검침 데이터를 수집하도록 한다. 그리고, 검침이 완료된 경우, 검침완료 신호를 전송하여 각 데이터 집중부(1)에 공급함으로써 근거리 무선 네트워크(WPAN)을 대기모드로 전환 시킨다.

다음으로, 검침시각 정보에 따른 검침 방법을 설명하자면 다음과 같다.

검침시각 정보에 따른 검침 방법은 검침 서버(MS)로부터 입력된 제어신호에 검침하고자 하는 시간정보가 포함된 경우 수행된다.

구체적으로, 상기의 제어신호 생성 및 전송 단계(ST6)에서 검침하고자 하는 시간정보를 포함한 제어신호가 각가의 데이터 집중부(1)에 입력되면 데이터 집중부(1)는 근거리 무선 네트워크(WPAN)를 파워 절약모드로 변환하고 대기한다(ST8).

즉, 데이터 집중부(1)는 제어신호에 포함된 검침 시간정보를 각각의 제 1 RTC 발생회로(114)에 공급 및 저장함과 아울러, 검침 시간정보를 제 1 지그비 통신부(13)를 통해 각각의 재생 중계부(2)와 검침부(3)에 공급한다. 그리고, 데이터 집중부(1)는 파워 절약모드로 대기상태를 유지한다. 아울러, 각 재생 중계부(2)와 검침부(3) 또한 입력된 검침 시간정보를 각각에 구비된 제 2 RTC 발생회로(214)와 제 3 RTC 발생회로(314)에 공급하고 저장한 다음 파워 절약모드로 대기상태를 유지한다.

이후, 제 1 내지 제 3 RTC 발생회로(114,214,314) 각각은 GPS 시간정보를 유지하고 있다가 검침 시간이 되면 RTC를 각각 발생시켜 근거리 네트워크(WPAN)를 인에비블 상태로 전환한다(ST9). 즉, 제 1 내지 제 3 RTC 발생회로(114,214,314) 각각은 검침 시간이 되면 RTC를 각각 발생시켜 각각에 연결된 제 1, 제 2, 또는 제 3 MCU(111,211,311) 인에이블 상태로 전환시킨다.

데이터 집중부(1), 재생 중계부(2), 및 검침부(3)는 각각의 제 1 내지 제 3 RTC 발생회로(114,214,314)로부터 RTC가 발생되면 상술한 바와 같이, 제 10 내지 제 13 단계(ST10 내지 ST13) 단계를 순차적으로 수행하게 된다. 즉, 근거리 무선 네트워크(WPAN)의 상태를 확인(ST10)한 다음, 데이터 집중부(1)는 검침요구 제어신호를 제 1 지그비 통신부(13)를 통해 각 중계 제어부(2)와 각 검침부(3)로 공급한다(ST11). 그러면, 데이터 집중부(1) 또는 각 중계 제어부(2)를 통해 제어신호를 공급받은 모든 검침부(3)들은 각각에 구비된 검출모듈(32)를 이용하여 각 계량기로부터 적산수치를 읽어들인다. 그리고, 읽어들인 적산수치를 데이터화 함으로써 검침 데이터를 생성하고 이를 데이터 집중부(1)로 다시 전송한다(ST12). 이와 같이, 셀 화된 검침영역에 각각 구비된 데이터 집중부(1)는 각각의 검침부(3) 또는 재생 중계부(2)를 통해 검침 데이터들을 수집한 다음, 수집된 검침 데이터들을 원거리 네트워크를 이용하여 검침 서버(MS)로 공급한다.

검침 서버(MS)는 원거리 네트워크를 통해 입력되는 각 데이터 집중부(1)로부터의 검침 데이터들을 모두 수집하고 검침 완료 여부를 설정한다(ST13). 즉, 검침 데이터가 모두 수집되지 않은 경우, 다시 검침을 요구하는 제어신호를 각 각 데이터 집중부(1)에 공급함으로써 검침 데이터를 수집하도록 한다. 그리고, 검침이 완료된 경우, 검침완료 신호와 함께 다음 검침시간 정보가 포함된 제어신호를 각 데이터 집중부(1)에 공급함으로써 근거리 무선 네트워크(WPAN)을 대기모드로 전환 시킨다.

상술한 본 발명의 실시 예에 따른 무선 원격 검침장치 및 그의 구동방법은 수도, 가스, 전기, 열량 등의 에너지 소비량을 보다 용이하게 검출하도록 함으로써 에너지 소비량 검출시 소비되는 검침비용을 절감할 수 있다. 그리고, 에너지 소비량의 검출 효율성을 증가시킬 수 있으면서도 에너지 관리 및 수급대책 수립시 필요한 데이터 수집과 정확한 패턴 분석이 가능하다. 아울러, 셋째, 근거리 무선 통신망과 원거리 백본망을 구축하여 검침 데이터를 전송하도록 하기 때문에 무선 원격 검침 장치의 구축비용이 저렴하다.

이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 원격 검침장치를 개략적으로 나타낸 구성도.

도 2는 도 1에 도시된 데이터 집중부를 개략적으로 나타낸 구성도.

도 3은 도 1에 도시된 재생 중계부를 개략적으로 나타낸 구성도.

도 4는 도 1에 도시된 검침부를 개략적으로 나타낸 구성도.

도 5는 도 1에 도시된 이동통신 GW를 나타낸 구성도.

도 6은 CDMA 방식의 원거리 네트워크를 이용하여 무선 원격 검침장치를 형성한 구성도.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 원격 검침장치의 구동방법을 나타낸 순서도.

Claims (21)

1. 지그비(ZigBee) 통신 모듈을 각각 구비한 복수의 검침부, 복수의 재생 중계부, 데이터 집중부로 이루어지며 셀 단위로 형성된 복수의 근거리 무선 네트워크;

   적어도 하나의 기지국을 통해 상기 셀 단위로 형성된 복수의 근거리 무선 네트워크로부터 검침 데이터들을 수집하는 기지국 제어기; 및

   GSM, GPRS, CDMA, 이동 교환기를 통한 SMSC, 및 인터넷망 중 적어도 하나의 원거리 네트워크를 이용하여 상기 복수의 검침부, 복수의 재생 중계부, 데이터 집중부에 제어신호를 공급함으로써 상기 원거리 네트워크를 통해 상기 각 검침 데이터들을 공급받는 검침 서버로 이루어지되, 상기 데이터 집중부는 GPS 시간 정보를 생성함과 아울러 상기 기지국과의 통신으로 상기 검침 서버로부터의 상기 제어신호와 상기 검침 데이터를 송수신하는 제 1 데이터 통신부, 상기 각각의 검침부 및 재생 중계부로부터 상기 검침 데이터를 수신하고 상기 제어신호를 상기 각각의 검침부 및 재생 중계부로 송신하는 제 1 지그비 통신부, 상기 GPS 시간 정보와 상기 제어신호에 따라 상기 제 1 지그비 통신부와 제 1 데이터 통신부를 제어하는 집중 제어부, 및 상기 제 1 지그비 통신부, 제 1 데이터 통신부 및 집중 제어부에 전원을 공급하는 제 1 전원부를 구비한 것을 특징으로 하는 무선 원격 검침장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 데이터 통신부는

   SIM 카드를 구비하고 GSM 통신방식을 수행하기 위한 GSM 모뎀,

   CDMA 통신방식을 수행하기 위한 CDMA 모뎀,

   로컬 영역에서의 네트워크 통신방식을 수행하기 위한 제 1 LAN 인터페이스부,

   상기 GPS 시간정보 및 위치정보를 생성하는 제 1 GPS 모듈, 및

   상기 집중 제어부로부터의 선택신호에 따라 상기 GPS 시간정보와 위치정보를 상기 집중 제어부로 송신함과 아울러 상기 선택신호에 따라 상기 GSM 모뎀, CDMA 모뎀 및 제 1 LAN 인터페이스부 중 하나로부터 상기 제어신호를 수신받아 상기 집중 제어부로 송신하는 제 1 선택부를 구비한 것을 특징으로 하는 무선 원격 검침장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 지그비 통신부는

   상기 복수의 검침부 및 재생 중계부로부터의 상기 검침 데이터들을 상기 집중 제어부로 공급함과 아울러 상기 집중 제어부로부터의 상기 제어신호 및 상기 GPS 시간정보를 상기 각각의 검침부와 재생 중계부로 송신하는 제 1 지그비 통신모듈, 및

   상기 각각의 검침부 및 재생 중계부와 상기 제 1 지그비 통신모듈 간의 송수신 신호들을 증폭하는 제 1 신호 증폭부를 구비한 것을 특징으로 하는 무선 원격 검침장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 집중 제어부는

   상기 데이터 집중부의 계폐 및 파손을 감지하여 템퍼신호를 발생하는 템퍼 방지회로,

   상기 GPS 시간정보를 공급받고 상기 공급받은 GPS 시간정보에 따라 현재시간 정보를 유지 및 보정하며 상기 유지되는 시간정보와 상기 제어신호에 따라 검침시간을 셋팅함과 아울러 상기 셋팅된 검침시간마다 검침신호를 발생하는 제 1 RTC 발생회로,

   상기 제어신호에 따라 상기 제 1 데이터 통신부와 상기 제 1 지그비 통신부를 포함한 상기 데이터 집중부의 동작을 제어함과 아울러 상기 제어신호와 상기 검침신호에 따라 상기 제 1 지그비 통신부를 통해 상기 검침 데이터들을 입력받고 입력받은 상기 검침 데이터를 상기 제 1 데이터 통신부(12)로 공급하는 제 1 MCU,

   상기 제 1 MCU의 기본 동작 프로그램 정보를 저장하는 제 1 메모리,

   상기 제 1 MCU로부터 입력되는 상태정보와 사용자로부터 입력되는 정보들을 저장함과 아울러, 상기 근거리 무선 네트워크의 구성 정보를 저장하는 제 2 메모리, 및

   상기 제 1 데이터 집중부의 전원을 온/오프시킴과 아울러 상기 사용자로부터 입력되는 정보를 상기 제 1 MCU에 공급하는 제 1 스위칭부(116)를 구비한 것을 특징으로 하는 무선 원격 검침장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 재생 중계부는

   상기 GPS 시간 정보를 생성함과 아울러 상기 선택신호에 따라 상기 기지국 또는 상기 데이터 집중부와 통신을 수행하는 제 2 데이터 통신부,

   자신과 대응되도록 설정된 해당 검침부로부터 검침 데이터를 수신하여 상기 데이터 집중부로 공급함과 아울러 상기 데이터 집중부로부터의 상기 제어신호를 상기 해당 검침부로 송신하는 제 2 지그비 통신부,

   상기 GPS 시간 정보와 상기 제어신호에 따라 상기 제 2 지그비 통신부와 상기 제 2 데이터 통신부를 제어하는 중계 제어부, 및

   상기 제 2 지그비 통신부, 상기 제 2 데이터 통신부 및 상기 중계 제어부에 전원을 공급하는 제 2 전원부를 구비한 것을 특징으로 하는 무선 원격 검침장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 제 2 데이터 통신부는

   로컬 영역에서의 네트워크 통신방식을 수행하기 위한 제 2 LAN 인터페이스부,

   상기 GPS 시간정보 및 위치정보를 생성하는 제 2 GPS 모듈, 및

   상기 중계 제어부로부터의 선택신호에 따라 상기 GPS 시간정보와 위치정보를 상기 중계 제어부로 송신함과 아울러 상기 선택신호에 따라 상기 제 2 LAN 인터페이스부를 통해 기지국과의 통신을 수행하는 제 2 선택부를 구비한 것을 특징으로 하는 무선 원격 검침장치.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 제 2 지그비 통신부는

   상기 검침부로부터의 검침 데이터를 상기 중계 제어부로 공급함과 아울러 상기 중계 제어부로부터의 제어신호 및 상기 GPS 시간정보를 상기 검침부로 송신하는 제 2 지그비 통신모듈, 및

   상기 해당 검침부와 상기 제 1 지그비 통신모듈 간의 송수신 신호들을 증폭하는 제 2 신호 증폭부를 구비한 것을 특징으로 하는 무선 원격 검침장치.
9. 제 6 항에 있어서,

   상기 중계 제어부는

   상기 중계 제어부의 계폐 및 파손을 감지하여 템퍼신호를 발생하는 제 2 템퍼 방지회로,

   상기 GPS 시간정보를 주기적으로 공급받고 공급받은 GPS 시간정보에 따라 현재시간 정보를 유지 및 보정하며 상기 제어신호가 입력되면 유지되는 시간정보를 출력하는 제 2 RTC 발생회로,

   상기 제어신호에 따라 상기 제 2 데이터 통신부와 상기 제 2 지그비 통신부를 포함한 상기 중계 제어부의 구성부들의 동작을 제어함과 아울러 상기 제어신호에 따라 상기 제 2 지그비 통신부를 통해 검침 데이터들을 입력받고 입력받은 상기 검침 데이터를 다시 상기 제 2 지그비 통신부를 통해 상기 제 1 지그비 통신부로 공급하는 제 2 MCU,

   상기 제 2 MCU의 기본 동작 프로그램 정보를 저장하는 제 3 메모리,

   상기 제 2 MCU로부터 입력되는 상태정보와 사용자로부터 입력되는 정보들을 저장함과 아울러 상기 근거리 무선 네트워크의 구성 정보를 저장하는 제 4 메모리, 및

   상기 재생 중계부의 전원을 온/오프시킴과 아울러 상기 사용자로부터 입력되는 정보를 상기 제 2 MCU에 공급하는 제 2 스위칭부를 구비한 것을 특징으로 하는 무선 원격 검침장치.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 검침부는

    자신과 전기적으로 연결된 계량기로부터 적산 수치를 읽어들여 그에 대응하는 검침 데이터를 생성하는 검출모듈,

    상기 검침 데이터를 상기 제 1 지그비 통신부 또는 상기 제 2 지그비 통신부로 공급함과 아울러 상기 제 1 지그비 통신부 또는 상기 제 2 지그비 통신부로부터 상기 제어신호와 상기 GPS 시간정보를 공급받는 제 3 지그비 통신부,

    상기 검출모듈로부터의 상기 검침 데이터를 상기 제 3 지그비 통신부로 공급함과 아울러 상기 제어신호에 따라 상기 검출모듈과 상기 제 3 지그비 통신부를 제어하는 검침 제어부, 및

    상기 제 3 지그비 통신부, 상기 검출모듈 및 상기 검침 제어부에 전원을 공급하는 제 3 전원부를 구비한 것을 특징으로 하는 무선 원격 검침장치.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 검출모듈은

    상기 계량기와 인터페이스가 가능하도록 하기 위해 RS-232 또는 RS-422 통신을 수행하는 RS 모듈,

    상기 계량기와 인터페이스가 가능한 TTL 모듈,

    상기 RS 모듈 또는 상기 TTL 모듈로부터 전송되는 상기 계량기의 적산 수치를 읽어들여 상기 검침 데이터를 생성하는 검출부, 및

    펄스 타입의 계량기로부터의 적산 펄스를 입력받아 상기 검침 데이터를 생성하는 초저전력 적산 카운터를 구비한 것을 특징으로 하는 무선 원격 검침장치.
12. 제 10 항에 있어서,

    상기 제 3 지그비 통신부는

    상기 검침 데이터를 상기 제 1 지그비 통신부 또는 상기 제 2 지그비 통신부로 공급함과 아울러 상기 제 1 지그비 통신부 또는 상기 제 2 지그비 통신부로부터의 제어신호 및 상기 GPS 시간정보를 상기 검침 제어부로 공급하는 제 3 지그비 통신모듈, 및

    상기 제 1 지그비 통신부 또는 상기 제 2 지그비 통신부와 상기 제 3 지그비 통신모듈 간의 송수신 신호들을 증폭하는 제 3 신호 증폭부를 구비한 것을 특징으로 하는 무선 원격 검침장치.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 검침 제어부는

    상기 검침부의 계폐 및 파손을 감지하여 템퍼신호를 발생하는 제 3 템퍼 방지회로,

    상기 GPS 시간정보를 주기적으로 공급받고 상기 공급받은 GPS 시간정보에 따라 현재시간 정보를 유지 및 보정하며 상기 제어신호가 입력되면 상기 유지되는 시간정보를 출력하는 제 3 RTC 발생회로,

    상기 제어신호에 따라 상기 검출모듈과 상기 제 3 지그비 통신부를 포함한 상기 검침 제어부의 구성부 동작을 제어함과 아울러 상기 제어신호에 따라 상기 검출모듈을 통해 상기 검침 데이터들을 입력받고 상기 입력받은 검침 데이터를 상기 제 3 지그비 통신부를 통해 상기 제 1 지그비 통신부 또는 상기 제 2 지그비 통신 부로 공급하는 제 3 MCU,

    상기 제 3 MCU의 기본 동작 프로그램 정보를 저장하는 제 5 메모리, 및

    상기 검침부(3)의 전원을 온/오프시킴과 아울러 상기 사용자로부터 입력되는 정보를 상기 제 3 MCU에 공급하는 제 3 스위칭부를 구비한 것을 특징으로 하는 무선 원격 검침장치.
14. 제 1 항에 있어서,

    상기 검침 서버와 상기 원거리 네트워크 간의 게이트 웨이(gate way) 역할을 수행하여 상기 검침 서버를 통해 상기 각각의 검침부, 재생 중계부(2), 및 데이터 집중부를 제어하도록 하는 이동통신 GW(4)를 더 구비한 것을 특징으로 하는 무선 원격 검침장치.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 이동통신 GW는

    복수의 GSM 모뎀 또는 복수의 CDMA 모뎀을 구비한 제 3 데이터 통신부,

    상기 원거리 네트워크와 로컬 영역에서의 네트워크를 연동시키는 데이터 제어부, 및

    상기 제 3 데이터 통신부와 상기 데이터 제어부에 전원을 공급하기 위한 제 4 전원부를 구비한 것을 특징으로 하는 무선 원격 검침장치.
16. 제 15 항에 있어서,

    상기 데이터 제어부는

    상기 로컬 영역에서의 네트워크 통신방식을 수행하기 위한 이더넷 제어부,

    상기 복수의 GSM 모뎀 또는 상기 복수의 CDMA 모뎀과 상기 이더넷 제어부를 제어함과 아울러 상기 이더넷 제어부를 통해 입력되는 상기 제어신호를 상기 복수의 GSM 모뎀 또는 상기 복수의 CDMA 모뎀으로 공급함으로써 상기 원거리 네트워크와 게이트 웨이 역할을 수행하는 제 4 MCU, 및 상기 이동통신 GW의 전원상태와 상기 이더넷 연결상태 및 상기 제 3 데이터 통신부의 연결상태를 표시하는 표시부를 구비한 것을 특징으로 하는 무선 원격 검침장치.
17. 지그비 통신 모듈을 각각 구비한 복수의 검침부, 복수의 재생 중계부, 데이터 집중부로 이루어지며 셀 단위로 형성된 복수의 근거리 무선 네트워크와 GSM, GPRS, CDMA, 이동 교환기를 통한 SMSC, 및 인터넷망 중 적어도 하나의 원거리 네트워크를 이용하여 검침 데이터들을 공급받는 검침 서버를 구비한 무선 원격 검침장치의 구동방법에 있어서,

    상기 데이터 집중부가 제 1 GPS 모듈을 이용하여 GPS 시간 정보와 위치정보를 수신하는 단계, 상기 수신된 GPS 시간 정보와 위치정보를 포함한 상태정보를 상기 검침 서버에 공급하는 단계, 상기 데이터 집중부가 근거리 무선 네트워크를 구성하는 단계, 상기 데이터 집중부가 상기 재생 중계부와 상기 GPS 시간정보를 송수신함으로써 GPS 시간정보를 동기화시키는 단계, 상기 데이터 집중부가 상기 재생 중계부와 상기 검침부로부터 각각 상태 정보를 수신받고 수신된 상기 상태정보들을 상기 검침 서버로 전송하는 단계, 및 상기 검침 서버가 상기 상태 정보를 수신받아 상기 근거리 무선 네트워크의 상태를 판단하는 단계로 된 무선 원격 검침장치의 초기화 단계;

    상기 제어신호 생성하여 상기 원거리 네트워크를 통해 상기 제어신호를 상기 데이터 집중부로 공급하는 단계;

    상기 데이터 집중부가 상기 제어신호를 분석하여 검침 방법을 선택하는 단계; 및

    상기 근거리 네트워크를 구성하여 상기 선택된 검침 방법에 따라 상기 검침 데이터를 수집하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 무선 원격 검침 장치의 구동방법.
18. 삭제
19. 제 17 항에 있어서,

    상기 제어신호 생성 및 공급단계는

    검침 서버, 상기 데이터 집중부 및 상기 재생 중계부의 시각을 동기화시키는 단계, 및

    상기 검침 데이터를 수집하기 위해 검침요구에 의한 방식 또는 검침 시각정보에 따른 방식 중 어느 하나의 방식을 수행하도록 상기 제어신호를 생성하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 무선 원격 검침장치의 구동방법.
20. 제 17 항에 있어서,

    상기 검침 데이터를 수집하는 단계는

    상기 제어신호를 분석하는 단계,

    상기 분석된 제어신호에 따라 상기 근거리 무선 네트워크의 상태 확인 단계,

    상기 제어신호를 상기 중계 제어부와 상기 검침부에 공급하는 단계,

    상기 검침부가 검출모듈을 이용하여 각 계량기로부터 적산수치를 읽어들이는 단계,

    상기 읽어들인 적산수치를 데이터화 함으로써 검침 데이터를 생성하는 단계,

    상기 검침 데이터를 상기 데이터 집중부로 전송하는 단계, 및

    상기 데이터 집중부가 상기 검침 데이터를 수집한 다음 상기 수집된 검침 데이터들을 상기 원거리 네트워크를 이용하여 상기 검침 서버로 공급하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 무선 원격 검침장치의 구동방법.
21. 제 17 항에 있어서,

    상기 검침 데이터를 수집하는 또 다른 단계는

    상기 제어신호를 분석하는 단계,

    상기 분석된 제어신호에 따라 상기 근거리 무선 네트워크를 파워 절약모드로 변환하고 대기시키는 단계,

    상기 GPS 시간정보와 상기 제어신호에 따라 검침 신호를 발생시키는 단계,

    상기 검침 신호에 따라 상기 근거리 네트워크를 인에이블 상태로 전환하는 단계,

    상기 근거리 무선 네트워크의 연결 상태를 확인하는 단계,

    상기 제어신호를 상기 중계 제어부와 상기 검침부에 공급하는 단계,

    상기 검침부가 검출모듈을 이용하여 각 계량기로부터 적산수치를 읽어들이는 단계,

    상기 읽어들인 적산수치를 데이터화 함으로써 검침 데이터를 생성하는 단계,

    상기 검침 데이터를 상기 데이터 집중부로 전송하는 단계,

    상기 데이터 집중부가 상기 검침 데이터를 수집한 다음 상기 수집된 검침 데이터들을 상기 원거리 네트워크를 이용하여 상기 검침 서버로 공급하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 무선 원격 검침장치의 구동방법.

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