KR101018093B1 - 절전기능을 갖는 무선 홈 네트워크 시스템 - Google Patents

절전기능을 갖는 무선 홈 네트워크 시스템 Download PDF

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임준형
조한진
김명수
홍경희
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Abstract

대기전력 소모를 차단 함으로써 절전 효과를 얻을 수 있는 홈 네트워크 시스템이 개시된다. 상기 홈 네트워크 시스템은, 가정내 전기전자 기기에 연결되어 상기 전기전자 기기의 동작 개시/종료를 감시하고 제어하는 제1 무선 단말; 상기 가정 내로 공급되는 메인 전원을 상기 전기전자 기기로 분배하는 가정용 배전반 또는 상기 전기전자 기기를 연결하기 위한 콘센트에 연결되며, 상기 전기전자 기기의 동작 개시/종료 정보를 상기 제1 무선 단말로부터 입력받아 상기 전기전기 기기와 연결되는 가정 내 전원라인을 연결 또는 차단하기 위한 전원라인 제어신호를 생성하는 제2 무선 단말; 및 상기 제2 무선단말의 상기 전원라인 제어신호에 따라 상기 전기전기 기기와 연결되는 가정 내 전원라인을 연결 또는 차단하는 스위치부를 포함할 수 있다.
홈 네트워크, 지그비(Zigbee), 대기 전력, 절전, 무선

Description

절전기능을 갖는 무선 홈 네트워크 시스템{WIRELESS HOME NETWORK SYSTEM HAVING FUCTION OF SAVING ELECTRIC POWER}
본 발명은 홈 네트워크 시스템 분야에 관한 것으로 더욱 상세하게는 사용하지 않는 가정용 기기의 전원 코드가 전원에 연결된 상태에서 발생하는 미세 전력 소모를 자동 차단함으로써 가정 내에서의 불필요한 전력 소모를 억제할 수 있는 절전기능을 갖는 무선 홈 네트워크 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 가정에서 사용하는 많은 전기전자 기기들은 전원 공급을 위한 전원 코드를 벽면 등에 구비된 콘센트에 항시 연결시켜 두고 전기전자 기기 자체가 갖는 온/오프 기능을 이용하여 동작을 개시하거나 종료하고 있다.
이와 같이, 가정에서 사용하는 대부분의 전기전자 기기들은 동작하지 않는 경우에도 전원 코드가 전력공급을 위한 콘센트에 항시 연결된 상태이므로 대기전력 등과 같은 미세한 전력의 소모가 이루어지고 있다. 따라서, 사용하지 않는 전기전자 기기에서 발생하는 미세 전력 소모를 차단하기 위해 사용을 마친 전기전자 기기의 전원코드를 사용자가 일일히 콘센트로부터 분리하는 방안이 절전 캠페인 차원에 서 요구되고 있는 실정이다.
그러나, 가정에서 사용하는 많은 전기전자 기기들의 전원코드를 사용시에 콘센트에 연결하고 사용종료시에 콘센트로부터 분리하는 것은 매우 번거로울 뿐만 아니라, 유아나 노인들의 경우 콘센트에 전원 코드를 연결하고 분리하는 것이 매우 힘들게 느껴질 수도 있다.
종래에 알려진 홈 네트워크 시스템은 원격지에서 가정 내 전기전자 기기들의 동작을 개시하거나 중단하는 온/오프 기능을 갖추고 있으나, 전기전자 기기들의 사용 종료시에 발생할 수 있는 미세 전력 소모까지 차단할 수 있는 기술은 구현되지 못하고 있는 실정이다.
본 발명은 가정 내 전기전자 기기들의 사용을 종료하는 경우 전기전자 기기들의 코드가 전원공급을 위한 콘센트에 연결된 상태가 유지됨으로써 발생할 수 있는 대기 전력 소모를 차단하여 전력 소비를 감소시킬 수 있는 절전기능을 갖는 무선 홈 네트워크 시스템을 제공하는 것을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명은,
가정내 전기전자 기기에 연결되어 상기 전기전자 기기의 동작 개시/종료를 감시하고 제어하는 제1 무선 단말;
상기 가정 내로 공급되는 메인 전원을 상기 전기전자 기기로 분배하는 가정용 배전반 또는 상기 전기전자 기기를 연결하기 위한 콘센트에 연결되며, 상기 전기전자 기기의 동작 개시/종료 정보를 상기 제1 무선 단말로부터 입력받아 상기 전기전기 기기와 연결되는 가정 내 전원라인을 연결 또는 차단하기 위한 전원라인 제어신호를 생성하는 제2 무선 단말; 및
상기 제2 무선단말의 상기 전원라인 제어신호에 따라 상기 전기전기 기기와 연결되는 가정 내 전원라인을 연결 또는 차단하는 스위치부
를 포함하는 절전기능을 갖는 무선 홈 네트워크 시스템을 제공한다.
본 발명의 일실시형태에서,상기 제1 및 제2 무선 단말은 지그비(Zigbee) 방식으로 상호 무선 통신할 수 있다.
본 발명의 일실시형태는, 상기 제1 무선 단말 및 제2 무선 단말로부터 상기 전기전자 기기의 동작 상태 및 전원라인의 연결/차단 상태를 제공받아 저장 및 관리하는 관리 서버를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시형태는, 상기 전기전자 기기의 동작의 개시/종료를 사용자로부터 입력 받는 사용자 입력 장치에 연결되어 사용자의 입력을 상기 제1 무선 단말에 제공하는 제3 무선 단말을 더 포함할 수 있다.
이 실시형태에서, 상기 사용자 입력 장치에 의한 사용자 입력이 발생하는 경우, 상기 제3 무선단말은 상기 제1 무선단말에 사용자 입력에 관한 정보를 전달하고, 상기 제1 무선단말은 상기 제3 무선단말로부터 제공받은 사용자 입력에 따른 상기 전기전자 기기의 동작 개시/종료 정보를 상기 제2 무선단말로 전달하고, 상기 제2 무선 단말은 상기 전기전자 기기의 동작 개시/종료 정보에 따라 상기 스위치부의 동작을 제어할 수 있다.
또한, 이 실시형태에서, 상기 사용자 입력 장치에 의한 상기 제3 무선단말과 상기 제1 무선단말 사이의 무선 통신을 이용하지 않고 사용자에 의해 직접 상기 전기전자 기기를 조작하여 동작 개시/중단을 위한 입력이 발생하는 경우, 상기 제1 무선단말은 상기 사용자 입력의 발생을 검출하여 상기 제2 무선단말에 사용자 입력 에 따른 상기 전기전자 기기의 동작 개시/종료 정보를 상기 제2 무선단말로 전달하고, 상기 제2 무선 단말은 상기 전기전자 기기의 동작 개시/종료 정보에 따라 상기 스위치부의 동작을 제어할 수 있다.
본 발명에 따르면, 전기전자 기기의 사용이 종료되는 경우 해당 전기전자 기기에 연결되는 가정내 전원 공급 경로를 차단함으로써 사용 종료된 전기전자 기기에서 발생하는 대기 전력 소모를 제거할 수 있다.
이를 통해, 가정의 전기요금을 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 전기 에너지 생산에 소요되는 자원의 낭비 또는 환경 오염 등의 문제를 경감하는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시형태를 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에 도시된 구성요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다는 점을 유념해야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시형태에 따른 홈 네트워크 시스템의 일례를 도시한 구성도이다. 또한, 도 2 및 3은 본 발명의 일실시형태에 따른 홈 네트워크 시스템에 적용되는 가정용 배전반 및 콘센트의 세부 구조를 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 가정 내의 각 전기전자 기기(11-14)에 연결된 제1 무선 단말(21-24)과, 가정 내로 입력되는 메인 전원을 각각의 전기전자 기기(11-14)로 분배하는 가정용 배전반(31)에 연결된 제2 무선 단말(41, 42) 및 상기 제2 무선 단말(41, 42)에 의해 단락/개방이 제어되는 스위치부(312, 322)를 포함할 수 있다.
이에 더하여, 본 발명의 일실시형태는, 전기전자 기기의 동작은 개시/종료하는 사용자의 조작을 입력 받기 위한 사용자 입력 수단(51)에 연결되어 사용자의 입력을 상기 제1 무선 단말(21)에 제공하는 제3 무선 단말(61)을 더 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 일실시형태는, 상기 제1 무선(21-24) 단말 및 제2 무선 단말(41, 42)로부터 상기 전기전자 기기의 동작 상태 및 전원라인의 연결/차단 상태를 제공받아 저장 및 관리하는 관리 서버(71)를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 무선 단말(21-24)은, 전기전자 기기(11-14)에 각각 연결되어 자신이 연결된 전기전자 기기(11-14)의 동작 개시/종료를 제어하고 판단할 수 있다. 예를 들어, 사용자 입력 수단(51)에 의해 사용자가 전기전자 기기(11-14)의 동작 명령을 입력하면 제3 무선 단말(61)이 사용자 동작 명령 정보를 제1 무선 단말(21-24)로 전달하고, 상기 제1 무선 단말(21-24)을 사용자의 동작 명령에 해당하는 동 작을 수행하도록 전기전자 기기(11-14)를 제어할 수 있다. 또한, 사용자가 사용자 입력 수단(51)을 이용하지 않고 직접 전기전자 기기(11-14)에 존재하는 스위치 등을 조작하는 경우, 사용자의 조작에 따른 전기전자 기기(11-14)의 동작을 검출할 수 있다. 상기 제1 무선 단말(21)은 전기전자 기기(11-14)의 동작에 관한 정보를 제2 무선 단말(21)로 제공한다.
상기 제2 무선 단말(41, 42)은 가정 내로 공급되는 메인 전원을 상기 전기전자 기기로 분배하는 가정용 배전반(31) 또는 상기 전기전자 기기를 연결하기 위한 콘센트(32)에 연결될 수 있다. 상기 제2 무선 단말(41, 42)은, 상기 제1 무선 단말(11-14)로부터 상기 전기전자 기기(11-14)의 동작 개시/종료 정보를 입력받고, 이 정보에 따라 상기 전기전기 기기와 연결되는 가정 내 전원라인을 연결 또는 차단하기 위한 전원라인 제어신호를 생성할 수 있다. 상기 제1 무선 단말(21-24)은 전기전자 기기(21-24)의 동작 개시/종료 정보를 전달할 때 자신의 식별자를 함께 전달하므로 상기 제2 무선 단말(41, 42)은 전기전자 기기(21-24)의 동작 개시/종료 정보를 전달한 제1 무선 단말(21-24)이 연결된 전기전자 기기로 제공되는 전원라인을 파악할 수 있으며, 해당 전원라인의 연결 또는 차단을 제어하는 제어신호를 생성할 수 있게 된다.
상기 스위치부(312, 322)는 가정용 배전반(31) 또는 콘센트(32) 내에 배치되어 가정 내 AC 전원 공급부(311, 321)로부터 제공되는 메인 전원이 전달되는 전원 라인의 연결 또는 차단을 결정한다. 상기 스위치부(312, 322)의 연결 또는 차단 동작은 상기 제2 무선 단말(41, 42)에서 전달되는 전원라인 제어신호에 따라 이루어질 수 있다. 도 2에 도시된 배전반은 배전반 자체에서 각 전기전자 기기가 연결되는 모든 전원라인이 분리되는 형태의 배전반인 경우 적용될 수 있다. 전술한 구조의 전원라인을 갖지 않는 배전반이 구비된 가정에서는 도 3에 도시된 것과 같이 전기전자 기기의 전원 코드가 직접 연결되는 콘센트(32)에 스위치부(322)를 구비하는 형태로 구현될 수 있다. 상기 도 2 및 도 3에 도시된 실시형태는 한 가정 내에 모두 구비되거나 둘 중 하나가 선택적으로 구비될 수 있다.
상기 제3 무선 단말(61)은 사용자 입력 장치(51)에 연결되어, 사용자가 전기전자 기기를 조작하고자 하는 입력 정보를 각 전기전자 기기(11-14)에 연결된 제1 무선 단말로 제공할 수 있다. 상기 사용자 입력 장치(51)는 키입력 수단을 구비한 리모콘이나 무선 전화기 등이 적용될 수 있다.
상기 관리 서버(71)는 현재 전기전자 기기(11-14) 및 배전반 또는 콘센트에 구비된 스위치부(312, 322)의 상태에 대한 정보를 저장, 관리할 수 있다. 관리 서버(71)에는 무선 통신 네트워크를 관리하는 네트워크 코디네이터(81)가 연결될 수 있으며, 상기 네트워크 코디네이터(81)는 제1 무선 단말(21-24) 및 제2 무선 단말(41, 42)로부터 전기전자 기기(11-14)의 동작 상태 및 스위치부(312, 322)의 단락/개방 상태를 입력받고 이를 관리 서버(71)로 전달할 수 있다. 한편, 상기 관리 서버(71)는 인터넷에 접속되어 원격으로부터 이 관리 서버(71)를 통한 홈 네트워크의 동작 제어를 가능하게 할 수 있다.
상기 제1 내지 제3 무선 단말 및 네트워크 코디네이터는 소규모의 무선 통신 네트워크를 구성하게 되며, 이 무선 통신 네트워크는 저전력 소모를 통해 배터리 등의 전원교체가 장기간 동안 요구되지 않는 지그비(Zigbee)와 같은 통신 방식을 이용하여 구성될 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시형태에 따른 절전기능을 갖는 무선 홈 네트워크 시스템의 작용 및 효과를 더욱 상세하게 설명한다.
먼저, 전기전자 기기(11-14)의 동작이 중지된 오프 상태에서 사용자 입력 장치(51)를 이용한 동작을 설명한다. 사용자가 원하는 전기전자 기기(예를 들어, TV(11))의 동작 개시하도록 사용자 입력 장치(51)를 조작하면 이 사용자의 조작 정보가 제3 무선 단말(61)에서 제1 무선 단말(21)로 전달된다. 상기 제1 무선 단말(21)은 사용자의 조작 정보를 파악하고 TV(11)의 동작 개시 정보와 자신의 식별자를 제2 무선 단말(41, 42)에 전달한다. 상기 제2 무선 단말(41, 42)은 제1 무선 단말(21)의 식별자를 통해 제1 무선 단말(21)이 연결된 TV(11)로 전달되는 전원 라인의 스위치를 온시켜 TV(11)로 전원이 공급될 수 있게 한다. 상기 전원 라인의 스위치는 배전반(31)에 구비된 스위치(312) 또는 TV(11)의 전원코드가 연결된 콘센 트(32)에 포함된 스위치(322)일 수 있다. 이어, 상기 제1 무선 단말(21)은 TV(11)로 동작을 개시하는 명령을 전달하여 TV(11)가 켜질 수 있다.
이와는 반대로 전기전자 기기(예를 들어 TV(11)의 동작을 중단하기 위한 사용자 입력 장치(51)의 조작이 이루어지면, 이 사용자의 조작 정보가 제3 무선 단말(61)에서 제1 무선 단말(21)로 전달된다. 상기 제1 무선 단말(21)은 사용자의 조작 정보를 파악한 후 TV(11)로 동작 종료 명령을 전달하여 TV(11)가 꺼지게 한다, 이어, TV(11)의 동작 종료 정보와 자신의 식별자를 제2 무선 단말(41, 42)에 전달한다. 상기 제2 무선 단말(41, 42)은 제1 무선 단말(21)의 식별자를 통해 제1 무선 단말(21)이 연결된 TV(11)로 전달되는 전원 라인의 스위치를 오프(차단)시켜 TV(11)로 전달되는 전원라인을 차단한다. 상기 전원 라인의 스위치는 배전반(31)에 구비된 스위치(312) 또는 TV(11)의 전원코드가 연결된 콘센트(32)에 포함된 스위치(322)일 수 있다.
한편, 사용자는 사용자 입력 장치(51)를 사용하지 않고 직접 전기전자 기기에 구비된 자체 스위치를 이용하여 그 동작의 개시/종료를 조작할 수 있다. 사용자가 직접 전기전자 기기(예를 들어, 에어콘(13)) 자체의 스위치를 조작하여 동작을 개시하고자 하면, 사용자의 조작이 발생함과 동시에 에어콘(13)에 연결된 제1 무선단말(23)이 웨이크업되고, 에어콘(13)의 동작 개시 정보와 자신의 식별자를 제2 무선 단말(41, 42)에 전달한다. 상기 제2 무선 단말(41, 42)은 제1 무선 단말(23)의 식별자를 통해 제1 무선 단말(23)이 연결된 에어콘(13)로 전달되는 전원 라인의 스위치를 온시켜 에어콘(13)으로 전원이 공급될 수 있게 한다. 상기 전원 라인의 스위치는 배전반(31)에 구비된 스위치(312) 또는 에어콘(13)의 전원코드가 연결된 콘센트(32)에 포함된 스위치(322)일 수 있다. 상기 스위치(312, 322)의 연결을 통해 에어콘(13)의 동작이 개시되지 않는 경우, 상기 제1 무선 단말(23)은 에어콘(13)으로 동작을 개시하는 명령을 다시 전달하여 에어콘(13)이 켜질 수 있다.
이와 반대로, 사용자가 직접 전기전자 기기(예를 들어, 에어콘(13)) 자체의 스위치를 조작하여 동작을 종료하고자 하면, 사용자의 조작이 발생함과 동시에 에어콘(13)의 동작은 정지되고, 에어콘(13)에 연결된 제1 무선단말(23)이 에어콘(13)의 동작 종료 정보와 자신의 식별자를 제2 무선 단말(41, 42)에 전달한다. 상기 제2 무선 단말(41, 42)은 제1 무선 단말(23)의 식별자를 통해 제1 무선 단말(23)이 연결된 에어콘(13)로 전달되는 전원 라인의 스위치를 오프시켜 에어콘(13)으로 전원이 차단될 수 있게 한다. 상기 전원 라인의 스위치는 배전반(31)에 구비된 스위치(312) 또는 에어콘(13)의 전원코드가 연결된 콘센트(32)에 포함된 스위치(322)일 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 사용되지 않는 전기전자 기기(11-14)로 전달되는 전원라인을 차단함으로써 전기전자 기기(11-14)의 전원코드가 콘센트에 계속 연결된 상태에서 대기전력 소모가 발생하지 않게 할 수 있다. 이를 통해 가정의 전기 요금 절감은 물론 전력 생산에 소요되는 자원의 낭비 또는 환경 오염 등의 문제를 경감할 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위 및 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시형태에 따른 홈 네트워크 시스템의 일례를 도시한 구성도이다.
도 2 및 3은 본 발명의 일실시형태에 따른 홈 네트워크 시스템에 적용되는 가정용 배전반 및 콘센트의 세부 구조를 도시한 도면이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
11-14: 전기전자 기기 21-24: 제1 무선 단말
31: 가정용 배전반 32: 콘센트
312, 322: 스위치부 41, 42: 제2 무선단말
51: 사용자 입력 장치 61: 제3 무선 단말
71: 관리 서버 81: 네트워크 코디네이터

Claims (6)

  1. 가정내 전기전자 기기에 연결되어 상기 전기전자 기기의 동작 개시/종료를 감시하고 제어하는 제1 무선 단말;
    상기 가정 내로 공급되는 메인 전원을 상기 전기전자 기기로 분배하는 가정용 배전반 또는 상기 전기전자 기기를 연결하기 위한 콘센트에 연결되며, 상기 전기전자 기기의 동작 개시/종료 정보를 상기 제1 무선 단말로부터 입력받아 상기 전기전기 기기와 연결되는 가정 내 전원라인을 연결 또는 차단하기 위한 전원라인 제어신호를 생성하는 제2 무선 단말; 및
    상기 제2 무선단말의 상기 전원라인 제어신호에 따라 상기 전기전기 기기와 연결되는 가정 내 전원라인을 연결 또는 차단하는 스위치부
    를 포함하는 절전기능을 갖는 무선 홈 네트워크 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 무선 단말은 지그비(Zigbee) 방식으로 상호 무선 통신하는 것을 특징으로 하는 무선 홈 네트워크 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전기전자 기기의 동작의 개시/종료를 사용자로부터 입력 받는 사용자 입력 장치에 연결되어 사용자의 입력을 상기 제1 무선 단말에 제공하는 제3 무선 단말을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 홈 네트워크 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 무선 단말 및 제2 무선 단말로부터 상기 전기전자 기기의 동작 상태 및 전원라인의 연결/차단 상태를 제공받아 저장 및 관리하는 관리 서버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 홈 네트워크 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 사용자 입력 장치에 의한 사용자 입력이 발생하는 경우,
    상기 제3 무선단말은 상기 제1 무선단말에 사용자 입력에 관한 정보를 전달하고,
    상기 제1 무선단말은 상기 제3 무선단말로부터 제공받은 사용자 입력에 따른 상기 전기전자 기기의 동작 개시/종료 정보를 상기 제2 무선단말로 전달하고,
    상기 제2 무선 단말은 상기 전기전자 기기의 동작 개시/종료 정보에 따라 상기 스위치부의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 무선 홈 네트워크 시스템.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 사용자 입력 장치에 의한 상기 제3 무선단말과 상기 제1 무선단말 사이의 무선 통신을 이용하지 않고 사용자에 의해 직접 상기 전기전자 기기를 조작하여 동작 개시/중단을 위한 입력이 발생하는 경우,
    상기 제1 무선단말은 상기 사용자 입력의 발생을 검출하여 상기 제2 무선단말에 사용자 입력에 따른 상기 전기전자 기기의 동작 개시/종료 정보를 상기 제2 무선단말로 전달하고,
    상기 제2 무선 단말은 상기 전기전자 기기의 동작 개시/종료 정보에 따라 상기 스위치부의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 무선 홈 네트워크 시스템.
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