KR101025290B1 - Method of remote meter reading using zigbee network and system thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 지그비 네트워크를 이용한 원격 검침 방법 및 그 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따른 지그비 네트워크를 이용한 원격 검침 시스템은, 센서가 구비되어 원격 검침을 수행하는 지그비 종단 디바이스, 지그비 종단 디바이스와 근거리 통신을 수행하는 제1 지그비 라우터 및 제1 지그비 라우터로부터 수신한 검침 데이터를 센터 시스템으로 전송하는 지그비 코디네이터를 포함하는 하이브리드 네트워크, 및 하이브리드 네트워크와 연결되며, 복수의 제2 지그비 라우터로 구성되는 슬리피 메쉬 네트워크를 포함하며, 슬리피 메쉬 네트워크에 포함되는 상기 복수의 제2 지그비 라우터는 기 설정된 시간에 슬립 모드에서 액티브 모드로 전환되어 설정된 기간동안 메쉬 방식으로 지그비 코디네이터와 지그비 통신을 수행한다. 이와 같이 본 발명에 의하면, 하이브리드 네트워크와 슬리피 메쉬 네트워크가 혼합된 형태를 가지는 지그비 네트워크를 이용하여 특정 시간에 슬리피 메쉬 네트워크와 하이브리드 네트워크가 지그비 통신을 수행하도록 함으로써, 전력 공급이 어려운 음영 지역에 설치된 지그비 라우터의 전력 소모를 최소화할 수 있다. The present invention relates to a remote meter reading method and a system using a Zigbee network. The remote meter reading system using a Zigbee network according to the present invention, the sensor is equipped with a ZigBee end device for performing remote meter reading, the first ZigBee router performing a near field communication with the ZigBee end device and the first ZigBee router receives the metering data received from the first ZigBee router A hybrid network including a Zigbee coordinator for transmitting to the center system, and a sleepy mesh network connected to the hybrid network, consisting of a plurality of second Zigbee router, the plurality of second Zigbee router included in the sleepy mesh network ZigBee coordinator performs ZigBee coordinator with ZigBee coordinator in a mesh mode for a set period. As described above, according to the present invention, by using a Zigbee network having a hybrid form of a hybrid network and a sleepy mesh network, the sleepy mesh network and the hybrid network perform Zigbee communication at a specific time, thereby providing a Zigbee installed in a shaded area where power supply is difficult. The power consumption of the router can be minimized.

지그비, 하이브리드 네트워크, 슬리피 메쉬 네트워크, 지그비 라우터Zigbee, Hybrid Network, Sleepy Mesh Network, Zigbee Router

Description

지그비 네트워크를 이용한 원격 검침 방법 및 그 시스템{METHOD OF REMOTE METER READING USING ZIGBEE NETWORK AND SYSTEM THEREOF} Remote metering method using Zigbee network and its system {METHOD OF REMOTE METER READING USING ZIGBEE NETWORK AND SYSTEM THEREOF}

본 발명은 지그비 네트워크를 이용한 원격 검침 방법 및 그 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하이브리드 네트워크와 슬리피 메쉬 네트워크가 혼합된 형태를 가지는 지그비 네트워크를 이용하여 정해진 시간에만 슬리피 메쉬 네트워크가 통신을 수행하도록 하는 지그비 네트워크를 이용한 원격 검침 방법 및 그 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a remote meter reading method and system using a ZigBee network, and more particularly, to allow the sleepy mesh network to communicate only at a predetermined time using a ZigBee network having a hybrid form of a hybrid network and a sleepy mesh network. The present invention relates to a remote meter reading method using a Zigbee network and a system thereof.

각 가정이나 사업장에서 사람들이 원활한 삶과 활동을 유지하기 위해서는 수도, 가스 및 전력 공급이 필요하다. 이러한 수도, 가스 및 전력을 각 수용가에 공급하는 사업체는 각 수용가로 공급되는 수도 사용량, 가스 사용량 및 전력 사용량을 계량하는 계량기를 각 수용가에 설치하여 계량된 수치에 따라 사용 요금을 부과하게 된다.In each home or business, people need water, gas, and electricity supplies to maintain a smooth life and activities. Businesses that supply such water, gas, and power to each customer will install a meter for each customer to measure the amount of water, gas, and power supplied to each customer.

그런데, 사용요금을 부과하는 대상이 많게 되면 검침원에 의해 계량기를 일일이 확인하여 사용요금을 부과하는 방식은 부적절해진다. 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 여러 가지 원격검침 시스템들이 제안되었다. However, when a large number of subjects charge the usage fee, the method of imposing a usage fee by checking the meter by the meter reader becomes inappropriate. Various remote meter reading systems have been proposed to solve these problems.

이러한 원격 검침 시스템은 유선을 통한 원격 검침 시스템에서 무선을 통한 원격 검침 시스템으로 진화하고 있고, 무선 원격 검침 시스템은 통신 라인을 설비하지 않아도 되므로 특히 광역 원격 검침에 유용하다.Such a remote meter reading system has evolved from a remote meter reading system through a wire to a remote meter reading system through a wireless system, and the wireless remote meter reading system is particularly useful for wide area remote meter reading because no communication line is required.

한편, 최근 지그비(ZigBee) 표준이 발표되면서 블루투스를 대체할 차세대 근거리 무선통신으로서 서서히 부상하고 있다. 지그비는 단순 기능이 요구되는 초소형, 저전력, 저가격 시장에 적합한 기술로 특히 표준이 지체되고 있는 전력선 통신과, 상용화가 늦어지는 블루투스 등을 대체할 수 있을 것으로 기대된다. 지그비는 주로 홈오토메이션과 같은 홈네트워크 분야에 적용되고 있다.Meanwhile, with the recent release of the ZigBee standard, it is slowly emerging as the next-generation short-range wireless communication to replace Bluetooth. ZigBee is a technology suitable for the ultra-small, low-power, low-cost market that requires simple functions, and is expected to be able to replace power line communication, which has been delayed by standards, and Bluetooth, which is becoming less commercially available. Zigbee is mainly applied to home network fields such as home automation.

이러한 지그비는 근거리 통신을 지원하는 IEEE 802.15.4 표준 중의 하나로서 가정, 사무실 등의 무선 네트워킹 분야에서 10m~1km 내외의 근거리 통신과 유비쿼터스 컴퓨팅을 위한 기술이다. 또한 실생활에서 사용되고 있는 AA 알카라인 건전지 2개만으로 수년까지 사용할 수 있어 경제적이고 관리가 용이하다. 이처럼 지그비는 다른 무선통신기술과 달리 전력소모도 적고 저가 제품구현이 가능해 지능형 홈네트워크, 빌딩 및 산업용 기기 자동화, 물류, 환경 모니터링, 휴먼인터페이스, 텔레매틱스, 군사 등 다양한 유비쿼터스 환경에 응용할 수 있다.ZigBee is one of the IEEE 802.15.4 standards supporting near field communication. It is a technology for near field communication and ubiquitous computing within 10m ~ 1km in wireless networking field such as home and office. It is also economical and easy to manage because it can be used for many years with only two AA alkaline batteries used in real life. Unlike other wireless communication technologies, ZigBee has low power consumption and low-cost products, which can be applied to various ubiquitous environments such as intelligent home network, building and industrial device automation, logistics, environmental monitoring, human interface, telematics, and military.

이러한 지그비의 장점으로 인하여 지그비 통신방식은 최근 무선 원격 검침 시스템에서 계량기에 장착되는 원격 검침 무선 모뎀과, 원격 검침 무선 모뎀으로부터 검침 데이터를 수집하는 집중기 사이의 근거리 무선 통신에 채용되고 있다. Due to the advantages of Zigbee, the Zigbee communication method has recently been adopted for short range wireless communication between a remote meter wireless modem equipped with a meter in a wireless remote meter reading system and a concentrator collecting meter data from the remote meter wireless modem.

도 1은 종래 기술에 따른 무선 검침 시스템을 도시한 것이다. 도 1에 따른 종래 기술에 따른 무선 검침 시스템은, 지그비 코디네이터(ZC), 지그비 라우터(ZR), 지그비 종단 디바이스(ZED)와 같은 3가지의 형태의 디바이스가 하이브리드 방식으로 네트워킹 되어 있다. 도 1에서 지그비 라우터(ZR)는 지그비 종단 디바이스(ZED)로부터 검침된 데이터를 수신하여 지그비 코디네이터(ZC)로 전송하므로, 대부분의 시간을 액티브 상태로 유지한다. 1 illustrates a wireless meter reading system according to the prior art. In the wireless metering system according to the related art according to FIG. 1, three types of devices such as a Zigbee coordinator (ZC), a Zigbee router (ZR), and a Zigbee end device (ZED) are networked in a hybrid manner. In FIG. 1, the ZigBee router ZR receives the read data from the ZigBee terminating device ZED and transmits the data to the ZigBee coordinator ZC, thereby keeping most of the time active.

그러나, 종래 기술에 따르면 전기 공급이 어려운 음영 지역이나 가스 검침 지역 또는 고층 건물에서는 지그비 라우터(ZR)를 액티브 상태로 유지하기 위해서는 별도의 배터리를 사용하여야 하므로, 비용적인 측면이나 전력 사용의 효율적인 측면에서 비 경제적이라는 문제점이 있다. However, according to the related art, in a shaded area, a gas metering area, or a high-rise building where electric power is difficult to supply, a separate battery must be used to keep the ZigBee router (ZR) active. There is a problem of being uneconomic.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 전력 공급이 어려운 음영 지역에 설치된 지그비 라우터의 전력 소모를 최소화할 수 있는 지그비 네트워크를 이용한 원격 검침 방법 및 그 시스템을 제공하는 것이다. Accordingly, an aspect of the present invention is to provide a remote meter reading method and system using a Zigbee network that can minimize the power consumption of a Zigbee router installed in a shaded area difficult to supply power.

이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 지그비 네트워크를 이용한 원격 검침 시스템은, 센서가 구비되어 원격 검침을 수행하는 지그비 종단 디바이스, 상기 지그비 종단 디바이스와 근거리 통신을 수행하는 제1 지그비 라우터 및 상기 제1 지그비 라우터로부터 수신한 검침 데이터를 센터 시스템으로 전송하는 지그비 코디네이터를 포함하는 하이브리드 네트워크, 및 상기 하이브리드 네트워크와 연결되며, 복수의 제2 지그비 라우터로 구성되는 슬리피 메쉬 네트워크를 포함하며, 상기 슬리피 메쉬 네트워크에 포함되는 상기 복수의 제2 지그비 라우 터는 기 설정된 시간에 슬립 모드에서 액티브 모드로 전환되어 설정된 기간동안 메쉬 방식으로 상기 지그비 코디네이터와 지그비 통신을 수행한다. A remote meter reading system using a Zigbee network according to an embodiment of the present invention for achieving the technical problem, a Zigbee terminal device having a sensor to perform a remote meter, a first Zigbee router to perform short-range communication with the Zigbee terminal device And a hybrid network including a Zigbee coordinator for transmitting meter reading data received from the first Zigbee router to a center system, and a sleepy mesh network connected to the hybrid network and configured of a plurality of second Zigbee routers. The plurality of second ZigBee routers included in the sleepy mesh network are switched from the sleep mode to the active mode at a preset time to perform ZigBee coordination with the ZigBee coordinator in a mesh manner for a set period of time.

상기 슬리피 메쉬 네트워크에 포함되는 복수의 제2 지그비 라우터는 복수의 그룹으로 그룹핑되며, 상기 슬리피 메쉬 네트워크에 포함되는 각각의 그룹은 순차적으로 일정 기간 동안 액티브 상태가 유지될 수 있다. The plurality of second ZigBee routers included in the sleepy mesh network may be grouped into a plurality of groups, and each group included in the sleepy mesh network may be sequentially active for a predetermined period of time.

각 그룹에 포함되는 상기 복수의 제2 지그비 라우터는 동시에 액티브 모드 또는 슬립 모드로 전환될 수 있다.The plurality of second ZigBee routers included in each group may be simultaneously switched to an active mode or a sleep mode.

상기 슬리피 메쉬 네트워크가 액티브 상태가 되면, 상기 슬리피 메쉬 네트워크에 포함되는 상기 제2 지그비 라우터는, 상기 지그비 코디네이터로부터 네트워크 갱신 신호 또는 검침 데이터 전송 경로를 수신하고, 상기 지그비 코디네이터로부터 검침 데이터 요청 신호를 수신하며, 동일한 그룹에 포함되어 있는 다른 제2 지그비 라우터로부터 검침 데이터를 수신하고, 상기 검침 데이터를 상기 전송 경로에 따라 상기 지그비 코디네이터로 전송할 수 있다. When the sleepy mesh network is in an active state, the second Zigbee router included in the sleepy mesh network receives a network update signal or a meter data transmission path from the Zigbee coordinator, and receives a meter data request signal from the Zigbee coordinator. And reading meter data from another second Zigbee router included in the same group, and transmitting the meter reading data to the Zigbee coordinator according to the transmission path.

상기 슬리피 메쉬 네트워크에 포함되는 모든 제2 지그비 라우터가 슬립 모드가 되면, 상기 하이브리드 네트워크는 상기 제1 지그비 라우터로부터 수신한 검침 데이터를 상기 지그비 코디네이터로 전송하도록 할 수 있다. When all of the second Zigbee routers included in the sleepy mesh network enter the sleep mode, the hybrid network may transmit metering data received from the first Zigbee router to the Zigbee coordinator.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 하이브리드 네트워크와 슬리피 메쉬 네트워크가 결합된 지그비 네트워크의 원격 검침 방법에 있어서, 상기 슬리피 메쉬 네트워크에 포함되는 복수의 지그비 라우터는 기 설정된 시간에 슬립 모드에서 액티브 모드로 전환되는 단계, 상기 슬리피 메쉬 네트워크에 포함되는 복수의 지그비 라우터는 상기 액티브 모드 기간 동안 메쉬 방식으로 상기 하이브리드 네트워크에 포함된 지그비 코디네이터로 검침 데이터를 전송하는 단계, 그리고 상기 슬리피 메쉬 네트워크가 슬립 모드가 되면, 상기 하이브리드 네트워크에 포함되는 복수의 지그비 종단 디바이스 및 지그비 라우터는 상기 지그비 코디네이터로 검침 데이터를 전송하는 단계를 포함한다. According to another embodiment of the present invention, in a remote meter reading method of a Zigbee network combined with a hybrid network and a sleepy mesh network, the plurality of Zigbee routers included in the sleepy mesh network are switched from a sleep mode to an active mode at a preset time. The Zigbee router included in the sleepy mesh network transmits meter reading data to a Zigbee coordinator included in the hybrid network in a mesh manner during the active mode period, and when the sleepy mesh network enters the sleep mode. A plurality of ZigBee end devices and ZigBee routers included in the hybrid network includes transmitting meter reading data to the ZigBee coordinator.

상기 슬리피 메쉬 네트워크에 포함되는 복수의 지그비 라우터가 상기 지그비 코디네이터로 검침 데이터를 전송하는 단계는, 상기 지그비 코디네이터로부터 네트워크 갱신 신호 및 검침 데이터 전송 경로를 수신하는 단계, 상기 지그비 코디네이터로부터 검침 데이터 요청 신호를 수신하는 단계, 동일한 그룹에 포함되어 있는 다른 지그비 라우터로부터 검침 데이터를 수신하는 단계, 그리고 상기 검침 데이터를 상기 전송 경로에 따라 상기 지그비 코디네이터로 전송하는 단계를 포함할 수 있다. The transmitting of the reading data to the Zigbee coordinator by a plurality of Zigbee routers included in the sleepy mesh network may include receiving a network update signal and a reading data transmission path from the Zigbee coordinator, and receiving the reading data request signal from the Zigbee coordinator. The method may include receiving the meter data from another Zigbee router included in the same group, and transmitting the meter data to the Zigbee coordinator according to the transmission path.

상기 지그비 코디네이터로부터 시간 연장을 요청하는 신호를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다. The method may further include receiving a signal for requesting time extension from the Zigbee coordinator.

이와 같이 본 발명에 의하면, 하이브리드 네트워크와 슬리피 메쉬 네트워크가 혼합된 형태를 가지는 지그비 네트워크를 이용하여 특정 시간에 슬리피 메쉬 네트워크와 하이브리드 네트워크가 지그비 통신을 수행하도록 함으로써, 전력 공급이 어려운 음영 지역에 설치된 지그비 라우터의 전력 소모를 최소화할 수 있다. As described above, according to the present invention, by using a Zigbee network having a hybrid form of a hybrid network and a sleepy mesh network, the sleepy mesh network and the hybrid network perform Zigbee communication at a specific time, thereby providing a Zigbee installed in a shaded area where power supply is difficult. The power consumption of the router can be minimized.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 지그비 네트워크를 이용한 원격 검침 시스템을 나타낸 도면이다. 도 2에서 나타낸 것처럼, 본 발명의 실시예에 따른 지그비 네트워크는 하이브리드 네트워크(100)와 슬리피 메쉬 네트워크(200)가 혼합된 형태를 가진다. 2 is a diagram illustrating a remote meter reading system using a Zigbee network according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the Zigbee network according to the exemplary embodiment of the present invention has a hybrid network 100 and a sleepy mesh network 200.

먼저, 지그비(Zigbee) 네트워크에 대하여 설명하면, 지그비란 꿀벌(Bee)이 지그재그(Zigzag)로 다니면서 꽃과 꿀이 있는 장소를 서로에게 정확하게 알려주면서 의사소통을 하는 모습에서 따온 단어로서, 대용량 데이터 전송에 목적을 둔 블루투스와 달리 저용량 데이터전송과 저전력을 특징으로 하는 PAN(Personal Area Network) 통신규격의 하나이다. First of all, the Zigbee network is described as Zigbee, a word that comes from the way Bees travel in Zigzag and communicate with each other precisely where flowers and honey are located. Unlike Bluetooth, which aims to be one of PAN (Personal Area Network) communication standard, which is characterized by low capacity data transmission and low power.

도 2에 따르면, 하이브리드 네트워크(100)는 지그비 코디네이터(ZC: ZigBee Coordinator), 지그비 라우터(ZR: ZigBee Router), 지그비 종단 디바이스(ZED: ZigBee End Device)가 네트워크 형태로 연결되어 있으며, 각각의 디바이스들이 스타 방식(STAR TYPE) 및 메쉬 방식(MESH TYPE)이 결합된 하이브리드 방식으로 네트워킹 되어 있다. According to FIG. 2, in the hybrid network 100, a ZigBee Coordinator (ZC), a ZigBee Router (ZR), and a ZigBee End Device (ZED) are connected in a network form. These are networked in a hybrid way in which the STAR TYPE and the MESH TYPE are combined.

여기서, 스타 방식은 PAN(Personal Area Network) 코디네이터를 중심으로 통신을 수행하는 토폴로지를 의미하며, 메쉬 방식은 지그비의 계층적인 구조에 의존적이지 않고 자유롭게 전송 범위 내에서 최적의 경로를 통해 통신을 수행할 수 있 는 토폴로지를 의미한다.Here, the star method refers to a topology that performs communication around a PAN (Personal Area Network) coordinator, and the mesh method does not depend on the hierarchical structure of Zigbee, and communicates freely through an optimal path within a transmission range. It can mean a topology that can be.

지그비 코디네이터(ZC)는 최상위 계층에 존재하는 노드로서, 지그비 네트워크를 형성하고, 이하 네트워크에 참여하는 지그비 노드들에게 주소를 할당하거나 데이터를 중계하는 라우팅 기능을 갖는다. Zigbee coordinator (ZC) is a node that exists at the top layer, forms a Zigbee network, and has a routing function for assigning addresses or relaying data to Zigbee nodes participating in the network.

또한, 지그비 라우터(ZR)는 최상위 계층의 존재하는 지그비 코디네이터(ZC) 및 이미 네트워크에 참여한 지그비 라우터(ZR)들의 하위 레벨에 위치하며, 데이터를 중계하거나, 이후 지그비 네트워크에 새롭게 참여하는 임의의 노드들에게 주소를 할당해주는 역할을 수행한다. In addition, the Zigbee Router (ZR) is located at the lower level of the existing Zigbee Coordinator (ZC) of the top layer and Zigbee Routers (ZR) already participating in the network, and any node that relays data or newly joins the Zigbee Network. It assigns addresses to them.

마지막으로, 지그비 종단 디바이스(ZED)는 지그비 코디네이터(ZC) 및 지그비 라우터(ZR)의 하위 계층에 위치하며, 응용을 위한 최소한의 기능만을 갖고 주소할당 및 라우팅 기능을 수행하지 못한다. 지그비 종단 디바이스(ZED)에는 검침기능을 가지는 센서를 구비하거나 연결되어 있어, 센서로부터 감지된 각종 검침 데이터를 수신하여 상위 계층인 지그비 라우터(ZR)로 전달한다. Finally, the ZigBee End Device (ZED) is located at the lower layers of the ZigBee Coordinator (ZC) and ZigBee Router (ZR), and has only minimal functionality for the application and does not perform address assignment and routing functions. The ZigBee end device (ZED) is provided with or connected with a sensor having a meter reading function, and receives various meter reading data detected from the sensor and transmits it to the upper layer ZigBee router (ZR).

지그비 종단 디바이스(ZED)는 블루투스에 비해 전송 데이터 양은 상대적으로 적지만 하나의 배터리로 1년이상 사용할 수 있을 정도로 저전력 규격이며, 소프트웨어, 관련 부품들을 최소화해 원가 역시 블루투스에 비해 훨씬 적고, 수만 개의 근거리 통신망, 즉 네트워크화할 수 있으며, 한편으론 근거리 통신을 지원하는 IEEE 802.15.4 표준 중 하나로서 본 발명에 매우 유용하게 적용할 수 있게 된다.ZigBee Termination Device (ZED) has a relatively small amount of transmitted data compared to Bluetooth, but it is a low power standard that can be used for more than one year with a single battery.It also minimizes software and related components, so the cost is much lower than that of Bluetooth. A communication network, that is, networked, and on the other hand, is one of the IEEE 802.15.4 standards supporting near field communication, which can be very usefully applied to the present invention.

지그비 종단 디바이스(ZED)는 통상적으로 30∼80m 간격의 스타 방식(STAR TYPE)으로 설치되며, 지그비 라우터(ZR)에 대하여 스타 방식으로 배치된 지그비 종 단 디바이스(ZED)의 검침 데이터는 메쉬 방식(MESH TYPE)으로 네트워킹 연결된 지그비 라우터(ZR)들에 의하여 센싱되면서 교신된다. 지그비 라우터(ZR)로부터 전송된 검침 데이터는 지그비 코디네이터(ZC)에 의하여 취합된 후 중계국(도시하지 않음)에 원거리로 전파된다.The Zigbee Termination Device (ZED) is usually installed in a star type (STAR TYPE) of 30 to 80m intervals, and the metering data of the Zigbee Termination Device (ZED) arranged in a star manner with respect to the Zigbee Router (ZR) is a mesh type ( It is sensed and communicated by ZigBee routers (ZR) connected by networking through MESH TYPE. The metering data transmitted from the Zigbee Router (ZR) is collected by the Zigbee Coordinator (ZC) and then propagated remotely to a relay station (not shown).

여기서, 네트워크의 라우팅 기능을 수행하는 지그비 라우터(ZR)는 풀 펑션 디바이스(FFD: Full Function Device)에 의해 구현될 수 있으며, 검침 데이터를 센싱하여 획득하기만 하고 라우팅 기능은 수행하지 않는 지그비 종단 디바이스(ZED)는 축소 펑션 디바이스(RFD: Reduced Function Device)로 구현될 수 있다. 또한 지그비 라우터(ZR)와 지그비 종단 디바이스(ZED)는 국제 방식인 2.4GHz로 운영 가능하도록 하며, 프로토콜 스택을 경량화하여 소형의 MCU에서도 적용 가능하다. Here, the ZigBee router (ZR) that performs the routing function of the network may be implemented by a full function device (FFD), and the ZigBee end device that only acquires meter data and acquires the metering data but does not perform the routing function. The ZED may be implemented as a reduced function device (RFD). ZigBee Router (ZR) and ZigBee Termination Device (ZED) can operate at 2.4GHz, which is an international method, and can be applied to small MCUs by lightening the protocol stack.

슬리피 메쉬 네트워크(200)에는 복수의 지그비 라우터(ZR)가 메쉬 방식으로 네트워크 되어 형성되며, 지그비 종단 디바이스(ZED)는 포함되지 않는다. 슬리피 메쉬 네트워크(200)에 포함되는 복수의 지그비 라우터(ZR)는 주로 전력 공급이 어려운 음영 지역이나 가스 검침 지역 또는 고층 건물에 설치되어 기존에 설치되어 있는 지그비 코디네이터(ZC)와 지그비 통신을 수행한다. In the sleepy mesh network 200, a plurality of ZigBee routers ZR are networked and formed in a mesh manner, and the ZigBee end device ZED is not included. The plurality of Zigbee routers (ZR) included in the sleepy mesh network 200 are mainly installed in a shaded area, a gas metering area, or a high-rise building, which are difficult to supply power, to perform Zigbee communication with the existing Zigbee coordinator (ZC). .

슬리피 메쉬 네트워크(200)에 포함된 지그비 라우터(ZR)는 일정 주기마다 슬립모드(sleep mode)에서 액티브 모드(active mode)로 전환되며 메쉬 방식으로 통신한다. 즉, 지그비 라우터(ZR)에 구비된 센서를 통하여 감지된 검침 데이터를 메쉬 방식으로 지그비 코디네이터(ZC)까지 전송한다. The Zigbee router (ZR) included in the sleepy mesh network 200 switches from a sleep mode to an active mode at a predetermined period and communicates in a mesh manner. That is, the meter reading data detected through the sensor provided in the Zigbee router (ZR) is transmitted to the Zigbee coordinator (ZC) in a mesh manner.

이하에서는 도 3 및 도 4를 통하여 본 발명의 실시예에 따른 지그비 네트워 크를 이용한 원격 검침 방법에 대하여 설명한다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 지그비 네트워크의 시분할된 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 3을 설명하기 위한 슬리피 메쉬 네트워크의 구성을 나타낸 도면이다. Hereinafter, a remote reading method using a Zigbee network according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4. 3 is a diagram illustrating a time division operation of a Zigbee network according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a sleepy mesh network for describing FIG. 3.

도 3에 나타낸 것처럼, 지그비 네트워크는 1시간을 기준으로 필요한 동작을 완료하도록 하며, 1시간은 다시 15분 단위의 4쿼터로 분리된다. 또한 도 4에 따르면, 본 발명의 실시예에서는 슬리피 메쉬 네트워크(200)에 4개의 지그비 라우터(ZR) 그룹(G1, G2, G3, G4)이 포함되며, 설명의 편의상 G1과 G3를 포함하는 제1 그룹과 G2과 G4를 포함하는 제2 그룹으로 나뉘는 것으로 설정한다. As shown in FIG. 3, the Zigbee network completes the necessary operation based on an hour, and the hour is divided into four quarters of 15 minutes. 4, in the embodiment of the present invention, four ZigBee routers (ZR) groups G1, G2, G3, and G4 are included in the sleepy mesh network 200. One group and a second group including G2 and G4 are set.

도 3에 나타낸 것처럼, 한 쿼터에서 슬리피 메쉬 네트워크(200)에 포함되는 2개의 그룹은 각각 순차적으로 액티브 상태가 된다. 즉, 두 번째 쿼터(Q2)가 시작되면 G1과 G3를 포함하는 제1 그룹의 지그비 라우터(ZR)는 웨이크 업(wake up)되어 슬립 모드(sleep mode)에서 액티브 모드(active mode)로 전환되며, 일정 시간(도 3에서는 1분 37초로 설정)동안 메쉬 방식으로 지그비 통신을 수행한다. As shown in FIG. 3, the two groups included in the sleepy mesh network 200 in one quarter are each sequentially activated. That is, when the second quarter Q2 starts, the first group of ZigBee routers ZR including G1 and G3 wakes up to switch from the sleep mode to the active mode. , Zigbee communication is performed in a mesh manner for a predetermined time (set to 1 minute and 37 seconds in FIG. 3).

액티브 모드에서, 제1 그룹에 포함되는 지그비 라우터(ZR)는 다른 지그비 라우터(ZR) 또는 지그비 코디네이터(ZC)와 지그비 통신을 수행한 뒤 슬립 모드로 전환된다. 제1 그룹의 지그비 라우터(ZR)가 액티브 모드에서 슬립 모드로 전환되면, G2와 G4를 포함하는 제2 그룹의 지그비 라우터(ZR)는 웨이크 업(wake up)되어 슬립 모드(sleep mode)에서 액티브 모드(active mode)로 전환된다. 그리고, 제1 그룹과 마찬가지로 제2 그룹에 포함되는 지그비 라우터(ZR)는 일정 시간(도 3에서는 1분 37초로 설정)동안 메쉬 방식으로 다른 지그비 라우터(ZR) 또는 지그비 코디네이 터(ZC)와 지그비 통신을 수행한 뒤 슬립 모드로 전환된다.In the active mode, the Zigbee router (ZR) included in the first group is switched to the sleep mode after performing Zigbee communication with another Zigbee router (ZR) or Zigbee coordinator (ZC). When the Zigbee router ZR of the first group is switched from the active mode to the sleep mode, the Zigbee router ZR of the second group including G2 and G4 is woken up to become active in the sleep mode. Switch to active mode. And, like the first group, the Zigbee router ZR included in the second group is different from the other Zigbee routers ZR or Zigbee Coordinator ZC in a mesh manner for a predetermined time (1 minute 37 seconds in FIG. 3). After performing communication, it goes to sleep mode.

이와 같이 슬리피 메쉬 네트워크(200)에 포함되는 모든 지그비 라우터(ZR)가 제2 쿼터(Q2)에서 슬립 모드로 전환하면, 하이브리드 네트워크(100)에 포함되는 지그비 라우터(ZR)은 지그비 코디네이터(ZC)와 지그비 통신을 수행하게 된다. 즉, 하이브리드 네트워크(100)는 제2 쿼터(Q2)의 나머지 시간(도 3에서는 14분 46초로 설정)동안 근거리 통신을 진행하게 된다. As such, when all the Zigbee routers ZR included in the sleepy mesh network 200 switch to the sleep mode in the second quarter Q2, the Zigbee routers ZR included in the hybrid network 100 are the Zigbee coordinator ZC. And Zigbee communication. That is, the hybrid network 100 performs short-range communication for the remaining time of the second quarter Q2 (set to 14 minutes and 46 seconds in FIG. 3).

이하에서는 표 1을 통하여 지그비 네트워크의 시분할 동작에 대하여 설명한다. 다음의 표 1은 한 쿼터 동안 지그비 네트워크의 시간에 따른 동작을 나타낸 것이다. 표 1에 표시되는 동작은 지그비 네트워크에 포함되는 지그비 라우터(ZR)의 동작을 의미하고, 표 1에 표시되는 시간은 하나의 동작이 실행된 후의 시간을 나타낸다. 또한 표 1에 나타난 시분할 동작 및 시간은 사용자의 설계에 의하여 다양한 형태로 변경될 수 있다. Hereinafter, the time division operation of the Zigbee network will be described with reference to Table 1. FIG. Table 1 below shows the operation of Zigbee Network over time during one quarter. The operation shown in Table 1 refers to the operation of Zigbee router (ZR) included in the Zigbee network, the time shown in Table 1 represents the time after one operation is executed. In addition, the time division operation and time shown in Table 1 may be changed in various forms by the user's design.

구분division 시간time 동작action Mesh Network
제1그룹(G1/G3)Mesh network
Group 1 (G1 / G3) 0m0m Wake upWake up 0m 3s0m 3s 네트워크 갱신 신호 및 검침 데이터 전송 경로를 지그비 코디네이터로부터 수신Receive network update signal and meter data transmission path from ZigBee Coordinator 0m 5s0m 5s 동기화 신호 및 검침 데이터 요청 신호를 지그비 코디네이터로부터 수신 Receive synchronization signal and meter data request signal from Zigbee coordinator 0m 35s0m 35s 검침 데이터 수집하여 지그비 코디네이터로 전송Collect meter data and send it to ZigBee Coordinator 0m 37s0m 37s 지그비 코디네이터로부터 시간 연장 요청 신호 수신Receive time extension request signal from Zigbee coordinator 1m 37s 1m 37s 슬리피 메쉬 네트워크의 액티브 상태 연장 Extending the Active State of Sleepy Mesh Networks Mesh Network
제2그룹(G2/G4)Mesh network
Group 2 (G2 / G4) 2m2 m Wake upWake up 2m 3s2m 3s 네트워크 갱신 신호 및 검침 데이터 전송 경로를 지그비 코디네이터로부터 수신Receive network update signal and meter data transmission path from ZigBee Coordinator 2m 5s2m 5s 동기화 신호 및 검침 데이터 요청 신호를 지그비 코디네이터로부터 수신 Receive synchronization signal and meter data request signal from Zigbee coordinator 2m 35s2m 35s 검침 데이터 수집하여 지그비 코디네이터로 전송Collect meter data and send it to ZigBee Coordinator 2m 37s2m 37s 지그비 코디네이터로부터 시간 연장 요청 신호 수신Receive time extension request signal from Zigbee coordinator 3m 37s3m 37s 슬리피 메쉬 네트워크의 액티브 상태 연장Extending the Active State of Sleepy Mesh Networks Hybrid Network
Hybrid Network
4m4m 활동 개시 Activity 4m 3s4m 3s 네트워크 갱신 신호 및 검침 데이터 전송 경로를 지그비 코디네이터로부터 수신Receive network update signal and meter data transmission path from ZigBee Coordinator 4m 13s4m 13s 동기화 신호 및 검침 데이터 요청 신호를 지그비 코디네이터로부터 수신 Receive synchronization signal and meter data request signal from Zigbee coordinator 14m 46s14m 46s 검침 데이터 수집하여 지그비 코디네이터로 전송Collect meter data and send it to ZigBee Coordinator

표 1에 나타낸 것처럼, 제2 쿼터(Q2)가 시작되면 제1 그룹(G1, G3)의 지그비 라우터(ZR)는 웨이크 업(wake up)되어 액티브 모드로 변환되고, 액티브 모드가 된 시간으로부터 3초 동안 지그비 라우터(ZR)는 네트워크 갱신 신호를 지그비 코디네이터(ZC)로부터 수신한다. 즉, 지그비 코디네이터(ZC)는 제1 그룹(G1, G3)에 포함되는 지그비 라우터(ZR)가 서로 네트워크가 가능한지에 대한 신호를 제1 그룹(G1, G3)의 지그비 라우터(ZR)로 전송하고, 지그비 라우터(ZR)가 검침 데이터를 전송하기 위한 경로(path) 정보를 전송한다. 따라서, 지그비 라우터(ZR)는 추후에 검침 데이터를 어떤 지그비 라우터(ZR)를 통하여 지그비 코디네이터(ZC)까지 전달할지에 대한 경로를 지그비 코디네이터(ZC)로부터 설정받게 된다. As shown in Table 1, when the second quarter Q2 is started, the ZigBee routers ZR of the first group G1 and G3 wake up to be converted into the active mode, and 3 from the time at which the active mode is activated, For seconds the ZigBee Router (ZR) receives a network update signal from the ZigBee Coordinator (ZC). That is, the Zigbee coordinator (ZC) transmits a signal indicating whether the Zigbee routers (ZR) included in the first group (G1, G3) can network each other to the Zigbee router (ZR) of the first group (G1, G3) The Zigbee Router (ZR) transmits path information for transmitting meter reading data. Accordingly, the ZigBee router ZR receives a path from the ZigBee coordinator ZC as to which ZigBee coordinator ZC to transmit meter reading data to the ZigBee coordinator ZC.

그리고, 지그비 코디네이터(ZC)는 약 3초 동안 제1 그룹(G1, G3)의 지그비 라우터(ZR)에 트래픽 잼(traffic jam)을 방지하기 위한 동기화 신호를 전송한다. 즉, 지그비 코디네이터(ZC)는 제1 그룹(G1, G3)에 포함되는 모든 지그비 라우터(ZR)가 동시에 액티브 상태가 되고 검침 데이터를 원활하게 수신하도록 하기 위하여 트래픽 잼 방지용 트리거 신호를 전송한다. 또한 지그비 코디테이터(ZC)는 이 기간 동안 지그비 라우터(ZR)에게 검침 데이터 요청 신호를 전송한다. In addition, the Zigbee coordinator (ZC) transmits a synchronization signal for preventing traffic jams to the ZigBee router (ZR) of the first group (G1, G3) for about 3 seconds. That is, the Zigbee coordinator ZC transmits a traffic jam prevention trigger signal in order to enable all ZigBee routers ZR included in the first group G1 and G3 to be active at the same time and receive meter reading data smoothly. In addition, the Zigbee coordinator (ZC) transmits a meter data request signal to the Zigbee router (ZR) during this period.

지그비 코디네이터(ZC)로부터 검침 데이터 요청 신호를 수신한 지그비 라우터(ZR)는, 수신 후 30초 이내에 검침 데이터를 전송한다. 여기서, 지그비 코디테이터(ZC)에 의해 설정된 전달 경로(path)를 이용하여, 지그비 라우터(ZR)는 다른 지그비 라우터(ZR)를 통하여 지그비 코디네이터(ZC)로 검침 데이터를 전송한다. The Zigbee router ZR which has received the meter reading data request signal from the Zigbee coordinator ZC transmits the meter reading data within 30 seconds after the reception. Here, the ZigBee router ZR transmits meter reading data to the ZigBee coordinator ZC through another ZigBee router ZR by using a transmission path set by the ZigBee coordinator ZC.

지그비 라우터(ZR)는 지그비 라우터(ZR)에 구비된 센서를 이용하여, 각종 전기, 수도, 가스, 배터리 등과 같은 검침 데이터를 수신하고, 지그비 코디네이터(ZC)로 검침 데이터를 전송한다. 여기서, 지그비 라우터(ZR)는 슬립 모드 상태에서 센서로부터 검침 데이터를 미리 수신하여 저장할 수 있으며, 액티브 모드에서 검침 데이터를 지그비 코디네이터(ZC)로 전송할 수 있다. The ZigBee router ZR receives meter reading data such as electricity, water, gas, and battery by using a sensor provided in the ZigBee router ZR, and transmits the meter reading data to the ZigBee coordinator ZC. Here, the Zigbee router ZR may receive and store metering data from the sensor in advance in the sleep mode and transmit the metering data to the Zigbee coordinator ZC in the active mode.

그리고, 지그비 코디네이터(ZC)는 On-demand와 같이 지그비 라우터(ZR)에 특정 정보를 전달하거나 지그비 라우터(ZR)의 상태를 조회하기 위하여 시간 연장 메시지를 약 2초 동안 전달한다(35초~37초). In addition, the Zigbee coordinator (ZC) transmits a time extension message for about 2 seconds to transmit specific information to the Zigbee router (ZR) or query the status of the Zigbee router (ZR), such as On-demand (35 seconds to 37 seconds). second).

지그비 코디네이터(ZC)로부터 시간 연장 요청 신호가 지그비 라우터(ZR)로 전달되면, 1분의 연장 시간 동안 지그비 라우터(ZR)는 지그비 코디네이터(ZC)로부터 검침과 관련된 특정 정보를 수신하거나, 지그비 코디네이터(ZC)로 상태 정보를 전달할 수 있다. When a time extension request signal is transmitted from the Zigbee coordinator (ZC) to the Zigbee router (ZR), the Zigbee router (ZR) receives a specific information related to the meter reading from the Zigbee coordinator (ZC) for one minute extension time, or ZC) can transmit the status information.

만일 지그비 코디네이터(ZC)가 시간 연장 요청 신호를 전송하지 않는 경우에는 연장 시간 없이 제1 그룹(G1, G3)에 포함되는 지그비 라우터(ZR)는 곧바로 슬립 모드로 전환된다. If the ZigBee coordinator ZC does not transmit the time extension request signal, the ZigBee router ZR included in the first group G1 and G3 is immediately switched to the sleep mode without the extension time.

이와 같이 약 1분 37초 동안 제1 그룹(G1, G3)의 지그비 라우터(ZR)가 메쉬 네트워크를 형성하여 지그비 통신을 수행하고 나면, 제1 그룹(G1, G3)에 포함되는 지그비 라우터(ZR)는 슬립 모드로 전환되고, 제2 그룹(G2, G4)에 포함되는 지그비 라우터(ZR)는 액티브 모드로 전환된다. As described above, after ZigBee routers ZR of the first group G1 and G3 form a mesh network and perform ZigBee communication for about 1 minute and 37 seconds, ZigBee routers ZR included in the first group G1 and G3 are performed. ) Is switched to the sleep mode, and the Zigbee router ZR included in the second groups G2 and G4 is switched to the active mode.

제2 그룹(G2, G4)에 포함되는 지그비 라우터(ZR)의 지그비 통신 순서 및 시간은 앞에서 설명한 제1 그룹(G1, G3)에 포함되는 지그비 라우터(ZR)와 실질적으로 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다. Since the Zigbee communication order and time of the ZigBee routers ZR included in the second group G2 and G4 are substantially the same as the ZigBee routers ZR included in the first group G1 and G3 described above, overlapping descriptions will be given. Omit.

그리고, 제2 그룹(G2, G4)의 지그비 라우터(ZR)가 메쉬 네트워크를 형성하여 지그비 통신을 수행하고 나면, 제2 그룹(G2, G4)에 포함되는 지그비 라우터(ZR)는 슬립 모드로 전환되고, 하이브리드 네트워크(100)에 포함되는 지그비 코디네이터(ZC), 지그비 라우터(ZR), 지그비 종단 디바이스(ZED)는 약 10분 46초 동안 지그비 통신을 수행하게 된다. After the ZigBee routers ZR of the second group G2 and G4 form a mesh network to perform ZigBee communication, the ZigBee routers ZR included in the second group G2 and G4 switch to the sleep mode. The Zigbee coordinator (ZC), the Zigbee router (ZR), and the Zigbee end device (ZED) included in the hybrid network 100 perform Zigbee communication for about 10 minutes and 46 seconds.

하이브리드 네트워크(100)에서 일어나는 동작은 슬리피 메쉬 네트워크(200)에서 발생하는 동작과 그 순서가 유사하다. 하이브리드 네트워크(100)는 언제나 액티브 상태로 있으므로, 하이브리드 네트워크(100)에 포함된 지그비 라우터(ZR), 지그비 종단 디바이스(ZED)는 상호 지그비 통신을 수행한다. Operations occurring in the hybrid network 100 are similar in order to operations occurring in the sleepy mesh network 200. Since the hybrid network 100 is always in an active state, the ZigBee router ZR and the ZigBee end device ZED included in the hybrid network 100 perform ZigBee communication with each other.

그러나, 슬리피 메쉬 네트워크(200)가 액티브 상태인 기간 동안에는 하이브리드 네트워크(100)는 동작을 수행하지 않는다. 이는 슬리피 메쉬 네트워크(200)는 매우 짧은 기간 동안만 액티브 상태로 있기 때문에, 슬리피 메쉬 네트워크(200)의 가용성을 보장하기 위함이다. 따라서 슬리피 메쉬 네트워크(200)가 액티브 상태인 기간에는 하이브리드 네트워크(100)에 포함된 지그비 코디네이터(ZC)는 슬리피 메쉬 네트워크(200)에 포함된 지그비 라우터(ZR)와는 지그비 통신을 수행하지만, 하이브리드 네트워크(100)에 포함된 지그비 종단 디바이스(ZED)는 지그비 라우터(ZR) 또는 지그비 코디네이터(ZC)로 검침 데이터를 전송하지 않도록 한다. However, the hybrid network 100 does not perform an operation while the sleepy mesh network 200 is active. This is to ensure the availability of the sleepy mesh network 200 since the sleepy mesh network 200 is only active for a very short period of time. Therefore, while the sleepy mesh network 200 is in an active state, the Zigbee coordinator (ZC) included in the hybrid network 100 performs Zigbee communication with the Zigbee router (ZR) included in the sleepy mesh network 200, but the hybrid network The Zigbee end device ZED included in 100 may not transmit metering data to the ZigBee router ZR or ZigBee coordinator ZC.

먼저, 하이브리드 네트워크(100)에 포함된 지그비 라우터(ZR)는 약 3초 동안 네트워크 갱신 신호를 지그비 코디네이터(ZC)로부터 수신한다. 지그비 코디네이터(ZC)는 하이브리드 네트워크(100)에 포함된 다른 지그비 라우터(ZR)로 네트워크 요청 신호를 전송하고, 하이브리드 네트워크(100)에 포함된 지그비 라우터(ZR) 또는 지그비 종단 디바이스(ZED)가 검침 데이터를 전송하기 위한 경로(path)를 설정한다. First, the ZigBee router ZR included in the hybrid network 100 receives a network update signal from the ZigBee coordinator ZC for about 3 seconds. The Zigbee Coordinator (ZC) transmits a network request signal to another Zigbee Router (ZR) included in the hybrid network 100, and the Zigbee Router (ZR) or Zigbee End Device (ZED) included in the hybrid network 100 reads Set the path for data transfer.

그리고, 지그비 코디네이터(ZC)는 약 10초 동안 지그비 라우터(ZR)로 트래픽 잼(traffic jam)을 방지하기 위한 동기화 신호를 전송한다. 또한 지그비 코디테이터(ZC)는 이 기간 동안 지그비 라우터(ZR)에게 검침 데이터 요청 신호를 전송한다. The Zigbee coordinator (ZC) transmits a synchronization signal for preventing traffic jams to the Zigbee router (ZR) for about 10 seconds. In addition, the Zigbee coordinator (ZC) transmits a meter data request signal to the Zigbee router (ZR) during this period.

지그비 코디네이터(ZC)로부터 검침 데이터 요청 신호를 수신한 지그비 라우터(ZR)는, 약 10분 동안 검침 데이터를 지그비 코디네이터(ZC)로 전송한다. 여기서, 지그비 라우터(ZR)는 네트워킹 된 다른 지그비 라우터(ZR) 또는 지그비 엔드 디바이스(ZED)로부터 수신된 검침 데이터를 지그비 코디테이터(ZC)에 의해 설정된 전달 경로(path)를 이용하여 지그비 코디네이터(ZC)로 전송한다. The ZigBee router ZR, which has received the meter reading data request signal from the ZigBee coordinator ZC, transmits the meter reading data to the ZigBee coordinator ZC for about 10 minutes. Here, the Zigbee Router (ZR) is a ZigBee Coordinator (ZC) using the transmission path (path) set by the ZigBee Coordinator (ZC) to the meter data received from another networked ZigBee router (ZR) or ZigBee end device (ZED) To send).

이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 지그비 네트워크는 일반적인 하이브리드 네트워크(100)에 슬리피 메쉬 네트워크(200)가 결합된 형태를 가지므로, 전기 공급이 어려운 음영지역에 설치된 슬리피 메쉬 네트워크(200)를 이용하여 검침 데이터를 주기적으로 수신할 수 있다. 또한 슬리피 메쉬 네트워크(200)는 짧은 기간 동안만 액티브 상태로 변환하여 검침 데이터를 송수신하므로, 지그비 라우터(ZR)를 구동하는데 필요한 전력 소모를 최소화 할 수 있다. As described above, since the Zigbee network has a form in which a sleepy mesh network 200 is combined with a general hybrid network 100, the sleepy mesh network 200 installed in a shaded area, which is difficult to supply electricity, may be used. Meter data can be received periodically. In addition, the sleepy mesh network 200 transmits and receives meter reading data by converting to an active state only for a short period of time, thereby minimizing power consumption required to drive a Zigbee router (ZR).

그리고, 본 발명의 실시예에 따르면 슬리피 메쉬 네트워크(200)에는 복수의 그룹으로 지그비 라우터(ZR)가 분산되어 있으므로, 검침 데이터 전송시에 발생하는 트래픽 잼을 효과적으로 방지할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면 1시간 동안 검침의 기본 시간 단위인 15분씩 4번 검침이 반복되고, 한 쿼터(15분)동안 2번의 메쉬 네트워크가 구성되므로 1시간 동안 총 8회의 메쉬 네트워크가 형성된다. In addition, according to the embodiment of the present invention, since the Zigbee router (ZR) is distributed in a plurality of groups in the sleepy mesh network 200, it is possible to effectively prevent traffic jams generated when the meter data is transmitted. According to an embodiment of the present invention, the meter is repeated four times for 15 minutes, which is the basic time unit of meter reading for 1 hour, and two mesh networks are formed for one quarter (15 minutes), thereby forming a total of eight mesh networks for one hour. .

본 발명의 실시예에서는 2개의 그룹이 1시간 동안 4회 검침을 수행하는 것으로 예를 들었으나, 4개의 그룹이 1시간 동안 2회 검침을 수행하도록 설정할 수 있다. 그룹의 수가 많을수록 많은 수의 지그비 라우터(ZR) 또는 지그비 엔드 디바이스(ZED)가 하나의 지그비 코디테이터(ZC)에 의해 관리 받을 수 있다. In an embodiment of the present invention, for example, two groups perform four times of reading for one hour, but four groups may be set to perform two times of reading for one hour. The larger the number of groups, the larger number of ZigBee routers (ZR) or ZigBee end devices (ZED) can be managed by one ZigBee Coordinator (ZC).

이와 같이, 지그비 라우터(ZR)가 복수의 그룹으로 분산되어 여러 횟수에 걸쳐서 검침 데이터를 지그비 코디네이터(ZC)에 전송하기 때문에, 슬리피 메쉬 네트워크(200)의 부하를 최소화 할 수 있다. 또한, 이전 쿼터에서 검침 데이터 전송에 실패할 경우에는 다음 쿼터에서 나머지 검침 데이터를 지그비 코디네이터(ZC)로 전송하도록 설정할 수 있다. As described above, since the ZigBee router ZR is distributed into a plurality of groups and transmits the meter reading data to the ZigBee coordinator ZC several times, the load of the sleepy mesh network 200 can be minimized. In addition, when the meter reading data fails in the previous quarter, the remaining meter data may be transmitted to the Zigbee coordinator (ZC) in the next quarter.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면 지그비 코디테이터(ZC), 지그비 라우터(ZR), 지그비 엔드 디바이스(ZED)에 고유의 ID를 설정하지 않고, 운영 프로파일의 일환으로 웨이크 업(Wake up) 시간을 설정 및 조절함으로써, 동일한 그룹에 포함되는 디바이스는 동일하게 동작하게 된다. 따라서, 각 그룹에 포함되는 복수의 지그비 라우터(ZR)는 동시에 액티브 모드 또는 슬립 모드로 전환된다. In addition, according to an embodiment of the present invention, without setting a unique ID to the ZigBee Coordinator (ZC), ZigBee Router (ZR), ZigBee End Device (ZED), and wake up time as part of the operation profile By setting and adjusting, devices included in the same group operate in the same manner. Therefore, the plurality of Zigbee routers ZR included in each group are simultaneously switched to the active mode or the sleep mode.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

도 1은 종래 기술에 따른 무선 검침 시스템을 도시한 것이다. 1 illustrates a wireless meter reading system according to the prior art.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 지그비 네트워크를 이용한 원격 검침 시스템을 나타낸 도면이다. 2 is a diagram illustrating a remote meter reading system using a Zigbee network according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 지그비 네트워크의 시분할된 동작을 설명하기 위한 도면이다. 3 is a diagram illustrating a time division operation of a Zigbee network according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4는 도 3을 설명하기 위한 슬리피 메쉬 네트워크의 구성을 나타낸 도면이다. 4 is a diagram illustrating a configuration of a sleepy mesh network for explaining FIG. 3.

Claims (10)

센서가 구비되어 원격 검침을 수행하는 지그비 종단 디바이스, 상기 지그비 종단 디바이스와 근거리 통신을 수행하는 제1 지그비 라우터 및 상기 제1 지그비 라우터로부터 수신한 검침 데이터를 센터 시스템으로 전송하는 지그비 코디네이터를 포함하는 하이브리드 네트워크, 및 Hybrid including a Zigbee terminal device having a sensor to perform a remote meter reading, a first Zigbee router to perform short-range communication with the Zigbee terminal device and a Zigbee coordinator for transmitting the meter data received from the first Zigbee router to the center system Network, and 상기 하이브리드 네트워크와 연결되며, 복수의 제2 지그비 라우터로 구성되는 슬리피 메쉬 네트워크를 포함하며, A sleepy mesh network connected to the hybrid network and configured of a plurality of second Zigbee routers, 상기 슬리피 메쉬 네트워크에 포함되는 상기 복수의 제2 지그비 라우터는 기 설정된 시간에 슬립 모드에서 액티브 모드로 전환되어 설정된 기간동안 메쉬 방식으로 상기 지그비 코디네이터와 지그비 통신을 수행하는 지그비 네트워크를 이용한 원격 검침 시스템. And the plurality of second ZigBee routers included in the sleepy mesh network are switched from a sleep mode to an active mode at a preset time and perform ZigBee communication with the ZigBee coordinator in a mesh manner for a set period of time. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 슬리피 메쉬 네트워크에 포함되는 복수의 제2 지그비 라우터는 복수의 그룹으로 그룹핑되며, The plurality of second Zigbee routers included in the sleepy mesh network are grouped into a plurality of groups, 상기 슬리피 메쉬 네트워크에 포함되는 각각의 그룹은 순차적으로 일정 기간 동안 액티브 상태가 유지되는 지그비 네트워크를 이용한 원격 검침 시스템. Each group included in the sleepy mesh network is a remote meter reading system using a Zigbee network sequentially maintained active for a predetermined period of time. 제2항에 있어서, The method of claim 2, 각 그룹에 포함되는 상기 복수의 제2 지그비 라우터는 동시에 액티브 모드 또는 슬립 모드로 전환되는 지그비 네트워크를 이용한 원격 검침 시스템. And the plurality of second ZigBee routers included in each group are simultaneously switched to an active mode or a sleep mode. 제3항에 있어서, The method of claim 3, 상기 슬리피 메쉬 네트워크가 액티브 상태가 되면, 상기 슬리피 메쉬 네트워크에 포함되는 상기 제2 지그비 라우터는, When the sleepy mesh network is in an active state, the second Zigbee router included in the sleepy mesh network, 상기 지그비 코디네이터로부터 네트워크 갱신 신호 또는 검침 데이터 전송 경로를 수신하고, 상기 지그비 코디네이터로부터 검침 데이터 요청 신호를 수신하며, 동일한 그룹에 포함되어 있는 다른 제2 지그비 라우터로부터 검침 데이터를 수신하고, 상기 검침 데이터를 상기 전송 경로에 따라 상기 지그비 코디네이터로 전송하는 지그비 네트워크를 이용한 원격 검침 시스템. Receives a network update signal or meter data transmission path from the Zigbee coordinator, receives a meter data request signal from the Zigbee coordinator, receives meter reading data from another second ZigBee router included in the same group, and read the meter data A remote meter reading system using a Zigbee network for transmitting to the Zigbee coordinator according to the transmission path. 제4항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 슬리피 메쉬 네트워크에 포함되는 모든 제2 지그비 라우터가 슬립 모드가 되면, 상기 하이브리드 네트워크는 상기 제1 지그비 라우터로부터 수신한 검침 데이터를 상기 지그비 코디네이터로 전송하도록 하는 지그비 네트워크를 이용한 원격 검침 시스템. And when all second ZigBee routers included in the sleepy mesh network are in a sleep mode, the hybrid network transmits meter reading data received from the first ZigBee router to the ZigBee coordinator. 하이브리드 네트워크와 슬리피 메쉬 네트워크가 결합된 지그비 네트워크의 원격 검침 방법에 있어서, In the remote metering method of a Zigbee network combined with a hybrid network and a sleepy mesh network, 상기 슬리피 메쉬 네트워크에 포함되는 복수의 지그비 라우터는 기 설정된 시간에 슬립 모드에서 액티브 모드로 전환되는 단계,A plurality of Zigbee routers included in the sleepy mesh network are switched from a sleep mode to an active mode at a preset time; 상기 슬리피 메쉬 네트워크에 포함되는 복수의 지그비 라우터는 상기 액티브 모드 기간 동안 메쉬 방식으로 상기 하이브리드 네트워크에 포함된 지그비 코디네이터로 검침 데이터를 전송하는 단계, 그리고 A plurality of Zigbee routers included in the sleepy mesh network transmitting meter reading data to a Zigbee coordinator included in the hybrid network in a mesh manner during the active mode period; and 상기 슬리피 메쉬 네트워크가 슬립 모드가 되면, 상기 하이브리드 네트워크에 포함되는 복수의 지그비 종단 디바이스 및 지그비 라우터는 상기 지그비 코디네이터로 검침 데이터를 전송하는 단계를 포함하는 지그비 네트워크를 이용한 원격 검침 방법. And when the sleepy mesh network enters a sleep mode, a plurality of ZigBee end devices and a ZigBee router included in the hybrid network transmit meter data to the ZigBee coordinator. 제6항에 있어서, The method of claim 6, 상기 슬리피 메쉬 네트워크에 포함되는 복수의 지그비 라우터는 복수의 그룹으로 그룹핑되며, A plurality of Zigbee routers included in the sleepy mesh network are grouped into a plurality of groups, 상기 슬리피 메쉬 네트워크에 포함되는 각각의 그룹은 순차적으로 일정 기간 동안 액티브 상태가 유지되는 지그비 네트워크를 이용한 원격 검침 방법. Each group included in the sleepy mesh network is a remote meter reading method using a Zigbee network sequentially maintained active for a predetermined period of time. 제7항에 있어서, The method of claim 7, wherein 각 그룹에 포함되는 상기 복수의 지그비 라우터는 동시에 액티브 모드 또는 슬립 모드로 전환되는 지그비 네트워크를 이용한 원격 검침 방법. And a plurality of ZigBee routers included in each group are simultaneously switched to an active mode or a sleep mode. 제8항에 있어서, The method of claim 8, 상기 슬리피 메쉬 네트워크에 포함되는 복수의 지그비 라우터가 상기 지그비 코디네이터로 검침 데이터를 전송하는 단계는, The plurality of ZigBee routers included in the sleepy mesh network may transmit metering data to the ZigBee coordinator. 상기 지그비 코디네이터로부터 네트워크 갱신 신호 및 검침 데이터 전송 경로를 수신하는 단계, Receiving a network update signal and a meter data transmission path from the Zigbee coordinator, 상기 지그비 코디네이터로부터 검침 데이터 요청 신호를 수신하는 단계, Receiving a meter data request signal from the Zigbee coordinator, 동일한 그룹에 포함되어 있는 다른 지그비 라우터로부터 검침 데이터를 수신하는 단계, 그리고 Receiving meter data from other Zigbee routers included in the same group, and 상기 검침 데이터를 상기 전송 경로에 따라 상기 지그비 코디네이터로 전송하는 단계를 포함하는 지그비 네트워크를 이용한 원격 검침 방법. And transmitting the meter reading data to the Zigbee coordinator according to the transmission path. 제9항에 있어서, 10. The method of claim 9, 상기 지그비 코디네이터로부터 시간 연장을 요청하는 신호를 수신하는 단계를 더 포함하는 지그비 네트워크를 이용한 원격 검침 방법. And receiving a signal for requesting a time extension from the Zigbee coordinator.
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