KR101082336B1 - 전력선 통신을 이용한 원격 에어컨 순환 제어장치 - Google Patents

전력선 통신을 이용한 원격 에어컨 순환 제어장치 Download PDF

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Abstract

이 발명은 원격지의 관리 서버가 전력선을 이용하여 에어컨시스템의 순환을 원격 제어하는 원격 에어컨 순환 제어장치에 관한 것이다.
이 발명의 전력선 통신을 이용한 원격 에어컨 순환 제어장치는, 에어컨시스템의 자동 온/오프 조건을 저장한 스케줄링 알고리즘에 따라 상기 에어컨시스템의 제어 신호를 출력하고, 상기 에어컨시스템의 상태 신호를 수신하여 모니터링 알고리즘과 상기 에어컨시스템의 고장시의 조치 알고리즘을 수행하는 관리 서버와; 상기 관리 서버와 인터페이스하여 상기 제어 신호를 수신하고 상기 상태 신호를 송신하며, 하위의 마스터 모뎀과 인터페이스하여 상기 제어 신호를 송신하고 상기 상태 신호를 수신하는 게이트웨이와; 상기 게이트웨이와 인터페이스하여 상기 제어 신호를 수신하여 전력선 신호 형태로 변환한 후 3상4선 전력선에 실어서 전송하고, 상기 3상4선 전력선에 실려서 전송된 전력선 신호 형태의 상태 신호를 수신하여 원 상태 신호로 복원한 후 상기 게이트웨이로 송신하는 상기 마스터 모뎀과; 상기 3상4선 전력선 중 임의의 단상2선 전력선에 실려서 전송된 전력선 신호 형태의 제어 신호를 수신하여 원 제어 신호로 복원하고 상기 복원된 제어 신호 및 자체 스케줄링 알고리즘에 따라 상기 에어컨시스템 및 다수의 실외기의 구동을 온 또는 오프시키고, 상기 에어컨시스템의 상태 신호를 수집하여 전력선 신호 형태로 변환한 후 상기 단상2선 전력선에 실어서 전송하는 순환제어슬레이브장치를 포함한다.
마스터 모뎀, 순환제어슬레이브장치, 전력선통신, 순환제어, 공조, 에어컨

Description

전력선 통신을 이용한 원격 에어컨 순환 제어장치 {remote control apparatus of an air conditioning system using Power Line Communication}
이 발명은 전력선 통신을 이용한 에어컨 순환 제어장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 원격지의 관리 서버가 전력선을 이용하여 에어컨시스템의 순환을 원격 제어하는 원격 에어컨 순환 제어장치에 관한 것이다.
일반적으로 공장이나 큰 건물에는 다수의 실외기를 포함한 중앙 에어컨시스템이 설치된다. 에어컨시스템은 실내기와 실외기로 이루어지며, 실내기와 실외기가 모두 동작하면 냉매가 냉각되어 시원해진 공기가 건물 실내로 공급된다. 하지만, 에어컨시스템이 온된 상태에서 실외기가 오프되어 동작하지 않으면 냉매가 냉각되지 않기 때문에 송풍 기능만이 구현된다.
원격지에 위치한 관리서버에서 각 에어컨시스템의 구동 상태와 고장 상태를 모니터링하고, 중앙 에어컨시스템의 전원을 온/오프 제어함으로써, 관리 및 제어가 용이하게 되도록 하는 기술이 요구되고 있다.
아울러, 중앙 에어컨시스템은 다수의 실외기로 이루어지기 때문에 다수의 실외기의 제어방법에 따라 에너지 효율이 달라지는 바, 중앙 에어컨시스템을 구성하는 다수의 실외기의 전원을 별도로 온/오프 제어하여 에너지 효율을 극대화하는 기술이 요구된다.
이러한 필요성을 충족시키기 위하여 안출된 이 발명의 목적은, 관리 서버가 전력선 통신을 이용하여 원격지에 위치한 에어컨시스템의 구동 상태와 고장 상태를 모니터링하고 에어컨시스템의 전원을 온/오프 제어하며, 에너지 효율이 극대화되도록 다수의 실외기의 구동을 온/오프 제어하는 장치를 제공하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 이 발명의 전력선 통신을 이용한 원격 에어컨 순환 제어장치는, 에어컨시스템의 자동 온/오프 조건을 저장한 스케줄링 알고리즘에 따라 상기 에어컨시스템의 제어 신호를 출력하고, 상기 에어컨시스템의 상태 신호를 수신하여 모니터링 알고리즘과 상기 에어컨시스템의 고장시의 조치 알고리즘을 수행하는 관리 서버와;
상기 관리 서버와 인터페이스하여 상기 제어 신호를 수신하고 상기 상태 신호를 송신하며, 하위의 마스터 모뎀과 인터페이스하여 상기 제어 신호를 송신하고 상기 상태 신호를 수신하는 게이트웨이와;
상기 게이트웨이와 인터페이스하여 상기 제어 신호를 수신하여 전력선 신호 형태로 변환한 후 3상4선 전력선에 실어서 전송하고, 상기 3상4선 전력선에 실려서 전송된 전력선 신호 형태의 상태 신호를 수신하여 원 상태 신호로 복원한 후 상기 게이트웨이로 송신하는 상기 마스터 모뎀과;
상기 3상4선 전력선 중 임의의 단상2선 전력선에 실려서 전송된 전력선 신호 형태의 제어 신호를 수신하여 원 제어 신호로 복원하고 상기 복원된 제어 신호 및 자체 스케줄링 알고리즘에 따라 상기 에어컨시스템 및 다수의 실외기의 구동을 온 또는 오프시키고, 상기 에어컨시스템의 상태 신호를 수집하여 전력선 신호 형태로 변환한 후 상기 단상2선 전력선에 실어서 전송하는 순환제어슬레이브장치를 포함한 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 이 발명에 따르면 관리 서버로부터 입력되는 제어신호를 전력선을 통해 에어컨시스템에게 통신하고, 에어컨시스템의 상태를 모니터링하여 전력선을 통해 관리 서버로 전달하기 때문에, 원격지의 관리 서버에서 에어컨시스템의 상태를 모니터링할 수 있는 잇점이 있다. 아울러, 다수의 에어컨 실외기를 개별적으로 온/오프를 제어함으로써 에너지 효율을 극대화할 수 있는 잇점이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 이 발명의 한 실시예에 따른 전력선 통신을 이용한 원격 에어컨 순환 제어장치를 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 이 발명의 한 실시예에 따른 전력선 통신을 이용한 원격 에어컨 순환 제어장치를 도시한 기능 블록도이다.
이는 관리 서버(110)와, 게이트웨이(120)와, 마스터 모뎀(130)과, 다수의 순 환제어슬레이브장치(140)를 포함하여 구성된다. 마스터 모뎀(130)과 다수의 순환제어슬레이브장치(140)는 전력선 통신을 수행하는 전력선 통신모뎀 기능을 구비한다.
각각의 순환제어슬레이브장치(140)에는 에어컨시스템(150)이 연결된다. 에어컨시스템(150)은 다수의 실내기(151)와 다수의 실외기(152)를 포함하여 구성된다. 각각의 순환제어슬레이브장치(140)는 제어 신호에 따라 에어컨시스템(150)의 실내기 및 실외기의 전원을 온/오프한다. 아울러, 순환제어슬레이브장치(140)는 에어컨시스템(150)의 전원이 온된 상태에서, 다수의 실외기(152)를 일정 시간 간격으로 순차적으로 온되도록 제어하여 에너지효율이 극대화되도록 하는 자체 스케줄링 알고리즘을 구비한다. 실외기가 온되면 에너지가 소모되면서 냉매가 냉각된다. 실외기가 온 상태를 지속적으로 유지하면 에너지가 지속적으로 소모되면서 에너지 효율이 떨어진다. 하지만, 냉매가 냉각된 상태에서 실외기의 구동을 오프하면 에너지를 절감할 수 있으면서 어느 정도의 냉방 효과를 얻을 수 있다. 따라서, 다수의 실외기로 구성된 중앙 에어컨시스템에서 다수의 실외기를 일정 시간 간격으로 순차적으로 온/오프 제어하면, 사용자가 원하는 냉방 효과를 얻으면서도 에너지 효율을 극대화할 수 있다. 이 발명의 순환제어슬레이브장치(140)는 이와 같이 에너지효율을 극대화하는 자체 스케줄링 알고리즘을 구비한다.
관리 서버(110)는 에어컨시스템(150)의 온/오프를 제어하기 위한 신호를 생성하여 게이트웨이(120)와 마스터 모뎀(130)을 통해 순환제어슬레이브장치(140)에게 전달함으로써, 순환제어슬레이브장치(140)에 연결된 에어컨시스템(150)의 구동 을 제어한다. 관리 서버(110)로부터 순환제어슬레이브장치(140)에게 전달되는 신호를 제어 신호라고 하며, 이 제어 신호의 목적주소는 순환제어슬레이브장치(140)로 설정된다. 한편, 순환제어슬레이브장치(140)는 에어컨시스템(150)의 고장 여부와 구동 상태 등의 정보를 수집하여 마스터 모뎀(130)과 게이트웨이(120)를 통해 관리 서버(110)에게 보고한다. 순환제어슬레이브장치(140)로부터 관리 서버(110)에게 전달되는 신호를 상태 신호라고 한다.
관리 서버(110)와 게이트웨이(120) 사이는 이더넷으로 연결되어, 관리 서버(110)가 웹 기반으로 각 순환제어슬레이브장치(140)에 연결된 에어컨시스템(150)을 관리 및 제어할 수 있도록 한다. 관리 서버(110)는 에어컨시스템(150)의 자동 온/오프 조건을 저장한 스케줄링 알고리즘과, 모니터링 알고리즘, 및 에어컨시스템의 고장시의 조치 알고리즘을 구비한다. 즉, 관리 서버(110)는 스케줄링 알고리즘에 따라 시간이나 설정된 실내온도를 판단하여 주기적으로 에어컨시스템의 온/오프 제어신호를 출력하기도 하고, 사용자가 수동으로 입력하는 에어컨시스템 온/오프 신호에 따라 해당 에어컨시스템에 제어신호를 출력하기도 한다. 예컨대, 관리 서버(110)는 실내온도 또는 시간을 기반으로 각 순환제어슬레이브장치(140)에게 에어컨시스템 온/오프 제어 신호를 출력한다. 또한, 관리 서버(110)는 게이트웨이(120)를 통해 수신되는 상태 신호로부터 임의의 에어컨시스템이 고장인 것으로 판단되면, 고장 조치 알고리즘에 따라 동작하여 관리자에게 통지함으로써 고장 조치가 이루어지도록 한다. 관리 서버(110)는 상태 신호를 이더넷을 통해 게이트웨이(120)로부터 수신하고, 제어 신호를 이더넷을 통해 게이트웨이(120)에게 송신한 다. 상태 신호와 제어 신호가 이더넷을 통해 전송되기 위해 이더넷 신호로 변환되어야 함은 자명하다.
게이트웨이(120)는 관리 서버(110)와 이더넷으로 연결되고 마스터 모뎀(130)과 RS-232C로 연결되어, 이더넷 신호와 RS-232C 신호를 상호 변환한다. 게이트웨이(120)는 관리 서버(110)로부터 이더넷을 통해 제어 신호가 입력되면 이를 RS-232C 신호로 변환하여 마스터 모뎀(130)에게 전달한다. 아울러, 게이트웨이(120)는 마스터 모뎀(130)으로부터 RS-232C를 통해 에어컨시스템의 상태 신호가 입력되면 이를 이더넷 신호로 변환하여 관리 서버(110)에게 전달한다. 이 게이트웨이(120)는 관리 서버(110)가 없을 경우, 스케줄링 알고리즘과 모니터링 알고리즘 및 고장 조치 알고리즘 등 관리 서버(110)의 기능을 모두 수행할 수 있다.
마스터 모뎀(130)은 게이트웨이(120)와 RS-232C로 연결되고 순환제어슬레이브장치(140)와 전력선 통신을 수행한다. 마스터 모뎀(130)은 3상4선 전력선으로 전력선 신호를 송,수신한다. 마스터 모뎀(130)은 RS-232C를 통해 수신된 제어 신호를 다수(예컨대, 3개)의 주파수대역의 반송파로 각각 변조하고 그 다수의 변조 신호를 결합하여 3상4선 전력선에 실어서 전송한다. 또한, 마스터 모뎀(130)은 3상4선 전력선에 실려서 전송된 상태 신호를 수신하고 다수의 반송파 주파수대역을 분리하여 복조한 후 원 상태 신호로 복원하고 RS232C를 통해 게이트웨이(120)에게 전달한다.
순환제어슬레이브장치(140)는 마스터 모뎀(130)과 전력선 통신을 수행하고 에어컨시스템(150)을 제어한다. 순환제어슬레이브장치(140)는 3상4선 전력선 중 임의의 단상2선 전력선에 연결되며, 단상2선 전력선으로 전력선 신호를 수신하여 해당 신호의 목적주소가 자기 자신이면 취하고 목적주소가 자기 자신이 아니면 버린다. 순환제어슬레이브장치(140)는 단상2선 전력선에 실려서 전송된 제어 신호를 수신하고 다수의 반송파 주파수대역을 분리하여 복조한 후 원 제어 신호로 복원하고, 그 제어 신호에 따라 제어대상 에어컨시스템의 구동을 온/오프 제어한다. 또한, 순환제어슬레이브장치(140)는 에어컨시스템(150)의 상태를 수집하여 목적주소를 마스터 모뎀(130)으로 하는 상태 신호를 생성하고, 그 상태 신호를 다수의 주파수대역의 반송파로 각각 변조하고 그 다수의 변조 신호를 결합하여 단상2선 전력선에 실어서 전송한다. 순환제어슬레이브장치(140)는 관리 서버(110)로부터 입력되는 제어 신호가 에어컨시스템 온 상태일 때, 자체 스케줄링 알고리즘에 따라 다수의 실외기를 일정한 시간 간격으로 순차적으로 온/오프 제어함으로써, 에너지 효율을 극대화한다.
마스터 모뎀(130)은 3상4선(R, S, T 및 N) 전력선 모두에 연결되고, 순환제어슬레이브장치(140)는 3상4선 전력선 중 임의의 단상2선((R 또는 S 또는 T)와, N) 전력선에 연결된다. 따라서, 순환제어슬레이브장치(140)가 어느 단상2선 전력선에 연결되어 있던지 관계없이 순환제어슬레이브장치(140)와 마스터 모뎀(130)은 전력선 통신이 가능하게 된다.
마스터 모뎀(130)과 순환제어슬레이브장치(140)가 제어 신호와 상태 신호를 전력선 신호 형태로 변복조할 때, 다수의 주파수대역의 반송파로 변복조한다. 그 이유를 설명하면 다음과 같다. 전력선은 부하 상태에 따라 특정 주파수대역의 잡 음이 급격하게 증가하는 경우가 발생하며, 그럴 경우 해당 특정 주파수대역으로부터 신호의 송수신이 곤란하다. 이 때문에 이 발명에서는 송신측에서는 제어 신호와 상태 신호에 대해 다수의 주파수대역(예컨대, 110~195Khz, 205~285Khz, 305~395Khz)으로 변조한 후 이를 전력선을 통해 전송하고, 수신측에서는 각각의 주파수대역으로부터 제어 신호와 상태 신호를 복조하고 상호 비교하여 원래의 데이터를 복원한다. 이렇게 하면 특정 주파수대역의 신호가 깨지더라도 다른 주파수대역을 통해 원 데이터를 복원할 수 있기 때문에 신호 전송의 성공율이 증가한다.
도 2는 이 발명의 한 실시예에 따른 게이트웨이의 기능 블록도이다. 이 게이트웨이는 게이트웨이제어부(121)와, 클럭발생부(122)와, ISP인터페이스부(123)와, RS232C인터페이스부(124)와, 이더넷모듈(125)과, 리셋스위치(126)와, 상태표시부(127)를 포함하여 구성된다.
클럭발생부(122)는 실시간 클럭을 발생하여 게이트웨이제어부(121)에게 제공한다. ISP인터페이스부(123)는 게이트웨이제어부(121)에 게이트웨이 펌웨어를 설치하기 위한 인터페이스이고, RS232C인터페이스부(124)는 게이트웨이제어부(121)와 마스터 모뎀(130)을 정합하는 인터페이스이며, 이더넷모듈(125)은 게이트웨이제어부(121)가 관리 서버(110)와 이더넷 신호를 송수신하도록 하는 모듈이다. 리셋스위치(126)는 게이트웨이를 초기화하기 위한 스위치이고, 상태표시부(127)는 관리 서버(110)와의 이더넷 통신과 마스터 모뎀(130)과의 RS232C 직렬 통신이 정상적으로 이루어지는 지를 표시한다.
도 3은 이 발명의 한 실시예에 따른 마스터 모뎀의 기능 블록도이다. 이 마 스터 모뎀은 3상커플링부(131)와, 전력선통신 송수신부(132)와, RS232C인터페이스부(133)와, 딥선택스위치(134)와, 상태표시부(135)를 포함하여 구성된다. 전력선통신 송수신부(132)는 프리필터(61)와, 이득조절부(62)와, 주필터부(63)와, 증폭&비교부(64)와, 데이터집선부(65)와, 변환구동부(66)를 포함하여 구성된다.
3상커플링부(131)는 마스터 모뎀(130)에 송수신되는 신호를 3상4선 전력선에 커플링한다.
전력선통신 송수신부(132)는 에어컨시스템 제어 신호를 전력선 신호로 변조하여 출력하고, 전력선 신호를 복조하여 에어컨시스템 상태 신호로 복원한다. 이를 구체적으로 살펴보면, 프리필터(61)는 3상커플링부(131)으로 수신된 전력선 신호 중 20~400Khz 주파수대역을 필터링한다. 차동증폭부(62)는 프리필터(61)에서 필터링된 주파수대역의 이득을 안정적으로 증폭한다. 주필터부(63)는 필터링된 주파수대역을 3개의 서브대역으로 분리하여 필터링하는데, 예컨대, 110~195Khz, 205~285Khz, 305~395Khz로 분리한다. 각각 분리된 서브대역에는 동일한 상태 신호가 다중 전송되는데, 주필터부(63)가 이 세 개의 상태 신호를 각각 복조한다. 증폭&비교부(64)는 주필터부(63)에서 복조된 3개의 상태 신호를 증폭하고 비교하여 원 상태 신호를 추출한다. 데이터집선부(data concentrater)(65)는 복원된 상태 신호를 RS232C신호로 변환하여 RS232C인터페이스부(133)를 통해 게이트웨이(120)에게 전달한다. 한편, 데이터집선부(65)는 RS232C인터페이스부(133)를 통해 입력되는 RS232C신호를 제어 신호로 변환한다. 변환구동부(66)는 제어 신호를 3개의 서브대역으로 변조하고 변조된 신호들을 결합하여 전력선신호를 생성한 후 3상커플링 부(131)를 통해 3상4선 전력선에 실어서 전송한다.
딥선택스위치(134)는 마스터 모뎀(130)의 주소를 설정하기 위한 스위치로서, 사용자가 외부에서 직접 조작하거나 무선으로 원격 조작되도록 설치할 수도 있다. 이 마스터 모뎀(130)의 주소 정보는 전력선통신 송수신부(132)에 제공되어, 순환제어슬레이브장치(140)에게 전송하는 전력선신호의 출발주소에 자신의 주소를 함께 전송한다. 마스터 모뎀(130)의 주소는 관리 서버(110) 및 다수의 순환제어슬레이브장치(140)에 공유된다. 상태표시부(135)는 마스터 모뎀(130)과 순환제어슬레이브장치(140)와의 전력선 통신 또는 마스터 모뎀(130)과 게이트웨이(120)와의 RS232C 직렬통신이 정상적으로 이루어지는 지를 표시한다.
도 4는 이 발명의 한 실시예에 따른 순환제어슬레이브장치의 기능 블록도이다. 이 순환제어슬레이브장치는 단상커플링부(141)와, 전력선통신 송수신부(142)와, 로컬제어부(143)와, 실시간제어기(144)와, 에어컨인터페이스부(145)와, 버튼부(146)와, IR수신부(147)와, 표시부(148)를 포함하여 구성된다.
단상커플링부(141)는 순환제어슬레이브장치(140)에 송수신되는 신호를 단상2선 전력선에 커플링한다. 단상커플링부(141)에는 R선, S선, T선 중 어느 하나와 N선이 연결된다.
전력선통신 송수신부(142)는 에어컨시스템 상태 신호를 전력선 신호로 변조하여 출력하고 전력선 신호를 복조하여 에어컨시스템 제어 신호로 복원한다. 이를 구체적으로 살펴보면, 프리필터(71)는 단상커플링부(141)로 수신된 전력선 신호 중 20~400Khz 주파수대역을 필터링한다. 차동증폭부(72)는 프리필터(71)에서 필터링 된 주파수대역의 이득을 안정적으로 증폭한다. 주필터부(73)는 필터링된 주파수대역을 3개의 서브대역으로 분리하여 필터링하는데, 예컨대, 110~195Khz, 205~285Khz, 305~395Khz로 분리한다. 각각 분리된 서브대역에는 동일한 제어 신호가 다중 전송되는데, 주필터부(73)가 이 세 개의 제어 신호를 각각 복조한다. 증폭&비교부(74)는 주필터부(73)에서 복조된 3개의 제어 신호를 증폭하고 비교하여 원 제어 신호를 추출한다. 데이터집선부(data concentrater)(75)는 복원된 제어 신호를 로컬제어부(143)에게 전달한다. 한편, 데이터집선부(75)는 로컬제어부(143)를 통해 입력된 상태 신호를 변환구동부(76)에게 제공하고, 변환구동부(76)는 그 상태 신호를 3개의 서브대역으로 변조하고 변조된 신호들을 결합하여 전력선신호 형태로 생성한 후 단상커플링부(141)를 통해 단상2선 전력선에 실어서 전송한다.
로컬제어부(143)는 전력선통신 송수신부(142)를 통해 수신된 에어컨시스템 제어신호 및 자체 스케줄링 알고리즘에 따라 에어컨인터페이스부(145)를 제어하는데, 실내기(151)를 에어컨시스템 제어신호에 따라 온/오프 제어하고, 자체 스케줄링 알고리즘에 따라 실외기(152)의 구동을 온/오프 제어한다. 여기서, 에어컨인터페이스부(145)는 릴레이의 드라이 접점(Dry Contact)을 이용하여 실외기의 전원을 온/오프하며, 도시되지 않은 영점검출기가 전력선신호의 영점을 검출하여 로컬제어부(143)에 전달하고, 로컬제어부(143)가 전력선신호의 영점을 기준으로 릴레이를 온/오프함으로써 소비전력을 최소화할 수 있다. 즉, 관리 서버(110)로부터 수신된 제어신호가 에어컨시스템 구동 온인 경우 실내기를 동작시키면서, 자체 스케줄링 알고리즘에 따라 다수의 실외기(150)를 동시에 구동 온되도록 제어하거나 일정 시간 간격으로 순차적으로 구동 온되도록 제어한다. 이때, 실시간제어기(144)는 현재 시간정보를 실시간으로 로컬제어부(143)에게 제공하여, 로컬제어부(143)가 자체 스케줄링 알고리즘을 수행할 수 있도록 한다. 또한, 로컬제어부(143)는 에어컨인터페이스부(145)를 통해 에어컨시스템 상태 정보를 수집하여 그 에어컨시스템 상태 신호를 전력선통신 송수신부(142)에게 제공한다.
버튼부(146)는 사용자로부터 수동으로 입력되는 실외기(150) 온/오프 제어신호를 입력받는다. 로컬제어부(143)는 버튼부(146)를 통해 수동 입력되는 실외기 온/오프 제어신호에 따라 에어컨인터페이스부(145)를 제어한다.
IR수신부(147)는 순환제어슬레이브장치(140)의 주소를 설정하기 위한 값으로서, 무선으로 원격 조작되도록 설치된다. 이 순환제어슬레이브장치(140)의 주소 정보는 전력선통신 송수신부(142) 또는 로컬 제어부(143)에게 제공되는 바, 전력선통신 송수신부(142) 또는 로컬 제어부(143)는 수신된 전력선신호의 목적주소가 자기 자신이면 취하고 자기자신이 아니면 버린다. 한편, 전송하고자 하는 전력선신호의 출발주소에 자신의 주소를 함께 전송하기도 한다. 순환제어슬레이브장치(140)의 주소는 관리 서버(110) 및 마스터 모뎀(130)에 공유된다. 표시부(148)는 순환제어슬레이부장치(140)의 주소를 표시하고, 순환제어슬레이브장치(140)와 마스터 모뎀(130)과의 전력선 통신이 정상적으로 이루어지는 지를 표시한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 이 발명에 따른 전력선 통신을 이용한 원격 에어컨 순환 제어장치의 동작을 설명한다.
먼저, 관리 서버(110)로부터 순환제어슬레이브장치(140)에게 에어컨시스템 제어 신호가 전송되는 과정을 설명한다.
관리 서버(110)가 에어컨시스템을 제어하기 위한 신호를 생성하여 이더넷을 통해 게이트웨이(120)에 전달한다.
게이트웨이(120)의 이더넷모듈(125)이 이더넷으로부터 에어컨시스템 제어 신호를 수신하고 게이트웨이 제어부(121)가 이더넷 신호를 RS232C 신호로 변환하여 RS232C인터페이스부(124)를 통해 마스터 모뎀(130)에게 전달한다. 이더넷모듈(125)을 통해 게이트웨이(120)와 관리 서버(110)가 통신할 때와, RS232C인터페이스부(124)를 통해 게이트웨이(120)와 마스터 모뎀(130)이 통신할 때 게이트웨이 제어부(121)는 그 통신 상태를 상태표시부(127)에 표시한다.
다음, 마스터 모뎀(130)의 RS232C인터페이스부(133)는 RS232C 신호 형태의 제어 신호를 입력받아 전력선통신 송수신부(132)의 데이터집선부(65)에게 전달하고, 데이터집선부(65)는 RS232C 신호 형태의 제어 신호를 복원하여 변환구동부(66)에게 전달한다. 변환구동부(66)는 제어 신호를 3개의 서브대역(110~195Khz, 205~285Khz, 305~395Khz)으로 변조하고 그 변조된 신호들을 결합하여 전력선 신호 형태로 변환한 후 3상 커플링부(131)를 통해 3상4선 전력선에 실어서 전송한다. 이때, 마스터 모뎀(130)은 R선, S선, T선에 모두 이 전력선 신호를 전송한다.
마스터 모뎀(130)이 전력선의 R선, S선, T선에 모두 전력선 신호 형태의 제어 신호를 송신하면, 전력선에 연결된 모든 순환제어슬레이브장치(140)들에게 입력된다.
전력선 신호 형태의 제어 신호의 목적주소인 순환제어슬레이브장치(140)의 단상커플링부(141)는 전력선에 커플링하여 이 전력선 신호를 수신하고, 전력선통신 송수신부(142)는 전력선 신호를 복조하여 제어 신호로 복원한다. 프리필터(71)는 단상커플링부(141)로 수신된 전력선 신호 중 20~400Khz 주파수대역을 필터링하고, 차동증폭부(72)는 프리필터(71)에서 필터링된 주파수대역의 이득을 안정적으로 증폭한다. 주필터부(73)는 필터링된 주파수대역을 3개의 서브대역으로 분리하여 필터링하는데, 구체적으로는, 110~195Khz, 205~285Khz, 305~395Khz로 분리하여 세 개의 제어 신호를 각각 복조한다. 증폭&비교부(74)는 주필터부(73)에서 복조된 3개의 제어 신호를 증폭하고 비교하여 원 제어 신호를 추출한다. 데이터집선부(75)는 복원된 제어 신호를 로컬제어부(143)에게 전달한다.
로컬제어부(143)는 제어 신호에 따라 에어컨인터페이스부(145)를 통해 에어컨시스템을 온 또는 오프한다. 제어 신호가 에어컨시스템 구동 온 신호인 경우, 로컬제어부(143)는 자체 스케줄링 알고리즘을 고려하여 에어컨인터페이스부(145)의 각 릴레이를 개별적으로 온 또는 오프하여 각 릴레이에 연결된 실외기의 구동이 온 또는 오프되도록 한다.
다음, 순환제어슬레이브장치(140)로부터 관리 서버(110)에 상태 신호가 전송되는 과정을 설명한다.
로컬제어부(143)는 에어컨인터페이스부(145)를 통해 에어컨시스템의 상태 신호를 수집하여 전력선통신 송수신부(142)의 데이터 집선부(75)에게 전달한다. 데이터 집선부(75)는 전력선 통신을 위한 상태 신호를 생성하고 변환 구동부(76)는 이 상태 신호를 3개의 서브대역(110~195Khz, 205~285Khz, 305~395Khz)으로 각각 변조하고 그 변조된 신호들을 결합하여 전력선 신호 형태로 변환한 후 단상커플링부(141)를 통해 단상2선 전력선에 실어서 전송한다. 이 전력선 신호 형태의 상태 신호의 목적주소는 마스터 모뎀(130)으로 설정된다.
전력선 신호 형태의 상태 신호의 목적주소인 마스터 모뎀(130)의 3상 커플링부(131)는 전력선에 커플링하여 이 전력선 신호를 수신하고, 전력선통신 송수신부(132)는 전력선 신호를 복조하여 상태 신호로 복원한다. 프리필터(61)는 3상커플링부(131)로 수신된 전력선 신호 중 20~400Khz 주파수대역을 필터링하고, 차동증폭부(62)는 프리필터(61)에서 필터링된 주파수대역의 이득을 안정적으로 증폭한다. 주필터부(63)는 필터링된 주파수대역을 3개의 서브대역으로 분리하여 필터링하는데, 구체적으로는, 110~195Khz, 205~285Khz, 305~395Khz로 분리하여 세 개의 상태 신호를 복조한다. 증폭&비교부(64)는 주필터부(63)에서 복조된 3개의 상태 신호를 증폭하고 비교하여 원 상태 신호를 추출한다. 데이터집선부(65)는 복원된 상태 신호를 RS232C인터페이스부(133)를 통해 게이트웨이(120)에게 전달한다.
게이트웨이(120)의 게이트웨이제어부(121)는 RS232C인터페이스부(124)를 통해 마스터 모뎀(130)으로부터 수신되는 상태 신호를 이더넷 신호 형태로 변환하여 이더넷 모듈(125)를 통해 관리 서버(110)에게 전달한다.
한편, 순환제어슬레이브장치(140)는 사용자가 버튼부(146)를 조작하면, 로컬제어부(143)는 사용자의 의도를 파악하고 에어컨인터페이스부(145)의 해당 릴레이를 온/오프하여 해당 릴레이에 연결된 실외기가 온 또는 오프되도록 한다.
이상에서 본 발명에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
도 1은 이 발명의 한 실시예에 따른 전력선 통신을 이용한 에어컨 원격 제어장치를 도시한 기능 블록도,
도 2는 이 발명의 한 실시예에 따른 게이트웨이의 기능 블록도,
도 3은 이 발명의 한 실시예에 따른 마스터 모뎀의 기능 블록도,
도 4는 이 발명의 한 실시예에 따른 순환제어슬레이브장치의 기능 블록도이다.

Claims (9)

  1. 에어컨시스템의 자동 온/오프 조건을 저장한 스케줄링 알고리즘에 따라 상기 에어컨시스템의 제어 신호를 출력하고, 상기 에어컨시스템의 상태 신호를 수신하여 모니터링 알고리즘과 상기 에어컨시스템의 고장시의 조치 알고리즘을 수행하는 관리 서버와;
    상기 관리 서버와 이더넷 통신으로 인터페이스하여 상기 제어 신호를 수신하고 상기 상태 신호를 송신하며, 하위의 마스터 모뎀과 인터페이스하여 상기 제어 신호를 송신하고 상기 상태 신호를 수신하는 게이트웨이와;
    상기 게이트웨이와 인터페이스하여 상기 제어 신호를 수신하여 전력선 신호 형태로 변환한 후 3상4선 전력선에 실어서 전송하고, 상기 3상4선 전력선에 실려서 전송된 전력선 신호 형태의 상태 신호를 수신하여 원 상태 신호로 복원한 후 상기 게이트웨이로 송신하는 상기 마스터 모뎀과;
    상기 3상4선 전력선 중 임의의 단상2선 전력선에 실려서 전송된 전력선 신호 형태의 제어 신호를 수신하여 원 제어 신호로 복원하고 상기 복원된 제어 신호 및 자체 스케줄링 알고리즘에 따라 상기 에어컨시스템 및 다수의 실외기의 구동을 온 또는 오프시키고, 상기 에어컨시스템의 상태 신호를 수집하여 전력선 신호 형태로 변환한 후 상기 단상2선 전력선에 실어서 전송하는 순환제어슬레이브장치를 포함하고,
    상기 마스터 모뎀은, 상기 3상4선 전력선에 상기 전력선 신호 형태의 제어 신호를 송신하고 상기 3상4선 전력선으로부터 상기 전력선 신호 형태의 상태 신호를 수신하는 3상커플링부와,
    상기 제어 신호를 전력선 신호 형태로 변조하여 상기 3상커플링부에게 전달하고 상기 전력선 신호 형태의 상태 신호를 원 상태 신호로 복원하여 상기 게이트웨이에게 전달하는 전력선통신 송수신부와,
    상기 게이트웨이와의 통신을 위한 RS232C인터페이스부를 포함한 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 이용한 원격 에어컨 순환 제어장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 전력선통신 송수신부는,
    상기 3상커플링부로부터 수신되는 전력선 신호 중 일부 주파수대역을 필터링하는 프리필터와, 상기 프리필터에서 필터링된 주파수대역의 이득을 안정적으로 증폭하는 차동증폭부와, 상기 차동 증폭된 주파수대역을 다수의 서브대역으로 분리하고 각 서브대역별로 각각 상태 신호를 복원하는 주필터부와, 상기 각 서브대역별로 복원된 다수의 상태 신호를 증폭하고 비교하여 원 상태 신호를 추출하는 증폭&비교부와, 상기 제어 신호를 상기 다수의 서브대역으로 각각 변조하고 각 서브대역별로 변조된 신호들을 결합하여 전력선 신호 형태로 변환한 후 상기 3상커플링부로 전달하는 변환구동부와, 상기 증폭&비교부로부터 추출된 상태 신호를 상기 게이트웨이에게 전달하고 상기 게이트웨이로부터 상기 제어 신호를 수신하는 데이터 집선부를 포함한 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 이용한 원격 에어컨 순환 제어장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 마스터 모뎀은 상기 전력선통신 송수신부에 상기 마스터모뎀의 주소 정보를 제공하는 딥선택스위치와, 상기 마스터모뎀과 순환제어슬레이브장치와의 전력선 통신 상태 및 상기 마스터 모뎀과 게이트웨이과의 RS232C 직렬 통신 상태를 표시하는 상태표시부를 더 포함한 특징으로 하는 전력선 통신을 이용한 원격 에어컨 순환 제어장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 순환제어슬레이브장치는,
    상기 단상2선 전력선에 상기 전력선 신호 형태의 상태 신호를 송신하고 상기 단상2선 전력선으로부터 상기 전력선 신호 형태의 제어 신호를 수신하는 단상커플링부와,
    상기 상태 신호를 전력선 신호 형태로 변조하여 상기 단상커플링부에게 전달하고 상기 전력선 신호 형태의 제어 신호를 원 제어 신호로 복원하는 제2전력선통신 송수신부와,
    상기 에어컨시스템을 구성하는 다수의 실내기 및 상기 다수의 실외기에 연결된 에어컨인터페이스부와,
    상기 다수의 실외기를 일정 시간 간격으로 순차적으로 구동하기 위한 상기 자체 스케줄링 알고리즘을 구비하고, 상기 복원된 제어 신호 및 상기 자체 스케줄링 알고리즘에 따라 상기 에어컨인터페이스부를 통해 상기 다수의 실내기 및 다수의 실외기의 구동을 온 또는 오프하고, 상기 에어컨인터페이스부를 통해 상기 에어컨시스템 상태 신호를 수집하여 상기 전력선통신 송수신부에게 제공하는 로컬제어부와,
    상기 로컬제어부에게 시간정보를 제공하는 실시간제어기를 포함한 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 이용한 원격 에어컨 순환 제어장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제2전력선통신 송수신부는,
    상기 단상커플링부로부터 수신되는 전력선 신호 중 일부 주파수대역을 필터링하는 프리필터와, 상기 프리필터에서 필터링된 주파수대역의 이득을 안정적으로 증폭하는 차동증폭부와, 상기 차동 증폭된 주파수대역을 다수의 서브대역으로 분리하고 각 서브대역별로 각각 제어 신호를 복원하는 주필터부와, 상기 각 서브대역별로 복원된 다수의 제어 신호를 증폭하고 비교하여 원 제어 신호를 추출하는 증폭&비교부와, 상기 상태 신호를 상기 다수의 서브대역으로 각각 변조하고 각 서브대역별로 변조된 신호들을 결합하여 전력선 신호 형태로 변환한 후 상기 단상커플링부로 전달하는 변환구동부와, 상기 증폭&비교부로부터 추출된 제어 신호를 상기 로컬제어부에게 전달하고 상기 로컬제어부로부터 상기 상태 신호를 수신하는 데이터 집선부를 포함한 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 이용한 원격 에어컨 순환 제어장치.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 순환제어슬레이브장치는 상기 순환제어슬레이브장치의 주소 정보를 입력받아 상기 로컬제어부에게 제공하는 IR수신부와, 상기 순환제어슬레이브장치와 마스터모뎀과의 전력선 통신 상태와 상기 순환제어슬레이브장치의 주소를 표시하는 표시부를 더 포함한 특징으로 하는 전력선 통신을 이용한 원격 에어컨 순환 제어장치.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 순환제어슬레이브장치는 상기 다수의 실외기의 구동 온/오프를 수동으로 조작하기 위한 버튼부를 더 포함한 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 이용한 원격 에어컨 순환 제어장치.
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