KR101140282B1

KR101140282B1 - 원격 온실가스 모니터링을 위한 최적주파수 조절형 데이터 전송부를 구비한 무선전력량계

Info

Publication number: KR101140282B1
Application number: KR1020110111870A
Authority: KR
Inventors: 권동명; 이동훈; 여정훈; 김인수
Original assignee: 주식회사 이에스전자; (주) 에코센스
Priority date: 2011-10-31
Filing date: 2011-10-31
Publication date: 2012-04-27

Abstract

본 발명은 원격 온실가스 모니터링을 위한 최적주파수 조절형 데이터 전송부를 구비한 무선전력량계에 관한 것으로, 그 목적은 원격지의 개인 또는 설비, 공정에 사용되는 전력 소모 기기의 전력사용량을 측정시 타 무선장비와 데이터 간섭 혹은 충돌 없이 안정적인 무선 데이터 제공을 위하여 복수개의 무선 채널 중 가장 송수신 감도가 높은 최적의 주파수를 스캔후 설정된 주파수를 통해 전송토록 한 최적주파수 조절형 데이터 전송부를 구비한 무선전력량계를 제공하는 데 있다.
본 발명의 구성은 상위단으로부터 전류을 공급받는 상위전원인입부(10)와; 공급된 전류를 하위단의 개인별 전력소모기기에 공급하는 하부전원전달부(11)와; 상위 전원 인입부(10)와 하부 전원 전달부(11) 사이에 위치하여 전류를 전달하고, 일측을 통해 AC/DC 변환부(13)로 전류를 공급하는 전원관리부(12)와; 전원관리부(12)에서 공급받은 AC 전원을 DC 전원으로 변환하여 내부 회로 구동용 전원으로 공급하는 AC/DC변환부(13)와; 전원관리부(12)에서 하부 전원 전달부(11)로 연결되는 도선에 직접 체결되어, 하위단의 개인별 전력소모기기에서 사용중인 전류량과 전압량의 변화를 감지하는 전류/전압 검출부(14)와; 전류/전압 검출부(14)에서 감지된 수치를 이용 전력량을 계산후 메모리에 저장하고, 최적주파수 조절형 데이터 전송부(17) 또는 외부 표시부(18)에 전력량 정보를 전송하는 메인컨트롤유닛(15)과; 계산된 전력 사용량의 데이터 및 장치 식별을 위한 식별코드 또는 식별 정보를 저장하는 메모리(16)와; 무선 통신을 사용하여 측정된 전력 소비량 정보를 외부로 전송하는 최적주파수 조절형 데이터 전송부(17); 및 전력 소비량 데이터를 표시하는 외부 표시부(18)로 구성하되, 상기 최적주파수 조절형 데이터 전송부(17)는 메인컨트롤유닛(15)과 연결되어, 스캔후 선택된 특정 주파수값으로 전송이 이루어지도록 제어하는 무선모듈제어부(171)와, 무선모듈제어부(171)의 명령에 따라 특정 주파수에 측정된 전력데이터를 담아 외부로 송출하는 무선출력부(172) 및 안테나(173)와, 상기 무선모듈제어부로 스캔된 특정 주파수 값을 입력시키는 채널선택부(174)로 구성되어 타 무선기기와의 주파수 간섭이나 충돌없이 무선 전송토록 구성된 원격 온실가스 모니터링을 위한 최적주파수 조절형 데이터 전송부를 구비한 무선전력량계를 발명의 특징으로 한다.

Description

원격 온실가스 모니터링을 위한 최적주파수 조절형 데이터 전송부를 구비한 무선전력량계{Wireless electric power meter using frequency selecting type data transfer part for remote monitoring greenhouse gas}

본 발명은 원격 온실가스 모니터링을 위한 최적주파수 조절형 데이터 전송부를 구비한 무선전력량계에 관한 것으로, 자세하게는 단위 사업장 등의 조직에서 온실가스 저감 활동 사업을 위해 무선전력량계를 이용하여 모니터링시 특정 개인 또는 설비, 공정의 전력 사용량만을 정확하게 측정하여 온실가스 발생량 편차를 안정적으로 모니터링하도록 무선전력량계 설치 현장의 다양한 무선 환경에서 근처 타 무선 장비의 주파수 간섭 혹은 충돌을 최대한 피하면서 복수개의 무선 채널 중 가장 송수신 감도가 높은 최적의 주파수 스캔 후 설정 후 최적 주파수를 통해 전송토록 함으로써 개인 또는 조직 전체의 온실가스 저감 활동을 증진시킨 기술에 관한 것이다.

최근 각국 정부, 지자체, 회사 및 가정 등은 날로 증가하고 있는 지구온난화 및 이상기온 현상을 발생시키는 온실가스의 배출량을 줄이기 위한 다양한 노력을 기울이고 있다.

이러한 에너지 절감 및 온실가스 발생량 감소 활동은 전 세계적인 환경운동으로 자리 잡히고 있으며 각국은 온실가스 발생의 을 위하여 다양한 환경기술을 도입하고 있다.

다만, 온실가스 저감 활동이 소기 목적을 달성하기 위해서는 개별 구성원들의 온실가스 저감 활동을 모니터링하는 것이 중요하다. 그 이유는 개별 구성원의 적극적인 온실가스 저감 활동을 통한 전체 조직의 온실가스 저감 목표 달성이 효율적이기 때문이다.

따라서 개별 구성원의 에너지사용량을 모니터링하는 것이 중요한데, 주로 전력 사용량에 대한 모니터링을 말하는 것이다. 전력을 제외한 유류, 수도, 가스, 온수, 스팀 등의 에너지원에 대한 개별적인 모니터링에는 현실적인 한계가 있기 때문이다.

현재 전력사용량을 모니터링하기 위한 여러 장치가 개발되어 사용 중인데 기존의 모니터링 장치는 대부분 도 5에 개시된 것과 같은 유선전력량계 방식으로서 보통 한 건물(혹은 보다 큰 측정단위)에 하나 정도 설치되어 사용되는 구조로 개별 전력 사용기기들에 대한 측정이 불가능하다. 즉, 사무공간을 대상으로 할 경우, 동급 규모의 사무실별 전력 사용량 비교를 위해서는 사무실별로 전력계의 설치가 필요하다. 이 경우 사무실로 인입되는 전력선의 개수만큼 전력계를 설치해야 되며, 설치가 진행되는 동안에는 전력공급선에 전력이 단절 되어야 하므로 업무의 마비현상이 발생되었다.

이와 같이 종래의 유선 전력량계는 그 설치시 정전과 유선 등의 과다한 소요 비용 등으로 인하여 범용설치가 이루어지지 않고 있다.

이러한 단점을 극복하기 위한 소수의 무선전력량계가 개발되었으나 제조 편의상 대부분 고정 주파수로 설정되어 출하되므로 설치 현장에서 타 무선기기와의 주파수 간섭이나 충돌이 발생되어 안정적인 데이터 전송이 이루어지지 않는 경우가 많다. 이와 같은 경우 측정된 데이터가 전송되지 않아 안정적인 모니터링과 통계가 나오지 않을 수 있다.

또한 이러한 무선전력량계가 설치되는 장소는 지하실이나 공조실 등의 배전반에 설치함으로 인해 무선 음영이 발생하는데 이와 같은 음염지역은 각 건물의 특성과 배전반 위치에 따라 다르므로 고정 주파수 방식은 현장 여건에 맞이 않는 부분이 너무 많게 된다.

따라서 모니터링이 불안정할 시 해당 설치된 무선전력량계를 수리해야 하는 데 보통 무선전력량계를 설치한 설치자가 무선전력량계와 같은 무선장비에 관한 기술 및 경험이 없는 경우 현장에서 이러한 문제점을 완벽하게 해결하지 못하므로 무선전력량계 개발자나 AS기사가 현장에서 전파분석기(Spectrum Analyzer)등을 사용하여 현장 주변의 주파수를 검색하고 분석하여 주파수 간섭이나 충돌을 배제할 수 있는 주파수를 결정하고 제품을 회수하여 해당 주파수로 재설정하여 설치하게 되는데 이러한 과정에 많은 시간과 비용이 낭비되고 있다.

따라서 상기한 문제점을 해결하기 위하여 장치 설치자가 현장에서 빠르고 편리하게 최적의 주파수를 찾아서 설치할 수 있도록 지원할 수 있는 최적 주파수 설정 장치의 개발이 요구되고 있다.

국내특허등록공보 등록번호 10-1035941(2011.05.13.) 국내 등록실용신안 제0205236호(2000.12.01.)

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 원격지의 개인 또는 설비, 공정에 사용되는 전력 소모 기기의 전력사용량을 측정시 타 무선장비와 데이터 간섭 혹은 충돌 없이 안정적인 무선 데이터 제공을 위하여 복수개의 무선 채널 중 가장 송수신 감도가 높은 최적의 주파수를 스캔후 설정된 주파수를 통해 전송토록 한 최적주파수 조절형 데이터 전송부를 구비한 무선전력량계를 제공하는 데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위하여 본 발명은

상위단으로부터 전류을 공급받는 상위전원인입부와; 공급된 전류를 하위단의 개인별 전력소모기기에 공급하는 하부전원전달부와; 상위 전원 인입부와 하부 전원 전달부 사이에 위치하여 전류를 전달하고, 일측을 통해 AC/DC 변환부로 전류를 공급하는 전원관리부와; 전원관리부에서 공급받은 AC 전원을 DC 전원으로 변환하여 내부 회로 구동용 전원으로 공급하는 AC/DC변환부와; 전원관리부에서 하부 전원 전달부로 연결되는 도선에 직접 체결되어, 하위단의 개인별 전력소모기기에서 사용중인 전류량과 전압량의 변화를 감지하는 전류/전압 검출부와; 전류/전압 검출부에서 감지된 수치를 이용 전력량을 계산후 메모리에 저장하고, 최적주파수 조절형 데이터 전송부 또는 외부 표시부에 전력량 정보를 전송하는 메인컨트롤유닛과; 계산된 전력 사용량의 데이터 및 장치 식별을 위한 식별코드 또는 식별 정보를 저장하는 메모리와; 무선 통신을 사용하여 측정된 전력 소비량 정보를 외부로 전송하는 최적주파수 조절형 데이터 전송부; 및 전력 소비량 데이터를 표시하는 외부 표시부로 구성하되,

상기 최적주파수 조절형 데이터 전송부는 메인컨트롤유닛과 연결되어, 스캔후 선택된 특정 주파수값으로 전송이 이루어지도록 제어하는 무선모듈제어부와, 무선모듈제어부의 명령에 따라 특정 주파수에 측정된 전력데이터를 담아 외부로 송출하는 무선출력부 및 안테나와, 상기 무선모듈제어부로 스캔된 특정 주파수 값을 입력시키는 채널선택부로 구성되어 타 무선기기와의 주파수 간섭이나 충돌없이 무선 전송토록 구성된 것을 특징으로 하는 원격 온실가스 모니터링을 위한 최적주파수 조절형 데이터 전송부를 구비한 무선전력량계를 제공함으로써 달성된다.

본 발명은 바람직한 실시예로, 상기 채널선택부는 수동 로터리 방식으로 구성할 수 있다.

본 발명은 바람직한 실시예로, 상기 채널선택부는 16개의 주파수 채널로 이루어지고, 이중 선택된 어느 하나의 최적 무선 주파수 채널을 통해 무선모듈제어부와 연결되게 구성할 수 있다.

본 발명은 바람직한 실시예로, 상기 최적 무선 주파수 채널은 채널선택부와 동일한 주파수 채널로 구성된 서버간 무선 송수신 감도를 전파분석기로 측정후 선택된 채널인 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 본 발명은 고유 식별력을 가진 무선전력량계를 사용하여 원격지의 온실가스를 발생시키는 전력 소모기기들을 사용하는 특정 개인 또는 설비, 공정의 전력 사용량만을 정확하게 측정하여 개별적인 전력사용량 측정 후 다른 무선기기와의 간섭 또는 충돌 없이 데이터를 전송하여 개별 전력사용량을 통합적으로 안정적으로 측정하고 모니터링 할 수 있다는 장점을 가진 유용한 발명으로 산업상 그 이용이 크게 기대되는 발명인 것이다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 개인별 전력사용량 측정을 위한 구성도이고,
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 최적주파수 조절형 데이터 전송부를 포함한 무선전력량계의 구성도이고,
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 최적주파수 조절형 데이터 전송부의 구성도이고,
도 4는 본 발명의 최적주파수 조절형 데이터 전송부를 구비한 무선전력량계를 이용한 전체 온실가스 저감 모니터링 시스템도이고,
도 5는 종래 일반적인 전력량계를 보인 예시도이다.

이하 본 발명의 실시 예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 개인별 전력사용량 측정을 위한 구성도이다. 도시된 바와 같이 본 발명은 개인별 전력사용량을 측정하기 위해 개인별로 사용하는 전력소모기기(4) 단독의 상위단 또는 다수개의 전력소모기기(4)들이 한꺼번에 꽂혀 있는 멀티탭(3)의 상위단에 개별 ID를 가진 하나의 무선전력량계(1)가 설치되고, 다시 무선전력량계는 그 상위단의 전원인 벽면 소켓 또는 멀티탭의 소켓(2)에 꽂혀서 구성된다. 즉, 개인이 사용하는 전력소모기기의 플러그가 무선전력량계의 소켓에 꽂히고 무선전력량계의 플러그는 그 상위단의 전원장치 소켓에 꽂혀 구성된다. 물론 이때 개인이 사용하는 전력소모기기가 다수개이면 개별 전력소모기기의 플러그가 멀티탭(3)에 형성된 다수개의 소켓에 꽂힌후 멀티탭의 플러그가 무선전력량계의 소켓에 꽂히게 구성된다.

무선전력량계의 일측에는 상위 전원에 연결되는 플러그인 상위전원인입부가 형성되고 타측에는 하위 전력소모기기들에 전원을 공급하는 소켓인 하부전원전달부가 형성되어 있다. 이때 플러그는 통상적인 멀티탭형식의 몸체와 일체형으로 구성할 수도 있고 연장선으로 연결된 플러그 타입으로 구성할 수도 있다. 물론 본 발명은 특정 형태의 무선전력량계만을 한정하지 않으므로 그 형태는 다양한 변형예를 가질 수 있다.

상기 전력소모기기는 컴퓨터, 모니터, 전화, 프린터, 각종 업무에 필요한 전기, 전자, 측정장치 등등의 전력을 소모하는 기기를 말한다. 따라서 나열하지 않은 모든 전력소비기기들은 모두 포함된다.

또한 무선전력량계는 내부에 다른 무선전력량계와 구별되게 식별코드 또는 식별정보가 메모리에 저장하여 구성한다. 이로 인해 특정 장소뿐만 아니라 다른 곳에 있는 개인별 전력소모기기에도 연결하여 사용해도 해당 개인에 대한 전력사용량만을 측정하게 된다. 이에 따라 업무상 임의의 다수 장소에서 발생하는 개인별 전력사용량을 통합 측정하기 위함이다.

예를 들어 측정대상 개인이 2곳의 장소에서 다수개의 전력소모기기들을 사용한다면 전력을 사용하는 사용처로 옮긴 후 무선전력량계를 개인별 전력소모기기들의 상위단에 설치하면 된다. 이와 같이 구성하면 무선전력량계에 내장된 메모리에 각 사용처별로 사용한 전력사용량이 누적되어 통합관리 하게 된다.

또한 상기 무선전력량계에서 측정된 한곳 이상의 개인별 전력소모기기들의 전력사용량 데이터는 그 내부에 내장된 메모리에 누적되었다가 일정 시점마다 전송되게 된다. 구체적인 구성은 후술될 무선전력량계 설명에서 설명한다.

이와 같은 구성에 따라 종래와 같은 전력계를 사용하면 동급 규모의 사무실별 전력 사용량 비교를 위해서는 사무실별로 전력계의 설치가 필요하여 사무실로 인입되는 전력선의 개수만큼 전력계를 설치해야 되며, 설치가 진행되는 동안에는 전력공급선에 전력이 단절 되어야 하므로 업무의 마비현상이 발생하는 것을 간단하게 방지하면서도 장소에 구애받지 않고 개인별 전력사용량을 간단하게 측정하여 데이터화 할 수 있게 된다.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 최적주파수 조절형 데이터 전송부를 포함한 무선전력량계의 구성도이고, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 최적주파수 조절형 데이터 전송부의 구성도이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 따른 무선전력량계는 상위 전원이 본 발명 무선전력량계에 직접 체결되므로 전류와 전압의 측정부를 두어 소비전력의 정확한 측정이 가능하게 된다. 이때 단위시간별로 측정된 전류량과 전압의 곱을 통하여 소비전력을 산출한다. 전력(P)의 계산은 전류(I)와 전압(V)의 곱으로 이루어진다(P=IV).

본 발명은 간편한 설치를 통한 소규모 단위의 전력 사용량 계측하게 되는데, 그 내부에 장치된 측정장치 회로 구동에 필요한 전원 획득을 상위 전원인 소켓(콘센트형) 단자로부터 장치에 직접 연결되며, 장치 내부의 AC/DC 변환부를 통하여 외부의 AC 전원이 회로구동에 필요한 DC로 변환되어 공급되도록 구성하였다.

본 발명 무선전력량계의 구성은 상위단으로부터 전류을 공급받는 상위전원인입부(10)와; 공급된 전류를 하위단의 개인별 전력소모기기에 공급하는 하부전원전달부(11)와; 상위 전원 인입부(10)와 하부 전원 전달부(11) 사이에 위치하여 전류를 전달하고, 일측을 통해 AC/DC 변환부(13)로 전류를 공급하는 전원관리부(12)와; 전원 관리부(13)에서 공급받은 AC 전원을 DC 전원으로 변환하여 내부 회로 구동용 전원으로 공급하는 AC/DC변환부(13)와; 전원 관리부(12)에서 하부 전원 전달부(11)로 연결되는 도선에 직접 체결되어, 하위단의 개인별 전력소모기기에서 사용중인 전류량과 전압량의 변화를 감지하는 전류/전압 검출부(14)와; 전류/전압 검출부(14)에서 감지된 수치를 이용 전력량을 계산후 메모리에 저장하고, 최적주파수 조절형 데이터 전송부(17) 또는 외부 표시부(18)에 전력량 정보를 전송하는 메인컨트롤유닛(15)과; 계산된 전력 사용량의 데이터 및 장치 식별을 위한 식별코드 또는 식별 정보를 저장하는 메모리(16)와; 복수개(바람직하게는 16개)의 주파수 채널을 확인 후 타 무선 장비의 주파수 간섭 혹은 충돌을 최대한 피하면서 가장 최적의 주파수를 설정하여 측정된 전력 소비량 정보를 외부로 전송하는 최적주파수 조절형 데이터 전송부(17); 및 전력 소비량 데이터를 표시하는 외부 표시부(18)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 무선전력량계(1)는 플라스틱 등의 절연체로 이루어진 외형을 형성한 후 그 안에 각각의 구성을 인쇄회로기판(PCB)에 형성하면 된다. 물론 외형 표면에는 LCD 또는 LED로 이루어진 외부표시부를 형성하여야 하고, 내부에서 돌출 또는 인입구를 가지는 상위전원인입부(10)와 하부전원전달부(11)의 단자가 형성되어야 함은 물론이다.

상위 전원 인입부(10)는 상부에서 공급되는 전원을 플러그 형식으로 구성된 단자를 통하여 장치의 내부로 공급받는 구성으로 공급된 전원은 하위단에 연결되는 하나 이상의 개인별 전력소모기기(4) 또는 이러한 개인별 전력소모기기(4)들이 함께 꽂힌 멀티탭에 연결되어 전원을 공급하게 된다. 또 다른 임무로는 내부 회로구동용으로 사용된다.

상기 하부 전원 전달부(11)는 개인별 전력 소비량을 측정하고자 하는 대상 기기인 전력소모기기들에 대하여 전력을 공급한다. 이를 위해 외부의 플러그가 연결될 수 있는 소켓 구조를 가진다.

상기 전원 관리부(12)는 일측이 상위 전원 인입부(10)와 연결되고 타측이 하부 전원 전달부(11)로 연결되어 전원을 전달하는 역할을 하게 된다.

또 다른 임무로는 상위 전원 인입부(10)의 전원을 AC/DC 변환부(13)로 전달하여 내부 회로구동 전원을 공급하게 된다.

상기 AC/DC 변환부(13)은 전원 관리부(13)에서 전달받은 AC 전원을 DC 전원으로 변환하여 내부 회로 구동용 전원으로 공급한다. 이러한 AC/DC 변환 소자로는 스위칭 모드 파워 서플라이(SMPS : Switching Mode Power Supply) 등의 보편적인 소자를 사용하면 된다.

상기 전류/전압 검출부(14)는 전원 관리부(12)에서 하부 전원 전달부(11)로 연결되는 도선에 직접 체결되어, 하부에서 사용중인 전류량과 전압량의 변화를 감지한다. 이때 전류량의 감지는 계기용 변류기(CT : Current Transfomer)를 내장하여 활용하고, 전압의 변화는 계기용 변압기(PT : Potential Transformer)를 내장하여 활용한다. 이와 같이 구성함으로써 전력량을 구하기 위한 전류량 및 전압량을 알게 된다.

상기 메인컨트롤유닛(Main Control Unit, 15)은 AC/DC 변환부(13)를 통하여 회로 구동용 전력을 공급받아 구동하도록 구성된다. 또한 메모리(16)를 통해 최종적으로 감지한 소비전력 데이터를 가져오거나, 소비전력의 증가시마다 데이터를 저장하게 된다. 또한 전류/전압 검출부(14)를 통하여 감지된 수치를 이용하여 단위시간마다 하부 전력소모기기(4)에서 사용하는 소비전력을 계산하여 기존의 수치에 합산하게 된다. 또한 외부 표시부(18)를 통하여 사용자가 육안으로 확인할 수 있도록 전력 사용량을 표시하도록 한다. 또한 최적주파수 조절형 데이터 전송부(17)를 통하여 타 무선 장비의 주파수 간섭 혹은 충돌이 없는 최적 주파수를 설정한 후 설정된 주파수를 통한 무선 통신을 활용하여 정해진 시간마다 전력 사용량을 보고하거나, 외부에서 전력사용량의 요청신호에 응답하게 한다. 또한 최적주파수 조절형 데이터 전송부(17)를 통하여 송출한 데이터 오류시 메모리 적재 및 다음번 전송시 데이터 로딩 및 재전송 명령을 수행하게 한다. 또한 메모리에 저장된 장치별 식별정보를 최적주파수 조절형 데이터 전송부(17)를 통해 전력 사용량을 보고하거나, 외부에서 전력사용량의 요청신호에 응답시 서버가 다수개의 전력사용량 중 어느 무선전력량계로부터의 데이터인지를 인식하게 된다. 또한 이로인해 개인이 다수의 사용처에서 하나 이상의 전력소모기기들을 사용시에도 다수 사용처별 전력 사용량을 한 개인의 전력사용량을 인식하여 통합적으로 관리하게 된다.

이러한 메인 컨트롤 유닛(Main Control Unit. 15)은 상기한 작동을 위해 각각의 연결 장치를 제어하는 명령을 수행하는 임베디드 프로그램이 장치되어 본 발명에서 필요로 하는 장치별 식별 및 각종 연결장치를 제어하여 필요 정보를 전송하게 된다.

상기 메모리(16)는 계산된 전력 사용량의 데이터를 저장하고, 전송 실패한 데이터의 임시 저장과, 장치별 식별코드 또는 식별 정보를 저장하고 있도록 구성된다.

상기 최적주파수 조절형 데이터 전송부(17)는 본 발명에서 가장 중요한 구성요소로 정해진 시간마다 메인 컨트롤 유닛(Main Control Unit)의 제어하에 무선 통신을 사용하여 측정된 전력 소비량 정보를 전송하게 구성된다. 또한 외부에서 사용량 즉시 조회요청이 발생되는 경우, 현재의 전력 소비량 정보를 개인별 전력사용량을 취합하는 모니터링 서버에 전송하도록 구성된다. 이와 같은 최적주파수 조절형 데이터 전송부(17)를 구비함으로써 본 발명에 따른 무선전력량계는 식별된 전력량 데이터를 타 무선 장비와 간섭 또는 충돌없이 무선송수신하게 된다.

구체적으로 최적주파수 조절형 데이터 전송부(17)는 메인컨트롤유닛(15)과 연결되어, 스캔후 선택된 특정 주파수값으로 전송이 이루어지도록 제어하는 무선모듈제어부(171)와, 무선모듈제어부(171)의 명령에 따라 특정 주파수에 측정된 전력데이터를 담아 외부로 송출하는 무선출력부(172) 및 안테나(173)와, 상기 무선모듈제어부로 스캔된 특정 주파수 값을 입력시키는 채널선택부(174)로 구성된다.

즉, 메인컨트롤유닛(15)과 연결된 무선모듈제어부(171)에서 감도가 제일 높은 최적의 무선 채널주파수를 통해 전력량 데이터를 무선출력부(172)에서 안테나(173)를 통하여 외부로 송수신한다.

상기 무선모듈제어부는 내부에 16개 채널에 따라 각기 작동하는 내부 인베디드 프로그램이 내장되어 있다. 즉, 채널선택부(174)에서 채널 1로 설정될 경우 작동하는 처리프로세싱 과정, 채널 2로 설정될 경우 작동하는 처리프로세싱 과정 등과 같이 채널 16까지에 해당되는 처리 프로세싱이 내장된다. 처리프로세싱이라는 것은 예를 들어 채널 1의 주파수가 500mHz 이면 500mHz에 맞는 송신주파수로 송신하게끔 하는 프로세싱을 말한다.

상기 무선모듈제어부(171)로 최적주파수 정보를 전송하는 구성요소는 이와 연결된 채널선택부(174)에서 수행한다. 이때 채널선택부는 16개의 주파수 채널을 가지게 형성된 수동 로터리이다. 이와 같이 로터리 방식으로 구성한 이유는 자동 스캔방식으로 구성하면 미세하게 변하는 주변 주파수 환경에 따라 지속적으로 반응하여 필요 이상의 전력을 소모하게 되고, 이를 실행시키는 별도의 프로세서가 필요하여 구성이 복잡해지기 때문이다. 보통 한번의 주파수 설정만 계산되면 설치 위치가 이동하지 않는 한 최적의 주파수 값이 역시 변하지 않기 때문이다.

또한 16개 채널정도이면 주파수 대역 범위가 충분히 감도가 좋은 주파수를 잡아 낼수 있기 때문이다. 기본적으로 본 발명은 양방향 주파수가 설정된 값 내에서 이루어지기 때문에 이를 벗어나는 주파수 구간이 발생할 수는 없다. 이때 16개의 채널은 일정 간격으로 증가하는 주파수 범위를 가지게 설정된다. 예를 들어 제 1 채널이 500mHz일 경우 5mHz 단위 또는 10mHz 단위와 같이 일정 단위 주파수로 증가되도록 구성한다.

상기 채널선택부(174)에서 정해지는 최적 주파수라는 것은 최적주파수 조절형 데이터 전송부(17)로부터 전송된 무선주파수를 수신하는 서버(5)와의 송수신이 최적이라는 것을 말한다. 따라서 서버에도 채널선택부와 동일한 16개의 채널을 가지게 된다.

즉, 각각 16개의 특정 주파수를 가지는 양자간의 송수신부간에 일측에서 특정 채널의 주파수를 무선전송후 이를 수신한 측에서의 감도를 측정하여 가장 좋은 것을 선택하면 된다.

이와 같이 최적 주파수를 선택 해야 하는 이유는 지하실 등의 배전반은 위치상 무선주파수가 취약한 음영지역이기도 하지만, 채널선택부 주변의 여러 무선전파 때문에 간섭이나 혼선등이 일어날 수 있기 때문에 고정된 주파수 방식을 사용할 경우 주변 여건 때문에 최적의 상태를 유지하지 못하게 되고, 이로인해 원활한 정보의 송수신이 어려워지기 때문이다.

채널선택부(174)에서의 최적 주파수 선정은 무선전력량계 개발자나 AS기사가 현장에서 전파분석기(Spectrum Analyzer)등을 통해 로터리 방식 채널선택부(174)를 통해 채널을 변경하면서 서버와 송수신 감도가 가장 높게 나오는 것을 선택하면 된다.

본 발명에서 사용하는 무선 주파수 및 데이터 전송방법은 Zigbee, RF, Wibro, CDMA, HSDPA 등 기존 무선 통신 방법을 실제 설치환경에 따라 적절히 변형하여 활용한다.

상기 외부 표시부(18)는 사용자의 육안으로 전력 소비량 데이터를 표시하는 것으로, 메인 컨트롤 유닛(Main Control Unit)이 메모리에 저장된 정보를 전송하여 출력하게 구성된다.

도 4는 본 발명의 최적주파수 조절형 데이터 전송부를 구비한 무선전력량계를 이용한 전체 온실가스 저감 모니터링 시스템도이고, 도시된 바와 같이 본 발명의 온실가스 저감 모니터링 시스템은 도 1에 도시된 개인별 전력 사용량을 측정하는 하나 이상의 무선전력량계(1)들과 이로부터 무선전송된 개인별 전력 사용량 정보를 취합하는 모니터링 서버(5)를 가진다. 이를 위해 모니터링 서버(5)에는 무선 정보를 수신하는 수단, 통상적인 서버를 구성하는 공지의 저장장치, 램, CPU 등등의 컴퓨터 구성 장치가 구비됨은 물론이다.

모니터링 서버는 자체적으로 개인별 전력사용량을 계산하지 않고 다른 원격전력측정기와 식별력을 가지는 고유의 식별정보를 가진 무선전력량계(1)에서 전송된 개인별 전력사용량만을 누적하여 저장하게 된다. 따라서 전체 무선전력량계(1) 들에 대한 전력량을 구하는 단계가 생략되어 부하가 적어지게 된다.

누적된 정보는 모니터링 서버(5)에서 개인별 전력사용량을 기간별로 분류하여 모니터링함으로써 개인별 전력사용량을 분석하여 온실효과 저감활동에 사용할 수 있게 된다.

또한 모니터링 서버(5)는 필요시 특정 또는 전체 무선전력량계(1)들에 대하여 전력사용량의 요청신호를 전송하여 메인컨트롤유닛(Main Control Unit, 15)이 메모리(16)에 저장된 전력사용량 정보 또는 해당 요청 신호시의 전력사용량을 계산하여 전송토록 요청하도록 구성하였다.

본 발명에 따른 무선전력량계(1)는 근거리 무선통신방식을 사용하여 서버(5)에 설치된 또는 서버와 연결 무선 수신부(도시없음)를 통해 송수신하게 구성되나, 그 거리가 무선 도달 범위보다 멀 경우 중간에 무선 중계기를 통한 재전송 또는 게이트웨이를 통한 중간 수집단계를 거쳐 게이트웨이가 수집된 정보를 재차 전송하게 구성할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 개인별 전력사용량 측정에 의한 전체 온실가스 저감 모니터링방법은 다음과 같이 이루어진다.

먼저 측정대상 개인별 전력소모기기(4)의 최상위단에 무선전력량계(1)를 설치하고, 무선전력량계(1)를 그 상위단의 전원공급 소켓에 연결하여 전원을 공급하는 단계를 가진다.

이후 무선전력량계(1)의 최적주파수 조절형 데이터 전송부를 통해 최적 주파수를 스캔후 설정하는 단계를 가진다.

이후 무선전력량계(1)에 장치된 상위전원인입부(10)에서 하부전원전달부(11)를 통해 공급되어 개인별 전력소모기기(4)에서 사용중인 전류량과 전압량의 변화를 무선전력량계에 장치된 전류/전압 검출부(14)를 통해 감지후 메인 컨트롤 유닛(Main Control Unit, 15)이 전력량을 계산하는 단계를 가진다.

이후 계산된 전력량을 메인 컨트롤 유닛(Main Control Unit, 15)이 무선전력량계에 장치된 메모리(16)에 저장하거나 외부표시부(18)에 전송하는 단계를 가진다.

이후 메인 컨트롤 유닛(Main Control Unit, 15)이 메모리에 저장된 전력량 데이터와 해당 무선전력량계(1)의 식별 정보를 무선전력량계에 장치된 최적주파수 조절형 데이터 전송부(17)를 통해 무선 전송하는 단계(S400);를 거친다.

하나 이상의 무선전력량계(1)로부터 무선 전송된 측정 대상 개인별 전력사용량 데이터를 모니터링서버(5)가 누적 저장하는 단계를 가진다.

모니터링서버(5)가 누적 저장된 전력사용량 데이터를 가공하여 개인별, 전체별, 기간별로 전력사용량 데이터를 가공하여 기준시점 대비 전력사용량의 증감여부 정보를 분석하는 단계를 거쳐 모니터링을 하게 된다.

상기에서 원격전력측정기(1)에 측정대상 개인별 전력소모기기(4)를 연결시, 다수개의 전력소모기기(4)를 연결할 경우에는 멀티탭(3)에 다수개의 전력소모기기(4)를 연결후 멀티탭(3)의 플러그를 무선전력량계(1)의 하부전원전달부(11)에 연결한다.

또한 무선전력량계(1)에 측정대상 개인별 전력소모기기(4)를 연결시, 측정대상 개인별 전력소모기기(4)의 설치 장소가 한 곳 이상일 경우에는 무선전력량계(1)를 이동시켜 측정하는 단계를 가진다.

상기 메인컨트롤유닛(Main Control Unit, 15)은 계산된 전력량을 메모리(16)에 저장시, 전류/전압 검출부(14)를 통하여 감지된 수치를 이용하여 단위시간마다 하부 전력소모기기(4)에서 사용하는 소비전력을 계산하여 기존의 수치에 합산하는 단계를 가진다.

또한 상기 메인컨트롤유닛(Main Control Unit, 15)은 최적주파수 조절형 데이터 전송부(17)를 통하여 전송한 데이터 오류시 메모리 적재 및 다음번 전송시 데이터 로딩 및 재전송 명령을 수행하는 단계를 가진다.

상기 기준시점이란 사전에 정의한 특정 일자를 말하는 것으로, 모니터링 서비스 요청일 또는 특정일 또는 특정 분기 또는 특정 년 등 다양한 시점이 될 수 있다.

이와 같은 분석이 이루어지게 되면 모니터링서버(5)가 단위 공장, 또는 단위 지자체 또는 탄소포인트제를 이용하고자 하는 개인별 전력사용량을 해당 단위 공장, 또는 단위 지자체 또는 탄소포인트제를 이용하고자 하는 개인에게 인터넷 또는 휴대전화 등등의 전달 수단을 사용하여 모니터링 결과를 통보함으로써 온실가스 저감활동을 장려하게 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
(1) : 무선전력량계 (2) : 소켓
(3) : 멀티탭 (4) : 전력소모기기
(5) : 모니터링 서버 (10) : 상위전원인입부
(11) : 하부전원전달부 (12) : 전원관리부
(13) : AC/DC변환부 (14) : 전류/전압 검출부
(15) : 메인컨트롤유닛 (16) : 메모리
(17) : 최적주파수 조절형 데이터 전송부 (18) : 외부 표시부
(171) : 무선모듈제어부 (172) : 무선출력부
(173) : 안테나 (174) : 채널선택부

Claims

상위단으로부터 전류을 공급받는 상위전원인입부(10)와; 공급된 전류를 하위단의 개인별 전력소모기기에 공급하는 하부전원전달부(11)와; 상위 전원 인입부(10)와 하부 전원 전달부(11) 사이에 위치하여 전류를 전달하고, 일측을 통해 AC/DC 변환부(13)로 전류를 공급하는 전원관리부(12)와; 전원관리부(12)에서 공급받은 AC 전원을 DC 전원으로 변환하여 내부 회로 구동용 전원으로 공급하는 AC/DC변환부(13)와; 전원관리부(12)에서 하부 전원 전달부(11)로 연결되는 도선에 직접 체결되어, 하위단의 개인별 전력소모기기에서 사용중인 전류량과 전압량의 변화를 감지하는 전류/전압 검출부(14)와; 전류/전압 검출부(14)에서 감지된 수치를 이용 전력량을 계산후 메모리에 저장하고, 최적주파수 조절형 데이터 전송부(17) 또는 외부 표시부(18)에 전력량 정보를 전송하는 메인컨트롤유닛(15)과; 계산된 전력 사용량의 데이터 및 장치 식별을 위한 식별코드 또는 식별 정보를 저장하는 메모리(16)와; 무선 통신을 사용하여 측정된 전력 소비량 정보를 외부로 전송하는 최적주파수 조절형 데이터 전송부(17); 및 전력 소비량 데이터를 표시하는 외부 표시부(18)로 구성하되,
상기 최적주파수 조절형 데이터 전송부(17)는 메인컨트롤유닛(15)과 연결되어, 스캔후 선택된 특정 주파수값으로 전송이 이루어지도록 제어하는 무선모듈제어부(171)와, 무선모듈제어부(171)의 명령에 따라 특정 주파수에 측정된 전력데이터를 담아 외부로 송출하는 무선출력부(172) 및 안테나(173)와, 상기 무선모듈제어부로 스캔된 특정 주파수 값을 입력시키는 채널선택부(174)로 구성되어 타 무선기기와의 주파수 간섭이나 충돌없이 무선 전송토록 구성된 것을 특징으로 하는 원격 온실가스 모니터링을 위한 최적주파수 조절형 데이터 전송부를 구비한 무선전력량계.
청구항 1에서,
상기 채널선택부(174)는 수동 로터리 방식으로 구성된 것을 특징으로 하는 원격 온실가스 모니터링을 위한 최적주파수 조절형 데이터 전송부를 구비한 무선전력량계.
청구항 1에서,
상기 채널선택부(174)는 16개의 주파수 채널로 이루어지고, 이중 선택된 어느 하나의 최적 무선 주파수 채널을 통해 무선모듈제어부(171)와 연결되게 구성한 것을 특징으로 하는 원격 온실가스 모니터링을 위한 최적주파수 조절형 데이터 전송부를 구비한 무선전력량계.
청구항 3에서,
상기 최적 무선 주파수 채널은 채널선택부(174)와 동일한 주파수 채널로 구성된 서버간 무선 송수신 감도를 전파분석기(Spectrum Analyzer)로 측정후 선택된 채널인 것을 특징으로 하는 원격 온실가스 모니터링을 위한 최적주파수 조절형 데이터 전송부를 구비한 무선전력량계.