KR101149770B1 - 검침 단말기를 이용한 전자식 수도계량기의 원격 검침방법 - Google Patents

검침 단말기를 이용한 전자식 수도계량기의 원격 검침방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의하면, 전자식 수도계량기와 검침 단말기 사이에서 상수도 배관의 구경 등 수도계량기의 특성을 고려하여 전송될 데이터 패킷을 구성하므로 최소한의 데이터 패킷으로 검침값을 포함하는 각종 데이터를 효율적으로 송수신할 수 있는 효과가 있다. 이를 위해, 특히 본 발명의 일 실시예는 검침 단말기(10)가 수도계량기에 데이터 요청정보를 송신하는 단계(S10); 검침 단말기(10)가 수도계량기로부터 데이터의 길이에 대응하는 제1 데이터 패킷을 수신하는 단계(S20); 검침 단말기(10)가 수도계량기로부터 수도관 구경 및 수도계량기의 기물번호에 대응하는 제2 데이터 패킷을 수신하는 단계(S30); 검침 단말기(10)가 수도계량기로부터 수도계량기의 검침값에 대응하는 제3 데이터 패킷을 수신하는 단계(S40); 검침 단말기(10)가 수도계량기로부터 수도계량기의 배터리 레벨에 대응하는 제4 데이터 패킷을 수신하는 단계(S50); 검침 단말기(10)가 수도계량기로부터 과부하유량 초과 경고정보, 옥내누수 경고정보, 역류 경고정보 및 미사용 경고정보 중 적어도 하나의 경고정보에 대응하는 제5 데이터 패킷을 수신하는 단계(S60); 및 검침 단말기(10)가 수도계량기로부터 수신된 제1, 2, 3, 4, 5 데이터 패킷에 대응하는 문자 정보 또는 숫자 정보를 디스플레이하는 단계(S70);를 포함하는 검침 단말기(10)를 이용한 전자식 수도계량기의 원격 검침방법을 포함한다.

Description

검침 단말기를 이용한 전자식 수도계량기의 원격 검침방법{TELEMETERING METHOD OF ELECTRONIC WATER-METER USING METERING TERMINAL}
본 발명은 전자식 수도계량기의 원격 검침방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 수도계량기의 특성을 고려하여 검침 단말기와 전자식 수도계량기 사이의 통신 프로토콜을 효율적으로 구성할 수 있는 검침 단말기를 이용한 전자식 수도계량기의 원격 검침방법에 관한 것이다.
원격검침은 각 가정이나 사무실 등에서 사용하는 수도, 전기, 가스 등의 사용량을 검침원을 보내지 않고서도 자동으로 검침하기 위한 자동검침(AMR: Automatic Meter Reading) 기술을 포함하는 개념으로서, 자동검침(AMR)은 각 가정이나 사무실 등에 설치되어 통상 유량의 사용량을 계측하는 전자식 계량기와, 전자식 계량기로부터 검침값 등의 데이터를 전송받는 자동 검침 단말기와, 중앙에서 상기 자동 검침 단말기로부터 검침값 등의 데이터를 유/무선으로 전송받아 검침을 관리하고 자동으로 과금하고 고객을 관리하는 원격검침 서버로 구성될 수 있다. 상기 계측되는 사용량은 수도, 전기, 가스 등에 한정되지 아니하며, 계측가능한 모든 사용량을 포함하는 개념이다.
한편, 이러한 원격검침 중에서도 수도계량기의 경우 설치되는 장소에 따라, 즉 일반 주택, 아파트, 사무실, 공장 등에 따라 시공되는 상수도 배관의 구경, 구경에 따른 통상의 검침값 등 전력 검침과 달리 자동 검침 단말기가 전자식 수도계량기로부터 전송받는 데이터의 종류 및 양이 다양하다. 따라서, 전자식 계량기와 자동 검침 단말기 사이에서 수도계량기의 특성을 고려하여 통신 프로토콜을 효율적으로 정의할 수 있는 원격 검침방법의 필요성이 대두된다.
본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 전자식 수도계량기와 검침 단말기 사이에서 상수도 배관의 구경 등 수도계량기의 특성을 고려하여 송수신되는 데이터 패킷을 효율적으로 전송할 수 있는 원격 검침방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적은, 검침 단말기(10)가 수도계량기에 데이터 요청정보를 송신하는 단계(S10); 검침 단말기(10)가 수도계량기로부터 데이터의 길이에 대응하는 제1 데이터 패킷을 수신하는 단계(S20); 검침 단말기(10)가 수도계량기로부터 수도관 구경 및 수도계량기의 기물번호에 대응하는 제2 데이터 패킷을 수신하는 단계(S30); 검침 단말기(10)가 수도계량기로부터 수도계량기의 검침값에 대응하는 제3 데이터 패킷을 수신하는 단계(S40); 검침 단말기(10)가 수도계량기로부터 수도계량기의 배터리 레벨에 대응하는 제4 데이터 패킷을 수신하는 단계(S50); 검침 단말기(10)가 수도계량기로부터 과부하유량 초과 경고정보, 옥내누수 경고정보, 역류 경고정보 및 미사용 경고정보 중 적어도 하나의 경고정보에 대응하는 제5 데이터 패킷을 수신하는 단계(S60); 및 검침 단말기(10)가 수도계량기로부터 수신된 제1, 2, 3, 4, 5 데이터 패킷에 대응하는 문자 정보 또는 숫자 정보를 디스플레이하는 단계(S70);를 포함하는 검침 단말기를 이용한 전자식 수도계량기의 원격 검침방법을 제공함으로써 달성될 수 있다.
그리고, 데이터 요청정보 송신단계(S10)에서, 데이터 요청정보는 로우 상태의 대기 상태에서 하이 레벨 및 로우 레벨을 2회 반복하는 것일 수 있다.
또한, 제3 데이터 패킷의 수신단계(S40)에서, 제3 데이터 패킷은 검침값을 소수점을 포함하는 세제곱 미터 단위의 8자리 수치정보로 하여 2자리씩 수신하되, 수도관 구경에 기반하여 8자리 수치정보의 소수점 위치가 결정되도록 구성할 수 있다.
아울러, 8자리 수치정보는, 수도관 구경이 15~50 mm인 경우 하위 3자리를 소수점 이하로 처리하고, 수도관 구경이 80~150 mm인 경우 하위 2자리를 소수점 이하로 처리하며, 수도관 구경이 200~300 mm인 경우 하위 1자리를 소수점 이하로 처리하는 것일 수 있다.
그리고, 제4 데이터 패킷의 수신단계(S50)에서, 제4 데이터 패킷은 배터리 교체 또는 수도계량기 교체 예정 시간에 기반하여 즉시 교체가 필요한 경우, 6개월 이내에 교체가 필요한 경우, 그리고 교체가 필요 없는 경우에 각 대응하여 배터리 아웃, 배터리 로우 및 배터리 풀에 대응하는 데이터 패킷일 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 의하면, 본 발명은 전자식 수도계량기와 검침 단말기 사이에서 상수도 배관의 구경 등 수도계량기의 특성을 고려하여 전송될 데이터 패킷을 구성하므로 최소한의 데이터 패킷으로 검침값을 포함하는 각종 데이터를 효율적으로 송수신할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원격 검침방법을 수행하는 검침 단말기와 전자식 수도계량기의 마스터/슬레이브 접속도를 개략적으로 나타낸 구성도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 원격 검침방법 중 검침 단말기가 전자식 수도계량기에 데이터를 요청하는 시그널을 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 원격 검침방법 중 검침 단말기가 전자식 수도계량기로부터 전송받는 데이터 패킷의 구성을 표로 나타낸 도면,
도 4는 본 발명인 검침 단말기를 이용한 전자식 수도계량기의 원격 검침방법의 일 실시예를 순차적으로 나타낸 순서도이다.
< 실시예 >
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원격 검침방법을 수행하는 검침 단말기와 전자식 수도계량기의 마스터/슬레이브 접속도를 개략적으로 나타낸 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명인 검침 단말기를 이용한 전자식 수도계량기의 원격 검침방법의 일 실시예를 구현하기 위해 마스터(master)인 검침 단말기(10)와 슬레이브(slave)인 전자식 수도계량기(20)의 구성이 필요하다.
검침 단말기(10)와 전자식 수도계량기(20) 사이의 접속을 위한 피지컬 레이어(Physical Layer)로 개방 컬렉터(Open Collector)의 TTL Level(Transistor-Transistor Logic Level)에서 직렬통신 인터페이스(예: RS232, RS485, RS422, RS423)를 사용할 수 있다. 검침 단말기(10)와 전자식 수도계량기(20) 각각의 직렬통신 인터페이스의 양단은 필수적으로 송신포트(TX), 수신포트(RX) 및 그라운드(GND)를 포함하며, 풀업 레지스터(30, pull-up resistor)가 마스터 측 수신포트(RX)에 접속되도록 한다. 이때 VCC 전원(40)은 약 5 V이다.
본 발명인 검침 단말기를 이용한 전자식 수도계량기의 원격 검침방법의 일 실시예가 수행되기 위해서, 우선 검침 단말기(10)는 전자식 수도계량기(20)에 데이터 요청정보를 송신하는 단계를 필요로 한다. 데이터 요청정보의 송신 전에 전자식 수도계량기(20)는 로우 레벨로 스탠바이 상태를 유지하다가 검침 단말기(10)로부터 도 2와 같이 하이 레벨과 로우 레벨이 연속하여 2회 반복되는 데이터 요청 시그널을 받게 된다. 이때 하이 레벨과 로우 레벨의 시그널은 125mSec±5%의 지속시간을 갖도록 할 수 있다.
전자식 수도계량기(20)는 데이터 요청정보에 대응하여 도 3에 도시된 표와 같은 항목의 데이터 패킷을 검침 단말기(10)로 전송하게 된다. 이하 구체적으로 도 3에 도시된 데이터 패킷의 구성을 설명한다.
전자식 수도계량기(20)가 전송하는 데이터 패킷은 도 3에 도시된 바와 같이, ACK, STX(Start of Text), 데이터(DATA), ETX(End of Text), Checksum으로 구분할 수 있으며, 데이터는 데이터 길이(Length), 기물번호, 검침값, 배터리 레벨(Battery Level), 상태(Status) 정보를 포함한다.
특히, 수도관의 구경(예: 소구경, 대구경 A, 대구경 B)에 따라 ACK, STX(Start of Text), 데이터(DATA), ETX(End of Text), Checksum을 포함하는 토탈 데이터의 바이트 수는 달라진다. 즉, 수도관 직경이 15~50 mm의 소구경인 경우, 80~150 mm인 대구경 A인 경우, 200~300 mm인 대구경 B인 경우 각각 전자식 계량기(20)의 기물번호는 4 바이트, 6 바이트, 6 바이트이다. 또한, 10진수의 검침값은 각 구경의 크기에 따라 소수점 위치가 다르도록 구성된다. 즉, 예시적으로 소구경의 경우 12345.678 m3이고 대구경 A의 경우 123456.78 m3이며 대구경 B의 경우 1234567.8 m3과 같이 소수점 위치가 3 자리, 2 자리, 1 자리로 구성된다.
여기서, 전자식 계량기(20)의 기물번호 및 검침값은 각각 이진화 십진수(BCD; Binary Coded Decimal)로 나타낼 수 있는데 각 2 자리씩 전송한다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 소구경의 기물번호는 4 Bytes를 차지하는데 8자리 10진수로 나타낼 수 있고(예:08-123456 → 08123456, 08은 제조년도이고 123456은 계량기 번호임), 뒤에서부터 2자리씩 전송하도록 구성한다(예: 0×56, 0×34, 0×12, 0×08 순서로 데이터 패킷 전송). 특히, 대구경 A, B의 기물번호는 계량기 구경을 포함하여 6 Bytes를 차지하도록 데이터를 구성하는데 12자리 10진수로 나타낼 수 있고(예: 08-1234567890 → 081234567890, 08은 제조년도이고 567890은 계량기 번호이며 1234는 계량기 구경임), 뒤에서부터 2자리씩 전송하도록 구성한다(예: 0×90, 0×78, 0×56, 0×34, 0×12, 0×08 순서로 데이터 패킷 전송).
또한, 검침값은 도 3에 도시된 바와 같이, 십진수 검침값을 소수점을 포함하는 세제곱 미터 단위의 8자리 수치정보로 나타낼 수 있는데(예: 소구경인 경우 00014.123 m3, 대구경 A인 경우 000141.23 m3, 대구경 B인 경우 0001412.3 m3) 각각의 데이터 패킷은 2자리씩 전송되고 전송 순서도 동일하다(0×23, 0×41, 0×01, 0×00 순서로 데이터 패킷 전송). 다만, 수도관 구경의 크기에 따라 소수점 위치를 달리하여 검침값의 차이를 구별한다.
전자식 계량기(20)의 기물번호 및 검침값을 제외한 나머지 ACK, STX(Start of Text), ETX(End of Text), Checksum 및 데이터 중 데이터 길이(Length), 배터리 레벨(Battery Level), 상태(Status) 정보는 16진수(HEX)로 나타낸다. 예를 들어, 데이터 길이(Length)의 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 소구경인 경우 11 Bytes(0×0B), 대구경인 경우 13 Bytes(0×0D)로 데이터가 구성된다. 특히, 상태 정보의 경우 계량기의 유량이 과부하인 경우에 대한 경고정보인 과부하유량 초과 경고정보와, 누수가 있는 경우의 옥내누수 경고정보와, 역류가 발생한 경우의 역류 경고정보와, 그리고 계량기를 사용하지 않는 것에 대한 미사용 경고정보들 중에서 적어도 하나의 경고정보를 나타낼 수 있는 데, 2 이상의 조합된 경고정보의 경우에도 16진수로 표현하여 구성될 수 있다.
도 4는 본 발명인 검침 단말기를 이용한 전자식 수도계량기의 원격 검침방법의 일 실시예를 순차적으로 나타낸 순서도이다. 도 4를 참조하면, 우선 검침 단말기(10)가 수도계량기에 데이터 요청정보를 송신한다(S10). 여기서, 데이터 요청정보는 전술하였듯이, 로우 상태의 대기 상태에서 하이 레벨 및 로우 레벨을 2회 반복하는 것일 수 있으며, 하이 레벨과 로우 레벨의 시그널은 125mSec±5%의 지속시간을 갖도록 한다.
다음, 검침 단말기(10)가 수도계량기로부터 데이터의 길이(Lenth)에 대응하는 제1 데이터 패킷을 수신한다(S20). 여기서, 데이터 길이는 ACK, STX, ETX, Checksum의 바이트를 제외한 바이트 수이며, 16진수로 표현될 수 있다.
다음, 검침 단말기(10)가 수도계량기로부터 수도관 구경 및 수도계량기의 기물번호에 대응하는 제2 데이터 패킷을 수신한다(S30). 여기서, 수도관 구경 및 수도계량기의 수치정보는 비교적 많은 데이터이므로 이진화 십진수로 나타내어 2자리씩 전송한다. 데이터 패킷 전송은 전술한 바와 같다.
다음, 검침 단말기(10)가 수도계량기로부터 수도계량기의 검침값에 대응하는 제3 데이터 패킷을 수신한다(S40). 여기서, 제3 데이터 패킷은 전술하였듯이, 십진수 검침값을 소수점을 포함하는 세제곱 미터 단위의 8자리 수치정보로 하여 2자리씩 수신하되, 수도관 구경에 기반하여 8자리 수치정보의 소수점 위치가 결정되도록 구성한다. 즉, 8자리 수치정보는, 수도관 구경이 15~50 mm인 경우 하위 3자리를 소수점 이하로 처리하고, 수도관 구경이 80~150 mm인 경우 하위 2자리를 소수점 이하로 처리하며, 수도관 구경이 200~300 mm인 경우 하위 1자리를 소수점 이하로 처리된다.
다음, 검침 단말기(10)가 수도계량기로부터 수도계량기의 배터리 레벨에 대응하는 제4 데이터 패킷을 수신한다(S50). 여기서, 제4 데이터 패킷은 배터리 교체 또는 수도계량기의 교체 예정 시간에 기반하여 즉시 교체가 필요한 경우, 6개월 이내에 교체가 필요한 경우, 그리고 교체가 필요 없는 경우에 각 대응하여 배터리 아웃, 배터리 로우 및 배터리 풀에 대응하는 데이터 패킷이다. 아울러, 수도계량기의 배터리만을 교체하는 것도 가능하지만 수도계량기가 봉인되어 사용되는 것이 일반적이므로 배터리 교체는 수도계량기 전체를 교체하는 것일 수 있다.
다음, 검침 단말기(10)가 수도계량기로부터 과부하유량 초과 경고정보, 옥내누수 경고정보, 역류 경고정보 및 미사용 경고정보 중 적어도 하나의 경고정보에 대응하는 제5 데이터 패킷을 수신한다(S60).
마지막으로, 검침 단말기(10)가 수도계량기로부터 수신된 제1, 2, 3, 4, 5 데이터 패킷에 대응하는 문자 정보 또는 숫자 정보를 디스플레이함으로써(S70) 검침 단말기를 이용한 전자식 수도계량기의 원격 검침방법의 일 실시예가 수행될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기의 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 검침 단말기
20: 전자식 수도계량기
30: 풀업 레지스터
40: VCC 전원

Claims (5)

  1. 검침 단말기가 수도계량기에 데이터 요청정보를 송신하는 단계(S10);
    상기 검침 단말기가 상기 수도계량기로부터 데이터의 길이에 대응하는 제1 데이터 패킷을 수신하는 단계(S20);
    상기 검침 단말기가 상기 수도계량기로부터 수도관 구경 및 상기 수도계량기의 기물번호에 대응하는 제2 데이터 패킷을 수신하는 단계(S30);
    상기 검침 단말기가 상기 수도계량기로부터 상기 수도계량기의 검침값에 대응하는 제3 데이터 패킷을 수신하는 단계(S40);
    상기 검침 단말기가 상기 수도계량기로부터 상기 수도계량기의 배터리 레벨에 대응하는 제4 데이터 패킷을 수신하는 단계(S50);
    상기 검침 단말기가 상기 수도계량기로부터 과부하유량 초과 경고정보, 옥내누수 경고정보, 역류 경고정보 및 미사용 경고정보 중 적어도 하나의 경고정보에 대응하는 제5 데이터 패킷을 수신하는 단계(S60); 및
    상기 검침 단말기가 상기 수도계량기로부터 상기 수신된 제1, 2, 3, 4, 5 데이터 패킷에 대응하는 문자 정보 또는 숫자 정보를 디스플레이하는 단계(S70);를 포함하는 검침 단말기를 이용한 전자식 수도계량기의 원격 검침방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 데이터 요청정보 송신단계(S10)에서, 상기 데이터 요청정보는 로우 상태의 대기 상태에서 하이 레벨 및 로우 레벨을 2회 반복하는 것을 특징으로 하는 검침 단말기를 이용한 전자식 수도계량기의 원격 검침방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제3 데이터 패킷의 수신단계(S40)에서, 상기 제3 데이터 패킷은 상기 검침값을 소수점을 포함하는 세제곱 미터 단위의 8자리 수치정보로 하여 2자리씩 수신하되, 상기 수도관 구경에 기반하여 상기 8자리 수치정보의 소수점 위치가 결정되도록 구성한 것을 특징으로 하는 검침 단말기를 이용한 전자식 수도계량기의 원격 검침방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 8자리 수치정보는, 상기 수도관 구경이 15~50 mm인 경우 하위 3자리를 소수점 이하로 처리하고, 상기 수도관 구경이 80~150 mm인 경우 하위 2자리를 소수점 이하로 처리하며, 상기 수도관 구경이 200~300 mm인 경우 하위 1자리를 소수점 이하로 처리하는 것을 특징으로 하는 검침 단말기를 이용한 전자식 수도계량기의 원격 검침방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제4 데이터 패킷의 수신단계(S50)에서, 상기 제4 데이터 패킷은 배터리 교체 또는 수도계량기 교체 예정 시간에 기반하여 즉시 교체가 필요한 경우, 6개월 이내에 교체가 필요한 경우, 그리고 교체가 필요 없는 경우에 각 대응하여 배터리 아웃, 배터리 로우 및 배터리 풀에 대응하는 데이터 패킷인 것을 특징으로 하는 전자식 수도계량기의 원격 검침방법.
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