KR101232276B1 - 멀티 통신 기반 콘센트의 전력 제어 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다양한 통신수단을 통하여 콘센트에 구비되는 각 단자별 전력 사용량에 대한 모니터링 및 전력 제어를 수행하여 대기전력 차단할 수 있는 멀티 통신 기반 콘센트의 전력 제어 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 콘센트의 각 단자별로 구비되어 해당 단자에 접속된 제어대상기기의 전력 사용량을 파악하고, 수신하는 제어신호에 따라 각 단자의 전력 공급을 제어하는 센서 노드와, 지그비(Zigbee) 무선 네트워크를 기반으로 복수의 센서 노드와 상호 통신하는 게이트웨이가 구성되고, 각 센서 노드로부터 제어대상기기의 전력 사용량를 포함한 상황정보 데이터를 수신 및 저장하며, 수신된 상황정보 데이터에 따라 각 단자의 전력 공급을 제어하기 위한 제어신호를 상기 센서 노드로 송출하는 운영서버 및 상기 운영서버와 연계되어 각 단자의 전력 사용량 내지 제어 상황을 실시간 모니터링하며, 입출력 수단을 포함하여 사용자의 정보 요청 시 그에 대응하는 정보를 상기 운영서버로부터 추출하여 제공하기 위한 사용자 단말을 포함하여 구성되는 멀티 통신 기반 콘센트의 전력 제어 시스템에 관한 것이다.

Description

멀티 통신 기반 콘센트의 전력 제어 시스템{SYSTEM CONTROLING POWER OF SOCKET OUTLET USING MULTI COMMUNICATION}
본 발명은 다양한 통신수단을 통하여 콘센트에 구비되는 각 단자별 전력 사용량에 대한 모니터링 및 전력 제어를 수행하여 대기전력 차단할 수 있는 멀티 통신 기반 콘센트의 전력 제어 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 대기전력이란 전원을 끈 상태에서도 전기 제품에서 소비되는 전력을 말한다. 즉, 가전 제품을 실질적으로 사용하지 않아도 플러그가 콘센트에 삽입되어 있으면 낭비되는 전기로서 이러한 대기전력은 가정에서 사용하는 전력의 11%를 차지하고 있으며, 대기전력으로만 국가 전체로는 1,500만 가구가 매년 5,000억원을 낭비하고 있는 것이다.
상술한 대기전력 1W를 소비하는 비용은 약 5달러로 추정된다. 국내 전자기기 3억 대가 대기전력을 소비한다고 보면 약 3.66W의 평균 대기전력이 낭비되고 있는 문제점이 있다.
국내 가구당 대기전력 총량은 평균 57.0W였으며, 연평균 306KWh의 대기전력을 소모하고 있는 것으로 확인되는 바, 대리전력을 낭비되는 전력을 효율적으로 차단하게 되면 상당한 금액을 절약할 수 있게 되는 것이다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 불필요한 대기전력 낭비를 차단하여 에너지를 절감하고, 실시간 전력 사용량 및 주변 온도를 모니터링하여 과부하 방지를 통한 화재를 예방할 수 있으며, 각 단자별 맞춤 전력 제어가 가능한 멀티 통신 기반 콘센트의 전력 제어 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제에 의한 멀티 통신 기반 콘센트의 전력 제어 시스템은 콘센트의 전력 제어 시스템에 있어서, 콘센트의 각 단자별로 구비되어 해당 단자에 접속된 제어대상기기의 전력 사용량을 파악하고, 수신하는 제어신호에 따라 각 단자의 전력 공급을 제어하는 센서 노드와; 지그비(Zigbee) 무선 네트워크를 기반으로 복수의 센서 노드와 상호 통신하는 게이트웨이가 구성되고, 각 센서 노드로부터 제어대상기기의 전력 사용량을 포함한 상황정보 데이터를 수신 및 저장하며, 수신된 상황정보 데이터에 따라 각 단자의 전력 공급을 제어하기 위한 제어신호를 상기 센서 노드로 송출하는 운영서버; 및 상기 운영서버와 연계되어 각 단자의 전력 사용량 내지 제어 상황을 실시간 모니터링하며, 입출력 수단을 포함하여 사용자의 정보 요청 시 그에 대응하는 정보를 상기 운영서버로부터 추출하여 제공하기 위한 사용자 단말을 포함하는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 센서 노드는, 상기 단자에 접속된 제어대상기기의 전력 사용에 따른 온도를 측정하기 위한 온도센서와; 상기 단자에 접속한 제어대상기기에서 소비하는 전력 사용량을 측정하기 위한 전류센서와; 상기 온도 센서 및 전류 센서로부터 측정된 계측 데이터를 상기 운영서버로 송신하거나 상기 운영서버의 제어신호를 수신하기 위한 송수신 모듈과; 상기 송수신 모듈로부터 전송되는 제어신호에 따라 각 단자의 전력 공급을 ON/OFF하는 스위칭 모듈; 및 상기 온도센서, 전류센서, 송수신 모듈 및 스위칭 모듈로 전원을 공급하기 위한 전원부를 포함하는 것이 특징이다.
이에 더하여 상기 센서노드는, NFC(near field communication) 기반으로 근거리 제어 단말과 통신하여 상기 온도 센서 및 전류 센서로부터 측정된 계측 데이터를 상기 근거리 제어 단말로 송신하거나 상기 근거리 제어 단말에서 전송하는 제어신호를 수신하여 상기 스위칭 모듈로 전달하기 위한 근거리 통신 모듈 더 포함하며, 상기 근거리 제어 단말운 NFC 모듈과 관리프로그램이 탑재되어 상기 근거리 통신 모듈에서 제공되는 계측 데이터의 수신과 제어신호의 송신이 가능한 모바일폰 또는 스마트폰인 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 운영서버는, 상기 센서노드의 온도센서 및 전류센서로부터 측정된 계측 데이터를 기설정된 임계 데이터와 비교하여 임계 데이터보다 상대적으로 높을 경우 이를 과부하로 판단하고, 해당 단자의 전력 공급을 자동으로 차단하기 위한 제어신호를 송출하는 비교제어부를 더 포함하는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 센서 노드는, 해당 단자의 전력 공급 또는 전력 차단 상태에 따라 이를 표시하기 위한 상태표시부와; 해당 단자의 전력 공급 또는 차단을 수동으로 제어하기 위한 수동조작부; 및 해당 단자에서 과부하 등의 위험요소를 음성으로 출력하기 위한 음성출력부를 더 포함하는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 인터넷 망을 통해 상기 운영서버와 연계되어 각 단자의 전력 사용량 내지 제어 상황에 대한 실시간 모니터링과 각 단자의 전력 제어를 수행하기 위한 원거리 PC를 더 포함하며, 상기 운영서버는, 인터넷 망을 기반으로 상기 원거리 PC와 상호 연결되어 원거리 PC에서의 정보 요청에 대응하는 정보를 제공함과 더불어 상기 원거리 PC에서 요청하는 제어 명령을 전달하는 웹 서버를 더 포함하는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 운영서버는, 상기 게이트웨이를 통해 수신되는 각 단자별 상황정보 데이터가 저장되는 데이터베이스와; 상기 데이터베이스에 저장된 각 단자별 상황정보 데이터를 이용하여 각 단자별로 접속된 제어대상기기의 전력 사용에 대한 스케줄을 파악하기 위한 스케줄 관리부; 및 상기 스케줄 관리부에서 파악되는 제어대상기기의 스케줄을 기반으로 각 단자별로 공급되는 전력을 제어하는 스케줄 제어부;를 더 포함하는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 사용자 단말은 각 단자별로 접속되어 있는 제어대상기기를 사용 목적별 내지 사용 시간대별로 분류하기 위한 설정부를 더 포함하며, 상기 운영서버는 상기 설정부에서 분류된 제어대상기기에 따라 각 단자의 전력 공급 및 차단을 선택적으로 제어하는 것이 특징이다.
앞서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 멀티 통신 기반 콘센트의 전력 제어 시스템은 불필요한 대기전력 낭비를 차단하여 에너지를 절감 효과가 있다.
또한, 실시간 전력 사용량 및 주변 온도를 사용자가 알 수 있도록 무선 전송하여 모니터링 하여 과부하 방지를 통한 화재 예방 효과가 있다.
또한, 콘센트 내 각 단자별로 대기전력 차단 설정이 가능하여 항시 전력이 필요한 가전 제품과 그렇지 않은 제품에 맞게 전력을 제어할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 멀티 통신 기반 콘센트의 전력 제어 시스템의 구성을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 일 구성인 센서 노드를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 일 구성인 운영서버를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 운영서버의 스케줄 제어를 설명하기 위한 도면.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 멀티 통신 기반 콘센트의 전력 제어 시스템의 구성을 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 구성인 센서 노드를 나타내는 도면이다. 그리고, 도 3은 본 발명의 일 구성인 운영서버를 나타내는 도면이며, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 운영서버의 스케줄 제어를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 멀티 통신 기반 콘센트의 전력 제어 시스템은 다양한 통신수단을 통하여 콘센트에 구비되는 각 단자(10)별 전력 사용량의 모니터링 및 전력 제어를 수행함으로써 대기전력 차단하도록 구성된다.
즉, 본 발명은 각 단자별로 접속되어 있는 제어대상기기(1)의 전력 사용량을 실시간 감지함과 더불어 다양한 상황에 대응하도록 각 단자(10)에 대한 전력의 공급 및 차단 등의 제어를 실시함으로써 불필요한 대기전력이 소비되는 것을 방지하고 과부하 내지 화재발생 등의 위험요소를 제거할 수 있는 콘센트의 전력 제어 시스템이라 할 수 있다.
여기서, 상기 제어대상기기(1)는 콘센트의 단자(10)에 접속되어 상기 단자(10)로부터 공급되는 전력을 통해 작동되는 것으로, 일반 가정 내지 공장 등에서 사용하고 있는 교류 전원을 사용하는 전기기기를 의미하며, 냉장고, 세탁기, TV, 컴퓨터 등의 가전제품은 물론 산업에서 이용되는 냉, 난방 시설, 환풍시설 및 조명시설 등의 산업기기들을 포함한다.
구체적으로, 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명은 콘센트의 각 단자(10)별로 구비되어 해당 단자(10)에 접속된 제어대상기기(1)의 전력 사용량을 파악하고, 수신하는 제어신호에 따라 각 단자(10)의 전력 공급을 제어하는 센서 노드(100)와, 지그비(Zigbee) 무선 네트워크를 기반으로 복수의 센서 노드(100)와 상호 통신하는 게이트웨이(210)가 구성되고, 각 센서 노드(100)로부터 제어대상기기(1)의 전력 사용량을 포함한 상황정보 데이터를 수신 및 저장하며, 수신된 상황정보 데이터에 따라 각 단자(10)의 전력 공급을 제어하기 위한 제어신호를 상기 센서 노드(100)로 송출하는 운영서버(200) 및 상기 운영서버(200)와 연계되어 각 단자(10)의 전력 사용량 내지 제어 상황을 실시간 모니터링하며, 입출력 수단을 포함하여 사용자의 정보 요청 시 그에 대응하는 정보를 상기 운영서버(200)로부터 추출하여 제공하기 위한 사용자 단말(300)을 포함하여 구성된다.
본 발명에서 센서 노드(100)와의 데이터 전송으로 이용되는 지그비(ZigBee)에 대한 제반 기술을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.
상기 지그비는 IEEE 802.15.4에 기반한 하드웨어와 소프트웨어 표준규격으로, 통신 가능 거리는 약 100~500m의 짧은 거리에서 20~250Kbps의 속도로 데이터를 전송할 수 있고 전력 소모량은 500㎼이하의 저전력을 소모한다.
이때 상기 지그비의 특징이라 할 수 있는 점은 외부에서 신호를 보낼 때까지 휴면 모드로 유지되어 전력 소모가 매우 낮기 때문에 배터리가 수개월에서 수년간 지속 될 수 있으며, 블루투스나 무선랜 프로토콜보다 훨씬 간단하여 소형화에 유리하다. 이에 따라 지그비 무선네트워크를 이용한 본 발명에 따른 시스템을 구현하기 위한 비용 또한 저렴하다는 장점이 있다.
또한, 상기 IEEE 802.15.4는 Star, Mesh, Cluster Tree 등의 네트워크 토폴로지를 이용하여 라우터 센서 노드들은 광범위한 지역에 설치할 수 있다.
상기 IEEE 802.15.4의 주소 필드는 0 ~ 20 바이트의 가변길이 응용에 따라 유연성을 가지지만, 본 발명에서 구현한 지그비 네트워크에서는 하나의 대역 내에 수용되어 있는 수많은 기기들이 동일한 레벨로서 상호 양방향 통신을 하게 된다는 특징이 있다. 이때 상기 지그비의 주파수 채널은 선택적으로 지정할 수 있다.
상기 센서 노드(1000는 지그비 무선네트워크를 기반으로 하여 하나의 네트워크에 65,536개까지의 센서 노드를 가지면서 구성할 수 있고 2.45GHz 대역에서 데이터 전송이 가능하므로 상기 운영서버(200)의 게이트웨이(210)와 원거리 무선 통신을 수행할 수 있게 되는 것이다.
상기 센서 노드(100)는 앞서 설명한 바와 같이 콘센트에 구성되는 각 단자(10)별로 구비되어 있어 해당 단자(10)에 접속되어 있는 제어대상기기(1)의 전력 사용량에 대한 정보를 수집한다. 이뿐만 아니라, 상기 센서 노드(100)는 상기 운영서버(200)로부터 송출되는 제어신호를 입력받아 각 단자(10)의 전력 공급 또는 전력 차단 등의 제어를 수행하게 된다.
구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 센서 노드(100)는 온도센서(110)와 전류센서(120), 송수신 모듈(140), 스위칭 모듈(130) 및 전원부(150)를 포함하여 구성된다.
상기 온도센서(110)는 상기 단자(10)에 접속되어 있는 제어대상기기(1)의 전력 사용에 따른 온도를 측정한다. 그리고, 상기 전류센서(120)는 상기 단자(10)에 접속한 제어대상기기(1)에서 소비하는 전력 사용량을 측정한다.
이러한 온도센서(110) 및 전류센서(120)는 상기 제어대상기기(1)의 과부하 내지 화재발생 등 위험 요소를 파악하기 위한 것으로, 측정한 온도와 전력 사용량에 따라 해당 단자(10)의 전력이 차단되도록 하여 과부하 내지 화재발생 등을 방지할 수 있게 된다.
상기 송수신 모듈(140)은 상기 온도 센서(110) 및 전류 센서(120)로부터 측정된 계측 데이터를 상기 운영서버(200)로 송신함과 더불어 상기 운영서버(200)로부터 송출되는 제어신호를 수신한다.
상기 스위칭 모듈(130)은 상기 송수신 모듈(140)에서 수신하는 제어신호에 따라 각 단자(10)의 전력을 공급 또는 전력을 차단함으로써 각 단자(10)에 접속되어 있는 상기 제어대상기기(1)를 ON/OFF한다.
상기 전원부(150)는 상기 온도센서(110), 전류센서(120), 송수신 모듈(140) 및 스위칭 모듈(130)로 전원을 공급하기 위한 것으로, 이는 직류 전원의 교체용 또는 충전용 배터리가 이용될 수 있다.
상술한 센서 노드(100)는 센서 노드(100)를 구성하는 다종의 센서 내지 스위칭 모듈 등이 커넥터 등과 같은 유선 연결수단에 의해 분리형으로 각각 결합된 형태일 수 있지만, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, MCU(Micro Control Unit) 방식으로 상기 센서 노드(100)의 구성에 필요한 센서 등을 비롯하여 기억장치, 입출력 포트, 입출력 주변장치 및 전원부가 하나의 패키지로 구성된 형태로 구성되어 센서 노드(100) 자체에 다양한 응용이 가능하도록 설계됨이 바람직하다.
한편, 상기 센서 노드(100)는 근거리 통신을 제공하기 위한 근거리 통신 모듈(160)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 근거리 통신 모듈(160)은 NFC(Near Field Communication) 기반으로 구성되는 것으로, 이하에서 설명하는 근거리 제어 단말(400)과 통신하여 상기 온도 센서(110) 및 전류 센서(120)로부터 측정된 계측 데이터를 상기 근거리 제어 단말(400)로 송신하거나 상기 근거리 제어 단말(400)에서 전송하는 제어신호를 수신하여 상기 스위칭 모듈(130)로 전달함으로써 단자(10)별 전력 제어가 실시될 수 있도록 한다.
상기 언급한 NFC는 차세대 근거리 무선통신으로서 전자태그(RFID)의 일종이며, 13.56Mhz 주파수 대역을 사용하는 비접촉식 근거리 무선통신 모듈로 10cm의 가까운 거리에서 단말기 간의 데이터 통신이 가능하다.
이는 사용자가 보유한 모바일폰 또는 스마트폰을 이용하여 근거리에서 상기 센서 노드(100)와 상호 연결되어 단자(10)의 전력 공급 상황에 대한 모니터링과 상기 단자(10)를 직접적으로 제어하기 위함이다.
그리고, 상기 근거리 제어 단말(400)은 도면에 도시되지 않았으나 NFC 모듈과 관리프로그램이 탑재된 모바일폰 또는 스마트폰으로, 상기 근거리 통신 모듈(160)에서 제공되는 계측 데이터를 수신하여 관리프로그램을 통해 모니터링이 가능하고, 자체적으로 구비되는 키패드와 같은 입력수단을 통해 상기 단자(10)의 전력 제어에 대한 명령을 입력함에 따라 그에 상응하는 제어신호를 상기 센서 노드(100)로 송신하도록 한다.
여기서, 상기 관리프로그램은 단자(10)의 전력 제어 및 모니터링을 수행하기 위한 일종의 모바일용 어플리케이션으로 본 발명에 따른 시스템을 제공하는 서비스 제공사로부터 상기 관리프로그램을 다운로드 받아 설치하도록 한다.
이처럼, 상기 센서 노드(100)는 근거리 통신 모듈(160)을 포함함에 따라 상기 콘센트에 근접하는 근거리 제어 단말(400)로부터 각 단자(10)에 접속된 복수의 제어대상기기(1)에 대한 상황 정보를 모니터링함과 더불어 사용자가 임의로 각 단자(10)의 전력 제어를 수행할 수 있게 된다.
이에 더하여, 상기 센서 노드(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 상태표시부(170)와, 수동조작부(180) 및 음성출력부(190)를 더 포함하여 구성된다.
상기 상태표시부(170)는 센서 노드(100)가 구비된 해당 단자(10)의 전력 공급 또는 전력 차단 상태에 따라 이를 표시하는 것으로, 예를 들면, 상기 상태표시부(170)는 LED(light emitting diode)로 구성되어 있으며, 단자(10)로 전력 공급이 이루어질 경우 녹색 LED가 점등되고, 전력 차단이 이루어질 경우에는 적색 LED가 점등되도록 구성될 수 있다.
상기 수동조작부(180)는 해당 단자(10)의 전력 공급 또는 차단을 수동으로 제어하기 위한 것으로, 도면에서 도시된 바 없으나 ON 스위치 및 OFF 스위치로 구성되어 사용자가 상기 ON 스위치 및 OFF 스위치를 조작함으로써 직접적으로 상기 단자(10)의 전력을 제어하도록 한다.
상기 음성출력부(190)는 해당 단자(10)에서 과부하 내지 화재발생 등의 위험요소가 감지될 경우 이를 음성으로 출력한다. 이러한 음성출력부(190)는 앞서 설명한 온도센서(110) 및 전류센서(120)로부터 측정된 계측 데이터를 기반으로 위험 요소를 감지하게 되는데, 그 일 예로 상기 계측 데이터를 기설정된 임계 데이터와 비교하여 임계 데이터보다 상대적으로 높을 경우 이를 과부하로 판단할 수 있다. 이 밖에도 과부하 내지 화재발생 등의 감지 수단은 공지기술 등을 통하여 다양하게 구현 가능한바 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
한편, 상기 운영서버(200)는 도 1에 도시된 바와 같이 복수의 단자(10)에 각각 구비된 센서 노드(100)와 지그비 무선 네트워크로 연결되는 게이트웨이(210)가 구성되어 있으며, 게이트웨이(210)는 상기 복수의 센서 노드(100)로부터 제어대상기기(1)의 전력 사용량을 포함한 상황정보 데이터를 수신하게 된다.
이러한 운영서버(200)는 상기 게이트웨이(210)로부터 수신한 상황정보 데이터를 기반으로 각 단자(10)에 대한 개별 제어를 수행하도록 제어신호를 송출하는 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 콘센트의 각 단자(10)별 전력 사용에 대한 모니터링과 전력 제어를 원격에서 실시 가능하도록 원거리 PC(500)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
도 3을 참조하여 설명하며, 상기 원거리 PC(300)는 인터넷 망을 통해 상기 운영서버(200)와 연계되어 각 단자(10)의 전력 사용량 내지 제어 상황에 대한 실시간 모니터링은 물론 각 단자(10)의 전력 제어를 수행한다. 이 경우도 마찬가지로 앞서 설명한 관리프로그램을 PC 상에서 다운로드 받아 상기 관리프로그램이 기설치되어 있어야 함은 물론이다.
그리고, 상기 원거리 PC(500)는 자체적으로 구비된 입력 수단을 통해 단자(10)별 전력 사용량에 대한 정보를 요청하거나, 해당 단자(10)의 전력 제어를 위한 명령을 요청할 수 있게 된다.
이때, 상기 운영서버(200)는 상술한 원거리 PC(500)와의 데이터 통신을 제공하기 이한 웹 서버(230)를 더 포함하는 바, 상기 웹 서버(230)는 인터넷 망을 기반으로 상기 원거리 PC(500)와 상호 연결을 제공하며, 원거리 PC(500)에서의 정보 요청에 대응하는 정보를 제공함과 더불어 상기 원거리 PC(500)에서 요청하는 제어 명령을 운영서버(200)로 전달함으로써 해당 명령에 대응하도록 선택된 단자(10)의 전력을 제어하도록 한다.
뿐만 아니라, 상기 운영서버(200)는 외부 입력에 따른 전력 제어를 수행함에 있어, 비상 시에는 단자(10)의 전력 공급을 차단하도록 구성된다.
즉, 상기 운영서버(200)는 상기 센서 노드(100)의 온도센서(110) 및 전류센서(120)로부터 측정된 계측 데이터를 기설정된 임계 데이터와 비교하여 임계 데이터보다 상대적으로 높을 경우 이를 과부하로 판단하여 해당 단자(10)의 전력 공급을 자동으로 차단하기 위한 제어신호를 송출하는 비교제어부(220)를 포함함으로써, 비상 시 상기 비교제어부(220)로부터 송출되는 제어신호에 따라 해당 단자(10)의 전력 공급이 신속하게 차단될 수 있도록 되어 있다.
그리고, 상기 운영서버(200)는 상기 제어대상기기(1)를 운영하는 사용자의 생활 패턴에 따라 단자(10)별로 전력을 공급 또는 차단하도록 구성된다.
즉, 상기 사용자는 단자(10)에 접속된 제어대상기기(1)를 생활 패턴에 따라 특정 시간대별로 사용 또는 미사용하게 되는데, 상기 운영서버(200)는 이러한 사용자 생활 패턴에 따른 제어대상기기(1)의 스케줄을 파악하고, 제어대상기기(1)의 스케줄에 따라 해당 단자(10)의 전력 제어를 수행하도록 한다.
구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 운영서버(200)는 상기 게이트웨이(210)를 통해 수신되는 각 단자(10)별 상황정보 데이터가 저장되는 데이터베이스(240)와, 상기 데이터베이스(240)에 저장된 각 단자(10)별 상황정보 데이터를 이용하여 각 단자(10)별로 접속된 제어대상기기(1)의 시간대별 전력 사용에 대한 스케줄을 파악하기 위한 스케줄 관리부(250) 및 상기 스케줄 관리부(250)에서 파악되는 제어대상기기(1)의 스케줄을 기반으로 각 단자(10)별로 공급되는 전력을 공급 또는 차단하도록 제어하는 스케줄 제어부(260)를 포함한다.
상기 언급한 제어대상기기(1)의 스케줄은 상기 스케줄 관리부(250)에 의해 산출되는 것으로, 일정기간 동안 수집된 데이터를 기반으로 소정의 통계 모델을 통해 산출되는 것일 수 있다.
이러한 구성에 따라 어느 한 단자(10)에 접속된 제어대상기기(1)가 상시 사용 중인 경우 해당 단자(1)의 전력을 상시 공급하도록 하며, 특정 시간대에만 제어대상기기(1)가 사용 중이라면 상기 운영서버(200)에서는 해당 제어대상기기(1)의 사용 스케줄을 파악하여, 사용 시간대를 제외한 시간대에는 단자(10)의 전력을 차단하도록 제어하게 되는 것이다.
한편, 상기 사용자 단말(300)은 입출력 수단(310)이 구비된 단말로써, 입력수단으로는 키보드를, 출력수단으로는 디스플레이(330)를 포함하여 상기 운영서버(200)에서 제공되는 각 단자(10)의 전력 사용량과 제어 상황을 실시간 모니터링할 수 있게 되며, 필요한 정보를 요청할 수 있게 된다.
그리고, 사용자 단말(300)은 설정부(320)를 더 포함하는 바, 상기 설정부(320)에서 설정된 설정값에 따라 각 단자(10)별 전력 제어가 가능하다.
상기 설정부(320)는 각 단자(10)별로 접속되어 있는 제어대상기기(1)를 사용자가 임의로 사용 목적별 내지 사용 시간대별로 분류하여 제어되도록 하기 위한 것으로, 상기 입출력수단(310)을 통하여 각 단자(10)별 전력 사용에 대한 설정을 하도록 한다.
예를 들면, 상기 설정부(320)에 의해 특정 단자(10)에 접속된 제어대상기기(1)가 상시용으로 설정된 경우, 상기 운영서버(200)는 상기 설정부(320)에서 분류된 제어대상기기(1)에 따라 각 단자(10)의 전력 공급 및 차단을 선택적으로 제어하는 바, 해당 제어대상기기(1)로 계속적인 전원 공급이 이루어질 수 있도록 해당 단자(10)에 전력을 공급하게 된다.
또한, 상기 설정부(320)에서 특정 단자(10)에 접속된 제어대상기기(1)가 오전 10시부터 오후 3시까지 사용되는 것으로 시간대별 분류가 설정된 경우, 상기 운영서버(200)는 해당 단자(10)의 전력 공급이 오전 10시부터 오후 3시까지 이루어지도록 하며, 그 외 시간에는 해당 단자(10)의 전력 공급을 차단하게 된다.
상술한 바와 같이 콘센트의 단자(10)별 전력 제어를 수행함으로써, 접속된 제어대상기기(1)가 상시 전력이 필요한 제품과 그렇지 않은 제품에 대하여 맞춤 제어가 가능한 특징이 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
1 : 제어대상기기 10: 단자
100 : 센서 노드 200 : 운영서버
210 : 게이트웨이 300 : 사용자 단말
400 : 근거리 제어 단말 500 : 원거리 PC

Claims (8)

  1. 콘센트의 전력 제어 시스템에 있어서,
    콘센트의 각 단자별로 구비되어 해당 단자에 접속된 제어대상기기의 전력 사용량을 파악하고, 수신하는 제어신호에 따라 각 단자의 전력 공급을 제어하는 센서 노드와;
    지그비(Zigbee) 무선 네트워크를 기반으로 복수의 센서 노드와 상호 통신하는 게이트웨이가 구성되고, 각 센서 노드로부터 제어대상기기의 전력 사용량을 포함한 상황정보 데이터를 수신 및 저장하며, 수신된 상황정보 데이터에 따라 각 단자의 전력 공급을 제어하기 위한 제어신호를 상기 센서 노드로 송출하는 운영서버; 및
    상기 운영서버와 연계되어 각 단자의 전력 사용량 내지 제어 상황을 실시간 모니터링하며, 입출력 수단을 포함하여 사용자의 정보 요청 시 그에 대응하는 정보를 상기 운영서버로부터 추출하여 제공하기 위한 사용자 단말을 포함하되,
    상기 센서 노드는
    상기 단자에 접속된 제어대상기기의 전력 사용에 따른 온도를 측정하기 위한 온도센서와;
    상기 단자에 접속한 제어대상기기에서 소비하는 전력 사용량을 측정하기 위한 전류센서와;
    상기 온도 센서 및 전류 센서로부터 측정된 계측 데이터를 상기 운영서버로 송신하거나 상기 운영서버의 제어신호를 수신하기 위한 송수신 모듈과;
    상기 송수신 모듈로부터 전송되는 제어신호에 따라 각 단자의 전력 공급을 ON/OFF하는 스위칭 모듈; 및
    상기 온도센서, 전류센서, 송수신 모듈 및 스위칭 모듈로 전원을 공급하기 위한 전원부를 포함하고,
    NFC(near field communication) 기반으로 근거리 제어 단말과 통신하여 상기 온도 센서 및 전류 센서로부터 측정된 계측 데이터를 상기 근거리 제어 단말로 송신하거나 상기 근거리 제어 단말에서 전송하는 제어신호를 수신하여 상기 스위칭 모듈로 전달하기 위한 근거리 통신 모듈 더 포함하며,
    상기 근거리 제어 단말은 NFC 모듈과 관리프로그램이 탑재되어 상기 근거리 통신 모듈에서 제공되는 계측 데이터의 수신과 제어신호의 송신이 가능한 모바일폰 또는 스마트폰인 것을 특징으로 하는 멀티 통신 기반 콘센트의 전력 제어 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    인터넷 망을 통해 상기 운영서버와 연계되어 각 단자의 전력 사용량 내지 제어 상황에 대한 실시간 모니터링과 각 단자의 전력 제어를 수행하기 위한 원거리 PC를 더 포함하며,
    상기 운영서버는
    인터넷 망을 기반으로 상기 원거리 PC와 상호 연결되어 원거리 PC에서의 정보 요청에 대응하는 정보를 제공함과 더불어 상기 원거리 PC에서 요청하는 제어 명령을 전달하는 웹 서버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 통신 기반 콘센트의 전력 제어 시스템.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 운영서버는
    상기 게이트웨이를 통해 수신되는 각 단자별 상황정보 데이터가 저장되는 데이터베이스와;
    상기 데이터베이스에 저장된 각 단자별 상황정보 데이터를 이용하여 각 단자별로 접속된 제어대상기기의 전력 사용에 대한 스케줄을 파악하기 위한 스케줄 관리부; 및
    상기 스케줄 관리부에서 파악되는 제어대상기기의 스케줄을 기반으로 각 단자별로 공급되는 전력을 제어하는 스케줄 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 통신 기반 콘센트의 전력 제어 시스템.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 사용자 단말은
    각 단자별로 접속되어 있는 제어대상기기를 사용 목적별 내지 사용 시간대별로 분류하기 위한 설정부를 더 포함하며,
    상기 운영서버는
    상기 설정부에서 분류된 제어대상기기에 따라 각 단자의 전력 공급 및 차단을 선택적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 멀티 통신 기반 콘센트의 전력 제어 시스템.
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