KR101255843B1 - 전력량 관리 제어 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 본 발명은 전력량 관리 제어 시스템에 관한 것으로, 가전기기나 전력기기에서 사용되는 전력을 측정하고, 필요한 경우에 동작을 제어하거나 관리할 수 있도록 상기 가전기기나 전력기기에 설치되는 전력측정 어댑터; 상기 가전기기나 전력기기의 상태에 대한 상태를 감지하는 상태 감지 센서; 상기 전력측정 어댑터 또는 상태감지센서와 무선 통신하여 전력 측정 데이터, 센서 데이터 또는 제어 명령을 송수신하는 게이트웨이; 상기 게이트웨이로부터 수신되는 전력 데이터, 센서 데이터를 수신하고 가전기기나 전력기기 또는 센서들에 제어신호를 전송하는 미들웨어; 및 상기 미들웨어로부터 수신되는 데이터를 통합하고 상황 분석하여 통계자료를 생성하고 가전기기나 전력기기에 대한 제어 명령을 생성하는 에너지 관리 통합 서버를 포함한다.
Description
본 발명은 전력량 관리 제어 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가정 혹은 사무실 또는 일정 지역 내의 가전기기나 기타 전력을 사용하는 기기들에서 사용되는 전력을 측정하고, 필요한 경우에 각각의 가전 기기의 동작을 제어하거나 관리할 수 있도록 하는 전력량 관리 제어 시스템에 관한 것이다.
오늘날 전기, 가스, 수도 등은 생활에 필수적으로 요구되는 자원으로서, 과금을 위해 주기적으로 사용량을 정확하게 파악하는 검침 작업이 필요하다.
종래의 전통적인 검침 방식은 검침원이 직접 수용가를 방문하여 미터의 지침을 읽고 이를 기록한 후 전월 지침과의 차이를 환산하여 사용량을 계산하는 수동검침(MMR;Manual Meter Reading) 방식으로서, 이러한 수동검침 방식은 검침 인력의 인건비와 운영비 등이 막대하고, 검침에 상당한 시간이 소요될 뿐만 아니라 사용자가 부재중일 경우에는 검침의 누락이나 재방문 등의 불편함을 초래하는 단점이 있다.
이에 반하여, 미터와 검침 장치 사이를 특정 통신매체를 통해 연결한 후 각 미터의 지침과 상태 등을 자동으로 수집하는 원격검침(AMR;Automatic Meter Reading) 방식은, 최근 통신 기술의 발달에 따라 적은 비용으로도 신뢰성 있는 시스템을 구축할 수 있는 방식으로서 이에 대한 관심과 수요가 높아지고 있으며, 이에 따라 전력사, 수도사업소, 가스업체 등을 중심으로 원격검침 기술과 그 시스템 규격에 대한 논의가 활발히 진행되고 있다.
이와 같은 원격검침 시스템 분야에 있어서 종래 기술에 따른 시스템의 일예로서는 국내공개특허 2004-81666호의 도1에 도시된 바와 같이, 각 수요자들의 댁내에 설치된 N개의 원격검침 단말기(110-1~110-N)들이 로컬망(102)을 통해 하나의 검침 데이터 중계기(120-1~120-M)로 연결되고, M개의 검침 데이터 중계기들(120-1~120-M)이 통신망(104)을 통해 원격검침 서버(130)에 연결되도록 구성된다.
또한, 각각의 중계기는 도2에 도시된 바와 같이, 검침 데이터 중계장치의 구성 블럭도로서 중계장치(120)는 전원감시부(302), 전원제어부(304), 중계기 아이디 설정부(306), 문자판독모듈(307), 외부 아날로그 분석모듈(308), 센서인터페이스(I/F)부(309), MCU(310), RF모듈(312), RS-232레벨변환부(314), CDMA모뎀(316), 온도센서(318), LED표시부(320), LCD(322)로 구성된다.
그러나, 상기 종래기술에 사용되는 전력 계량기는 단순하게 에너지 소비량만을 측정하기 때문에 개별적인 전자제품에 대한 전력 사용량에 대한 측정이 어려울 뿐만 아니라, 상기 중계 장치에 의해서는 각각의 전자기기에 대하여 측정된 에너지 계량 값을 원격으로 안전하게 전송하고 원격에서 에너지 차단과 같은 제어 명령을 수행하기가 곤란한 문제점이 있다.
또한, 가정 혹은 일정한 지역 마을 내의 가전기기나 기타 전력을 사용하는 기기들에서 사용되는 전력 데이터를 가공하여 다양한 인터페이스로 통계량, 변동전력량을 제공하여 사용 전력을 상시 모니터함으로써 지능적으로 에너지를 절감할 수 있는 시스템이 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 그의 목적은 개별적인 가전기기의 전력을 측정할 수 있고 동시에 전력 장치를 제어할 수 있는 전력 측정 어뎁터를 채용하여 전력 측정 관리 및 해당 네트워크로 데이터를 가공하여 처리할 수 있는 전력량 관리 제어 시스템을 제공하기 위한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전력량 관리 제어 시스템은, 가전기기나 전력기기에서 사용되는 전력을 측정하고, 필요한 경우에 동작을 제어하거나 관리할 수 있도록 상기 가전기기나 전력기기에 설치되는 전력측정 어댑터; 상기 가전기기나 전력기기의 상태에 대한 상태를 감지하는 상태 감지 센서; 상기 전력측정 어댑터 또는 상태감지센서와 무선 통신하여 전력 측정 데이터, 센서 데이터 또는 제어 명령을 송수신하는 게이트웨이; 상기 게이트웨이로부터 수신되는 전력 데이터, 센서 데이터를 수신하고 가전기기나 전력기기 또는 센서들에 제어신호를 전송하는 미들웨어; 및 상기 미들웨어로부터 수신되는 데이터를 통합하고 상황 분석하여 통계자료를 생성하고 가전기기나 전력기기에 대한 제어 명령을 생성하는 에너지 관리 통합 서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 상기 전력량 관리 제어 시스템에 있어서, 상기 전력측정 어댑터는, 가전기기 또는 전력기기의 노드에서 소모되는 전류값을 측정하는 전류감지 회로부; 가전기기 또는 전력기기의 대기전력 측정과 제어를 위한 AC 온/오프 제어부; 상기 AC 온/오프 제어부에 연동되는 AC/DC 전원부; 상기 전류감지 회로부의 측정값을 수신하여 데이터 전송 처리하며, 상기 가전기기 또는 전력기기의 제어 명령을 수행하는 CPU 모듈; 및 상기 CPU 모듈로부터 전송 처리되는 측정값 데이터를 무선 통신을 통하여 상기 게이트웨이로 전송하는 통신인터페이스부를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 상기 전력량 관리 제어 시스템에 있어서, 상기 통신인터페이스부는, 게이트웨이와 통신하는 424MHz RF 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 상기 전력량 관리 제어 시스템에 있어서, 상기 RF 모듈은 RF-수신부와 RF-전송부를 포함하는 RF 송수신 모듈과 디지털 인터페이스모듈을 포함하고 시리얼 디바이스와 연동하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 상기 전력량 관리 제어 시스템에 있어서, 상기 통신인터페이스부는 WiFi, LAN, PLC, RS-232C 통신 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 상기 전력량 관리 제어 시스템에 있어서, 상기 미들웨어는 게이트웨이로부터 수신되는 전력 데이터, 센서 데이터에 대한 프로토콜을 지원하는 전력수신 어댑터와 센서 어뎁터 및 전력기기 및 센서들에 제어 신호를 보낼수 있는 프로토콜을 설정하는 기기 제어 어뎁터; 미들웨어로 수신되는 모든 데이터를 저장하는 데이터 수집 모듈과, 기기 제어 명령을 각 기기별 프로토콜로 변환하는 장치 제어 모듈과, 미들웨로로 들어오는 모든 데이터에 대하여 공통된 XML 포맷 데이터로 변환하는 데이터 가공 모듈; 미들웨어에서 동작하는 모든 메시지들을 압축된 형태로 저장하는 로깅 모듈; 미들웨어에서 가공된 데이터를 취득하거나 제어명령을 내리기 위한 동작 및 기능을 정의하는 오픈 API 모듈; 및 센서로부터 수신되는 데이터를 미들웨어에서 암호화하여 에너지 관리 서버로 전송하는 보안 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 상기 전력량 관리 제어 시스템에 있어서, 상기 에너지 관리 통합 서버는, 상기 미들웨어로부터 전력 데이터, 센서 데이터를 수신하고 디코딩하여 데이터베이스에 저장하며 통계 처리하는 데이터 수신 및 처리 모듈; 하위 미들웨어 설정 및 장치 연결을 수행하고 오류를 진단하는 시스템 설정 및 관리 모듈; 관리자 또는 외부 어플리케이션의 요청을 처리하고 전력 사용량 및 센서 데이터 값을 이용하여 장치 제어를 수행하며, 전력 기기들에 제어 명령을 전달하기 위한 명령 데이터를 생성하고 업그레이드를 처리하는 상황 분석 및 처리 모듈; 및 외부로부터 서비스 요청이 있을 경우 오픈 API를 제공하고 다양한 형태의 어플리케이션 연계를 위한 인터페이스를 제공하며 모바일 콘텐츠를 구성하여 제공하는 서비스 처리 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 상기 전력량 관리 제어 시스템에 있어서, 상기 데이터 수신 및 처리 모듈은, 미들웨어로부터 전력 데이터 및 센서 데이터를 수신하는 데이터 수신 모듈; 상기 수신된 데이터를 공개키를 이용하여 디코딩하는 보안 모듈; 다수의 미들웨어로부터 전송되는 데이터를 통합하여 데이터베이스에 저장하는 데이터 통합 모듈; 및 시간별, 일별 및 연별 전력량 및 전력비용 수치를 통계화하고 분석 기능을 제공하는 통계 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 상기 전력량 관리 제어 시스템에 있어서, 상기 시스템 설정 및 관리 모듈은 하위 미들웨어 설정 및 장치 연결을 수행하고 자동으로 미들웨어 및 장치를 연결할 수 있는 플러그앤드플레이 기능을 제공하는 서버 관리 모듈; 및 에너지 관리 통합 서버에서 발생될 수 있는 오류를 진단하고 오류 발생시 처리 방안을 관리자 단말에 보고하는 시스템 진단 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 상기 전력량 관리 제어 시스템에 있어서, 관리자 단말 또는 외부 어플리케이션의 요청을 실시간으로 처리하는 질의 수신 모듈; 전력 사용량 및 센서 데이터값이 지정된 값 범위를 초과하게 될 경우 이상상태로 판별하여 지정된 장치에 대한 제어를 수행하는 상황 처리 모듈; 전력 기기들에 대한 제어 명령을 전달하기 위해서 관리자 단말에 의한 조작 또는 상기 상황 처리 모듈에 의한 조작으로 명령 데이터를 생성하는 명령 처리 모듈; 및 미들웨어 및 전력 정보가 업그레이드되었을 경우 원격으로 자동 업데이트를 처리하는 업그레이드 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 따르면, 전력 측정 어뎁터를 채용하여 개별적인 가전기기의 전력을 측정할 수 있고 동시에 전력 장치를 제어할 수 있는 효과가 있다.
또한, 개별적인 가전기기의 전력을 측정할 수 있고 동시에 전력 장치를 제어할 수 있도록 해당 네트워크로 데이터를 가공하여 처리할 수 있다.
또한, 전력을 실시간에 확인 할 수 있음으로 인해서 전력 절감을 할 수 있는 동기를 부여하게 되고 다양한 센서들을 통하여 보다 편리하고 안전한 서비스를 제공할 수 있게 된다.
도1은 종래의 기술에 따른 원격검침 시스템의 전체 구성을 도시한 개략도이다.
도2는 종래 기술에 따른 검침 데이터 중계장치의 구성 블럭도이다.
도3은 본 발명에 따른 전력량 관리 제어 시스템의 전체 구성도이다.
도4는 본 발명에 따른 전력량 관리 제어 시스템에서 전력측정 어댑터의 구조도이다.
도5는 도4의 전력측정 어댑터의 RF 모듈의 블록 다이아그램이다.
도6은 본 발명에 따른 전력량 관리 제어 시스템에서 미들웨어의 구조도이다.
도7은 미들웨어에서 장치 어댑터의 실시예를 나타낸다.
도8은 미들웨어에서 미들웨어 코어의 실시예를 나타낸다.
도9는 미들웨어에서 로깅 모듈의 실시예를 나타낸다.
도10은 미들웨어에서 오픈 API의 실시예를 나타낸다.
도11은 본 발명에 따른 전력량 관리 제어 시스템에서 에너지 관리 통합 서버의 구조도이다.
도12는 에너지 관리 통합 서버에서 데이터 수신 및 처리 모듈의 실시예를 나타낸다.
도13은 에너지 관리 통합 서버에서 시스템 설정 및 관리 모듈의 실시예를 나타낸다.
도14는 에너지 관리 통합 서버에서 상황 분석 및 처리 모듈의 실시예를 나타낸다.
도15는 에너지 관리 통합 서버에서 서비스 처리 모듈의 실시예를 나타낸다.
도2는 종래 기술에 따른 검침 데이터 중계장치의 구성 블럭도이다.
도3은 본 발명에 따른 전력량 관리 제어 시스템의 전체 구성도이다.
도4는 본 발명에 따른 전력량 관리 제어 시스템에서 전력측정 어댑터의 구조도이다.
도5는 도4의 전력측정 어댑터의 RF 모듈의 블록 다이아그램이다.
도6은 본 발명에 따른 전력량 관리 제어 시스템에서 미들웨어의 구조도이다.
도7은 미들웨어에서 장치 어댑터의 실시예를 나타낸다.
도8은 미들웨어에서 미들웨어 코어의 실시예를 나타낸다.
도9는 미들웨어에서 로깅 모듈의 실시예를 나타낸다.
도10은 미들웨어에서 오픈 API의 실시예를 나타낸다.
도11은 본 발명에 따른 전력량 관리 제어 시스템에서 에너지 관리 통합 서버의 구조도이다.
도12는 에너지 관리 통합 서버에서 데이터 수신 및 처리 모듈의 실시예를 나타낸다.
도13은 에너지 관리 통합 서버에서 시스템 설정 및 관리 모듈의 실시예를 나타낸다.
도14는 에너지 관리 통합 서버에서 상황 분석 및 처리 모듈의 실시예를 나타낸다.
도15는 에너지 관리 통합 서버에서 서비스 처리 모듈의 실시예를 나타낸다.
이하, 본 발명에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 도면에 도시된 실시예에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
도3은 본 발명에 따른 전력량 관리 제어 시스템의 전체 구성도이다.
도3을 참조하면, 본 발명에 따른 전력량 관리 제어 시스템은 전력측정 어댑터(10), 센서(20), 게이트웨이(30), 미들웨어(40), 에너지 관리 통합 서버(50)로 구성된다.
상기 전력측정 어댑터(10)는 가전기기나 전력기기에서 사용되는 전력을 측정하고, 필요한 경우에 동작을 제어하거나 관리할 수 있도록 상기 가전기기나 전력기기에 설치된다.
상기 전력측정 어댑터(10)는 다양한 환경에서 설치 가능한 것으로 빌딩, 공장, 가정 등의 상황에 따라 설치할 수 있는 돌출형 또는 매립형으로 구성된다.
또한, 상기 센서(10)는 상기 가전기기나 전력기기의 상태에 대한 상태를 감지하는 상태 감지 센서의 기능을 수행한다.
상기 게이트웨이(20)는 상기 전력측정 어댑터(100 또는 상태감지센서(20)와 무선 통신(Zigbee 등)하여 상기 전력측정 어댑터(10)로부터 전력 측정 데이터, 상기 상태감지센서(20)로부터 센서 데이터를 수신하고 상기 전력기기등을 제어하기 위해 상기 전력측정 어댑터(10)로 제어 명령을 송신한다.
또한, 상기 미들웨어(40)는 상기 게이트웨이(30)로부터 수신되는 전력 데이터, 센서 데이터를 수신하고 가전기기나 전력기기 또는 센서들에 상기 게이트웨이(30)를 통하여 제어신호를 전송한다.
그리고, 상기 에너지 관리 통합 서버(50)는 상기 미들웨어(40)로부터 수신되는 데이터를 통합하고 상황 분석하여 통계자료를 생성하고 가전기기나 전력기기에 대한 제어 명령을 생성한다.
도3에서, 미설명 부호 90은 다양한 형태의 제3자 단말 또는 외부 어플리케이션 제공자를 나타내며, 미설명 부호 100은 모바일 기기를 포함한 다양한 디바이스에서 전력량 측정 데이터 통계 및 제어 명령을 수행하기 위한 인터페이스를 디스플레이로 제공하는 것이다.
도4는 본 발명에 따른 전력량 관리 제어 시스템에서 전력측정 어댑터의 구조도이다.
도4를 참조하면, 상기 전력측정 어댑터(10)는 가전기기 또는 전력기기의 노드에서 소모되는 전류값을 측정하는 전류감지 회로부(11), 가전기기 또는 전력기기의 대기전력 측정과 제어를 위한 AC 온/오프 제어부(12), 상기 AC 온/오프 제어부(12)에 연동되는 AC/DC 전원부(13), 상기 전류감지 회로부(11)의 측정값을 수신하여 데이터 전송 처리하며, 상기 가전기기 또는 전력기기의 제어 명령을 수행하는 CPU 모듈(14), 및 상기 CPU 모듈(14)로부터 전송 처리되는 측정값 데이터를 무선 통신을 통하여 상기 게이트웨이(30)로 전송하는 통신인터페이스부(15)를 포함한다.
여기에서, 상기 통신인터페이스부(15)는 게이트웨이(30)와 통신하는 424MHz RF 모듈(153)을 포함하고 있다.
또한, 상기 통신인터페이스부(15)는 WiFi/LAN, PLC, RS-232C 통신 모듈(151, 152, 153, 154)을 더 포함하고 있다.
상기 전력 어댑터(10)는 AP인 경우 각 노드에서 계산된 전류값이 RF 모듈 또는 WiFi, PLC 통신 중 원하는 모듈을 선택하여 측정된 전류 소모값을 TTL 레벨로 수신하게 되고 이를 RS-232C를 통해 전송한다.
또한, 노드인 경우는 AC 전원을 입력받아 전류감지회로(11)를 통해 출력되는 소모되는 전류값을 측정하여 RF 모듈 또는 WiFi 모듈 또는 PLC 모듈을 통해 AP로 송신한다.
상기 전력 어댑터(10)는 전력 기기를 제어하기 위한 릴레이 제어를 포함하고 있다.
또한, 상기 전력측정 어댑터(10)는 항시 운전기기를 위한 전기기구의 소비전력 측정 회로와 대기 전력 측정을 위한 전기기구의 소비전력 측정회로를 포함할 수 있고, 대기전력측정 및 제어를 위한 온/오프 제어 회로도 포함할 수 있다.
도5는 도4의 전력측정 어댑터의 RF 모듈의 블록 다이아그램이다.
도5를 참조하면, 상기 RF 모듈(153)은 RF-수신부와 RF-전송부를 포함하는 RF 송수신 모듈(153a)과 디지털 인터페이스모듈(153b)을 포함하고 시리얼 디바이스(153c)와 연동한다.
상기 RF 모듈(153)은 노드에서 소모되는 전류값을 RS-232C를 통해 수신받아 424MHz 대역의 주파수로 AP의 RF모듈로 송수신하는 역할과 AP에서 노드에 세팅값을 설정시 송수신을 담당하게 된다.
상기 WiFi모듈(151)은 GSC-1210이라는 와이파이 모듈을 사용할 수 있으며, 전력측정 어댑터의 베이스 보드에 장착된다.
또한, 유선 기반의 네트워크 제품들을 무선네트워크로 확장시켜주는 802.11b/g 와이파이 무선 모듈, AP, CPE 등 다양한 운영모드를 지원하며 serial to LAN, Serial to Ethernet 등과 같은 TCP/IP 컨버터로도 사용된다.
도6은 본 발명에 따른 전력량 관리 제어 시스템에서 미들웨어의 구조도이다.
도6을 참조하면, 미들웨어(40)는 장치어댑터, 미들웨어 코어, 로깅 모듈, 오픈API(Application Programming Interface), 보안모듈로 구성되어 있다.
장치어댑터는 전력수신 어댑터(42), 센서 어댑터(41), 기기제어 어댑터(43)을 포함한다.
상기 전력수신 어댑터(42)는 무선 통신(Zigbee) 게이트웨이(30)로부터 수신되는 전력 데이터에 대한 데이터 프로토콜을 지원한다.
상기 센서 어댑터(41)는 무선 통신(Zigbee) 게이트웨이(30)로부터 다양한 센서 데이터가 수신될 경우 각각의 센서들에 대한 데이터 프로토콜을 지원한다.
상기 기기제어 어댑터(43)는 전력 기기 및 센서들에 제어신호를 보낼 수 있는 프로토콜을 설정한다.
도7은 미들웨어에서 장치 어댑터의 실시예를 나타낸다.
센서 및 전력 데이터 프로토콜 프로파일을 사전에 미들웨어 시스템에 입력하고, 어댑터 생성기(Adapter Generator)는 프로토콜 프로파일을 이용하여 장치 어댑터를 생성하고 미들웨어 시스템 내에서 구동시킨다.
장치가 미들웨어에 연결되면 자동으로 센서 데이터를 받거나 센서 제어가 가능하게 된다.
미들웨어 코어는 데이터 수집 모듈(44), 장치제어모듈(45), 데이터 가공 모듈(46)을 포함한다.
상기 데이터 수집 모듈(44)은 미들웨어로 수신되는 모든 데이터를 버퍼 또는 큐에 저장하고, 이 과정에서 에러 데이터나 중복된 데이터를 제거한다.
상기 장치 제어 모듈(45)은 기기 제어 명령을 각 기기별 프로토콜로 변환한다.
상기 데이터 가공 모듈(46)은 미들웨어로 들어오는 모든 데이터에 대해서 공통된 XML 포맷의 데이터로 변환한다.
도8은 미들웨어에서 미들웨어 코어의 실시예를 나타낸다.
장치 어댑터를 통하여 수신되는 데이터는 큐에 저장하고 필터링 모듈을 이용하여 오류 데이터 및 중복 데이터를 제거한다.
필터링 모듈에 의한 데이터는 데이터 통합 모듈에서 XML 기반 공통 데이터 포맷으로 변환되고 메모리 데이터베이스(MDB)에 저장한다.
오픈 API를 통하여 외부로부터 데이터 요청이 들어올 경우 요청된 데이터 포맷에 맞게 메모리 데이터베이스로부터 데이터를 전달한다.
장치 제어 스케줄에 따라서 큐로부터 명령을 취득하여 장치 어댑터로 전달하여 센서 및 전력 측정 어댑터를 제어한다.
상기 로깅모듈은 미들웨어에서 동작되는 모든 메시지들을 압축된 형태로 저장하고, 만일 네트워크 문제가 발생 시 저장된 로그를 이용하여 재전송한다.
도9는 미들웨어에서 로깅 모듈의 실시예를 나타낸다.
메모리 데이터베이스에 저장되어 있는 데이터는 주기적으로 데이터 요약 모듈에 의해서 압축된 형태로 파일에 저장되고, 네트워크 및 시스템 장애 시 리로드 모듈에 의해서 압축 해제된다. 압축 해제된 데이터는 메모리 데이터베이스에 저장된다.
상기 오픈 API 모듈(48)은 미들웨어에서 가공된 데이터를 취득하거나 제어명령을 내리기 위한 오퍼레이션 및 기능을 정의한다.
도10은 미들웨어에서 오픈 API의 실시예를 나타낸다.
미들웨어 오픈 API는 MDB를 접근할 수 있는 데이터 접근 라이브러리와 장치 제어를 위한 장치 제어 라이브러리로 구성될 수 있다.
상기 보안모듈(49)은 센서로부터 수신되는 데이터를 미들웨어에서 암호화하여 에너지 관리 서버(50)로 전송하게 된다.
이때 에너지 관리 서버(50)에서는 수신된 데이터를 복호화 하여 필요한 처리를 수행하고 다시 암호화 하여 응용 프로그램으로 전달하고, 응용프로그램에서는 공개키를 이용하여 정보를 복호화 하여 필요한 정보를 취득하게 된다.
도11은 본 발명에 따른 전력량 관리 제어 시스템에서 에너지 관리 통합 서버의 구조도이다.
상기 에너지 관리 통합 서버(50)는 크게 데이터 수신 및 처리 모듈, 시스템 설정 및 관리 모듈, 상황분석 및 처리 모듈, 서비스 처리 모듈을 포함하여 구성되고 있다.
도11에서, 상기 데이터 수신 및 처리 모듈은 데이터 수신 모듈, 보안모듈, 데이터 통합 모듈, 통계모듈로 구성되어 있다.
상기 데이터 수신 모듈(51)은 미들웨어로부터 전력 및 센서 데이터 를 수신한다. 이때, 다중 수신을 위한 쓰레드 스케줄링 기능을 제공한다.
이때, 미들웨어와의 통신을 위하여 미들웨어 통신모듈(82)이 포함되어 있다.
상기 보안 모듈(52)은 수신된 데이터를 공개키를 이용하여 디코딩한다.
상기 데이터 통합 모듈(53)은 다수의 미들웨어 시스템으로부터 전송되는 데이터를 통합하여 통합데이터베이스(70)에 저장한다. 이때 대량의 데이터를 데이터베이스에서 유지하기 위해서 요약(Summarization)기법을 활용하여 유지한다.
상기 통계 모듈(54)은 시간별, 일별 및 연별 전력량 및 전력비용 수치를 통계화한다. 또한, 다양한 형태로 디스플레이에 표출하기 위하여 다양한 각도의 분석 기능을 제공한다.
도12는 에너지 관리 통합 서버에서 데이터 수신 및 처리 모듈의 실시예를 나타낸다.
미들웨어로부터 수신되는 데이터는 데이터 수신 모듈(51)에서 받아서 보안 모듈(52)로 전송한다.
데이터 통합 모듈(53)에서는 다수의 미들웨어로부터 들어오는 실시간 데이터를 통합하여 통합 데이터베이스(70)에 저장한다.
통계 모듈(54)에서는 저장된 데이터를 이용하여 다양한 관점에서의 통계치를 산출한다.
이때, 서비스 처리모듈에서는 상기 통계 모듈(54)에서 산출된 통계치를 응용 프로그램으로 전달한다.
도11에서, 상기 시스템 설정 및 관리 모듈은 서버 관리 모듈(55), 시스템 진단 모듈(56)을 포함한다.
상기 서버 관리 모듈(55)에서는 하위 미들웨어 설정 및 장치 연결 등을 수행하고, 자동으로 미들웨어 및 장치를 연결할 수 있는 Plug & Play 기능을 제공한다.
상기 시스템 진단 모듈(56)은 에너지 관리 서버에서 발생될 수 있는 오류를 진단하고 오류 발생 시 이를 해결할 수 있는 방안을 관리자에게 통보한다.
도13은 에너지 관리 통합 서버에서 시스템 설정 및 관리 모듈의 실시예를 나타낸다.
서버 관리 모듈(55)에서는 리소스 사용 현황을 탐지하여 주기적으로 통합 데이터베이스(70)에 저장한다.
시스템 진단 모듈(56)에서는 서버, 미들웨어, 센서 및 전력 측정 어댑터의 현재 상태를 체크하고 이상 유무를 통합 데이터베이스(70)에 저장한다.
리포팅 모듈에서는 관리자에게 현재 서버 상황을 알려주고 이상 상황 발생시 취할 수 있는 조치를 알려주게 된다.
도11에서, 상황분석 및 처리 모듈은 질의 수신 모듈(57), 상황 처리 모듈(58), 명령 처리 모듈(59), 업그레이드 모듈(60)을 포함한다.
상기 질의 수신 모듈(57)은 관리자 및 외부 어플리케이션의 요청을 실시간으로 처리한다.
상기 상황 처리 모듈(58)은 전력 사용량 및 센서 데이터 값을 이용하여 특정 상황이 발생 시 지정된 처리를 수행한다. 즉, 데이터 값이 지정된 값 범위를 초과하게 될 경우 이상상태로 판별되어 지정된 장치에 대한 제어를 수행하고, 관리자가 스케줄을 지정하여 현재 시간이 스케줄에 포함되면 자동으로 장치제어를 수행하게 된다.
상기 명령 처리 모듈(59)은 전력 기기들에 제어 명령을 전달하기 위해서 관리자에 의한 수동 조작 및 상황 처리 모듈에 의한 자동 조작으로 명령 데이터를 생성한다.
상기 업그레이드 모듈(60)은 미들웨어 및 전력 정보가 업그레이드되었을 경우 원격으로 자동 업데이트가 가능하도록 한다.
도14는 에너지 관리 통합 서버에서 상황 분석 및 처리 모듈의 실시예를 나타낸다.
에너지 관리 서버에서는 수신되는 데이터의 상황에 따른 행동을 사전에 미리 설정 가능하다.
질의 수신 모듈(57)에서는 관리자 및 응용 프로그램의 요청을 수신하여 명령 처리 모듈(59)에 전달한다.
미들웨어(40)로부터 수신되는 센서 및 전력 데이터에 따라서 특수한 상황이 발생될 수 있으며 이러한 상황이 발생될 경우 미리 설정된 명령을 수행한다.
명령 처리 모듈(59)에서는 상황 처리 모듈(58) 및 질의 수신 모듈(57)로부터의 정보를 통합하여 필요한 행동을 실행한다.
업그레이드 모듈(60)에서는 전력 정보 업데이트 및 미들웨어 업그레이드를 수행한다.
원격 제어 모듈(64)에서는 상황에 따른 센서 및 전력 측정 어댑터 제어를 수행한다.
도11에서, 서비스 처리 모듈은 서비스 제공 모듈(61), 정보 제공 모듈(62), 모바일 콘텐츠 제공 모듈(63)을 포함한다.
상기 서비스 제공모듈(61)은 외부로부터 서비스 요청이 들어왔을 경우 이를 동적으로 관리하고, 서비스 제공을 위한 오픈 API를 제공한다.
상기 정보 제공모듈(62)은 다양한 형태의 제3자 단말 또는 외부 어플리케이션과의 연계를 위한 인터페이스를 제공한다.
또한, 모바일콘텐츠 제공모듈(63)은 스마트폰 응용과의 통신을 위한 콘텐츠를 구성하여 제공한다.
서비스 처리 모듈에서는 서비스 요청 및 서비스 제공은 웹서버(80)를 통하여 수행되고, 외부 통신 모듈(81)이 이를 지원한다.
도15는 에너지 관리 통합 서버에서 서비스 처리 모듈의 실시예를 나타낸다.
응용 프로그램에서 서비스 요청 시 서비스 제공 모듈(61)에서는 서비스 리스트에 추가하여 지속적인 정보 전달이 가능하도록 한다.
정보 제공 모듈(62)에서는 웹 기반 서비스 및 기타 단독 프로그램에 정보 전달을 수행한다.
모바일 콘텐츠 제공 모듈(63)에서는 모바일(스마트폰) 환경에 적합한 서비스 제공한다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체적인 실시예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
10 : 전력측정 어댑터 11 : 전류감지회로
12 : AC 온/오프 제어부 13 : AC/DC 전원부
14 : CPU 모듈 15 : 통신인터페이스
20 : 센서 30 : 게이트웨이
40 :미들웨어 41 : 센서 어댑터
42 : 전력 수신 어댑터 43 : 기기 제어 어댑터
44 : 데이터 수집 모듈 45 : 제어 모듈
46 : 데이터 가공 모듈 47 : 로깅 모듈
48 오픈 API 49 : 보안모듈
50 : 에너지관리 통합서버 51 : 데이터 수신 모듈
52 : 보안모듈 53 : 데이터 통합 모듈
54 : 통계모듈 55 : 서버 관리 모듈
56 : 시스템 진단 모듈 57 : 질의 수신 모듈
58 : 상황처리모듈 59 : 명령처리모듈
60 : 업그레이드 모듈 61 : 서비스 제공 모듈
62 : 정보 제공 모듈 63 : 모바일컨텐츠제공모듈
64 : 원격 제어 모듈 70 : 통합DB
80 : 웹서버 81 : 외부통신모듈
82 : 미들웨어통신모듈 90 : 제3자단말
100 : 디스플레이 151, 152, 153, 154 : 통신모듈
12 : AC 온/오프 제어부 13 : AC/DC 전원부
14 : CPU 모듈 15 : 통신인터페이스
20 : 센서 30 : 게이트웨이
40 :미들웨어 41 : 센서 어댑터
42 : 전력 수신 어댑터 43 : 기기 제어 어댑터
44 : 데이터 수집 모듈 45 : 제어 모듈
46 : 데이터 가공 모듈 47 : 로깅 모듈
48 오픈 API 49 : 보안모듈
50 : 에너지관리 통합서버 51 : 데이터 수신 모듈
52 : 보안모듈 53 : 데이터 통합 모듈
54 : 통계모듈 55 : 서버 관리 모듈
56 : 시스템 진단 모듈 57 : 질의 수신 모듈
58 : 상황처리모듈 59 : 명령처리모듈
60 : 업그레이드 모듈 61 : 서비스 제공 모듈
62 : 정보 제공 모듈 63 : 모바일컨텐츠제공모듈
64 : 원격 제어 모듈 70 : 통합DB
80 : 웹서버 81 : 외부통신모듈
82 : 미들웨어통신모듈 90 : 제3자단말
100 : 디스플레이 151, 152, 153, 154 : 통신모듈
Claims (10)
- 가전기기나 전력기기에서 사용되는 전력을 측정하고, 필요한 경우에 동작을 제어하거나 관리할 수 있도록 상기 가전기기나 전력기기에 설치되는 전력측정 어댑터;
상기 가전기기나 전력기기의 상태에 대한 상태를 감지하는 상태 감지 센서;
상기 전력측정 어댑터 또는 상태감지센서와 무선 통신하여 전력 측정 데이터, 센서 데이터 또는 제어 명령을 송수신하는 게이트웨이;
상기 게이트웨이로부터 수신되는 전력 데이터, 센서 데이터를 수신하고 가전기기나 전력기기 또는 센서들에 제어신호를 전송하는 미들웨어; 및
상기 미들웨어로부터 수신되는 데이터를 통합하고 상황 분석하여 통계자료를 생성하고 가전기기나 전력기기에 대한 제어 명령을 생성하는 에너지 관리 통합 서버를 포함하며, 상기 에너지 관리 통합 서버는,
상기 미들웨어로부터 전력 데이터, 센서 데이터를 수신하고 디코딩하여 데이터베이스에 저장하며 통계 처리하는 데이터 수신 및 처리 모듈;
하위 미들웨어 설정 및 장치 연결을 수행하고 오류를 진단하는 시스템 설정 및 관리 모듈;
관리자 또는 외부 어플리케이션의 요청을 처리하고 전력 사용량 및 센서 데이터 값을 이용하여 장치 제어를 수행하며, 전력 기기들에 제어 명령을 전달하기 위한 명령 데이터를 생성하고 업그레이드를 처리하는 상황 분석 및 처리 모듈; 및
외부로부터 서비스 요청이 있을 경우 오픈 API를 제공하고 다양한 형태의 어플리케이션 연계를 위한 인터페이스를 제공하며 모바일 콘텐츠를 구성하여 제공하는 서비스 처리 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력량 관리 제어 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 전력측정 어댑터는,
가전기기 또는 전력기기의 노드에서 소모되는 전류값을 측정하는 전류감지 회로부;
가전기기 또는 전력기기의 대기전력 측정과 제어를 위한 AC 온/오프 제어부;
상기 AC 온/오프 제어부에 연동되는 AC/DC 전원부;
상기 전류감지 회로부의 측정값을 수신하여 데이터 전송 처리하며, 상기 가전기기 또는 전력기기의 제어 명령을 수행하는 CPU 모듈; 및
상기 CPU 모듈로부터 전송 처리되는 측정값 데이터를 무선 통신을 통하여 상기 게이트웨이로 전송하는 통신인터페이스부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력량 관리 제어 시스템. - 제 2 항에 있어서,
상기 통신인터페이스부는,
게이트웨이와 통신하는 424MHz RF 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력량 관리 제어 시스템. - 제 2 항에 있어서,
상기 전력측정 어댑터는,
RF-수신부와 RF-전송부를 포함하는 RF 송수신 모듈과 디지털 인터페이스모듈을 포함하고 시리얼 디바이스와 연동하는 것을 특징으로 하는 전력량 관리 제어 시스템. - 제 2 항에 있어서,
상기 통신인터페이스부는,
WiFi, LAN, PLC, RS-232C 통신 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력량 관리 제어 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 미들웨어는,
게이트웨이로부터 수신되는 전력 데이터, 센서 데이터에 대한 프로토콜을 지원하는 전력수신 어댑터와 센서 어뎁터 및 전력기기 및 센서들에 제어 신호를 보낼수 있는 프로토콜을 설정하는 기기 제어 어뎁터;
미들웨어로 수신되는 모든 데이터를 저장하는 데이터 수집 모듈과, 기기 제어 명령을 각 기기별 프로토콜로 변환하는 장치 제어 모듈과, 미들웨로로 들어오는 모든 데이터에 대하여 공통된 XML 포맷 데이터로 변환하는 데이터 가공 모듈;
미들웨어에서 동작하는 모든 메시지들을 압축된 형태로 저장하는 로깅 모듈;
미들웨어에서 가공된 데이터를 취득하거나 제어명령을 내리기 위한 동작 및 기능을 정의하는 오픈 API 모듈; 및
센서로부터 수신되는 데이터를 미들웨어에서 암호화하여 에너지 관리 서버로 전송하는 보안 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력량 관리 제어 시스템. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 데이터 수신 및 처리 모듈은,
미들웨어로부터 전력 데이터 및 센서 데이터를 수신하는 데이터 수신 모듈;
상기 수신된 데이터를 공개키를 이용하여 디코딩하는 보안 모듈;
다수의 미들웨어로부터 전송되는 데이터를 통합하여 데이터베이스에 저장하는 데이터 통합 모듈; 및
시간별, 일별 및 연별 전력량 및 전력비용 수치를 통계화하고 분석 기능을 제공하는 통계 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력량 관리 제어 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 시스템 설정 및 관리 모듈은,
하위 미들웨어 설정 및 장치 연결을 수행하고 자동으로 미들웨어 및 장치를 연결할 수 있는 플러그앤드플레이 기능을 제공하는 서버 관리 모듈; 및
에너지 관리 통합 서버에서 발생될 수 있는 오류를 진단하고 오류 발생시 처리 방안을 관리자 단말에 보고하는 시스템 진단 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력량 관리 제어 시스템. - 제 1 항에 있어서,
관리자 단말 또는 외부 어플리케이션의 요청을 실시간으로 처리하는 질의 수신 모듈;
전력 사용량 및 센서 데이터값이 지정된 값 범위를 초과하게 될 경우 이상상태로 판별하여 지정된 장치에 대한 제어를 수행하는 상황 처리 모듈;
전력 기기들에 대한 제어 명령을 전달하기 위해서 관리자 단말에 의한 조작 또는 상기 상황 처리 모듈에 의한 조작으로 명령 데이터를 생성하는 명령 처리 모듈; 및
미들웨어 및 전력 정보가 업그레이드되었을 경우 원격으로 자동 업데이트를 처리하는 업그레이드 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력량 관리 제어 시스템.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120002636A KR101255843B1 (ko) | 2012-01-09 | 2012-01-09 | 전력량 관리 제어 시스템 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120002636A KR101255843B1 (ko) | 2012-01-09 | 2012-01-09 | 전력량 관리 제어 시스템 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101255843B1 true KR101255843B1 (ko) | 2013-04-17 |
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ID=48443374
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020120002636A KR101255843B1 (ko) | 2012-01-09 | 2012-01-09 | 전력량 관리 제어 시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101255843B1 (ko) |
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