KR101379658B1 - 무선통신 기반의 스마트 전력 제어 장치 - Google Patents

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오훈
이승용
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울산대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 무선통신 기반의 스마트 전력 제어 장치에 관한 것으로, 특정공간 내에 설치된 적어도 하나 이상의 전기기기의 소비전력을 제어하는 장치에 있어서, 리모콘 센서노드; 대기전력제어 센서노드; 및 인체감지 센서노드를 포함하여서, 상황 인지 컴퓨팅 기술을 적용하여 중앙 서버를 사용하지 않고 특정공간에 설치된 센서 노드들이 분산 제어에 의하여 서로 네트워크를 이루어 협력하면서 개별적 및 단독적으로 상황을 판단하여 대기전력 및 전력소비량을 제어할 수 있으며, 이에 따라 시스템의 안정성을 높일 수 있다.

Description

무선통신 기반의 스마트 전력 제어 장치{APPARATUS FOR USN-BASED SMART POWER CONTROL SYSTEM }
본 발명은 전력 제어 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상황인지컴퓨팅 기술을 적용하여 가정 및 사업장내의 대기전력 및 전력소비량을 개별적으로 제어할 수 있도록 한 무선통신 기반의 스마트 전력 제어 장치에 관한 것이다.
산업의 발전에 따라 가정 및 사업장내에 조명, 냉난방 시설 및 다양한 가전제품의 사용이 증가하고, 이에 따라 더욱 많은 전기에너지를 사용하고 있다. 더욱이, 최근의 과도한 전력소비로 인하여 전력 부족 현상이 빈번히 발생하여 전력소비량의 체계적인 관리가 필요한 실정이다.
일반적으로 가전제품은 사용시에 플러그를 콘센트에 연결한 상태로 놓아두면 일정 부분의 대기전력이 소모된다. 대기전력이란 전원을 끈 상태에서도 전기제품에서 소비되는 전력으로서, 대기전력은 작동전력에 비해서 미미하지만 전기 기기가 장시간 대기전력 공급 상태로 있는 경우가 대부분이기 때문에 전력낭비가 심각하다고 할 수 있다.
대기전력으로 인한 부담비용은 우리나라 가정 상업부문 전력사용량의 10%에 육박하는 것으로 조사되었다 따라서, 상기와 같이 전력소비량의 체계적인 관리를 위해서는 대기전력의 집중 관리가 필요하다.
한편, 안전정인 전력예비율 확보를 위하여 전력생산설비의 증대가 요구되나, 전원입지의 확보 난 가중, 막대한 투자재원 조달, 환경규제의 강화 등으로 문제해결이 어렵다. 따라서, 전력관리는 전력수급의 안정성 및 전력낭비를 줄이기 위해서 반드시 필요하다고 할 수 있다.
본 출원인은 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0136023호(2011.12.21)에서, 기초 상황정보를 기초로 하여 미리 설정된 전력소비 기준에 따라 각 전기기기의 작동상태를 제어함으로써 소비전력량을 조절할 수 있는 센서네트워크 기반의 전력제어 시스템을 개시한바 있다.
도 1은 개시된 종래의 센서네트워크 기반의 전력제어 시스템을 나타낸 블록도로서, 도시된 바와 같이 특정공간 내에 설치된 적어도 하나 이상의 전기기기의 소비전력을 제어하는 센서네트워크 기반의 전력제어 시스템에 있어서, 상기 전기기기의 소비전력을 제어하기 위한 데이터인 기초 상황정보를 감지하여 데이터를 수집하며, 센서네트워크 통신망(120)을 통해 수집된 데이터를 송수신하는 센서노드부(110); 및 상기 센서노드부(110)와 상기 센서네트워크 통신망(120)을 통해 연결되어 상기 센서노드부(110)로부터 전송된 데이터를 수신하여 취합하며, 상기 기초 상황정보의 데이터에 대응하여 미리 설정된 전력소비 기준에 따라 상기 전기기기의 작동상태를 제어하는 중앙관리부(130);를 포함한다.
그러나, 상기와 같은 종래의 센서네트워크 기반의 전력제어 시스템은, 중앙관리부에서 사업장 전체의 상황정보를 수집하고 분석하여 각 장소에 설치된 기기를 제어하기 때문에, 중앙 서버에 동작 문제가 생기거나 통신에 문제가 생길 경우 네트워크에 연결된 전체 시스템에 문제가 발생하여 각각의 센서노드가 개별적으로 동작되지 못하고 전체 시스템에서 전력 제어가 수행되지 못하는 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허공보 제10-2011-0136023호 (2011.12.21)
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 상황 인지 컴퓨팅 기술을 적용하여 특정공간에 설치된 센서 노드들이 분산 제어에 의하여 서로 네트워크를 이루어 협력하면서 각각 개별적으로 상황을 판단하여 대기전력 및 전력소비량을 제어하는 무선통신 기반의 스마트 전력 제어 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 무선통신 기반의 스마트 전력 제어 장치는, 특정공간 내에 설치된 적어도 하나 이상의 전기기기의 소비전력을 제어하는 장치에 있어서, 초기 대기전력 및 전자기기가 오프되어 있는 상태에서 사용자의 동작 개시 시그널을 감지하여 대기전력제어 센서노드에 대기전력 공급 요청 메시지를 전송하고, 상기 대기전력제어 센서노드로부터 대기전력 공급 완료 응답을 받으면 전자기기를 온시키고, 미리 설정된 특정 조건을 감지하여 상기 전자기기를 제어하는 리모콘 센서노드; 상기 리모콘 센서노드로부터 대기전원 공급 명령이 입력되면 이에 따라 상기 전자기기에 대기전력을 공급하고, 상기 전자기기의 전력소모량을 측정하여 대기전력 공급시간이 일정시간 이상 지속되거나 전자기기의 동작이 오프될 경우 대기전력을 차단하는 대기전력제어 센서노드; 및 주기적으로 인체 유무를 감지하여 상기 리모콘 센서노드에 전송하고, 인체가 감지되지 않는 시간을 카운트하여 일정 대기 시간이 초과되면 상기 리모콘 센서노드에 전자기기 전원 차단 요청 신호를 전송하고, 기준시간 이상 인체가 감지되지 않으면 상기 리모콘 센서노드에 대기전력 차단 요청 신호를 전송하는 인체감지 센서노드를 포함한다.
상기 리모콘 센서노드는; 상기 감지된 조건이 미리 설정된 특정 조건의 기준범위를 일정시간 이상 초과할 경우 감지 조건을 기준범위 이하로 강제 설정할 수 있다.
상기 리모콘 센서노드는; 실내외에 설치되어 온도 데이터를 수집하는 온도센서; 사용자에 의하여 온도값을 강제 설정하는 온도 설정키; 상기 수집된 온도 및 설정된 온도에 따라 상기 전자기기를 제어하여 실내온도를 조절하고, 대기전력 공급/차단 메시지를 송수신하여 상기 전자기기의 대기전력을 공급 또는 차단시키는 마이크로콘트롤러; 및 상기 마이크로콘트롤러의 제어에 따른 데이터 신호를 송수신하는 통신용 IC를 포함할 수 있다.
상기 대기전력제어 센서노드는; 상기 전기기기의 전력소비량을 실시간 측정하는 전력센서; 상기 전기기기의 구동 전원 공급 및 차단 기능을 수행하는 전원차단부; 상기 리모콘 센서노드의 전송 신호 또는 상기 측정된 전력소모량에 따라 상기 전원차단부의 구동 전원 및 대기 전력을 제어하는 마이크로콘트롤러; 및 상기 마이크로콘트롤러의 제어에 따른 데이터 신호를 송수신하는 통신용 IC를 포함할 수 있다.
상기 인체감지 센서노드는; 초음파를 발산하여 인체 유무를 감지하는 초음파 센서; 상기 감지된 인체 유무 신호에 따라 상기 리모콘 센서노드에 전자기기 전원 차단 또는 대기 전력 차단 신호를 생성하는 마이크로콘트롤러; 및 상기 마이크로콘트롤러의 제어에 따른 데이터 신호를 송수신하는 통신용 IC를 포함할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 무선통신 기반의 스마트 전력 제어 장치에 의하면, 상황 인지 컴퓨팅 기술을 적용하여 중앙 서버를 사용하지 않고 특정공간에 설치된 센서 노드들이 분산 제어에 의하여 서로 네트워크를 이루어 협력하면서 개별적 및 단독적으로 상황을 판단하여 대기전력 및 전력소비량을 제어할 수 있으며, 이에 따라 시스템의 안정성을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 센서네트워크 기반의 전력제어 시스템을 나타낸 블록 구성도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무선통신 기반의 스마트 전력 제어 장치를 나타낸 블록 구성도,
도 3은 도 2의 리모콘 센서노드를 상세히 나타낸 블록 구성도,
도 4는 도 3의 리모콘 센서노드의 동작 상태를 설명하기 위한 제어 흐름도,
도 5는 도 2의 대기전력제어 센서노드를 상세히 나타낸 블록 구성도,
도 6은 도 5의 대기전력제어 센서노드의 동작 상태를 설명하기 위한 제어 흐름도,
도 7은 도 2의 인체감지 센서노드를 상세히 나타낸 블록 구성도,
도 8은 도 7의 인체감지 센서노드의 동작 상태를 설명하기 위한 제어 흐름도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무선통신 기반의 스마트 전력 제어 장치를 나타낸 블록 구성도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무선통신 기반의 스마트 전력 제어 장치는, 특정공간 내에 설치된 적어도 하나 이상의 전기기기(240)의 소비전력을 제어하기 위해, 리모콘 센서노드(210), 대기전력제어 센서노드(220) 및 인체감지 센서노드(230) 를 포함한다.
상기 특정공간은 전력을 이용하여 작동하는 전기기기가 설치된 장소를 의미하며, 가정, 사무실, 강의실 및 사업장 등 전기기기가 설치 및 운용되는 장소를 모두 포함한다. 또한, 공간적인 의미에서 하나의 방(호실), 하나의 층, 하나의 건물 등 일정범위를 갖는 구역을 의미하며, 시스템이 적용되는 구성에 따라서 공간의 범위는 달라질 수 있다.
또한, 상기 전기기기는 전력을 이용하여 동작되는 기기로서, 에어컨, 선풍기, 온풍기, 히터, 조명기구, 전산기기, 냉장고, TV, 세탁기, 복사기, 복합기, 팩스 및 프로젝터 등 상기 특정공간에 설치되는 모든 전기장치를 의미하며, 상기 특정공간에 설치되는 모든 전기기기를 대상으로 하거나 상기 모든 전기기기 중 전력사용량이 큰 일부 전기기기만을 대상으로 할 수도 있다.
본 발명에 따른 리모콘 센서노드(210)는, 초기 대기전력 및 전자기기가 오프되어 있는 상태에서 사용자의 동작 개시 시그널을 감지하여 대기전력제어 센서노드(220)에 대기전력 공급 요청 메시지를 전송하고, 대기전력제어 센서노드(220)로부터 대기전력 공급 완료 응답을 받으면 전자기기(240)를 온시키고, 미리 설정된 특정 조건을 감지하여 상기 전자기기를 제어한다. 또한, 상기 감지된 조건이 미리 설정된 특정 조건의 기준범위를 일정시간 이상 초과할 경우 감지 조건을 기준범위 이하로 강제 설정한다.
상기 리모콘 센서노드(210)는 실·내외의 온도, 습도, 조도, 적외선 신호, 초음파 신호, 광 신호, 열감지 신호, 적외선 신호, 모션감지 신호, 전력소비량, 전자기기별 운전상태, 특정공간별 사용 스케쥴 및 특정공간별 인원수 등의 기초 상황정보를 감지하여 데이터를 수집하며, 센서네트워크 통신망(미도시)을 통해 수집된 데이터를 송수신할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 대기전력제어 센서노드(220)는 상기 리모콘 센서노드(210)로부터 대기전원 공급 명령이 입력되면 이에 따라 전자기기(240)에 대기전력을 공급하고, 상기 전자기기(240)의 전력소모량을 측정하여 대기전력 공급시간이 일정시간 이상 지속되거나 전자기기의 동작이 오프될 경우 대기전력을 차단한다.
또한, 본 발명에 따른 인체감지 센서노드(230)는, 주기적으로 인체 유무를 감지하여 상기 리모콘 센서노드(RM_SN)에 전송하고, 인체가 감지되지 않는 시간을 카운트하여 일정 대기 시간이 초과되면 상기 리모콘 센서노드(RM_SN)에 전자기기 전원 차단 요청 신호를 전송하고, 기준시간 이상 인체가 감지되지 않으면 상기 리모콘 센서노드(RM_SN)에 대기전력 차단 요청 신호를 전송한다.
도 3은 도 2의 리모콘 센서노드를 상세히 나타낸 블록 구성도이고, 도 4는 도 2의 리모콘 센서노드의 동작 상태를 설명하기 위한 제어 흐름도이다.
이하, 도면에 도시된 기호의 설명은 아래의 표 1에 나타낸 바와 같으며, 이를 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 설명하면 다음과 같다.
기호 설명
RM_SN 리모콘 센서 노드
SPC_SN 대기전력제어 센서 노드
HD_SN 인체 감지 센서 노드
SP_ON_REQ 대기전력 공급 요청 메시지
SP_ON_RES 대기전력 공급 완료 응답 메시지
SP_OFF_REQ 대기전력 차단 요청 메시지
DEV_ON_REQ 전자기기 ON 요청 메시지
SP_Timer 대기전력 차단 대기시간 타이머
HD_Timer 인체 미 감지 시간 타이머
TMP_read_timer 온도 강제조절 주기 타이머 (= 1분)
TMP_adj_wait_timer 온도 강제조절을 수행하기 전에 대기 시간
PM_timer SPC_SN이 DEV의 전력 소모량을 측정하는 주기
SP_timer 대기전력만 공급되는 시간 체크
SP 대기전력 (Standby Power)
SP_ON 대기전력 수동공급 버턴
DEV 전자기기 (Device)
본 발명에 따른 리모콘 센서노드(210) (RM_SN)는, 초기 대기전력 및 전자기기가 오프되어 있는 상태에서 사용자의 동작 개시 시그널을 감지하여 대기전력제어 센서노드(220) (SPC_SN)에 대기전력 공급 요청 메시지(SP_ON_REQ)를 전송하고, 대기전력제어 센서노드(220) (SPC_SN)로부터 대기전력 공급 완료 응답(SP_ON_REQ)을 받으면 전자기기(240)(DEV)를 온시키고, 미리 설정된 특정 조건을 감지하여 상기 전자기기(240)(DEV)를 제어한다. 또한, 상기 감지된 조건이 미리 설정된 특정 조건의 기준범위를 일정시간 이상 초과할 경우 감지 조건을 기준범위 이하로 강제 설정할 수 있다.
이를 위하여, 본 발명의 리모콘 센서노드(210)는 도 3에 도시된 바와 같이, 전원을 공급하는 배터리(211), 실내외에 설치되어 온도 데이터를 수집하는 온도센서(212), 온도값을 강제 설정하는 온도 설정키(213), 각부의 동작상태를 제어하고 리모콘 센서노드(210)의 작동을 구현하는 마이크로콘트롤러(MCU)(214), 센서네트 워크 통신망을 통해 수집된 외부온도 데이터를 송수신하는 통신용 IC(215) 로 구성될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 본 발명의 리모콘 센서노드(210)(RM_SN)의 동작상태를 단계별로 살펴보면 다음과 같다.
S00단계(SP off & DEV off)에서 리모콘 센서노드(RM_SN)는 초기 대기전력 및 전자기기가 모두 오프되어 있는 상태에서 사용자가 호실에 들어와서 리모컨을 사용하여 기기를 켤 때 발생하는 시그널을 감지한다. 이때, 전자기기(DEV)를 켜는 경우와 외부 상황인지 서버로부터 특정 전자기기(DEV)를 켜달라는 요청 (DEV_ON_REQ)을 받아서 기기를 켜는 경우를 가정할 수 있다. 전자의 경우는 일반적으로 사용자가 실내에서 직접 전자기기를 제어하는 경우로 볼 수 있으며, 후자의 경우는 사용자가 외부에서 전자기기를 원격 제어하는 것으로서 전기밥솥에 전력을 공급한다든지, 히터 혹은 에어컨을 켜서 미리 호실의 온도를 조절하는 것을 포함한다.
리모콘 센서노드(RM_SN)는 두 경우 모두 대기전력을 공급하도록 대기전력제어 센서노드(SPC_SN)에 대기전력 공급 요청(SP_ON_REQ) 메시지를 보내고, 대기전력이 켜졌다는 응답을 받을 때까지 대기하는 S01단계로 들어간다.
S01단계에서는 일시적인 천이상태로 대기전력(SP)이 현재 공급되는지를 알 수 없는 상태이다(SP on? & DEV off). 이후, 대기전력제어 센서노드(SPC_SN)으로부터 대기전력 공급 완료 응답(SP_ON_REQ)을 받으면 대기전력이 공급된 상태라는 것을 알고 전자기기(DEV)를 온시키도록 시그널을 보내고 S02단계로 들어간다. S02단계에 머무르는 시간은 정상적인 경우에 수 밀리 세컨드를 넘지 않을 것이다. 일정 시간 동안 대기전력 공급 완료 응답(SP_ON_RES)을 받지 못하면 다시 S00단계로 되돌아간다.
S02단계(SP on & DEV on)에서 리모콘 센서노드(RM_SN)는 주기적으로 호실의 온도를 측정하고 호실 온도가 희망 온도와 차이가 많이 나는 경우에는 호실의 온도를 강제 설정한다. 예를 들면, 여름철에는 27도가 희망온도, 현재온도가 24도, 온도차(Threhold) 2도인 경우에 “(27-24) > 2” 이기 때문에 지정 시간 (TMP_adj_wait_timer의 임의값 10분)을 기다린 후에 27도로 전자기기(DEV) 온도를 강제로 설정한다. 이 때 사용자가 다시 24도로 설정한 경우에 사시 지정시간을 기다린 후에 27도로 설정하게 된다. 대기 지정시간은 서버가 시스템 구성을 변경하여 설정하고 전송할 수 있도록 한다.
S03단계(SP on & DEV on & TMP_ad_wait_timer on)는 전자기기(DEV)의 온도를 조절하기 전에 대기시간(TMP_adj_wait_timer)이 만기될 때까지 잠시 동안 머무르는 시간이다.
도 5는 도 2의 대기전력제어 센서노드를 상세히 나타낸 블록 구성도이고, 도 6은 도 5의 대기전력제어 센서노드의 동작 상태를 설명하기 위한 제어 흐름도이다.
본 발명에 따른 대기전력제어 센서노드(220) (SPC_SN)는 상기 리모콘 센서노드(210)(RM_SN)로부터 대기전원 공급 명령(SP_ON_REQ)이 입력되면 이에 따라 전자기기(240) (DEV)에 대기전력(SP)을 공급하고, 상기 전자기기(240)의 전력소모량을 측정하여 대기전력 공급시간이 일정시간 이상 지속되거나 전자기기의 동작이 오프될 경우 대기전력(SP)을 차단한다.
이를 위하여, 본 발명의 대기전력제어 센서노드(220)는 도 5에 도시된 바와 같이, 외부로부터 전원이 인가되는 AC전원부(221)와, 상기 AC전원부(221)에 인가된 AC전원을 정류하여 DC전원으로 변환하는 정류부(222)와, 상기 전기기기(240)와 전기적으로 연결되어 상기 전기기기(240)의 전력소비량을 실시간 측정하는 전력센서(226)와, 상기 전기기기(240)의 구동과 신호 차단 기능을 수행하는 전원차단부(232)와, 각부의 작동상태를 제어하고 대기전력제어 센서노드(220)의 작동을 구현하는 마이크로콘트롤러(MCU)(224) 및 수집된 전력량 데이터를 송수신하는 통신용IC(225)를 포함하여 구비된다. 이때, 상기 전원차단부(223)는 릴레이, 트라이악 및 SSR 등의 소자가 이용될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 본 발명에 따른 대기전력제어 센서노드(220)(SPC_SN)의 동작 상태를 단계별로 살펴보면 다음과 같다.
먼저, S10단계(SP off & DEV off)에서 리모콘 센서노드(RM_SN)로부터 대기전원을 공급하라는 명령(SP_ON_REQ)이 입력되면 대기전력제어 센서노드(SPC_SN)에서는 이 명령에 따라 전자기기(DEV)에 대기전력을 공급한다. 이때, 사람이 호실에 들어와서 리모컨을 찾을 수 없는 경우에 전자기기(DEV)를 수동으로 켜는 상황을 고려해야 하며, 대기전력(SP)이 차단(off) 상태이기 때문에 대기전력을 입력한 후에 켜도록 해야 한다. 따라서, 손으로 대기전력을 공급하도록 하는 대기전력 공급 (SP_ON) 버턴을 대기전력제어 센서노드(SPC_SN)에 구현하는 것이 바람직하다.
S11단계(SP on & DeV off)는 임시로 머무르는 상태이다. 상기 S00단계에서 사용자가 리모컨을 사용하여 기기를 켠 경우에 혹은 서버에서 기기를 켜도록 요청받은 경우에 리모콘 센서노드(RM_SN)는 이를 인지하고, 대기전력제어 센서노드(SPC_SN)에 대기전력 공급 요청 메시지(SP_ON_REQ)를 보내게 된다. 이 경우에 대기전력제어 센서노드(SPC_SN)는 즉시 대기전력을 공급하고 기기가 켜질 때까지 기다린다. 또한, 대기전력제어 센서노드(SPC_SN)는 전력소모량을 측정함으로써 기기의 작동상태를 알 수 있다. 대기전력이 공급되는 상태가 일정시간(SP_timer) 이상 지속되면 자동으로 대기전력(SP)을 차단(off)하고 원래 상태로 되돌아 간다. 반대로 전자기기(DEV)가 온(on)되면 S12단계로 들어간다.
S12단계(SP on & DEV on)에서는 전력소모량을 지속적으로 측정함으로써 전자기기의 작동상태를 알 수 있다. 아울러, 전자기기(DEV)가 꺼지는 것을 감지하는 즉시 대기전력을 차단한다.
도 7은 도 2의 인체감지 센서노드를 상세히 나타낸 블록 구성도이고, 도 8은 도 7의 인체감지 센서노드의 동작 상태를 설명하기 위한 제어 흐름도이다.
본 발명에 따른 인체감지 센서노드(230) (HD_SN)는, 주기적으로 인체 유무를 감지하여 상기 리모콘 센서노드(210)(RM_SN)에 전송하고, 인체가 감지되지 않는 시간을 카운트하여 일정 대기 시간이 초과되면 상기 리모콘 센서노드(210)(RM_SN)에 전자기기 전원 차단 요청 신호를 전송하고, 기준시간 이상 인체가 감지되지 않으면 상기 리모콘 센서노드(RM_SN)에 대기전력 차단 요청 신호를 전송한다.
이를 위하여, 본 발명의 인체감지 센서노드(230)는 도 7에 도시된 바와 같이, 전원을 제공하는 배터리(231), 설치된 출입구 주변으로 초음파를 발산하여 초음파의 특성으로 상기 출입구로 출입하는 사람을 감지하는 초음파 센서(232), 상기 인체감지 센서노드(230)의 작동을 구현하는 마이크로콘트롤러(MCU)(233) 및 수집된 초음파 데이터를 송수신하는 통신용IC(234)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 상기 본 발명에 따른 인체감지 센서노드(230)(HD_SN)의 동작 상태는 S20단계(사람이 호실에 없는 경우)와, S21단계(사람이 호실에 있는 경우)와, S22단계(사람이 호실에 있다가 나간 경우)의 세 가지 상태가 존재하며, 각각의 동작 상태를 단계별로 살펴보면 다음과 같다.
S20단계(HUMAN no)에서는 주기적으로 사람의 유무를 체크한다. 사람이 들어오면 사람 탐지를 중지하고 현재 호실에 사람이 있다는 것을 리모콘 센서노드(RM_SN)에 알려준다. 그리고, 사람이 탐지된 상태 S21단계로 들어간다.
S21단계(HUMAN yes)에서는 S20단계와 마찬가지로 사람의 있고 없음을 탐지한다. 특히, 사람이 호실을 나가는 경우에 사람이 없는 시간을 체크하는 인체 미 감지시간 타이머(HD_Out_timer)를 가동시키고 S22단계로 들어간다.
S22단계(Human no & H_Out_timer on)는 임시 상태로 사람이 나가고 난 후에 전원을 차단하기 전에 일정시간 동안 대기하는 상태이다. 인체 미 감지시간 타이머(HD_Out_timer)가 중지되면 전자기기(DEV) 전원을 차단하도록 리모콘 센서노드(RM_SN)에 대기전력 차단 요청 메시지(DEV_OFF_REQ)를 전송한다.
따라서, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 상기 리모콘 센서노드(RM_SN), 대기전력제어 센서노드(SPC_SN) 및 인체감지 센서노드(HD_SN)는 전력제어 단위그룹으로 서로 네트워크를 이루어 협력하면서 개별적, 독립적으로 해당 호실의 전력을 관리한다. 따라서, 상황인지 서버 혹은 상황인지 서버와의 통신에 문제가 발생하더라도 전력제어가 수행되며, 시스템을 안정적으로 운영할 수 있는 장점이 있다.
본 명세서에 기재된 본 발명의 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 관한 것이고, 발명의 기술적 사상을 모두 포괄하는 것은 아니므로, 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 따라서 본 발명은 상술한 실시예에 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 권리범위 내에 있게 된다.
210 : 리모콘 센서노드 211 : 배터리
212 : 온도센서 213 : 온도 설정키
214 : 마이크로콘트롤러 215 : 통신용IC
220 : 대기전력제어 센서노드 221 : AC전원부
222 : 정류부 223 : 전원차단부
224 : 마이크로콘트롤러 225 : 통신용IC
230 : 인체감지 센서노드 231 : 배터리
232 : 초음파 센서 233 : 마이크로콘트롤러
234 : 통신용IC 240 : 전자기기

Claims (5)

  1. 특정공간 내에 설치된 적어도 하나 이상의 전기기기;
    초기 대기전력 및 상기 전기기기가 오프되어 있는 상태에서 사용자의 동작 개시 시그널을 감지하여 대기전력제어 센서노드에 대기전력 공급 요청 메시지를 전송하고, 상기 대기전력제어 센서노드로부터 대기전력 공급 완료 응답을 받으면 상기 전기기기를 온시키고, 미리 설정된 특정 조건을 감지하여 상기 전기기기를 제어하는 리모콘 센서노드;
    상기 리모콘 센서노드로부터 대기전원 공급 명령이 입력되면 이에 따라 상기 전기기기에 대기전력을 공급하고, 상기 전기기기의 전력소모량을 측정하여 대기전력 공급시간이 기준시간 이상 지속되거나 전기기기의 동작이 오프될 경우 대기전력을 차단하는 대기전력제어 센서노드; 및
    주기적으로 인체 유무를 감지하여 상기 리모콘 센서노드에 전송하고, 인체가 감지되지 않는 시간을 카운트하여 일정 대기 시간이 초과되면 상기 리모콘 센서노드에 상기 전기기기의 전원 차단 요청 신호를 전송하고, 기준시간 이상 인체가 감지되지 않으면 상기 리모콘 센서노드에 대기전력 차단 요청 신호를 전송하는 인체감지 센서노드를 포함하는 무선통신 기반의 스마트 전력 제어 장치에 있어서,
    상기 리모콘 센서노드는;
    상기 특정공간별 사용 스케줄과 인원수 정보를 수집하여 상기 대기전력제어 센서노드에 전송하고,
    상기 대기전력제어 센서노드는;
    수집된 상기 특정공간별 사용 스케줄과 인원수 정보에 따라 상기 기준시간을 설정하고, 이 기준시간에 따라 상기 대기전력을 차단하는 것을 특징으로 하는 무선통신 기반의 스마트 전력 제어 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 리모콘 센서노드는;
    상기 감지된 조건이 미리 설정된 특정 조건의 기준범위를 일정시간 이상 초과할 경우 감지 조건을 기준범위 이하로 강제 설정하는 것을 특징으로 하는 무선통신 기반의 스마트 전력 제어 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 리모콘 센서노드는;
    실내외에 설치되어 온도 데이터를 수집하는 온도센서;
    사용자에 의하여 온도값을 강제 설정하는 온도 설정키;
    상기 수집된 온도 및 설정된 온도에 따라 상기 전기기기를 제어하여 실내온도를 조절하고, 대기전력 공급/차단 메시지를 송수신하여 상기 전기기기의 대기전력을 공급 또는 차단시키는 마이크로콘트롤러; 및
    상기 마이크로콘트롤러의 제어에 따른 데이터 신호를 송수신하는 통신용 IC를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신 기반의 스마트 전력 제어 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 대기전력제어 센서노드는;
    상기 전기기기의 전력소비량을 실시간 측정하는 전력센서;
    상기 전기기기의 구동 전원 공급 및 차단 기능을 수행하는 전원차단부;
    상기 리모콘 센서노드의 전송 신호 또는 상기 측정된 전력소모량에 따라 상기 전원차단부의 구동 전원 및 대기 전력을 제어하는 마이크로콘트롤러; 및
    상기 마이크로콘트롤러의 제어에 따른 데이터 신호를 송수신하는 통신용 IC를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신 기반의 스마트 전력 제어 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 인체감지 센서노드는;
    초음파를 발산하여 인체 유무를 감지하는 초음파 센서;
    상기 감지된 인체 유무 신호에 따라 상기 리모콘 센서노드에 전기기기 전원 차단 또는 대기 전력 차단 신호를 생성하는 마이크로콘트롤러; 및
    상기 마이크로콘트롤러의 제어에 따른 데이터 신호를 송수신하는 통신용 IC를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신 기반의 스마트 전력 제어 장치.
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KR20100120895A (ko) * 2009-05-07 2010-11-17 광운대학교 산학협력단 지그비를 이용한 대기전력제어 및 소비전력측정 시스템과 그 시스템의 수행방법

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