KR101386862B1 - 500픽셀 이하의 촬상소자를 이용한 기계식계량기 지침숫자의 디지털데이터 변환방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기계식계량기가 구비된 상태에서 원격검침을 시행하기 위하여 기계식계량기의 사용량지침계로부터 디지털데이터를 검출하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 500픽셀 이하의 촬상소자와, 렌즈모듈과, 저용량 숫자인식프로그램을 결합하여, 기계식계량기 사용량지침계의 아라비아숫자를 500픽셀 이하의 촬상소자가 촬상을 하고, 촬상된 숫자이미지를 500픽셀 이하의 이미지를 처리하는 저용량 숫자인식프로그램을 통하여 디지털데이터로 변환하게 하는 것으로, 상기의 제시 방법을 하나의 장치 내에 일체화시켜서 적용한 장치를 기계식계량기에 적용하는 경우에, 기계식계량기가 전자식계량기와 똑같은 디지털데이터 출력기능을 가지게 하는 것을 특징으로 하는, 500픽셀 이하의 촬상소자를 이용한 기계식계량기 지침숫자의 디지털데이터 변환방법.

Description

500픽셀 이하의 촬상소자를 이용한 기계식계량기 지침숫자의 디지털데이터 변환방법{Converting Method from Mechanical Meter Counter's Number to digital Number using Image Sensor of under 500 pixels}

오늘날을 IT세상 또는 유비쿼터스 세상이라고 하지만 국민생활과 가장 밀접한 전기, 수도, 가스계량기의 원격검침은 전혀 확산되지 못하고 있다. 그 이유는 대부분의 유틸리티(Utility = 전력공급회사, 가스공급회사, 수도공급기관)에서 기계식계량기를 설치하고 있어서, 원격검침의 필수조건인 계량기 사용량의 디지털데이터가 출력되지 않기 때문이다. 디지털데이터를 출력하는 방법으로는 모든 계량기를 전자식계량기로 교체하는 것이 가장 쉬운 방법이지만, 여러 가지 이유, 특히 경제적 이유 때문에 기계식계량기를 그대로 사용하면서 디지털데이터를 출력할 수 있는 방법들을 추구하여 왔다. 기계식계량기의 지침숫자를 디지털로 변환하는 기술 자체는 비용을 고려하지 않는다면 그렇게 어려운 기술이 아니나, 일반 가정의 계량기에도 적용할 수 있는 경제성이 구비된 기술은 수많은 시도에도 불구하고 실패를 거듭하고 있는 상황이다. 기계식계량기로부터 디지털데이터를 출력시키는 장치의 성능이 구비해야할 필수조건으로는, 변환 신뢰도 100%, 모든 종류의 기존 기계식계량기에 적용가능, 저가격 저소비전력, 기존계량기 계량성능에 무영향, 통신데이터의 최소화, 검정봉인 훼손 없이 설치 가능 등의 조건들이 요구되고 있다. 본 기술은 상기의 조건들을 충족시키기 위하여, 렌즈모듈과, 500픽셀 이하의 촬상소자와, 저용량 숫자인식프로그램을 결합하여, 기계식계량기지침의 아라비아숫자를, 본 발명이 제시하는 방법에 따라 제작된 장치 내에서 직접 디지털데이터로 변환하게 하는 기능을 가지면서, 일반적인 센서 모양으로 제작할 수 있게 하여 모든 기계식계량기에 범용으로 적용할 수 있게 하는 방법을 제공하는 기술분야에 관한 것이다.

원격검침기술은 그 시장규모가 방대하여 수많은 기업들이 참여를 하고 있다. 그 중에서도 누리텔레콤, 현대디지텍, 옴니시스템즈, 한맥전자, 넷디바이스, 금호미터텍 등이 활발하게 시장진출을 하였으며, 삼성중공업, 엘지산전, KT, 데이콤, 한전KDN 등의 대기업들까지 참여하고 있으며, 각 유틸리티(전력공급회사, 가스공급회사, 수도공급기관)들도 오래 전부터 원격검침을 시도하고 있으나 아직까지 그 실적이 아주 미미한 상태이다. 그 이유는 기존의 기계식계량기에서 디지털데이터가 출력되지 않기 때문이다. 그래서 원격검침기술을 개발하는 수많은 기업에서 기계식계량기로부터 디지털데이터를 출력할 수 있는 여러 가지 방법이나 장치가 제안되어 왔다. 그 방법이나 장치들을 크게 나누면 다음의 4가지로 요약된다.

이미지센서 방식 : 기계식계량기의 지침숫자를 디지털카메라로 촬영하고 촬영된 이미지데이터를 인식번호와 함께 검침센터에 전송하고, 검침센터의 문자인식프로그램이 내장된 PC에 이미지데이터를 입력시켜 디지털데이터로 변환하는 방식으로, 제법 많은 지방자치단체의 수도계량기에 시범으로 적용하였다. 그러나 이 방식은 비용이 높을 뿐만 아니라 하나의 계량기지침을 촬상한 이미지의 데이터용량이 너무 커서, 검침센터의 PC 까지 보내는 통신에서 많은 문제점이 발생하면서 실패한 기술로 인식되고 있다. (공개번호 특2001-0087811호 참고)

자석센서 방식 : 기계식계량기 지침계의 마지막 숫자원통에 자석을 부착하고, 외부에 설치된 홀센서가 숫자원통의 회전수를 검출하는 방식이다. 이 방식은 계량기의 계량성능에 영향을 줄 수도 있고, 계량기의 내부를 개조하여야 하므로, 계량에 관한 법률에서 훼손을 금지한 검정봉인을 파손해야하는 어려움이 있어서, 특수한 경우를 제외하고는 실용화가 되지 못하고 있는 실정이다.

광센서 방식 : 기계식계량기 숫자원통의 특정 숫자에 光반사면을 설치하고, 외부의 광센서로 광 반사 횟수를 측정하여 회전수를 출력하는 방식과, 전력량계 회전원판의 흑색 표시부를 외부의 광센서가 검출하여 회전수를 검출하는 방식 등 여러 가지 방법이 있다. 수많은 기업들이나 연구소에서 각 계량기에 적용하기 쉬운 이 방식을 선호하여, 오랫동안 연구하며 많은 방법들을 제시하였으나, 측정 오차가 발생함으로 인하여 기 제시된 많은 방법들이 아직도 실용화할 만큼의 신뢰도를 확보하지 못하고 있는 상황이다.

리드스위치 방식 : 리드스위치가 내장되는 기계식계량기를 별도로 제작하여 사용하는 것으로, 기존으로 설치된 기계식계량기에는 적용할 수 없으며, 특히 수도계량기의 경우에는 축전지를 사용하여야 하는데 축전지의 교환주기가 너무 빨라서 유지보수가 어려운 것과, 또 새로운 계량기를 구입하여 기존의 계량기와 교체하여야 하는 문제점 때문에 실용화가 확산되지 못하고 있다.

따라서 상기 방식들의 실용화가 이루어지지 않음으로 인하여, 국내의 많은 원격검침시스템 업체들은 전자식계량기의 사용을 전제로 한 원격검침시스템을 개발 중이거나 개발을 완료하고 상용화하였으나, 경제적 부담으로 인하여 그 실적 또한 미미하다.

지금까지 원격검침시스템이 설치된 곳은 한국전력공사의 고압수용가를 제외하고는 모두가 공동주택 단위로 유선통신방식을 사용하고 있는 상황이다. 유수의 기업들이 원격검침시스템 개발도 완료하였고, 에너지 유티리티나 각 지방자치단체의 수도사업소에서도 원격검침을 시도하려는 의지가 강하지만, 원격검침추진이 아직도 답보상태에 있는 것은 기존의 모든 계량기가 기계식으로 설치되어 있기 때문인 것이다.

해외에서의 기계식계량기 디지털데이터 출력기술들은 국내 보다 훨씬 많이 검색되었고, 일부 기술들은 이미 개발되어 상용화되고 있었다. 세계적인 기업인 ACTARIS사의 기계식수도계량기 디지털데이터 출력장치인 CybleTM Sensor와, Sensus사의 기계식수도미터 디지털데이터 출력장치인 HRI와, 그리고 ACLARA사의 TWACS System에서도 전자식계량기를 사용하지 않고 기계식 계량기의 내부개조에 의한 센서 설치방법들을 사용하고 있었다. 그러나 상기의 방법들은 그 시스템에 적용할 수 있도록 특별히 제작된 기계식계량기에만 적용할 수 있으므로, 우리나라에서 적용하기에는 곤란한 해결방법들인 것이다. 따라서 최근에 원격검침이 절실히 요구되는 전력회사의 정책은 전자식으로 교체하는 방향으로 나아가고 있다. 그러나 원격검침은 전기, 수도, 가스계량기의 통합검침이 시행되어야 시너지효과가 발생하는 것이다. 가스계량기 검침데이터는 G, 수도계량기 검침데이터는 H, 전기계량기 검침데이터는 E의 Pre-code를 부여하면서 동시에 수집, 전송하여 각각의 Utility 데이터베이스로 분류 저장하고 처리하는 것이 사회적 비용을 최소화할 수 있는 방법이다. 상기의 시너지효과 측면에서 고려하면 가스와 수도계량기에서는 더더욱 본 발명이 필요한 상황이다. 각 계량기의 교체공사비를 제외한 계량기 가격만을 비교하면, 전력량계는 기계식보다 전자식이 약간 높은 편이나, 수도계량기는 전자식이 기계식 보다 5∼6배 이고, 가스계량기는 가스 폭발 등의 이유로 전자식의 형식등록이 어려워 Pulse출력 계량기가 판매되나 가격이 1.5배 정도 높으며, 각 계량기의 교체공사비도 계량기값과 거의 비슷하게 소요된다. 특히 수도계량기는 한 가구당의 수도사용 요금이 1만원 내외여서, 너무 높은 계량기값과 교체비용 및 원격검침시스템 구축비를 지불하면서까지 원격검침을 하기에는 경제성이 전혀 없는 실정이다.

결론은 기계식계량기를 그대로 사용하면서 간단한 장치를 부착함으로써, 전자식계량기와 동일한 디지털데이터 출력기능을 가지게 하는 방법이 반드시 필요한 것이다

원격검침의 대중적 시행 필요성이 오래 전부터 이슈화 되었으나, 경제성을 갖춘 상용화 솔루션이 아직도 제시되지 못하는 근본적인 이유는, 기계식계량기의 디지털데이터 출력기술을 완전히 해결하지 못하고 있기 때문이다. 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 500픽셀 이하의 촬상소자와, 저용량 숫자인식프로그램을 결합하는 방법을 이용하여, 기계식계량기 사용량지침계의 아라비아숫자를 장치 내에서 직접 디지털데이터로 변환할 수 있게 함으로써, 본 발명에서 제시하는 방법에 의해 제작된 장치를 모든 기계식계량기에 적용이 가능하도록 하는 것과, 기존 기계식계량기의 사용량 계량성능에 일체 영향이 없게 하는 것과, 기존 기계식계량기의 개조 또는 검정봉인 훼손 없이 간단하게 외부에 부착할 수 있게 하는 것과, 출력되는 통신데이터량(量)이 전자식계량기와 동일하게 하는 것과, 변환신뢰도 100%와 저소비전력과 저가격을 모두 만족하게 하여, 원격검침시스템의 구축이 급속도로 확산될 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 500픽셀 이하의 촬상소자(image sensor = image pickup device, 撮像素子, 입사광에 반응하여 전기신호로 바꿔주는 반도체소자)와 저용량 숫자인식프로그램을 결합하는 방법이다. 본 발명에서 기계식계량기지침의 아라비아숫자는, 본 발명에서 제시하는 방법으로 제작된 센서제품 내에서 직접 디지털데이터로 변환된다. 또 본 발명에서 제시하는 방법으로 제작된 센서제품은 일반적인 센서 모양과 비슷하게 소형으로 제작되게 하여, 모든 기계식계량기에 범용으로 적용할 수 있게 하고, 전자식계량기와 동일한 디지털데이터를 출력하게 하는 것이다.

본 발명이 언뜻 기존의 이미지센서 방식과 비슷하게 보이나, 기존의 이미지센서가 50만 에서 100만 픽셀의 촬상소자를 사용하는 대신에, 본 발명에서는 500픽셀 이하의 촬상소자를 사용하여 촬상(撮像=형상을 사진으로 찍음)된 숫자이미지의 데이터용량을 극소화함으로써, 최소화된 용량의 숫자인식프로그램을 구성할 수 있고, 최소화된 용량의 숫자인식프로그램은 본 발명에서 제시하는 방법으로 제작된 센서제품 내에 내장시킬 수 있게 하는 것이다.
또한, 기계식계량지침계의 지침숫자를 디지털데이터로 변환하는 장치에 있어서, 기계식계량지침계로부터 일정 거리 이격된 렌즈, 상기 렌즈를 통하여 입사(入射)된 광영상을 촬상하기 위한 500픽셀 이하의 촬상소자, 촬상된 숫자이미지를 센트럴프로세스유니트에 입력하기 위한 인터페이스, 상기 인터페이스를 통하여 입력된 숫자이미지를 디지털데이터로 변환하고 출력하는 센트럴프로세스유니트를 구비하고, 상기 센트럴프로세스유니트에는 500픽셀 이하의 숫자이미지를 처리하는 저용량 숫자인식프로그램으로 구동되는 것을 특징으로 하는 기계식계량지침계의 지침숫자를 디지털데이터로 변환하는 장치에 관한 것이다.

본 발명에서 제시하는 방법에 따라 제작되는 센서제품이 기계식계량기에 설치되어, 전자식계량기와 동일한 디지털데이터 출력기능을 가지게 함으로써, 전기, 가스, 수도검침의 원격검침화를 조기에 달성할 수 있고, 국가 기간시설의 관리를 정보화할 수 있으며, 국내에서만 3,000만대 이상의 기계식계량기 자원을 그대로 활용함으로써, 전자식계량기의 구입비 및 교체공사비를 절감할 수 있으며, 유틸리티들의 경영개선에 크게 이바지 할 수 있다.

도 1은 렌즈(101)를 통하여 입사된 숫자영상이 촬상되어 디지털데이터로 변환되는 과정을 나타낸 블록도의 일실시 예시도이다.
도 2(a)는 500픽셀 이하의 촬상소자들 중에서 일실시 예로 미국 Avago Technologies사의 마우스센서 ADNS2610 의 픽셀맵(Pixel Map)을 나타낸 것이다.
도 2(b)는 도 2(a)의 324픽셀에 아라비아숫자를 그래픽으로 그려서 나타낸 일실시 예시도이다.
도 3은 본 발명에서 제시된 방법대로 시험제품을 제작하여 문자와 점등된 LED램프를 촬상하여 PC모니터 상에 나타낸 것을 캡처한 3가지 화면이다.
도 4는 본 발명에서 제시된 방법대로 제작된 센서제품(200)을 실제의 기계식수도계량기(201)의 사용량지침계(202)에 겹처 설치한 상태를 나타낸 일실시 예시도이다.
도 5(a)는 본 발명에서 제시된 방법대로 제작된 센서제품(200)과 무선통신모듈(211)을 결합하여, 무선통신방식으로 검침데이터를 송신하는 방법을 나타낸 일실시 블록도이다.
도 5(b)는 본 발명에서 제시된 방법대로 제작된 센서제품(200)과 유선통신콘버터(212)을 결합하여, 유선통신방식으로 검침데이터를 송신하는 방법을 나타낸 일실시 블록도이다.
도 5(c)는 본 발명에서 제시된 방법대로 제작된 센서제품(200)과 TCP/IP모듈(213)을 결합하여, 인터넷통신방식으로 검침데이터를 송신하는 방법을 나타낸 일실시 블록도이다.

기존의 이미지센서 방식에서는 촬상한 이미지의 픽셀 수가 50만 에서 100만 개 또는 그 이상이 됨으로 인하여, 그 숫자이미지를 처리하는 숫자인식프로그램의 용량이 너무 커서 그 숫자인식프로그램을 센서제품 내에 수용할 수가 없었고, 또 그 숫자이미지를 중앙검침소의 PC에서 처리하기 위해 통신수단을 사용하여 중앙검침소로 전송할 때에도 통신용량이 과다하여 많은 문제점이 있었다.

본 발명에서는 상기의 문제점을 해결하기 위한 방법으로, 기계식계량지침계의 지침숫자를 디지털데이터로 변환하는 방법에 있어서, 기계식계량지침계의 지침숫자를 렌즈를 통하여 결상하는 단계, 상기 결상된 광영상을 100 내지 500 픽셀(pixel)의 촬상소자로 촬상하는 단계, 촬상된 숫자이미지를 인터페이스를 통하여 센트럴프로세스유니트에 입력하는 단계, 입력된 숫자이미지를 센트럴프로세스유니트에 내장된 저용량 숫자인식프로그램을 사용하여 디지털데이터로 변환하고 출력하는 단계를 포함하며, 상기 촬상 단계, 상기 입력단계, 상기 변환 및 출력 단계가 하나의 일체화된 장치 내에서 행해지는 것을 특징으로 하는 기계식계량지침계의 지침숫자를 디지털데이터로 변환하는 방법에 관한 것이다. 그러므로 기계식계량기지침계의 아라비아숫자를 디지털데이터로 변환하는 모든 과정이 일체화된 센서제품 내에서 이루어지므로, 본 발명의 제시방법에 따라 제작된 센서제품을 기계식계량기의 사용량지침계에 설치하기만 하면, 전자식계량기와 동일한 검침데이터의 디지털출력을 가능하게 하는 것이다. 그리고 센서의 크기를 12×15×45(가로×세로×길이)〔㎜〕 이내로 최소화할 수 있는 것이다.

그리고 상기 촬상 단계, 상기 입력단계, 상기 변환 및 출력 단계가 하나의 일체화된 장치 내에서 행해지게 하는 것을, 상기 단계들 중에서 일부분을 분리하여 일체화의 장치 내가 아닌 다른 장치에서 행해지도록 하는 경우도 본 발명의 구상에 포함한다.

이하 예시도와 캡처 자료화면을 통하여 설명한다.

도 1은 렌즈(101)를 통하여 입사된 숫자영상이 촬상되어 디지털데이터로 변환되는 과정을 나타낸 블록도의 일실시 예시도이다.

기계식계량기지침계의 지침숫자(106)가 렌즈(101)를 통하여 광영상(光映像, Optical Image)으로 입사되고, 입사(入射)된 숫자 광영상이 100 내지 500픽셀의 촬상소자(102)에서 촬상되고, 촬상된 숫자이미지는 인터페이스(103)를 통하여 센트럴프로세스유니트(104)(Central Processor Unit)에 입력되고, 입력된 숫자이미지는 센트럴프로세스유니트(104)에 내장된 저용량 숫자인식프로그램에 의하여 숫자로 변환되어 디지털데이터로 출력된다. 그리고 상기의 렌즈를 통해 입사되는 영상을 선명하게 하기 위하여 렌즈의 초점거리 조정을 하는 경우에, 그 조정과정과 조정된 상태를 모니터할 필요가 있으므로 엘시디디스플레이(105)(LCD Display)장치에 연결할 수 있는 통신포트를 구비한다. 그리고 상기의 센트럴프로세스유니트(104)(Central Processor Unit)의 위치에 상기 센트럴프로세스유니트(104)의 기능을 대신하여 수행할 수 있는 마이크로프로세서유니트(MPU = Micro Processor Unit) 등으로 대체하여 사용할 수도 있다. 또 상기에서 서술한 것 중에서, 촬상된 숫자이미지가 인터페이스(103)를 통하여 센트럴프로세스유니트(104)(Central Processor Unit)로 입력되는 것을, 센트럴프로세스유니트(104) 또는 그 대체품의 종류와 기능에 따라서 인터페이스(103) 과정 없이 바로 센트럴프로세스유니트(104) 또는 그 대체품에 입력되는 경우를 포함한다.

여기서 도시한 것은 기계식계량지침계의 지침숫자를 디지털데이터로 변환하는 하나의 실시예이다. 따라서, 렌즈모듈을 구성하는 방법은 본실시예에 한정되지 않고, 예를 들면 기계식계량지침계와 렌즈를 일직선상에 배치시켜도 좋고, 기계식계량지침계와 렌즈 사이에 프리즘, 하프미러 등을 배치시켜 입사광이 한 번 반사된 후에 렌즈를 통과하여 광영상이 결상되도록 해도 좋다. 하프미러를 통한 반사 방법의 장점으로서는 센서제품을 설치한 후에 센서제품을 기계식계량기로부터 분리하지 않고도 기계식계량지침계의 지침숫자를 육안으로 직접 확인할 수 있다.

또한, 렌즈 모듈을 구성함에 있어서 그림에는 도시되어 있지 않으나 어두운 공간에 기계식계량지침계가 설치된 경우에는 조명을 위한 광원을 필요로 한다. 따라서, 별도의 광원이 설치되는 것이 바람직하며, 광원이 설치되는 위치는 기계식계량지침계에 부착되어도 좋고, 센서제품 내에 부착되어도 좋다. 광원으로서 특별히 한정되지 않으나 백열전구, LED, 적외선용 LED 등을 사용할 수 있다. 그리고, 광원은 항상 켜져 있을 필요가 없고, 촬상소자에서 광영상을 촬상할 때만 켜져 있는 것이 에너지 절약에서 유리하다. 예를 들면, 촬상하는 주기에 따라 촬상을 시작하기 1초 전에 광원이 켜지고, 촬상을 종료하고 나서 1초 후에 광원이 꺼지는 형태가 될 수 있으며, 또 촬상과 광원의 켜짐을 짧은 시간에 동시에 행해지도록 동기화(synchronization)시키는 기능을 센트럴프로세스유니트(104)에 프로그래밍하여 제어하는 방법 등 기타 다른 제어 방법도 포함한다.

도 2(a)는 500픽셀 이하의 촬상소자들 중에서 일실시 예로 미국 Avago Technologies사의 광마우스센서 ADNS2610 의 픽셀맵(Pixel Map)을 나타낸 것이다.

종래 기술의 문제점을 해결하는 방법으로 500픽셀 이하의 촬상소자들 중에서 PC의 광마우스센서에서 사용되고 있는 저밀도 화소의 촬상소자 즉, 256(16×16)pixel, 289(17×17)pixel, 324(18×18)pixel 등의 촬상소자들 중에서, 미국 Avago Technologies사의 광마우스센서 ADNS2610의 Data sheet에 제시된 픽셀맵을 예시한 것이다. 예시도에서 나타낸 것처럼 ADNS2610은 324개의 픽셀을 가지고 있다.

도 2(b)는 도 2(a)의 324픽셀에 아라비아숫자를 그래픽으로 그려서 나타낸 일실시 예시도이다.

ADNS2610 촬상소자가 3개의 아라비아숫자를 수용하는 경우와, 2개의 아라비아숫자를 수용하는 경우를 나타낸 예시도로서, 두 경우 모두 숫자인식에는 문제가 없으나, 2개의 아라비아숫자를 수용하는 경우가 3개의 아라비아숫자를 수용하는 경우보다 더 많은 픽셀을 점유하고 있어서, 숫자인식프로그램 제작이 용이할 것이다. 그리고 현재의 광센서가 정사각형 모양이어서, 직사각형 모양인 기계식계량기 지침숫자판에 적용하는 것이 부적합함으로, 광센서 제작사에 주문제작을 의뢰하여 기계식계량기의 지침숫자판에 맞춘 긴 모양의 직사각형의 광센서로 하는 것이 더욱 효과적이다.

도 1에서는 4개의 숫자를 촬상하는데 하나의 촬상소자를 사용하는 경우를 예시하였다. 그러나, 통상적인 기계식계량지침계의 지침숫자는 4개 이상으로서 다수의 촬상소자를 사용할 수도 있다. 예를 들면, 4개의 지침숫자를 2개의 지침숫자로 나누어 2개의 촬상소자를 사용하면, 1개의 촬상소자를 사용하는 경우보다 해상도가 높아진다. 그리고, 2개의 촬상소자를 사용하면 2개의 렌즈를 각각의 촬상소자에 설치해야 한다. 나아가, 4개의 지침숫자를 1개씩 지침숫자로 나누어 4개의 촬상소자를 사용하면 보다 해상도가 높아진다. 이때는 4개의 렌즈를 설치해야 할 필요가 있다. 다수의 촬상소자를 사용하는 실시예로서 4개의 지침숫자를 촬상하는 예를 들었으나, 5개의 지침숫자 또는 그 이상인 경우에도 촬상소자의 개수를 늘려서 같은 성능의 촬상소자를 사용하여도 해상도가 높아진다.

본원발명에 따른 촬상소자의 픽셀의 해상도는 100 내지 500픽셀이 바람직하다. 100픽셀 이하의 해상도에서는 기계식계량지침계의 지침숫자를 인식하는데 오류가 발생될 염려가 있다. 그리고, 500픽셀 이상에는 물론 해상도가 더 높아지나, 500픽셀 이하에서도 오류가 발생하지 않으므로 디지털데이터 양을 불필요하게 증가시킬 필요가 없기 때문이다.

도 3은 본 발명에서 제시된 방법대로 시험제품을 제작하여 문자와 점등된 LED램프를 촬상하여 PC모니터 상에 나타낸 것을 캡처한 3가지 화면이다.

500픽셀 이하의 촬상소자들 중에서, PC의 마우스센서로 사용되고 있는 저밀도 픽셀의 촬상소자 가운데, 도 2에서 일실시 예로 사용된 미국 Avago Technologies사의 ADNS2610을 촬상소자로 사용하고, 본 발명에서 제시된 방법대로 전자회로를 구성하여 시험제품을 제작하고, 문자와 점등된 LED램프를 촬상한 것을 PC모니터에서 캡처한 것이다. 첫 번째 캡처화면과 두 번째 캡처화면은 종이에 인쇄된 영어문자 "pie"의 일부분이고, 세 번째 캡처화면은 점등된 LED램프를 촬상한 것이다.

도 4는 본 발명에서 제시된 방법대로 제작된 센서제품(200)을 실제의 기계식수도계량기(201)의 사용량지침계(202)에 겹처 설치한 상태를 나타낸 일실시 예시도이다.

예시도의 왼쪽 그림은 보통의 기계식수도계량기이고, 예시도의 오른쪽 그림은 보통의 기계식수도계량기에 본 발명에서 제시된 방법대로 제작된 센서제품(200)을 설치한 경우의 예시도이다. 모든 기계식수도계량기는 왼쪽 예시도와 같이 사용량지침계(202)를 가지고 있다. 이러한 기계식수도계량기(201)의 사용량지침계(202)에 본 발명에서 제시된 방법대로 제작된 센서제품(200)을 설치하여 디지털데이터가 출력되게 하는 것이다.

도 5(a)는 본 발명에서 제시된 방법대로 제작된 센서제품(200)과 무선통신모듈(211)을 결합하여, 무선통신방식으로 검침데이터를 송신하는 방법을 나타낸 일실시 블록도이다.

본 발명에서 제시된 방법대로 제작된 센서제품(200)의 디지털데이터출력을 송신하는 여러 가지 방법 중에서 무선통신으로 송신하는 방법이다. 여기서 무선통신이란 지그비통신, 특정소출력무선통신, 이동통신사업자의 이동통신 등 모든 무선통신을 포함한다.

도 5(b)는 본 발명에서 제시된 방법대로 제작된 센서제품(200)과 유선통신콘버터(212)을 결합하여, 유선통신방식으로 검침데이터를 송신하는 방법을 나타낸 일실시 블록도이다.

본 발명에서 제시된 방법대로 제작된 센서제품(200)의 디지털데이터출력을 중앙검침소로 송신하는 여러 가지 방법 중에서 유선통신으로 송신하는 방법을 나타낸다. 여기서 유선통신이란 RS232, RS422, RS485 등 모든 유선통신을 포함한다.

도 5(c)는 본 발명에서 제시된 방법대로 제작된 센서제품(200)과 TCP/IP모듈(213)을 결합하여, 인터넷통신방식으로 검침데이터를 송신하는 방법을 나타낸 일실시 블록도이다.

본 발명에서 제시된 방법대로 제작된 센서제품(200)의 디지털데이터출력을 중앙검침소로 송신하는 여러 가지 방법 중에서 인터넷통신을 통하여 송신하는 방법을 나타낸다.

상기에서 설명한 바와 같이 본 발명에서 제시된 방법대로 시험제품을 제작하여 시행한 시험 결과가 도 3에서 나타낸 캡처화면으로 구현된다는 것은, 500픽셀 이하의 숫자이미지 만으로도 숫자인식프로그램을 통한 숫자인식이 실행될 수 있음을 증명한 것이다. 따라서 최소화된 용량의 숫자인식프로그램을 구성할 수 있게 하고, 최소화된 용량의 숫자인식프로그램을 센서제품 내에 내장시킬 수 있게 함으로써, 기계식계량기가 전자식계량기와 똑같은 디지털데이터 출력기능을 가질 수 있게 하는 센서제품이 구현되는 것이다.

이상에서 설명된 본 발명은 일실시 예에 한정되어 설명되었지만, 이에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 분야의 통상적인 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있는 정도의 변형은 본 발명의 기술적 사상에 속하는 것임은 자명하다.

Claims (1)

1. 기계식계량지침계의 지침숫자를 디지털데이터로 변환하는 방법에 있어서, 기계식계량지침계의 지침숫자에 관한 광영상을 렌즈를 통하여 결상하는 단계, 상기 결상된 광영상을 100 내지 500 픽셀의 광마우스센서를 사용하여 숫자이미지로 촬상하는 단계, 촬상된 숫자이미지를 인터페이스를 통하여 센트럴프로세스유니트에 입력하는 단계, 입력된 숫자이미지를 센트럴프로세스유니트에 내장된 500픽셀 이하의 저밀도 숫자이미지를 처리하는 저용량 숫자인식프로그램을 사용하여 디지털데이터로 변환하고 출력하는 단계를 포함하며, 상기 촬상 단계, 상기 입력단계, 상기 변환 및 출력 단계가 하나의 일체화된 센서장치 내에서 행해지며, 상기 촬상단계에서 촬상을 시작하기 1초전에 광원이 켜지고, 촬상을 종료하고 나서 1초 후에 광원이 꺼지는 단계, 또는 촬상과 광원의 켜짐을 동기화(synchronization)시키는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 기계식계량지침계의 지침숫자를 디지털데이터로 변환하는 방법.

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