KR101632931B1 - 2선식 저전압 전력선 통신 기반의 측정 방법 및 시스템 - Google Patents

2선식 저전압 전력선 통신 기반의 측정 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

2선식 저전압 전력선 통신 기반의 측정 방법 및 시스템이 개시된다. 2선식 저전압 전력선 통신 기반의 측정 방법은 설비 미터의 제1 배터리부의 제1 전압보다 전류 제한 저항에 의해 강하된 원격 지시부의 제2 배터리부의 제2 전압이 작은 경우, 제2 배터리부에 의한 설비 미터로의 전력선을 통한 전원 공급이 차단되는 단계와 설비 미터의 제1 배터리부의 제1 전압보다 전류 제한 저항에 의해 강하된 원격 지시부의 제2 배터리부의 제2 전압이 크거나 같은 경우, 제2 배터리부에 의한 설비 미터로의 전력선을 통한 전원 공급이 수행되는 단계를 포함할 수 있다.

Description

2선식 저전압 전력선 통신 기반의 측정 방법 및 시스템{Method and system for measuring based on two wire power line communication using low voltage}
본 발명은 측정 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 2선식 저전압 전력선 통신 기반의 측정 방법 및 시스템에 관한 것이다.
아파트, 주택, 오피스텔, 회사 등 주거 및 공동 사용 시설의 각 세대에 설치된 수도, 온수, 난방, 냉방, 가스, 전기 등의 사용량을 계측하여 요금을 부과하기 위해서는 검침원이 방문하여 계량기의 눈금을 직접 읽거나 사용자가 계량기의 계량 값을 기록하여 확인하여야 한다.
새롭게 지어지는 아파트 단지의 경우, 원격 검침 시스템(automatic meter reading)이 설치되어 원격 검침 시스템을 통해 각 세대를 방문하지 않고 전용선, 무선, 전력선, 무선랜 등의 통신 네트워크를 기반으로 메인 서버에서 원격으로 각 세대 계량기의 계량 값이 측정될 수 있다.
하지만, 기존에 지어진 아파트들은 이러한 원격 검침 시스템이 설치되지 않고, 위와 같이 수도, 온수, 난방, 냉방, 가스, 전기 등의 사용량을 계측하여 요금을 부과하기 위하여 검침원이 방문하여 계량기의 눈금을 직접 읽거나 사용자가 계량기의 계량 값을 기록하여 확인하는 절차를 거쳐야 한다. 따라서, 원격 검침 시스템이 구현되지 않은 장소에서 검침 절차를 보다 용이하게 수행하기 위한 방법이 필요하다.
KR 10-2000-0035806
본 발명의 일 측면은 2선식 저전압 전력선 통신 기반의 측정 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 측면은 2선식 저전압 전력선 통신 기반의 측정 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따른 2선식 저전압 전력선 통신 기반의 측정 방법은 설비 미터의 제1 배터리부의 제1 전압보다 전류 제한 저항에 의해 강하된 원격 지시부의 제2 배터리부의 제2 전압이 작은 경우, 상기 제2 배터리부에 의한 상기 설비 미터로의 전력선을 통한 전원 공급이 차단되는 단계와 상기 설비 미터의 상기 제1 배터리부의 상기 제1 전압보다 상기 전류 제한 저항에 의해 강하된 상기 원격 지시부의 상기 제2 배터리부의 상기 제2 전압이 크거나 같은 경우, 상기 제2 배터리부에 의한 상기 설비 미터로의 상기 전력선을 통한 전원 공급이 수행되는 단계를 포함할 수 있되, 상기 설비 미터는 상기 원격 지시부의 측정 요청 신호에 따른 응답으로 측정 신호를 상기 전력선을 기반으로 전력선 기반 통신을 사용하여 전송하고, 상기 설비 미터는 상기 제1 전압에 대한 정보 및 상기 제2 전압에 의해 상기 설비 미터로 공급되는 공급 전압에 대한 정보를 포함하는 제1 배터리 상태 정보를 상기 전력선을 통해 상기 원격 지시부로 전송할 수 있다.
한편, 상기 원격 지시부는 상기 제2 배터리 부의 전압이 제2 임계 전압 이하인 경우, 상기 제2 전압에 대한 정보를 포함하는 제2 배터리 상태 정보를 생성하고, 상기 원격 지시부는 상기 제1 배터리 상태 정보 및 상기 제2 배터리 상태 정보를 기반으로 상기 설비 미터의 배터리 소모 상태에 대한 정보 및 상기 원격 지시부의 배터리 소모 상태에 대한 정보를 출력창에 표시할 수 있다.
또한, 상기 전원 공급의 차단 및 상기 전원 공급의 수행은 상기 설비 미터에 구현된 제1 다이오드를 기반으로 수행되고, 상기 제1 배터리 상태 정보는 제2 다이오드를 통해 공급되는 상기 제1 전압 및 상기 제2 배터리부에 의한 상기 설비 미터로의 상기 전력선을 사용하여 상기 제1 다이오드를 통해 공급되는 상기 제2 전압에 의한 상기 공급 전압을 기반으로 생성될 수 있다.
또한, 상기 제1 배터리 상태 정보는 상기 제1 전압 및 상기 공급 전압이 모두 임계 전압 이하인 경우 생성될 수 있다.
또한, 상기 전력선 기반 통신으로 인해 상기 설비 미터에 걸리는 상기 공급 전압이 강하되는 경우, 상기 설비 미터에 구현된 콘덴서를 기반으로 상기 설비 미터로 추가 전압이 공급될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 2선식 저전압 전력선 통신 기반의 측정 시스템은 설비 미터의 제1 배터리부의 제1 전압보다 전류 제한 저항에 의해 강하된 제2 배터리부의 제2 전압이 작은 경우, 상기 제2 배터리부에 의한 상기 설비 미터로의 전력선을 통한 전원 공급을 중단하고, 상기 설비 미터의 상기 제1 배터리부의 상기 제1 전압보다 상기 전류 제한 저항에 의해 강하된 상기 제2 배터리부의 상기 제2 전압이 크거나 같은 경우, 상기 제2 배터리부에 의한 상기 설비 미터로의 상기 전력선을 통한 전원 공급을 수행하도록 구현되는 원격 지시부와 상기 원격 지시부의 측정 요청 신호에 따른 응답으로 측정 신호를 상기 전력선을 기반으로 전력선 기반 통신을 사용하여 전송하고, 상기 제1 전압에 대한 정보 및 상기 제2 전압에 의해 상기 설비 미터로 공급되는 공급 전압에 대한 정보를 포함하는 제1 배터리 상태 정보를 상기 전력선을 통해 상기 원격 지시부로 전송하도록 구현되는 설비 미터를 포함할 수 있다.
한편, 상기 원격 지시부는 상기 제2 배터리 부의 전압이 제2 임계 전압 이하인 경우, 상기 제2 전압에 대한 정보를 포함하는 제2 배터리 상태 정보를 생성하고, 상기 제1 배터리 상태 정보 및 상기 제2 배터리 상태 정보를 기반으로 상기 설비 미터의 배터리 소모 상태에 대한 정보 및 상기 원격 지시부의 배터리 소모 상태에 대한 정보를 출력창에 표시하도록 구현될 수 있다.
또한, 상기 전원 공급의 차단 및 상기 전원 공급의 수행은 상기 설비 미터에 구현된 제1 다이오드를 기반으로 수행되고, 상기 제1 배터리 상태 정보는 제2 다이오드를 통해 공급되는 상기 제1 전압 및 상기 제2 배터리부에 의한 상기 설비 미터로의 상기 전력선을 사용하여 상기 제1 다이오드를 통해 공급되는 상기 제2 전압에 의한 상기 공급 전압을 기반으로 생성될 수 있다.
또한, 상기 제1 배터리 상태 정보는 상기 제1 전압 및 상기 공급 전압이 모두 임계 전압 이하인 경우 생성될 수 있다.
또한, 상기 전력선 기반 통신으로 인해 상기 설비 미터에 걸리는 상기 공급 전압이 강하되는 경우, 상기 설비 미터에 구현된 콘덴서를 기반으로 상기 설비 미터로 추가 전압이 공급될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 2선식 저전압 전력선 통신 기반의 측정 방법 및 시스템은 설비 미터의 사용 연한을 높여 주고 중간 선로의 선의 개수가 2개인 곳은 재입선 작업 없이 데이터 통신 네트워크를 구현하여 구현된 데이터 통신 네트워크를 통해 설비 미터에서 측정된 값을 원격 지시부로 전달될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 설비 미터와 원격 지시부 사이의 통신을 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 설비 미터와 원격 지시부의 동작을 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 설비 미터의 동작을 나타낸 개념도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 원격 지시부의 동작을 나타낸 개념도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 설비 미터와 원격 지시부의 동작을 나타낸 개념도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 설비 미터와 원격 지시부의 동작을 나타낸 개념도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 설비 미터와 원격 지시부의 동작을 나타낸 개념도이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조 부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
일반적으로 가정 내 설치된 계측 장치(또는 설비 미터)(예를 들어, 난방 유량계, 적산 열량계 등)에 대한 검침은 가정의 방문을 통해 수행되기 때문에 검침이 어렵다. 따라서, 옥외부에 원격 지시부라는 장치를 별로도 구현하고, 가정 내부의 설비 미터(난방 유량계나 적산 열량계)에 의해 측정된 측정값들이 데이터 통신 방식 또는 펄스 통신 방식 등을 통해 원격 지시부로 전송될 수 있다.
펄스 통신 방식이 사용되는 경우, 설비 미터와 원격 지시부의 값이 맞지 않는 현상들이 많이 발생되어 최근에는 원격 지시부의 통신 방식이 데이터 통신으로 변화되고 있다.
하지만, 기존에 사용하던 펄스 통신 방식은 2선 방식이고 기존에 설비 미터가 설치된 많은 장소의 중간 선로는 2선으로 구현되어 있다. 따라서, 3선 이상이 필요한 데이터 통신의 구현이 어렵고, 설비 미터 특성 상 검정 유효 기간 이상을 사용 하려면 소비 전류가 큰 통신 방식도 구현하기 어렵다.
따라서, 본 발명의 실시예에서는 설비 미터의 부족한 전원을 원격 지시부에서 일부 공급해주면서 데이터 통신을 할 수 있는 저전압, 저전력 DC(direct current)-PLC(power line communication) 통신을 기반으로 한 설비 미터와 원격 지시부 간의 통신 방법이 개시된다.
본 발명의 실시예에 따른 저전압, 저전력 DC-PLC 통신이 사용되는 경우, 설비 미터와 원격 지시부 간의 데이터 통신에 있어서 각 가정의 중간 선로의 입선 개수로 인한 문제점 및 설비 미터기의 부족한 전원으로 인한 문제점이 해결될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 저전압, 저전력 DC-PLC 통신이 사용되는 경우, 옥내의 온수, 열량계 등의 설비 미터와 옥외의 원격 지시부 간의 통신을 효율적으로 하고 통신선을 이용하여 온수, 열량계 등의 설비 미터 전원을 보충할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 저전압, 저전력 DC-PLC가 사용되는 경우, 설비 미터의 사용 연한이 높아질 수 있고, 중간 선로의 선의 개수가 2개인 곳에서 재입선 작업 없이 바로 데이터 통신이 가능할 수 있다. PLC(Power Line Communication)는 별도의 통신선을 설치하지 않고, 전력선을 통한 통신으로 비용적인 면에서 매우 효율적인 기법이다. DC-PLC의 경우 DC 라인에 고주파수 대역의 통신 신호를 실어 보내는 방식이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 설비 미터와 원격 지시부 사이의 통신을 나타낸 개념도이다.
도 1에서는 설비 미터와 원격 지시부 사이의 통신 방법이 개시된다.
도 1을 참조하면, 설비 미터(100)는 측정된 결과를 원격 지시부(150)로 전송할 DC 기반 전력선 통신을 기반으로 전송할 수 있다.
설비 미터(100)에 의해 측정된 값을 호출하는 원격 지시부(150)는 3.6~3.1V의 DC 전압을 설비 미터(100)로 공급 가능하도록 구현될 수 있다. 구체적으로 설비 미터(100)의 배터리 전압이 원격 지시부(150)에서 공급해주는 전압보다 큰 경우, 설비 미터(100)는 원격 지시부(150)로부터 전원을 공급받지 않을 수 있다. 반대로 설비 미터(100)의 배터리 전압이 원격 지시부(150)에서 공급해주는 전압보다 낮거나 같은 경우, 설비 미터(100)는 원격 지시부(150)로부터 전원을 공급받을 수 있다.
설비 미터(100)보다 비교적 전원 소모가 적은 원격 지시부(150)는 설비 미터에 전원을 공급할 수 있고, 이러한 원격 지시부(150)와 설비 미터(100) 간의 상호 작용을 통해 설비 미터(100)의 사용 연한이 증가할 수 있다. 또한, 원격 지시부(150)로부터 설비 미터(100)로 전원을 공급하기 위한 전원 공급선은 원격 지시부(150)가 설비 미터(100)로 측정 값을 요청하고 설비 미터(100)로부터 측정 값을 수신하기 위한 전력선 기반 통신을 위해 구현될 수 있다.
검침원은 원격 지시부(150)에 표시된 측정값을 검침하여 가정 내에 방문이 없더라도 설비 미터(100)에 의해 측정된 측정값을 획득할 수 있다. 또한, 설비 미터(100)의 배터리가 일정 전압 이하로 떨어지거나 방전된 경우에도 원격 지시부(150)의 전원을 교체함으로써 설비 미터(100)를 동작시켜 설비 미터(100)의 측정값이 획득될 수 있다. 따라서, 원격 지시부(150)의 전원의 교체만으로 설비 미터(100)와 원격 지시부(150)가 정상 동작을 수행할 수 있어, 가정 내에 설비 미터(100)의 전원이 방전된 경우에도 정상적인 검침 활동이 수행될 수 있다.
이하, 구체적인 설비 미터와 원격 지시부의 동작이 개시된다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 설비 미터와 원격 지시부의 동작을 나타낸 개념도이다.
도 2에서는 설비 미터와 원격 지시부 각각에 포함된 구성부 간의 동작이 개시된다.
도 2를 참조하면, 설비 미터는 제1 MCU(micro control unit)(200), 제1 메인 전원부(210), 제1 통신부(220), 제1 전압 측정부(230) 및 제1 배터리부(240)를 포함할 수 있다.
제1 MCU(200)는 프로세서로서 설비 미터에 구현된 각 구성부의 동작을 제어하기 위해 구현될 수 있다.
제1 메인 전원부(210)는 제1 MCU(200)로의 전원 공급을 위해 구현될 수 있다.
제1 통신부(220)는 원격 지시부로의 측정값을 요청하는 측정값 요청 신호를 수신하고, 측정값 요청 신호에 대한 응답으로 측정값을 제2 통신부(260)로 전송하기 위해 구현될 수 있다. 또한, 제1 통신부(220)는 제1 전압 측정부(230)에서 측정된 전압에 대한 정보를 제2 통신부(260)로 전송할 수 있다.
제1 전압 측정부(230)는 제1 배터리부(240)의 전압 및/또는 원격 지시부에 의해 공급되는 공급 전압을 측정하기 위해 구현될 수 있다.
제1 배터리부(240)는 설비 미터에 구현된 각 구성부로의 전원으로 동작할 수 있다.
원격 지시부는 제2 MCU(250), 제2 메인 전원부(270), 제2 통신부(260), 제2 전압 측정부(280) 및 제2 배터리부(290)를 포함할 수 있다.
제2 MCU(250)는 프로세서로서 원격 지시부에 구현된 각 구성부의 동작을 제어하기 위해 구현될 수 있다.
제2 메인 전원부(270)는 제2 MCU(250)로의 전원 공급을 위해 구현될 수 있다.
제2 통신부(260)는 설비 미터로 측정값을 요청하기 위한 측정값 요청 신호를 전송하고, 측정값 요청 신호에 대한 응답으로 측정값을 수신하기 위해 구현될 수 있다. 또한, 제2 통신부(260)는 제1 전압 측정부(230)에서 측정된 전압에 대한 정보를 수신하기 위해 구현될 수 있다.
제2 전압 측정부(280)는 제2 배터리부(290)의 전압을 측정하기 위해 구현될 수 있다.
제2 배터리부(290)는 원격 지시부에 구현된 각 구성부로의 전원으로 동작할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에서는 설비 미터의 각 구성부 및 원격 지시부의 각 구성부 간의 동작이 개시된다.
원격 지시부의 제2 배터리부(290)는 초기에 3.66V의 전압을 가진다. 제2 배터리부(290)에 의해 생성된 전류는 원격 지시부에 구현된 전류 제한 저항(205)을 거쳐서 설비 미터의 B+선과 GND 선을 통해 흐를 수 있다. 원격 지시부에서 설비 미터로 공급되는 전압은 전류 제한 저항(205)을 거쳐 약간의 전압 강하가 발생하여 초기에 3.6V의 전압 값을 가질 수 있다.
원격 지시부에서 공급된 3.6V의 전압은 설비 미터에 구현된 제1 다이오드(215)를 지나는 경우, 약간의 전압 강하가 발생될 수 있다. 설비 미터의 제1 배터리부(240)에 의해 공급되는 전압도 제2 다이오드(225)를 거처 약간의 전압 강하가 발생될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 설비 미터 상에서 제1 다이오드(215)를 통해 공급되는 원격 지시부의 제2 배터리부(290)의 전압과 제2 다이오드(225)를 통해 공급되는 설비 미터로의 제1 배터리부(240)의 전압이 비교되어 제2 배터리부(290)에 의한 전원을 설비 미터로 공급할지 여부가 결정될 수 있다.
배터리 교체 초기에는 원격 지시부의 제2 배터리부(290)의 전압은 전류 제한 저항(205)에 의해 전압 강하가 일어나다. 따라서, 설비 미터의 관점에서 제1 배터리부(240)의 전압의 크기가 원격 지시부의 전압보다 크다. 따라서, 전류 제한 저항(205)을 거치지 않은 설비 미터의 제1 배터리부(240)에 의해서만 전원 공급이 수행될 수 다. 설비 미터의 배터리가 소모되어 제1 배터리부(240)의 전압이 감소하여 원격 지시부의 전압과 유사한 전압이 된 경우, 서로 상호 작용하여 원격 지시부의 제2 배터리부(290)가 설비 미터로 전원을 공급할 수 있다. 따라서, 원격 지시부에서 공급되는 전원과 설비미터 내부의 전원이 설비 미터의 동작을 위해 동시에 소모되고 설비 미터의 사용 연한이 증가할 수 있다.
구체적으로 원격 지시부의 공급 전압보다 설비 미터의 전압이 높은 경우, 제1 다이오드(215)로 인해 설비 미터의 전원이 원격 지시부로 공급되지 않는다. 반대로, 원격 지시부의 공급 전압보다 설비 미터의 전압이 낮거나 같은 경우, 제1 다이오드(215)를 통해 원격 지시부의 전원이 설비 미터로 공급될 수 있다. 즉, 설비 미터의 동작을 위해 1차적으로 설비 미터의 전원(배터리)이 사용되고, 설비 미터의 전원의 전압이 일정 값 이하로 강하된 이후 2차적으로 설비 미터의 동작을 위해 원격 지시부의 전원 및 설비 미터의 전원이 사용될 수 있다. 이후, 설비 미터의 전원이 방전된 경우, 원격 지시부의 전원만으로도 설비 미터 및 원격 지시부가 동작할 수 있다.
원격 지시부에서 제2 통신부(260)를 통해 측정값을 호출하는 경우, 설비 미터는 측정값에 대한 정보를 제1 통신부(220)를 통해 제2 통신부(260)로 전송할 수 있다. 제1 통신부(220)와 제2 통신부(260)로는 전원 공급선에 연결되어 전력선 통신을 수행할 수 있다.
예를 들어, 제2 통신부(260)를 통해 측정값 요청 신호를 전송하는 경우, 전류 제한 저항으로 인해 전원 공급선의 전압이 0~0.5V 이하로 떨어져서 측정값 요청 신호를 전송할 수 있다. 설비 미터의 제1 통신부(220)는 측정값 요청 신호를 수신하여 제1 MCU(200)로 전송할 수 있다. 제1 MCU(200)는 측정값에 대한 정보를 포함하는 측정값 신호를 생성할 수 있고, 제1 통신부(220)는 마찬가지 방식으로 측정값 신호를 제2 통신부(260)로 전송할 수 있다. 제2 통신부(260)는 수신한 측정값 신호를 제2 MCU(250)로 전송할 수 있고, 제2 MCU(250)는 측정값 신호를 분석하여 필요한 동작을 수행할 수 있다.
제1 통신부(220)는 측정값 신호뿐만 아니라 설비 미터의 제1 전압 측정부(230)에 의해 측정된 배터리 상태 신호도 제2 통신부(260)로 전송할 수 있다.
원격 지시부는 제2 통신부(260)를 통해 수신한 측정값 신호 및 배터리 상태 신호를 분석하고 원격 지시부 상의 출력창에 측정값 및 배터리 상태 정보를 표시할 수 있다.
통신시 설비 미터의 전압이 순간적으로 0~0.5V 이하로 떨어지더라도 설비 미터에 구현된 제1 콘덴서(235)에 의해 전류가 공급되어 설비 미터 및 원격 지시부는 정상 동작을 수행할 수 있다.
제1 전압 측정부(230)는 제1 다이오드(215) 및 제2 다이오드(225)를 통해 들어오는 혼합된 전압을 측정함으로써 제1 배터리부(240)에 의한 전압과 원격 지시부의 제2 배터리부(290)에 의한 전압을 측정할 수 있다. 만약, 설비 미터 내의 제1 배터리부(240)에 의한 전압 및 원격 지시부 내의 제2 배터리부(290)에 의한 전압이 모두 3.0V 이하인 경우, 설비 미터는 원격 지시부가 측정값 신호 요청 신호를 전송시 측정값 신호 요청 신호에 대한 응답으로 측정값 신호뿐만 아니라 배터리 상태 신호도 전송할 수 있다. 제2 전압 측정부(280)는 원격 지시부의 제2 배터리부(290)의 전압을 측정할 수 있다.
위와 같은 측정 결과를 기반으로 원격 지시부의 출력창(예를 들어, LCD 창)을 통해 BAT1, BAT12와 같은 메시지를 표시하여 설비 미터의 배터리 상태 및 원격 지시부의 배터리 상태가 표시될 수 있다. 예를 들어, BAT1은 원격 지시부의 단독 배터리 없음을 지시하고, BAT12는 원격 지시부의 배터리 없음과 설비 미터의 배터리 없음을 지시할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 설비 미터의 동작을 나타낸 개념도이다.
도 3에서는 설비 미터를 기준으로 한 설비 미터와 원격 지시부의 네트워킹을 나타낸다.
도 3을 참조하면, 설비 미터는 원격 지시부의 배터리부에 의해 공급되는 공급 전압과 설비 미터의 배터리부에 의한 전압 간의 차이를 고려하여 설비 미터의 배터리부에 의해 공급되는 전압의 사용 여부를 결정한다(단계 S300).
전술한 바와 같이, 원격 지시부의 배터리부에 의해 공급되는 전압보다 설비 미터의 배터리부에 의해 공급되는 전압이 더 큰 경우, 설비 미터의 전압에 의해 설비 미터가 동작할 수 있다. 반대로, 원격 지시부의 배터리부에 의해 공급되는 전압보다 설비 미터의 배터리부에 의해 공급되는 전압이 작거나 같은 경우, 설비 미터의 전압 및 원격 지시부의 전압에 의해 설비 미터가 동작할 수 있다.
원격 지시부의 배터리부에 의해 공급되는 전압은 전류 제한 저항에 의해 초기에 감소된 값을 가질 수 있다. 따라서, 설비 미터의 배터리부에 의해 공급되는 전압이 원격 지시부의 배터리부에 의해 공급되는 전압보다 크고, 설비 미터의 배터리만이 소모될 수 있다.
이후, 설비 미터의 배터리부에 의해 공급되는 전압이 감소되어, 원격 지시부의 전압과 유사한 전압이 된 경우, 서로 상호 작용하여 원격 지시부에서 공급되는 전원과 설비 미터 내부의 전원을 동시에 설비 미터의 동작을 위해 사용되어 설비 미터의 사용 연한이 증가할 수 있다.
설비 미터는 원격 지시부에 의해 전송되는 측정 요청 신호(또는 측정 요청 메시지)를 수신하고, 측정 요청 신호에 따른 측정 신호를 전송한다(단계 S310).
원격 지시부는 일정한 주기에 따라 설비 미터로 측정 요청 신호를 전송할 수 있고, 설비 미터는 측정값을 포함하는 측정 신호를 전송할 수 있다. 또한, 설비 미터는 측정된 전압이 임계치 이하인 경우, 배터리 상태 신호를 원격 지시부로 전송할 수 있다. 원격 지시부는 배터리 상태에 대한 정보를 요청하는 배터리 상태 요청 신호를 설비 미터로 전송할 수 있고, 설비 미터는 배터리 상태 요청 신호에 대한 응답으로 배터리 상태 신호를 원격 지시부로 전송할 수 있다. 또는 설비 미터는 원격 지시부의 별도의 배터리 상태 요청 신호 없이도 배터리 상태에 대한 정보를 원격 지시부로 전송할 수도 있다.
원격 지시부는 측정 신호 및 배터리 상태 신호를 기반으로 설비 미터에 의해 측정된 측정값 및 설비 미터의 배터리 상태를 알 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 원격 지시부의 동작을 나타낸 개념도이다.
도 4에서는 원격 지시부를 기준으로 한 설비 미터와 원격 지시부의 네트워킹을 나타낸다.
도 4를 참조하면, 원격 지시부는 설비 미터의 배터리부의 전압 강하에 따라 배터리부의 전압을 공급할 수 있다(단계 S400).
설비 미터의 배터리부의 전압이 일정 이하로 떨어지는 경우, 원격 지시부의 배터리부의 전압이 설비 미터로 공급될 수 있다.
원격 지시부는 설정된 주기 또는 측정 요청을 트리거하는 요청 신호에 따라 측정 요청 신호를 설비 미터로 전송할 수 있다. 원격 지시부는 측정 요청 신호에 대한 응답으로 설비 미터로부터 측정 신호를 수신할 수 있다(단계S410).
또한, 원격 지시부는 설비미터의 배터리 전압 강하에 따라 생성되어 전송되는 배터리 상태 신호를 수신할 수 있다. 원격 지시부는 측정 신호를 기반으로 측정값을 원격 지시부의 출력창에 표시하고, 배터리 상태 신호를 기반으로 배터리 상태 정보를 원격 지시부의 출력창에 표시할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 설비 미터와 원격 지시부의 동작을 나타낸 개념도이다.
도 5에서는 전류 제한 저항 없이 원격 지시부에서 설비 미터로 전원을 공급하는 방법이 개시된다. 도 5에서는 특히, 전류 제한 저항 없이 원격 지시부에서 설비 미터로 전원을 공급하는 방법이 개시된다.
도 5를 참조하면, 설비 미터는 설비 미터의 전압 측정부를 기반으로 배터리부의 전압을 측정한 결과를 주기적으로 원격 지시부로 전송할 수 있다. 배터리부의 전압을 측정한 결과는 배터리 전압 측정 결과 신호(500)라는 용어로 표현될 수 있다.
즉, 원격 지시부의 별도의 요청이 없는 경우에도 설비 미터는 원격 지시부로 배터리 전압 측정 결과 신호(500)를 전송할 수 있다.
원격 지시부는 배터리 전압 측정 결과 신호(500)를 분석하고, 배터리 전압 측정 결과 신호(500)를 기반으로 원격 지시부의 배터리부를 통한 전원의 공급의 필요 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 설비 미터의 전압이 제1 임계 전압 이상인 경우, 원격 지시부는 원격 지시부의 배터리부를 통한 전원을 공급하지 않고, 설비 미터의 전압이 제1 임계 전압 미만인 경우, 원격 지시부는 원격 지시부의 배터리부를 통한 전원을 공급할 수 있다.
이러한 배터리 전압 측정 결과 신호(500)를 기반으로 한 원격 지시부의 전원 공급을 위해 전력선과 배터리 부 사이에는 스위치가 구현될 수 있다. 스위치가 off 상태인 경우, 전력선은 통신을 위해 사용되고, 설비 미터로의 전원 공급을 위해서는 사용되지 않을 수 있다. 스위치가 on 상태인 경우, 전력선은 통신뿐만 아니라, 설비 미터로의 전원 공급을 위해서도 사용될 수 있다.
즉, 설비 미터의 전압이 제1 임계 전압 미만인 경우, 원격 지시부는 스위치를 on 상태로 전환하여 원격 지시부의 배터리부를 통한 전원을 공급할 수 있다.
즉, 이러한 배터리 전압 측정 결과 신호(500)를 기반으로 한 전원 공급 방법이 사용되는 경우, 전류 제한 저항 없이도 원격 지시부가 설비 미터로의 전원 공급 여부를 결정할 수 있다. 이러한 경우, 전력선 기반 통신은 설비 미터의 전압이 제1 임계 전압 미만인 경우에만 수행될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 설비 미터와 원격 지시부의 동작을 나타낸 개념도이다.
도 6에서는 전류 제한 저항 없이 원격 지시부에서 설비 미터로 전원을 공급하는 방법이 개시된다. 도 6에서는 특히, 타이머를 기반으로 전압 측정부 없이 원격 지시부에서 설비 미터로 전원을 공급하는 방법이 개시된다.
도 6을 참조하면, 타이머를 기반으로 원격 지시부에서 설비 미터로 전원을 공급하는 방법이 개시된다.
설비 미터는 배터리부가 교체된 경우, 배터리부가 교체된 시간에 대한 정보를 원격 지시부로 전송할 수 있다. 원격 지시부는 메모리에 설비 미터의 배터리부의 교체 시간에 대한 정보(이하, 배터리부 교체 시간 정보(600))를 저장하고, 배터리부 교체 시간 정보(600)를 고려하여 원격 지시부로부터의 전원 공급 타이밍을 결정할 수 있다.
일반적으로 대부분의 설비 미터는 유사한 범위의 전력 소비를 가지므로 설비 미터의 배터리부의 방전 속도는 유사한 특성을 가질 수 있다. 이러한 방전 특성을 고려하여 배터리부 교체 시간 정보(600)를 기반으로 배터리 교체 시점으로부터 타이머를 동작시켜 설정된 시간이 경과한 경우, 타이머를 만료시킬 수 있다.
설정된 시간이 경과하여 타이머가 만료되는 경우, 원격 지시부는 설비 미터로의 전원 공급을 결정할 수 있다. 전술한 바와 같이 원격 지시부의 전원 공급을 위해 전력선과 배터리부 사이에는 스위치가 구현될 수 있다. 스위치가 off 상태인 경우, 전력선은 통신을 위해 사용되고, 설비 미터로의 전원 공급을 위해서는 사용되지 않을 수 있다. 스위치가 on 상태인 경우, 전력선은 통신뿐만 아니라, 설비 미터로의 전원 공급을 위해서도 사용될 수 있다.
설정된 시간이 경과하여 타이머가 만료되는 경우, 원격 지시부는 설비 미터로의 전원 공급을 결정하고 스위치를 on 상태로 전환할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 설비 미터와 원격 지시부의 동작을 나타낸 개념도이다.
도 7을 참조하면, 설비 미터와 원격 지시부의 전력 소모를 줄이기 위한 방법이 개시된다.
설비 미터의 측정 주기는 설비 미터의 전력 상태를 고려하여 설정될 수 있다.
예를 들어, 설비 미터는 측정 동작을 수행함에 있어서, 설비 미터의 배터리부의 전압의 크기를 고려하여 측정 주기를 설정할 수 있다. 예를 들어, 설비 미터가 제1 임계 전압 이상일 경우, 설비 미터는 제1 측정 주기를 기반으로 측정 동작을 수행하여 측정값을 포함하는 측정 신호(700)를 생성하여 원격 지시부로 전송할 수 있다. 또한, 설비 미터가 제2 임계 전압 이상, 제1 임계 전압 미만일 경우, 설비 미터는 제2 측정 주기를 기반으로 측정 동작을 수행하여 측정 신호(700)를 생성하여 원격 지시부로 전송할 수 있다. 또한, 설비 미터가 제2 임계 전압 미만일 경우, 설비 미터는 제3 측정 주기를 기반으로 측정 동작을 수행하여 측정 신호(700)를 생성하여 원격 지시부로 전송할 수 있다. 제1측정 주기, 제2 측정 주기, 제3 측정 주기로 갈수록 측정 주기가 길어질 수 있다. 즉, 측정 주기를 전력 상태를 고려하여 설정하여 설비 미터의 전력 소비를 줄일 수 있다.
원격 지시부는 검침원에 의한 검침 동작이 수행될 경우에만, 배터리부를 제외한 나머지 구성부의 동작을 수행할 수 있다. 배터리부는 설비 미터로의 전원 공급이 필요한 경우, 검침 동작이 없을 경우에도 설비 미터로의 전원 공급을 위해 동작할 수 있다. 나머지 구성부는 검침원의 원격 지시부의 동작을 요청하는 경우 동작할 수 있다. 검침원의 원격 지시부의 동작에 대한 트리거링이 있는 경우, 원격 지시부는 동작하여 측정 요청 신호를 전송할 수 있고, 설비 미터로부터 측정 요청 신호에 대한 응답으로 측정값을 포함하는 측정 신호(700)를 수신할 수 있다.
이와 같은 2선식 저전압 전력선 통신 기반의 측정 방법은 애플리케이션으로 구현되거나 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.
상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거니와 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD 와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.
프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (10)

  1. 2선식 저전압 전력선 통신 기반의 측정 방법에 있어서,
    설비 미터의 제1 배터리부의 제1 전압보다 전류 제한 저항에 의해 강하된 원격 지시부의 제2 배터리부의 제2 전압이 작은 경우, 상기 제2 배터리부에 의한 상기 설비 미터로의 전력선을 통한 전원 공급이 차단되는 단계; 및
    상기 설비 미터의 상기 제1 배터리부의 상기 제1 전압보다 상기 전류 제한 저항에 의해 강하된 상기 원격 지시부의 상기 제2 배터리부의 상기 제2 전압이 크거나 같은 경우, 상기 제2 배터리부에 의한 상기 설비 미터로의 상기 전력선을 통한 전원 공급이 수행되는 단계를 포함하되,
    상기 설비 미터는 상기 원격 지시부의 측정 요청 신호에 따른 응답으로 측정 신호를 상기 전력선을 기반으로 전력선 기반 통신을 사용하여 전송하고,
    상기 설비 미터는 상기 제1 전압에 대한 정보 및 상기 제2 전압에 의해 상기 설비 미터로 공급되는 공급 전압에 대한 정보를 포함하는 제1 배터리 상태 정보를 상기 전력선을 통해 상기 원격 지시부로 전송하고,
    상기 제1 전압 및 상기 제2 전압은 DC(direct current) 전압인 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 원격 지시부는 상기 제2 배터리 부의 전압이 제2 임계 전압 이하인 경우, 상기 제2 전압에 대한 정보를 포함하는 제2 배터리 상태 정보를 생성하고,
    상기 원격 지시부는 상기 제1 배터리 상태 정보 및 상기 제2 배터리 상태 정보를 기반으로 상기 설비 미터의 배터리 소모 상태에 대한 정보 및 상기 원격 지시부의 배터리 소모 상태에 대한 정보를 출력창에 표시하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전원 공급의 차단 및 상기 전원 공급의 수행은 상기 설비 미터에 구현된 제1 다이오드를 기반으로 수행되고,
    상기 제1 배터리 상태 정보는 제2 다이오드를 통해 공급되는 상기 제1 전압 및 상기 제2 배터리부에 의한 상기 설비 미터로의 상기 전력선을 사용하여 상기 제1 다이오드를 통해 공급되는 상기 제2 전압에 의한 상기 공급 전압을 기반으로 생성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 배터리 상태 정보는 상기 제1 전압 및 상기 공급 전압이 모두 임계 전압 이하인 경우 생성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 전력선 기반 통신으로 인해 상기 설비 미터에 걸리는 상기 공급 전압이 강하되는 경우, 상기 설비 미터에 구현된 콘덴서를 기반으로 상기 설비 미터로 추가 전압이 공급되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 2선식 저전압 전력선 통신 기반의 측정 시스템에 있어서,
    설비 미터의 제1 배터리부의 제1 전압보다 전류 제한 저항에 의해 강하된 제2 배터리부의 제2 전압이 작은 경우, 상기 제2 배터리부에 의한 상기 설비 미터로의 전력선을 통한 전원 공급을 중단하고, 상기 설비 미터의 상기 제1 배터리부의 상기 제1 전압보다 상기 전류 제한 저항에 의해 강하된 상기 제2 배터리부의 상기 제2 전압이 크거나 같은 경우, 상기 제2 배터리부에 의한 상기 설비 미터로의 상기 전력선을 통한 전원 공급을 수행하도록 구현되는 원격 지시부;
    상기 원격 지시부의 측정 요청 신호에 따른 응답으로 측정 신호를 상기 전력선을 기반으로 전력선 기반 통신을 사용하여 전송하고, 상기 제1 전압에 대한 정보 및 상기 제2 전압에 의해 상기 설비 미터로 공급되는 공급 전압에 대한 정보를 포함하는 제1 배터리 상태 정보를 상기 전력선을 통해 상기 원격 지시부로 전송하도록 구현되는 설비 미터를 포함하되,
    상기 제1 전압 및 상기 제2 전압은 DC(direct current) 전압인 것을 특징으로 하는 2선식 저전압 전력선 통신 기반의 측정 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 원격 지시부는 상기 제2 배터리 부의 전압이 제2 임계 전압 이하인 경우, 상기 제2 전압에 대한 정보를 포함하는 제2 배터리 상태 정보를 생성하고,
    상기 제1 배터리 상태 정보 및 상기 제2 배터리 상태 정보를 기반으로 상기 설비 미터의 배터리 소모 상태에 대한 정보 및 상기 원격 지시부의 배터리 소모 상태에 대한 정보를 출력창에 표시하도록 구현되는 2선식 저전압 전력선 통신 기반의 측정 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전원 공급의 차단 및 상기 전원 공급의 수행은 상기 설비 미터에 구현된 제1 다이오드를 기반으로 수행되고,
    상기 제1 배터리 상태 정보는 제2 다이오드를 통해 공급되는 상기 제1 전압 및 상기 제2 배터리부에 의한 상기 설비 미터로의 상기 전력선을 사용하여 상기 제1 다이오드를 통해 공급되는 상기 제2 전압에 의한 상기 공급 전압을 기반으로 생성되는 것을 특징으로 하는 2선식 저전압 전력선 통신 기반의 측정 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 배터리 상태 정보는 상기 제1 전압 및 상기 공급 전압이 모두 임계 전압 이하인 경우 생성되는 것을 특징으로 하는 2선식 저전압 전력선 통신 기반의 측정 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 전력선 기반 통신으로 인해 상기 설비 미터에 걸리는 상기 공급 전압이 강하되는 경우, 상기 설비 미터에 구현된 콘덴서를 기반으로 상기 설비 미터로 추가 전압이 공급되는 것을 특징으로 하는 2선식 저전압 전력선 통신 기반의 측정 시스템.
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