KR101666624B1 - 원격검침 시스템 - Google Patents

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KR101666624B1 KR1020140048568A KR20140048568A KR101666624B1 KR 101666624 B1 KR101666624 B1 KR 101666624B1 KR 1020140048568 A KR1020140048568 A KR 1020140048568A KR 20140048568 A KR20140048568 A KR 20140048568A KR 101666624 B1 KR101666624 B1 KR 101666624B1
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Abstract

본 발명의 원격검침 시스템은, 수용가 측의 전력량을 검침하고, 검침된 검침데이터를 저장, 송신하는 복수개의 검침기들; 및 상기 검침기들이 전송한 검침데이터 들을 수집하고, 전송하는 데이터 집중장치(DCU)를 포함하며, 상기 데이터 집중장치(DCU)는 RF Mesh 망을 통해 상기 검침기들과 RF Mesh 통신을 수행하며, 상기 검침기들의 통신모뎀들 각각에 대해 등록, 삭제, 라우팅(routing)을 설정해 주는 기술을 제공함에 기술적 특징이 있다.

Description

원격검침 시스템{REMOTE METERING SYSTEM}
본 발명은 원격검침 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 RF Mesh 망을 통해 아파트 구내의 공동 변압기 이용고객의 전력량을 검침하는 저압 검침기들과 RF Mesh 통신을 수행하며, PLC 관리 에이전트를 내부에 탑재하여 저압 검침기들의 통신모뎀들 각각에 대해 등록, 삭제, 라우팅(routing)을 설정해 주는 데이터 집중장치(DCU)를 구비함으로써, 검침 데이터 전송 시 병목현상을 해소할 수 있을 뿐 만 아니라, 종래와 같이 자계기 검침부에 PLC 관리 에이전트를 탑재하지 않아도 됨으로써 자계기 마스터의 원가를 낮출 수 있는, 원격검침 시스템에 관한 것이다.
원격검침이란 전기, 가스, 수도 계량기 등을 검침원이 일일이 고객을 방문하지 않고 원격에서 단말기를 이용해 검침데이터를 읽는 것을 말하며, 원격검침 시스템은 원격지에 있는 계측기의 지시 값과 감지기로 검출한 사항을 케이블 또는 전파를 이용한 통신 회선을 통해 자동적으로 수집하여 컴퓨터로 집계분석 등을 하는 시스템을 말한다.
이러한 원검검침 시스템은 전화선이나 전력선, 또는 무선주파수 방식에 의해 정보를 수집하며, 원격검침 시스템을 통하여 컴퓨터 프로그램과 연계해 고지서 발급은 물론 수요 패턴까지 파악할 수 있다.
최근 많은 사람들이 아파트 등과 같이 한 곳에 모여 사는 거주 형태가 증가함에 따라, 아파트 구내, 아파트형 공장 등 변압기를 공동으로 사용하는 고객은 하나의 고압용 계기(모계기)와 다수의 저압계기(자계기) 형태의 검침 계기를 사용하며, 전력회사에서는 고압용 계기와 저압용 계기를 통합하여 검침을 추진하고 있다.
종래에는 변압기 공동고객 검침 방식으로 주로 PLC, Zigbee, PLC+ Zigbee를 혼용하는 통신 방식을 사용하였다.
이 경우 PLC 만을 이용한 방식은 MOF의 2차 측에 설치된 고압계기와 자계기 간의 전력선 라인이 연결되어 있지 않아 성공적 통신을 위해서는, 별도의 라인을 데이터집중장치(DCU)에서부터 저압용 계기 까지 포설해야 하는 문제점이 있었다.
또한 Zigbee만을 이용한 방식은 고압계기가 설치된 전기실의 구조에 의해 통신이 불가능 한 전력량계가 많이 발생하는 등 환경에 많은 영향을 받는 문제점이 있었다.
한편 종래기술은, 자계기부의 PLC 통신을 효율적으로 수행하기 위해 제2 검침부에 자계기 검침용 PLC망을 관리하기 위한 PLC Agent가 탑재되어야 하는데, 고압계기 검침부와 자계기 검침부를 저속의 ZigBee를 이용하여 통신함으로 인해 저압계기의 데이터를 효율적으로 전송하지 못하는 문제점이 있었다.
또한 종래기술은, 전기실외의 자계기 검침부에 전력선 통신이 불가능 한 경우에는, PLC Agent가 탑재된 고가의 제2 검침부가 추가로 설치되어야 하는 비용 상의 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허 제10-2013-0015807호
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, RF Mesh 망을 통해 아파트 구내의 공동 변압기 이용고객의 전력량을 검침하는 저압 검침기들과 RF Mesh 통신을 수행하며, PLC 관리 에이전트를 내부에 탑재하여 저압 검침기들의 통신모뎀들 각각에 대해 등록, 삭제, 라우팅(routing)을 설정해 주는 데이터 집중장치(DCU)를 구비함으로써, 검침 데이터 전송 시 병목현상을 해소할 수 있을 뿐 만 아니라, 종래와 같이 자계기 검침부에 PLC 관리 에이전트를 탑재하지 않아도 됨으로써 자계기 마스터의 원가를 낮출 수 있는, 원격검침 시스템을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 원격검침 시스템은, 수용가 측의 전력량을 검침하고, 검침된 검침데이터를 저장, 송신하는 복수개의 검침기들; 및 상기 검침기들이 전송한 검침데이터 들을 수집하고, 전송하는 데이터 집중장치(DCU)를 포함하며, 상기 데이터 집중장치(DCU)는 RF Mesh 망을 통해 상기 검침기들과 RF Mesh 통신을 수행하며, 상기 검침기들의 통신모뎀들 각각에 대해 등록, 삭제, 라우팅(routing)을 설정해 주는 기술을 제공한다.
본 발명은 검침 데이터 전송 시 병목현상을 해소할 수 있을 뿐 만 아니라, 종래와 같이 자계기 검침부에 PLC 관리 에이전트를 탑재하지 않아도 됨으로써 자계기 마스터의 원가를 낮출 수 있는 기술적 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 변압기 공동이용 고객 용 원격검침 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예로, 변압기 공동이용 고객 용 원격검침 시스템의 구성을 상세히 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 데이터 집중장치의 구성을 상세히 나타낸 것이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 변압기 공동이용 고객 용 원격검침 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 변압기 공동이용 고객 용 원격검침 시스템은, 저압 검침부(100), 고압 검침부(200), 데이터 집중장치(Data Concentration Unit, DCU, 300) 및 원격검침서버(400)를 포함하여 구성된다.
저압 검침부(100)는 수용가 측에 설치된 복수개의 저압계기 및 통신모뎀을 포함하며, 복수개의 저압계기를 통해 수용가의 전기 사용량을 계측, 저장하고, 통신모뎀을 통해 저압의 검침 데이터를 데이터 집중장치(DCU, 300)로 전송한다.
고압 검침부(200)는 아파트 구내 등의 공동 변압기 주변의 계기용 변성기함(Metering Out Fit, MOF)에 1개 설치되며, 고압의 전력량을 계측, 저장하고 통신을 통해 고압의 검침 데이터를 데이터 집중장치(DCU, 300)로 전송한다.
이 경우 고압 검침부(200)는 저압 검침부(100)와의 관계에서 1개의 모계기에 해당하고, 저압 검침부(100)는 고압 검침부(200)와의 관계에서 복수개의 자계기에 해당한다.
데이터 집중장치(DCU, 300)는 저압 검침부(100) 및 고압 검침부(200)에서 계계측한 검침 데이터 들을 수집하고, 상위단인 원격검침서버(400)로 전송한다.
원격검침서버(400)는 전송된 수용가 측의 원격 검침 데이터 정보를 자동으로 취합, 분석 및 가공하며, 필요시 이를 다시 수용가에게 제공한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예로, 변압기 공동이용 고객 용 원격검침 시스템의 구성을 상세히 나타낸 것이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 변압기 공동이용 고객 용 원격검침 시스템은, 변압기(20)와 연결된 4상(R상, S상, T상, N상)의 전력선을 통해 통신을 수행하는 제1 저압검침기(110-1) ~ 제N 저압검침기(110-N), 하이브리드 모뎀(120), 제1' 저압검침기(130-1) ~ 제N' 저압검침기(130-N), MOF(10) 측에 설치된 고압계기(210), RF Mesh 망(150) 및 데이터 집중장치(DCU, 300)를 포함하여 구성된다.
제1 저압검침기(110-1)는 제1 저압계기(111-1) 및 제1 PLC 모뎀(112-1)을 구비하며, 수용가 측의 4상(R상, S상, T상, N상)의 전력선을 통해 전력선통신(PLC)을 구현한다.
마찬가지로, 제N 저압검침기(110-N)는 제N 저압계기(111-N) 및 제N PLC 모뎀(112-N)을 구비하며, 수용가 측의 4상(R상, S상, T상, N상)의 전력선을 통해 전력선통신(PLC)을 구현한다.
이 경우, 제1 저압검침기(110-1) ~ 제N 저압검침기(110-N)는 제1 전력선 통신망(140)을 통해 전력선통신(PLC)을 구현하는 것 외에, RF Mesh 망(150)을 통해 RF Mesh 통신을 수행하기 위해 별도의 하이브리드 모뎀(120)이 요청된다.
하이브리드 모뎀(120)은 PLC 모뎀(121) 및 RF Mesh 모뎀(122)을 포함하며, 전력선통신(PLC)의 마스터(master)가 되어 자체 전력선 통신망을 형성하는데, 도 2에 도시된 바와 같이 제1 저압계기(111-1) ~ 제N 저압계기(111-N)의 외부에 설치되는 외장형을 사용하여 실시하였지만, 이에 한정되지 아니하고, 제1 저압계기(111-1) ~ 제N 저압계기(111-N)의 각각의 내부에 설치되는 내장형을 사용하여 실시할 수도 있다.
이 경우 PLC 모뎀(121)은 제1 저압검침기(110-1) ~ 제N 저압검침기(110-N)의 제1 PLC 모뎀(110-1) ~ 제N PLC 모뎀(110-N)과의 관계에서 마스터(master)와 슬레이브(slave)의 주종 관계를 가지며, 자체 전력선 통신망을 통해 제1 PLC 모뎀(110-1) ~ 제N PLC 모뎀(110-N)과 통신을 하며, 제1 PLC 모뎀(110-1) ~ 제N PLC 모뎀(110-N) 각각의 등록 요청, 등록, 삭제, 라우팅 등의 작업이 수행될 수 있도록 관리한다.
RF Mesh 모뎀(122)은 RF Mesh 망(150)을 통해 데이터 집중장치(DCU, 300)와 RF Mesh 통신을 수행할 수 있도록 해준다.
한편, 제1'저압검침기(130-1)는 제1 저압계기(131-1) 및 제1 RF Mesh 모뎀(132-1)을 구비하며, 마찬가지로 제N'저압검침기(130-N)는 제N 저압계기(131-N) 및 제N RF Mesh 모뎀(132-N)을 구비한다.
이 경우 제1'저압검침기(130-1) ~ 제N'저압검침기(130-N)는 제1 저압검침기(110-1) ~ 제N 저압검침기(110-N)와 달리 제1 RF Mesh 모뎀(132-1) ~ 제N RF Mesh 모뎀(132-N)이 제1 저압계기(131-1) ~ 제N 저압계기(131-N)에 직접 부착되어 있으므로, 별도의 하이브리드 모뎀(120)의 설치 없이 RF Mesh 망(150)을 통해 데이터 집중장치(DCU, 300)와 RF Mesh 통신을 수행한다.
즉 운영자는 현장의 통신환경이 전력선통신(PLC)이 적합한지 또는 RF Mesh가 적합한지에 따라 PLC 모뎀 또는 RF Mesh 모뎀을 선택적으로 설치하고, 저압계기 측이 RF Mesh 망(150)을 통해 데이터 집중장치(DCU, 300)와 RF Mesh 통신이 수행되도록 하기 위해, PLC 모뎀만 설치된 경우에는 별도로 하이브리드 모뎀(120)을 설치하여 운영한다.
고압계기(210)는 MOF(10) 측에 설치되며, 계측된 고압의 검침 데이터를 RS232, RS485, 광통신 등을 이용하여 데이터 집중장치(DCU, 300)로 전송한다.
데이터 집중장치(DCU, 300)는 제1 저압검침기(110-1) ~ 제N 저압검침기(110-N) 또는 제1' 저압검침기(130-1) ~ 제N' 저압검침기(130-N)에서 검침된 저압의 검침 데이터를 RF Mesh 망(150)을 통해 수신하고, 고압계기(210)에서 검침된 고압의 검침 데이터를 RS232, RS485, 광통신 등을 통해 수신하며, 수신된 고압의 검침 데이터 및 저압의 검침 데이터를 CDMA, WCDMA, HFC(Hybrid Fiber Coax), 3G, 4G, LTE, LTE-A 등 상위 유무선 통신방식을 이용하여 원격검침서버(400)로 전송한다.
도 3은 본 발명에 따른 데이터 집중장치의 구성을 상세히 나타낸 것이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 데이터 집중장치(DCU, 300)는 통신부(310), PLC 관리 에이전트부(320), RF Mesh 관리 에이전트부(330), 고압계기 검침수집부(340), 저압계기 검침수집부(350), 저장부(360) 및 제어부(370)를 포함하여 구성된다.
통신부(310)는 상위서버 통신부(311), 고압계기 통신부(312) 및 저압계기 통신부(313)를 포함하여 구성된다.
상위서버 통신부(311)는 상위단의 원격검침서버(400)와 유선 또는 무선 통신을 수행할 수 있도록 해준다.
고압계기 통신부(312)는 고압계기(210)와 유선 또는 무선 통신을 수행할 수 있도록 해준다.
저압계기 통신부(313)는 제1 저압검침기(110-1) ~ 제N 저압검침기(110-N) 또는 제1' 저압검침기(130-1) ~ 제N' 저압검침기(130-N) 간에 RF Mesh 망(150)을 통해 통신을 RF Mesh 통신을 수행할 수 있도록 해준다.
PLC 관리 에이전트부(320)는 하이브리드 모뎀(120)의 사용으로 인해 형성되는 자체 전력선 통신망의 수만큼 PLC 에이전트를 형성하며, 형성된 각각의 PLC 에이전트의 관리를 통해 제1 저압검침기(110-1) ~ 제N 저압검침기(110-N)의 제1 PLC 모뎀(110-1) ~ 제N PLC 모뎀(110-N) 각각에 대해 등록, 삭제, 라우팅(routing) 등을 설정한다.
이를 부연설명하면, 우선 하이브리드 모뎀(120)의 PLC 모뎀(121)은 형성된 자체 전력선 통신망을 통해 자계기측에 설치된 제1 저압검침기(110-1) ~ 제N 저압검침기(110-N)의 제1 PLC 모뎀(110-1) ~ 제N PLC 모뎀(110-N) 각각의 등록 요청 정보를 전송받으면, 하이브리드 모뎀(120)의 RF Mesh 모뎀(122)은 이를 RF Mesh 망(150)을 통해 PLC 관리 에이전트부(320)로 전송하는 과정을 갖는다.
다음과정으로, 데이터 집중장치의 PLC 관리 에이전트부(320)는 등록 요청한 제1 저압검침기(110-1) ~ 제N 저압검침기(110-N)의 제1 PLC 모뎀(110-1) ~ 제N PLC 모뎀(110-N) 각각에 대해 판단, 등록, 거부, 삭제 기능을 수행한다.
이 경우 수행된 명령은 RF Mesh 망(150)을 이용하여 하이브리드 모뎀(120)의 RF Mesh 모뎀(122)으로 전송되며, 전송 이후 하이브리드 모뎀(120)의 PLC 모뎀(121)은 전송된 각각의 수행명령을 제1 저압검침기(110-1) ~ 제N 저압검침기(110-N)의 제1 PLC 모뎀(110-1) ~ 제N PLC 모뎀(110-N) 각각으로 전송한다.
마지막 과정으로, PLC 관리 에이전트부(320)는 등록된 제1 저압검침기(110-1) ~ 제N 저압검침기(110-N)의 제1 PLC 모뎀(110-1) ~ 제N PLC 모뎀(110-N)을 이용하여 전력선로의 상태 정보를 수집하고, 내장된 라우팅 알고리즘에 의해 저압계기의 최적의 통신 경로를 설정한다.
이 경우 설정된 정보는 RF Mesh 망(150)을 이용하여 하이브리드 모뎀(120)의 RF Mesh 모뎀(122)으로 전송되며, 전송 이후 하이브리드 모뎀(120)의 PLC 모뎀(121)은 전송된 설정 정보를 해당하는 각각의 제1 저압검침기(110-1) ~ 제N 저압검침기(110-N)의 제1 PLC 모뎀(110-1) ~ 제N PLC 모뎀(110-N)으로 전송한다.
RF Mesh 관리 에이전트부(330)는 PLC 관리 에이전트부(320)의 기능과 유사하게, RF Mesh 망(150)을 이용하여 하이브리드 모뎀(120)의 RF Mesh 모뎀(122) 또는/및 제1'저압검침기(130-1) ~ 제N'저압검침기(130-N)의 제1 RF Mesh 모뎀(132-1) ~ 제N RF Mesh 모뎀(132-N)에 대한 각각의 등록, 삭제, 라우팅(routing) 등을 설정한다.
고압계기 검침수집부(340)는 고압계기 통신부(312)를 통해 수신된 고압의 검침 데이터를 수집하고, 관리한다.
저압계기 검침수집부(350)는 저압계기 통신부(313)를 통해 수신된 저압의 검침 데이터를 수집하고, 관리한다.
저장부(360)는 PLC 관리 에이전트부(320), RF Mesh 관리 에이전트부(330), 고압계기 검침수집부(340), 저압계기 검침수집부(350)에서 처리한 각종 데이터를 저장하며, 저장매체로 플래시 메모리 등 비휘발성 메모리를 사용할 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.
제어부(370)는 상기 통신부(310), PLC 관리 에이전트부(320), RF Mesh 관리 에이전트부(330), 고압계기 검침수집부(340), 저압계기 검침수집부(350) 및 저장부(360)를 제어한다.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
100 : 저압 검침부
110-1 ~ 110-N : 제1 저압 검침기 ~ 제N 저압 검침기
111-1 ~ 111-N : 제1 저압계기 ~ 제N 저압계기
112-1 ~ 112-N : 제1 PLC 모뎀 ~ 제N PLC 모뎀
120 : 하이브리드 모뎀
121 : PLC 모뎀
122 : RF Mesh 모뎀
130-1 ~ 130-N : 제1' 저압 검침기 ~ 제N' 저압 검침기
131-1 ~ 131-N : 제1 저압계기 ~ 제N 저압계기
132-1 ~ 132-N : 제1 PLC 모뎀 ~ 제N PLC 모뎀
210 : 고압계기
300 : 데이터집중장치(DCU)
400 : 원격검침서버
10 : MOF
20 : 변압기
140 : 제1 전력선 통신망
150 : RF Mesh 망

Claims (8)

  1. 수용가 측의 전력량을 검침하고, 검침된 검침데이터를 저장, 송신하는 복수개의 검침기들; 및
    상기 검침기들이 전송한 검침데이터 들을 수집하고, 전송하는 데이터 집중장치(DCU)를 포함하며,
    상기 데이터 집중장치(DCU)는,
    저압 검침기 들, 고압계기 및 상위단의 원격검침서버와 통신을 수행하는 통신부;
    RF Mesh 망을 통해 상기 저압 검침기들과 RF Mesh 통신을 수행할 수 있도록 해주는 하이브리드 모뎀을 이용하여, 상기 저압 검침기 들을 구성하는 PLC 모뎀 들 각각에 대해 등록, 삭제, 라우팅(routing)을 설정 해주는 PLC 관리 에이전트부; 및
    RF Mesh 망을 통해, 상기 저압 검침기 들을 구성하는 RF Mesh 모뎀 들 각각에 대해 등록, 삭제, 라우팅(routing)을 설정 해주는 RF Mesh 관리 에이전트부를 포함하고,
    상기 데이터 집중장치(DCU)는 RF Mesh 망을 통해 상기 검침기들과 RF Mesh 통신을 수행하며, 상기 검침기들의 통신모뎀들 각각에 대해 등록, 삭제, 라우팅(routing)을 설정해 주며,
    상기 검침기 들은,
    수용가 측의 전력량을 계측 및 저장하는 저압계기 들; 및
    상기 저압계기 들이 계측한 저압 검침데이터를 전력선통신을 통해 전송하는 PLC 모뎀 들을 구비하며,
    상기 PLC 모뎀 들과 주종관계를 이루고, 자체 형성된 전력선 통신망을 통해 상기 PLC 모뎀 들과 통신을 수행하며, 외부의 RF Mesh 망을 통해 상기 데이터 집중장치(DCU)와 RF Mesh 통신을 수행할 수 있도록 해주는 하이브리드 모뎀을 더 포함하되,
    상기 하이브리드 모뎀은,
    상기 저압계기 들의 외부에 형성되는 외장형 하이브리드 모뎀 또는 상기 저압계기 들의 내부에 형성되는 내장형 하이브리드 모뎀으로,
    상기 PLC 모뎀 들과 마스터 역할을 하며, 자체 형성된 전력선 통신망을 통해 통신하는 제1 PLC 모뎀; 및
    RF Mesh 망을 통해 상기 데이터 집중장치(DCU)와 RF Mesh 통신을 수행하는 제1 RF Mesh 모뎀을 구비하는 것을 특징으로 하는 원격검침 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서, 상기 검침기들은,
    수용가 측의 전력량을 계측 및 저장하는 저압계기 들; 및
    외부의 RF Mesh 망을 통해 상기 데이터 집중장치(DCU)와 RF Mesh 통신을 수행하도록 하는 하이브리드 모뎀들을 구비하는 것을 특징으로 하는 원격검침 시스템.
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서, 상기 통신부는,
    상기 RF Mesh 망을 통해 상기 저압 검침기 들과 RF Mesh 통신을 수행하는 저압계기 통신부;
    RS232, RS485, 광통신 중 어느 하나를 사용하여, 상기 고압계기와 통신을 수행하는 고압계기 통신부; 및
    CDMA, WCDMA, HFC(Hybrid Fiber Coax), 3G, 4G, LTE, LTE-A 중 어느 하나를 사용하여, 상기 원격검침서버와 통신을 수행하는 상위서버 통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격검침 시스템.
  8. 제 1항에 있어서,
    변압기와 접속된 계기용 변성기함(MOF)의 일 측면에 설치되며, 계측된 고압의 검침 데이터를 상기 데이터 집중장치(DCU)로 전송하는 고압계기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원격검침 시스템.
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