KR101679039B1 - 유무선 통신방식을 동시 운용한 원격 검침시스템 - Google Patents

유무선 통신방식을 동시 운용한 원격 검침시스템 Download PDF

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Abstract

본원발명의 유무선 통신방식을 동시 운용한 원격 검침시스템은, 다양한 형태의 무선 네트워크 및 유선 네트워크를 통해 복수의 검침 데이터들을 송신 하는 검침 계기; 및 다양한 형태의 무선 네트워크 및 유선 네트워크를 통해 상기 검침 데이터 들을 수신 하는 데이터 집중장치를 포함하며, 상기 검침 계기 및 상기 데이터 집중장치는, 송수신된 복수의 검침 데이터들의 패킷 구조에서 실제적인 검침 정보를 갖는 페이로드(payload) 만을 분리하여 전부 수신하는 기술을 제공함에 기술적 특징이 있다.

Description

유무선 통신방식을 동시 운용한 원격 검침시스템{REMOTE METER READING SYSTEM USING WIRED AND WIRELESS COMMUNICATION METHOD SIMULTANEOUSLY}
본 발명은 유무선 통신방식을 동시 운용한 원격 검침시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다양한 형태의 무선 네트워크 및 유선 네트워크를 통해 송수신된 복수의 검침 데이터들의 패킷 구조에서 실제적인 검침 정보를 갖는 페이로드(payload) 만을 분리하여 전부 수신하는 검침 계기 및 데이터 집중장치(DCU)를 포함함으로, 상위 단으로 데이터 전송 시 데이터 유실방지와 데이터 송수신율을 향상시킬 수 있는, 유무선 통신방식을 동시 운용한 원격 검침시스템에 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 원격검침 시스템은 전화선이나 전력선, 또는 무선주파수 방식에 의해 정보를 수집하며, 원격검침 시스템을 통하여 컴퓨터 프로그램과 연계해 고지서 발급은 물론 수요 패턴까지 파악할 수 있다.
하지만, 종래의 원격검침 시스템은 여러 가지 유무선 통신방식을 사용하여 검침기기로부터 상위시스템으로 검침 데이터를 전송하는 방식을 사용하는 대신, 대부분 하나의 통신방식을 지정하여 사용함으로, 지정된 통신회선에 장애가 있는 경우 데이터 유실이 발생하였고, 이로 인해 데이터 송수신율이 저하되는 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허 제10-2012-0071882호
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 다양한 형태의 무선 네트워크 및 유선 네트워크를 통해 송수신된 복수의 검침 데이터들의 패킷 구조에서 실제적인 검침 정보를 갖는 페이로드(payload) 만을 분리하여 전부 수신하는 검침 계기 및 데이터 집중장치(DCU)를 포함함으로, 상위 단으로 데이터 전송 시 데이터 유실방지와 데이터 송수신율을 향상시킬 수 있는, 유무선 통신방식을 동시 운용한 원격 검침시스템을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 유무선 통신방식을 동시 운용한 원격 검침시스템은, 다양한 형태의 무선 네트워크 및 유선 네트워크를 통해 복수의 검침 데이터들을 송신 하는 검침 계기; 및 다양한 형태의 무선 네트워크 및 유선 네트워크를 통해 상기 검침 데이터 들을 수신 하는 데이터 집중장치를 포함하며, 상기 검침 계기 및 상기 데이터 집중장치는, 송수신된 복수의 검침 데이터들의 패킷 구조에서 실제적인 검침 정보를 갖는 페이로드(payload) 만을 분리하여 전부 수신하는 기술을 제공한다.
본 발명은 검침 계기로부터 상위 단으로 데이터 전송 시 데이터 유실방지와 데이터 송수신율을 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 검침 계기와 데이터집중장치 간에 다양한 유무선 통신 방식을 동시 운용하는 원격 검침 수행하는 것을 대략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 원격 검침 수행 시 다양한 유무선 통신 방식을 동시 운용하는 검침 계기의 구성을 일 실시예로 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 원격 검침 수행 시 다양한 유무선 통신 방식을 동시 운용하는 데이터집중장치의 구성을 일 실시예로 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 다양한 유무선 통신 방식을 동시 운용하여 검침 데이터를 송수신 할 때의 패킷의 구조 및 UART 핀맵을 이용한 페이로드(payload) 만을 분리하여 수신하는 과정을 개략적으로 나타낸 것이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 검침 계기와 데이터집중장치 간에 다양한 유무선 통신 방식을 동시 운용하는 원격 검침 수행하는 것을 대략적으로 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 검침 계기(100)와 데이터집중장치(DCU, 200) 간에 다양한 형태의 무선 네트워크(10) 및 유선 네트워크(20)의 동시 운용을 통해 원격 검침이 수행된다.
검침 계기(100)는 수용가 측의 전력량을 검침하고, 검침된 검침데이터를 저장 및 다양한 형태의 무선 네트워크(10) 및 유선 네트워크(20)를 통해 송신하며, 데이터집중장치(DCU, 200)는 상기 검침 계기(100)가 전송한 검침데이터 들을 수집하고, 다양한 형태의 무선 네트워크(10) 및 유선 네트워크(20)를 통해 상위 단의 서버(미도시)로 전송한다.
여기서 무선 네트워크(10)는 무선 통신을 수행하는 통신망을 제공하며, 이를 테면 지그비(Zigbee), 알에프(RF), CDMA(Code Division Multiple Access), 와이파이(WiFi), 3G, 4G, LTE, LTE-A, 와이브로(Wireless Broadband Internet) 등이 사용된다.
유선 네트워크(20)는 유선 통신을 수행하는 통신망을 제공하며, 이를 테면 전력선통신(PLC), RS-485, 이더넷(Ethernet) 등이 사용된다.
도 2는 본 발명에 따른 원격 검침 수행 시 다양한 유무선 통신 방식을 동시 운용하는 검침 계기의 구성을 일 실시예로 나타낸 것이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 원격 검침 수행 시 다양한 유무선 통신 방식을 동시 운용하는 검침 계기(100)는 검침부(110), 제1 무선 통신부(120), 제1 유선 통신부(130), 제1 통신성능 판별부(140), 제1 공통 인터페이스 모듈(150), 제1 UART 핀맵(160) 및 계기 제어부(170)를 포함한다.
검침부(110)는 수용가들의 검침 데이터들을 취득하며, 이 경우 검침 데이터 들은 수용가에 공급되는 전력량, 수용가에서 소비되는 전력량, 역률 등의 데이터를 포함한다.
제1 무선 통신부(120)는 서로 다른 무선통신을 사용하는 제1 무선통신 모뎀(120-1) ~ 제n 무선통신 모뎀(120-n)을 포함하는데, 이를테면 제1 무선통신 모뎀(120-1)은 지그비(Zigbee), 제n 무선통신 모뎀(120-n)은 알에프(RF)를 사용할 수 있다.
제1 유선 통신부(130)는 서로 다른 유선통신을 사용하는 제1 유선통신 모뎀(130-1) ~ 제n 유선통신 모뎀(130-n)을 포함하는데, 이를테면 제1 유선통신 모뎀(130-1)은 전력선통신(PLC), 제n 유선통신 모뎀(130-n)은 RS-485를 사용할 수 있다.
제1 통신성능 판별부(140)는 제1 무선 통신부(120) 및 제1 유선 통신부(130) 각각에 대한 네트워크 성능 값 이를테면, 수신전계강도(RSSI), 패킷지연(IPTD), 패킷지연변이(IPDV), 패킷손실률(IPLR), 패킷 에러율(IPER)에 대한 절대값을 측정한 후, 이들 값에 대한 통신성능 평균값을 계산하여 가장 큰 값을 갖는 모뎀 즉 이득(gain)이 제일 우수한 통신 모뎀을 판별한다.
여기서 통신성능 평균값은 각각의 측정 항목에 대해 통신성능 값을 부여한 후 이들 항목들에 대한 통신성능 값을 평균한 값으로, 값이 클수록 통신 성능이 우수하다.
이를테면, 제1 통신성능 판별부(140)에서 계산된 통신성능 평균값이 제1 유선통신모뎀(130-1), 제1 무선통신모뎀(120-1), 제2 유선통신모뎀(130-2) 순인 경우, 검침 계기(100)는 다양한 통신 방식 중 가장 이득이 되는 제1 유선통신모뎀(130-1)을 사용하여 검침 데이터를 데이터집중장치(200)로 전송할 수 있다.
제1 공통 인터페이스 모듈(150)은 제1 무선 통신부(120) 및 제1 유선 통신부(130)를 통합하여 처리할 수 있도록 핀 크기, 사이즈 및 형태가 동일한 인터페이스 규격을 갖는 1개의 공통 모듈로 구성된다.
한편, 본 발명의 다른 실시예로, 제1 공통 인터페이스 모듈(150)을 사용하는 대신, 제1 무선 통신부(120) 및 제1 유선 통신부(130) 각각에 대해 통신모뎀 인터페이스를 개별적으로 설치하여 운용할 수도 있다.
제1 UART 핀맵(160)은 제1 무선 통신부(120) 및 제1 유선 통신부(130)의 다양한 통신 방식의 동시 운용을 통해 수신 받은 검침 데이터들에 대한 패킷 구조에서 실제 정보를 갖는 페이로드(Payload) 데이터 만을 분리하여 이를 전부 수신하는 역할을 하는데, 이에 대한 상세한 설명은 도 4에서 후술한다.
여기서 범용 비동기화 송수신기(Universal Asynchronous Receiver Transmitter, UART)는 컴퓨터의 비동기 직렬 통신을 처리하는 프로그램으로, 병렬 데이터를 직렬 비트 스트림으로 변환, 또는 복원하고, 패리티 비트를 추가하거나 패리티를 검출, 제거하며, 비동기 통신을 위해 시작 비트와 정지 비트를 추가하고 삭제하는 기능들을 수행한다.
계기 제어부(170)는 검침부(110), 제1 무선 통신부(120), 제1 유선 통신부(130), 제1 통신성능 판별부(140), 제1 공통 인터페이스 모듈(150) 및 UART 핀맵(160)을 제어한다.
도 3은 본 발명에 따른 원격 검침 수행 시 다양한 유무선 통신 방식을 동시 운용하는 데이터집중장치의 구성을 일 실시예로 나타낸 것이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 원격 검침 수행 시 다양한 유무선 통신 방식을 동시 운용하는 데이터집중장치(200)는 제2 무선 통신부(220), 제2 유선 통신부(230), 제2 통신성능 판별부(240), 제2 공통 인터페이스 모듈(250), 제2 UART 핀맵(160), 데이터 저장부(270) 및 DCU 제어부(280)를 포함한다.
제2 무선 통신부(220)는 서로 다른 무선통신을 사용하는 제1 무선통신 모뎀(220-1) ~ 제n 무선통신 모뎀(220-n)을 포함하는데, 이를테면 제1 무선통신 모뎀(220-1)은 지그비(Zigbee), 제n 무선통신 모뎀(220-n)은 알에프(RF)를 사용할 수 있다.
제2 유선 통신부(230)는 서로 다른 유선통신을 사용하는 제1 유선통신 모뎀(230-1) ~ 제n 유선통신 모뎀(230-n)을 포함하는데, 이를테면 제1 유선통신 모뎀(230-1)은 전력선통신(PLC), 제n 유선통신 모뎀(230-n)은 RS-485를 사용할 수 있다.
제2 통신성능 판별부(240)는 제2 무선 통신부(220) 및 제2 유선 통신부(230) 각각에 대한 네트워크 성능 값 이를테면, 수신전계강도(RSSI), 패킷지연(IPTD), 패킷지연변이(IPDV), 패킷손실률(IPLR), 패킷 에러율(IPER)에 대한 절대값을 측정한 후, 이들 값에 대한 통신성능 평균값을 계산하여 가장 큰 값을 갖는 모뎀 즉 이득(gain)이 제일 우수한 통신 모뎀을 판별한다.
여기서 통신성능 평균값은 각각의 측정 항목에 대해 통신성능 값을 부여한 후 이들 항목들에 대한 통신성능 값을 평균한 값으로, 값이 클수록 통신 성능이 우수하다.
이를테면, 제2 통신성능 판별부(240)에서 계산된 통신성능 평균값이 제1 유선통신모뎀(230-1), 제1 무선통신모뎀(220-1), 제2 유선통신모뎀(230-2) 순인 경우, 다양한 통신 방식 중 가장 이득이 되는 제1 유선통신모뎀(230-1)을 사용하여 검침 계기(100)에서 전송한 검침 데이터들을 수신하거나, 상위 단인 서버로 검침 데이터들을 전송할 수 있다.
제2 공통 인터페이스 모듈(250)은 제2 무선 통신부(220) 및 제2 유선 통신부(230)를 통합하여 처리할 수 있도록 핀 크기, 사이즈 및 형태가 동일한 인터페이스 규격을 갖는 1개의 공통 모듈로 구성된다.
한편, 본 발명의 다른 실시예로, 제2 공통 인터페이스 모듈(250)을 사용하는 대신, 제2 무선 통신부(220) 및 제2 유선 통신부(230) 각각에 대해 통신모뎀 인터페이스를 개별적으로 설치하여 운용할 수도 있다.
제2 UART 핀맵(260)은 제2 무선 통신부(220) 및 제2 유선 통신부(230)의 다양한 통신 방식의 동시 운용을 통해 수신 받은 검침 데이터들에 대한 패킷 구조에서 실제 정보를 갖는 페이로드(Payload) 데이터 만을 분리하여 이를 전부 수신하는 역할을 하는데, 이에 대한 상세한 설명은 도 4에서 후술한다.
데이터 저장부(270)는 제2 통신성능 판별부(240) 및 제2 UART 핀맵(260)에서 처리한 데이터들을 저장하며, 저장 매체로 플래시 메모리 등의 비휘발성 메모리를 사용할 수 있다.
DCU 제어부(280)는 제2 무선 통신부(220), 제2 유선 통신부(230), 제2 통신성능 판별부(240), 제2 공통 인터페이스 모듈(250), 제2 UART 핀맵(260) 및 데이터 저장부(270)를 제어한다.
도 4는 본 발명에 따른 다양한 유무선 통신 방식을 동시 운용하여 검침 데이터를 송수신 할 때의 패킷의 구조 및 UART 핀맵을 이용한 페이로드(payload) 만을 분리하여 수신하는 과정을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 4를 참조하면, 다양한 유무선 통신 방식을 통해 수신되는 검침 데이터의 패킷 구조는 크게 헤더(header), 페이로드(payload) 및 프레임 체크 시퀀스(Frame Check Sequence, FCS)를 포함한다.
헤더(header)는 다양한 유무선 통신 방식에 따른 제어정보(이를테면, 패킷 종별, 논리, 채널 번호, 수신인 주소, 통신번호 등)를 포함한다.
페이로드(payload)는 통신의 핵심 정보를 갖는 부분으로, 실질적인 데이터 필드를 포함한다.
프레임 체크 시퀀스(FCS)는 데이터에 대한 정상 수신 여부를 체크하기 위한 에러 체크 정보를 포함한다.
도 4에 도시된 바대로, 제1 패킷(Packet-1)은 제1 헤더(Header #1), 제1 페이로드(Payload #1) 및 FCS 구조를 가지며, 이를테면, 지그비(Zigbee) 통신 방식을 갖는 제1 무선통신 모뎀(120-1)을 통해 수신 될 수 있다.
마찬가지로, 제N 패킷(Packet-#N)은 제N 헤더(Header #N), 제N 페이로드(Payload #N) 및 FCS 구조를 가지며, 이를테면, 전력선통신(PLC) 통신 방식을 갖는 제1 유선통신 모뎀(130-1)을 통해 수신 될 수 있다.
즉 제1 패킷(Packet-1) ~ 제N 패킷(Packet-#N)은 도2의 제1 무선 통신부(120) 및 제1 유선 통신부(130) 또는 도 3의 제2 무선 통신부(220) 및 제2 유선 통신부(230)를 통해 동시에 복수의 검침 데이터 들을 송수신되며, 이 때 도 2의 제1 UART 핀맵(160) 및 도 3의 제2 UART 핀맵(260)을 이용하여 수신된 검침 데이터들의 패킷 구조에서 헤더(header)와 프레임 체크 시퀀스(FCS)를 제거하고 페이로드(payload) 만을 분리하여 이를 전부 수신할 수 있게 된다.
이로써, 본원 발명은 검침 계기와 데이터집중장치(DCU) 간에 가장 이득이 우수한 다양한 유무선 통신방식을 통해 복수의 검침 데이터들을 동시에 송수신 할 수 있고, 송수신된 검침 데이터들 중에서 실제적인 정보를 갖는 페이로드(payload) 만을 전체로 분리 수신할 수 있음으로 인해, 데이터의 유실방지와 데이터 송수신율을 향상시킬 수 있는 장점을 갖는다.
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.
10 : 무선 네트워크 20 : 유선 네트워크
100 : 검침 계기
110 : 검침부
120 : 제1 무선통신부
120-1 ~ 120-n : 제1 ~ 제n 무선통신 모뎀
130 : 제1 유선통신부
130-1 ~ 130-n : 제1 ~ 제n 유선통신 모뎀
140 : 제1 통신성능 판별부 150 : 제1 공통 인터페이스 모듈
160 : 제1 UART 핀맵 170 : 계기 제어부
200 : 데이터집중장치(DCU)
220 : 제2 무선통신부
220-1 ~ 220-n : 제1 ~ 제n 무선통신 모뎀
240 : 제2 통신성능 판별부
250 : 제2 공통 인터페이스 모듈
260 : 제2 UART 핀맵 270 : 데이터 저장부
280 : DCU 제어부

Claims (5)

  1. 다양한 형태의 무선 네트워크 및 유선 네트워크를 통해 복수의 검침 데이터들을 송신 하는 검침 계기; 및
    다양한 형태의 무선 네트워크 및 유선 네트워크를 통해 상기 검침 데이터 들을 수신 하는 데이터 집중장치를 포함하며,
    상기 검침 계기 및 상기 데이터 집중장치는, 송수신된 복수의 검침 데이터 들의 패킷 구조에서 실제적인 검침 정보를 갖는 페이로드(payload) 만을 분리하여 전부 수신하되,
    상기 데이터 집중장치는,
    다양한 형태의 복수의 무선통신 모뎀들을 포함하는 제2 무선 통신부;
    다양한 형태의 복수의 유선통신 모뎀들을 포함하는 제2 유선 통신부;
    상기 제2 무선 통신부 및 상기 제2 유선 통신부의 통신성능을 체크하여 최고 이득을 갖는 통신 모뎀을 판별하는 제2 통신성능 판별부;
    상기 제2 무선 통신부 및 상기 제2 유선 통신부와 공통으로 인터페이스 하는 제2 공통 인터페이스 모듈;
    UART 핀맵을 사용하여, 상기 제2 무선 통신부 및 상기 제2 유선 통신부를 통해 수신된 복수의 검침 데이터들의 패킷 구조에서 페이로드(payload) 만을 분리하여 상기 페이로드(payload)를 전부 수신하는 제2 UART 핀맵;
    상기 제2 통신성능 판별부 및 상기 제2 UART 핀맵에서 처리한 데이터들을 저장하는 데이터 저장부; 및
    상기 제2 무선 통신부, 상기 제2 유선 통신부, 상기 제2 통신성능 판별부, 상기 제2 공통 인터페이스 모듈, 상기 제2 UART 핀맵 및 상기 데이터 저장부를 제어하는 DCU 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유무선 통신방식을 동시 운용한 원격 검침시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 검침 계기는,
    수용가들의 검침 데이터 들을 취득하는 검침부;
    다양한 형태의 복수의 무선통신 모뎀들을 포함하는 제1 무선 통신부;
    다양한 형태의 복수의 유선통신 모뎀들을 포함하는 제1 유선 통신부;
    상기 제1 무선 통신부 및 상기 제1 유선 통신부의 통신성능을 체크하여 최고 이득을 갖는 통신 모뎀을 판별하는 제1 통신성능 판별부;
    상기 제1 무선 통신부 및 상기 제1 유선 통신부와 공통으로 인터페이스 하는 제1 공통 인터페이스 모듈;
    상기 제1 무선 통신부 및 상기 제1 유선 통신부를 통해 수신된 복수의 검침 데이터들의 패킷 구조에서 페이로드(payload) 만을 분리하여 상기 페이로드(payload)를 전부 수신하는 제1 UART 핀맵; 및
    상기 검침부, 상기 제1 무선 통신부, 상기 제1 유선 통신부, 상기 제1 통신성능 판별부, 상기 제1 공통 인터페이스 모듈 및 상기 제1 UART 핀맵을 제어하는 계기 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유무선 통신방식을 동시 운용한 원격 검침시스템.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서, 상기 무선통신 모뎀들은,
    지그비(Zigbee), 알에프(RF), CDMA(Code Division Multiple Access), 와이파이(WiFi), 3G, 4G, LTE, LTE-A, 와이브로(Wireless Broadband Internet) 중 어느 하나 이상을 사용하는 것을 특징으로 하는 유무선 통신방식을 동시 운용한 원격 검침시스템.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 유선통신 모뎀들은,
    전력선통신(PLC), RS-485, 이더넷(Ethernet) 중 어느 하나 이상을 사용하는 것을 특징으로 하는 유무선 통신방식을 동시 운용한 원격 검침시스템.
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KR100512359B1 (ko) * 2002-10-07 2005-09-02 엘지전자 주식회사 서로 다른 이동통신 시스템간의 메시지 변환 장치 및 방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100512359B1 (ko) * 2002-10-07 2005-09-02 엘지전자 주식회사 서로 다른 이동통신 시스템간의 메시지 변환 장치 및 방법

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