KR101807429B1 - 스마트미터의 일괄 파라미터 설정을 위한 원격 관리 시스템 및 그 방법 - Google Patents

스마트미터의 일괄 파라미터 설정을 위한 원격 관리 시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스마트미터의 일괄 파라미터 설정을 위한 원격 관리 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일실시예에 따른 원격 관리 시스템은, 원격지에서 검침 데이터를 수집하기 위한 스마트미터; 및 상기 스마트미터의 파라미터들의 설정 또는 변경을 위해 필요한 패킷을 전송함에 있어, 상기 패킷을 구성하는 중복 정보들을 한 번만 사용하고, 상기 패킷을 구성하는 중복되지 않는 정보를 하나로 통합하여 연속된 데이터 형식의 이미지로 생성하여 일괄 전송하기 위한 원격 관리 장치;를 포함한다.

Description

스마트미터의 일괄 파라미터 설정을 위한 원격 관리 시스템 및 그 방법{REMOTE MANAGEMENT APPARATUS AND METHOD FOF UPDATING BATCH PARAMETER OF SMARTMETER}
본 발명은 스마트미터의 일괄 파라미터 설정을 위한 원격 관리 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 스마트미터의 파라미터들의 중복 정보들의 크기를 줄이고, 다수의 입력 파라미터들을 하나의 통합되어 연속된 데이터 형식의 이미지로 생성하여 전송함으로써, 원격에서 스마트미터의 파라미터들을 설정함에 있어 DLMS/COSEM 프로토콜을 준수하면서 파라미터들을 일괄 설정 변경하기 위한, 스마트미터의 일괄 파라미터 설정을 위한 원격 관리 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 ToU 패킷의 설정을 변경함에 있어 세부 항목별로 분할하여 필요한 항목만 전송할 뿐만 아니라, 하나의 파라미터 항목 단위에서 일부 내용이 변경되었을 때 변경될 데이터만 전송하여 변경하는 델타 전송을 적용함으로써, 스마트미터의 파라미터들을 일괄 설정 변경하기 위한, 스마트미터의 일괄 파라미터 설정을 위한 원격 관리 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
원격검침을 위한 전자식 계량기는 국제표준인 DLMS/COSEM(Device Language Message Specification/COmpanion Specification for Energy Metering) 방식을 사용하고 있다. 이러한 전자식 계량기는 설정 변경을 위해서 상호호환성 측면에서 IEC 62056 시리즈 규격인 DLMS/COSEM 프로토콜의 절차와 포맷을 준수해야 한다. 이러한 DLMS/COSEM 프로토콜은 에너지 분야(즉, 가스/수도/전기/열량 등)에 대한 상호 호환성 및 지속적인 확장성 측면에서 오버헤드가 많은 프로토콜로 설계되었다.
DLMS/COSEM 프로토콜은 파라미터 설정항목 개수와 각 항목에 대한 설정 파라미터의 크기가 작을 경우에 통신상의 오버헤드가 크게 문제되지 않는다. 하지만, 최근에 스마트미터는 기능이 확장됨으로 파라미터 설정항목 개수가 기하급수적으로 늘어나고 있을 뿐만 아니라, 각 항목에 대한 설정 파라미터를 제어하고 사용하려는 요구가 증가하고 있는 실정이다.
이에 따라, 스마트미터를 운영 및 관리하는 전력회사(또는 제3의 운영자)는 DLMS/COSEM 프로토콜을 준수하면서도, 가능한 적은 통신 트래픽을 사용하여 스마트미터의 파라미터들을 설정하는 절차와 방법에 대한 연구가 진행되고 있다.
일례로, 스마트미터의 설정 파라미터 변경하는 경우에는 DLMS/COSEM 프로토콜에 따라 "set.request" 및 "set.response" 명령을 수행할 수 있다. 이때, 다수의 설정 파라미터를 변경하는 경우에는 파라미터의 개수 만큼 "set.request" 및 "set.response" 명령을 반복적으로 수행해야 한다. 이와 같이 특정 명령을 중복적으로 사용하는 경우에는 중복 패킷 전송에 따라 통신 트래픽이 증가하거나 통신 지연이 증가할 수 있으며, 경우에 따라서 원하는 시간에 파라미터 설정 자체를 수행하지 못하는 경우도 발생할 수 있다.
한편, 파라미터들 중에서 데이터 사이즈가 큰 ToU(Time of Use)의 설정을 변경할 경우에는 ToU 전체 단위로 설정 변경을 수행한다. 즉, 스마트미터를 관리하는 원격관리시스템과 같은 상위시스템은 ToU를 대상으로 세그먼테이션(segmentation) 기능을 사용함으로써, ToU를 스마트미터가 DLMS/COSEM 프로토콜에 따라 수신할 수 있는 패킷 크기로 분할하여 전송한다. 이에 따라, 스마트미터는 ToU 패킷을 차례로 수신한 후 모든 패킷들을 성공적으로 수신했을 경우에만 설정 변경을 진행하는 방식을 따르고 있다.
그런데, AMI(Advanced Metering Infrastructure) 통신 방식은 비용대비 효과가 뛰어난 전력선 통신 방식(Power Line Communication, PLC) 또는 근거리 무선 통신 방식(일례로, 지그비 등)을 선호하고 있다. 이러한 통신 방식은 최선 노력(best effort) 방식의 통신을 지원하는 것이므로, 전송 패킷이 수신측에 100% 도착하는 것을 보장하지 않는다. 즉, 이러한 통신 방식은 간헐적 또는 예측불가능하게 통신이 중단될 수 있다. 이때, DLMS/COSEM 프로토콜은 데이터 링크 레이어(data link layer) 및 응용 레이어(application layer)의 각 연결(association)을 다시 체결한 후, 전술한 바와 같은 ToU 패킷 전송 과정을 재수행한다. 즉, 스마트미터는 DLMS/COSEM 프로토콜에 따르면, ToU 패킷을 모두 수신해야 최종적으로 설정을 변경할 수 있다.
이와 같이, 종래에는 ToU 패킷과 같이 하나의 설정항목이더라도 데이터가 크거나, 모든 파라미터를 순차적으로 입력하는 방식과 같이 총 데이터의 크기가 클 경우에, 전술한 바와 같이 최선 노력 통신 방식을 사용함에 따라 발생하는 통신 실패로 인해 파라미터 변경에 실패하는 경우가 많이 발생할 수 있다. 즉, 종래에는 데이터 링크 레이어(data link layer) 및 응용 레이어(application layer)의 각 연결(association) 과정이나, 부분적인 패킷 전송 과정만 반복적으로 수행하다가 결국 파라미터 변경에 실패하는 경우가 많기 때문에 이를 해결하기 위한 방안이 제안될 필요성이 있다.
본 발명의 목적은 스마트미터의 파라미터들의 중복 정보들을 크기를 줄이고, 다수의 입력 파라미터들을 하나의 통합되어 연속된 데이터 형식의 이미지로 생성하여 전송함으로써, 원격에서 스마트미터의 파라미터들을 설정함에 있어 DLMS/COSEM 프로토콜을 준수하면서 파라미터들을 일괄 설정 변경하기 위한, 스마트미터의 일괄 파라미터 설정을 위한 원격 관리 시스템 및 그 방법을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 ToU 패킷의 설정을 변경함에 있어 세부 항목별로 분할하여 필요한 항목만 전송할 뿐만 아니라, 하나의 파라미터 항목 단위에서 일부 내용이 변경되었을 때 변경될 데이터만 전송하여 변경하는 델타 전송을 적용함으로써, 스마트미터의 파라미터들을 일괄 설정 변경하기 위한, 스마트미터의 일괄 파라미터 설정을 위한 원격 관리 시스템 및 그 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 스마트미터의 일괄 파라미터 설정을 위한 원격 관리 시스템은, 원격지에서 검침 데이터를 수집하기 위한 스마트미터; 및 상기 스마트미터의 파라미터들의 설정 또는 변경을 위해 필요한 패킷을 전송함에 있어, 상기 패킷을 구성하는 중복 정보들을 한 번만 사용하고, 상기 패킷을 구성하는 중복되지 않는 정보를 하나로 통합하여 연속된 데이터 형식의 이미지로 생성하여 일괄 전송하기 위한 원격 관리 장치;를 포함하고, 상기 원격 관리 장치는 상기 스마트미터의 파라미터들을 설정 또는 변경할 때 사용하는 DLMS/COSEM 프로토콜의 xDLMS 서비스에서, 한번의 파라미터 설정 또는 변경 명령을 통해 원하는 항목 수만큼의 파라미터들을 일괄 전송하며, 상기 원격 관리 장치는, DLMS/COSEM 프로토콜에서 'image transfer IC'의 속성 및 메소드를 이용하여 상기 생성된 이미지를 상기 스마트미터로 전송함에 있어서, 상기 스마트미터에서 받아들일 수 있는 '이미지 블록 크기'를 확인함에 따라 상기 생성된 이미지를 블록으로 분할하고, 상기 스마트미터에서 블록으로 분할된 이미지를 받아들일 수 있는 준비를 위한 이미지 전송 작업 초기화를 지시하며, 상기 스마트미터에서 블록으로 분할된 이미지의 전송 결과를 확인함에 따라 재전송하고, 상기 스마트미터로 블록으로 분할된 이미지에 대한 무결성 검증을 요청하며, 상기 무결성 검증을 통해 상기 스마트미터로 블록으로 분할된 이미지로부터 입력 파라미터들을 확인하여 일괄 입력을 명령하는 것을 특징으로 한다.
상기 중복 정보들은, HDLC 헤더(HDLC Header), HDLC 테일(HDLC tail), 보안정보를 포함하고, 상기 중복되지 않는 정보는 설정을 변경하고자 하는 파라미터를 포함한다.
상기 원격 관리 장치는, 상기 패킷의 중복되지 않는 정보를 DLMS/COSEM 프로토콜에서 제공하고 있는 "data" IC(Interface Class)를 이용하여 이미지로 생성하는 것을 특징으로 한다.
상기 원격 관리 장치는, 상기 이미지를 TLV(Type/Length/Value) 형식으로 정의하는 것을 특징으로 한다.
상기 원격 관리 장치는, 상기 이미지를 묶을 때 입력 대상 파라미터들의 총 개수와 각 파라미터들이 사용하는 Interface Class명(ID), OBIS(Object Identification System)코드, 속성 번호와 파라미터 데이터(속성값)들을 규칙화하여 하나의 연속된 데이터로 생성하는 것을 특징으로 한다.
상기 원격 관리 장치는, 상기 생성된 이미지를 DLMS/COSEM 프로토콜에서 제공하고 있는 "image transfer" IC(Interface Class)를 이용하여 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 스마트미터는, 상기 이미지 자체의 무결성을 확인하는 것을 특징으로 한다.
상기 스마트미터는, SHA(Secure Hash Algorithm)의 해시 알고리즘, ECC(Elliptic Curve Cryptography) 또는 RSA(Riverst-Shamir-Adleman)의 공개키 기반의 서명/검증 알고리즘, CRC(Cyclic Redundancy Check) 알고리즘 중 어느 하나의 알고리즘을 이용하여 상기 이미지 자체의 무결성을 확인하는 것을 특징으로 한다.
상기 원격 관리 장치는, 상기 패킷이 ToU(Time of User) 패킷인 경우에, 세부 항목별로 분할한 후 필요한 항목만 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 원격 관리 장치는, 상기 ToU 패킷이 어레이(array) 또는 스트럭쳐(structure) 구조의 조합된 형식으로 파라미터값을 구성할 경우에, 하나의 파라미터 항목단위에서 항목단위 전체에 대해서 설정을 변경하는 것이 아니라 변경될 데이터만 전송하여 변경하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 스마트미터의 일괄 파라미터 설정을 위한 원격 관리 방법은, 스마트미터의 파라미터들의 설정 또는 변경을 위해 필요한 패킷을 전송함에 있어, 상기 패킷을 구성하는 중복 정보들을 한 번만 사용하고, 상기 패킷을 구성하는 중복되지 않는 정보를 하나로 통합하여 연속된 데이터 형식의 이미지로 생성하는 단계; 상기 스마트미터로 이미지를 전송하기 위한 준비하는 단계; 상기 스마트미터로 이미지를 전송하는 단계; 및 상기 스마트미터에 전송된 이미지를 검증하고 적용하는 단계;를 포함하고, 상기 이미지 전송 단계는, 상기 스마트미터의 파라미터들을 설정 또는 변경할 때 사용하는 DLMS/COSEM 프로토콜의 xDLMS 서비스에서, 한번의 파라미터 설정 또는 변경 명령을 통해 원하는 항목 수만큼의 파라미터들을 일괄 전송하며, 상기 이미지 전송 준비 단계는, DLMS/COSEM 프로토콜에서 'image transfer IC'의 속성 및 메소드를 이용하여 상기 생성된 이미지를 상기 스마트미터로 전송함에 있어서, 상기 스마트미터에서 받아들일 수 있는 '이미지 블록 크기'를 확인함에 따라 상기 생성된 이미지를 블록으로 분할하고, 상기 스마트미터에서 블록으로 분할된 이미지를 받아들일 수 있는 준비를 위한 이미지 전송 작업 초기화를 지시하며, 상기 이미지 전송 단계는, 상기 스마트미터에서 블록으로 분할된 이미지의 전송 결과를 확인함에 따라 재전송하고, 상기 이미지 검증 및 적용 단계는, 상기 스마트미터로 블록으로 분할된 이미지에 대한 무결성 검증을 요청하며, 상기 무결성 검증을 통해 상기 스마트미터로 블록으로 분할된 이미지로부터 입력 파라미터들을 확인하여 일괄 입력을 명령하는 것을 특징으로 한다.
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본 발명은 스마트미터의 파라미터들의 중복 정보들을 크기를 줄이고, 다수의 입력 파라미터들을 하나의 통합되어 연속된 데이터 형식의 이미지로 생성하여 전송함으로써, 원격에서 스마트미터의 파라미터들을 설정함에 있어 DLMS/COSEM 프로토콜을 준수하면서 파라미터들을 일괄 설정 변경할 수 있다.
또한, 본 발명은 저압/고압 스마트미터의 원격 파라미터 일괄입력 및 원격 ToU 변경에 적용할 수 있다.
또한, 본 발명은 최선 노력(best effort) 방식을 사용하더라도 근본적인 해결책이 될 수 있는 전송 패킷 사이즈 자체를 최소화 할 수 있는 방안과 전송 자체의 신뢰성을 높일 수 있다.
또한, 본 발명은 중복된 정보들(패킷 헤더, 패킷 테일, 보안 정보 등)의 전송을 최소화하여 통신 패킷 전송 횟수와 통신 트래픽 자체를 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명은 설정 파라미터들에 의해 발생하는 통신 오버헤드를 줄일 수 있는 방안을 DLMS/COSEM 프로토콜을 준수하면서 제공할 수 있다.
한편, 본 발명은 구조체로 정의하여 사용하고 있는 설정 파라미터값 자체에서 변경될 부분만 전송하여 업데이트하는 델타 전송 방법을 추가적으로 고안하여 전송지연 시간 및 통신 트래픽을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명은 설정 변경할 파라미터들을 하나의 이미지 형태로 만들고 스마트미터에서 수신할 수 있는 크기로 분할 전송 및 재전송 등의 DLMS/COSEM에서 지원하는 기능을 차용하여 전송자체의 신뢰성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 스마트미터의 원격 관리 시스템에 대한 도면,
도 2는 DLMS/COSEM 프로토콜을 사용하는 파라미터 설정 프로세스를 나타낸 도면,
도 3은 일반 암호화(General Ciphering)가 적용된 HDLC 패킷 구조에 대한 설명도,
도 4는 일반 사이닝(General Signing)이 적용된 HDLC 패킷 구조에 대한 설명도,
도 5는 일반적인 HDLC 패킷 구성을 간략하게 나타낸 도면,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 HDLC 패킷을 구성을 간략하게 나타낸 도면,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 이미지 전송 방법에 대한 도면,
도 8은 상기 도 7에 적용되는 image transfer IC(Interface Class)의 속성(attributes) 및 메소드(method)에 대한 도면,
도 9는 일반적인 ToU 패킷 설정변경에 대한 설명도,
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 ToU 패킷 설정변경에 대한 설명도,
도 11을 일반적인 단일 파라미터의 변경에 대한 설명도,
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 단일 파라미터의 델타 변경에 대한 설명도이다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공 되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
도 1은 본 발명이 적용되는 스마트미터의 원격 관리 시스템에 대한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용되는 스마트미터의 원격 관리 시스템(이하 "원격 관리 시스템"이라 함, 100)은, 원격 관리 장치(110), 데이터 수집 장치(120), 스마트미터(130)를 포함하여 구성할 수 있다.
원격 관리 장치(110)는 유무선 통신망을 이용하여 원격지에 있는 복수의 스마트미터(130)를 관리할 수 있다. 여기서, 원격 관리 장치(110)가 복수의 스마트미터(130)를 관리한다 함은, 스마트미터의 각종 계량 정보, 이벤트 및 상태정보를 수집하는 과정뿐만 아니라, 스마트미터의 설정 및 구성을 변경하기 위해 각종 파라미터 또는 펌웨어(firmware) 등의 설정을 변경하는 과정을 포함하는 일련의 과정을 통해 스마트미터(130)를 관리하는 경우를 포함할 수 있다.
원격 관리 장치(110)는 데이터 수집 장치(120)에 의해 수집된 데이터들을 수신할 수 있다. 또한, 데이터 수집 장치(120)는 전력 사용 수용가에서 전력 사용을 검침하는 복수의 스마트미터(130)로부터 검침 데이터를 수집할 수 있다. 이때, 데이터 수집 장치(120)는 복수의 스마트미터(130)와 지그비 방식(Zigbee) 또는 전력선 통신 방식(PLC)을 이용하여 통신할 수 있다.
한편, 원격 관리 장치(110)는 스마트미터(130)의 계량 검침뿐만 아니라, 스마트미터(130)의 원격 관리를 위해 스마트미터(130)의 모든 기능에 대해 파라미터들을 설정하고 제어할 수 있다. 그런데, DLMS/COSEM 프로토콜은 파라미터를 설정하는 것보다 파라미터값(예를 들어 검침 정보, 설정정보 등)을 읽는데 최적화가 되도록 설계되고 진화되고 있다. 일례로, DLMS/COSEM 프로토콜에서 제공하고 있는 "profile generic" IC(Interface Class)는 읽고자 하는 다수의(사실상 메모리만 충분하면 제한 없음) 파라미터 값들을 하나로 캡처하고 한 번에 읽을 수 있기 때문에 검침 효율을 극대화할 수 있다.
여기서는 원격 관리 장치(110)가 개별 설정 파라미터를 읽을 경우 각 항목 수만큼 "get.request" 명령을 수행할 수도 있지만 한번만 수행한다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.
도 2는 DLMS/COSEM 프로토콜을 사용하는 파라미터 설정 프로세스를 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 원격 관리 장치(110)는 스마트미터의 파라미터 설정을 변경할 경우에, DLMS/COSEM 프로토콜을 사용하는 파라미터 설정 프로세스를 따라야 한다.
먼저, 원격 관리 장치(110)는 데이터 링크 레이어(Data link layer)에서의 연결(association)을 수행한다(201). 즉, SNRM(Set Normal Response Mode) 전송한 후 UA(Unnumbered Ack)를 수신한다. 다음으로, 원격 관리 장치(110)는 응용 레이어(application layer)에서의 연결(association)을 수행한다(202). 즉, AARQ(Application Association Request) 전송한 후 AARE(Application Association Response)를 수신한다. 이때, 원격 관리 장치(110)는 보안을 적용할 경우에 추가적으로 F(StoC)를 전송한 후 F(CtoS)를 수신한다(203).
이후, 원격 관리 장치(110)는 전술한 바와 같이 데이터 링크 레이어 및 응용 레이어에 대한 각각의 연결을 수행하고, 추가로 보안을 지원하기 위한 연결을 수행한 후, xDLMS 서비스를 수행한다(204,205). 이때, xDLMS 서비스는 "get/set/action" 중 어느 하나를 수행할 수 있으나, 여기서는 파라미터 설정을 위해 "set"을 수행한다. 즉, "set.request" 명령을 전송하여 파라미터를 설정하고, "set.response" 명령을 수신하여 결과를 확인한다.
일반적인 경우에, 원격 관리 장치(110)는 파라미터 설정항목이 많을 경우에, 파라미터 설정항목의 개수만큼 "set.request" 명령과 "set.response" 명령을 반복적으로 주고 받아야 한다. 이는 도중에 통신 실패 없이 연결(association)이 유지되고 있는 상황일 경우에 해당하며, 파라미터 설정 중에 통신 실패가 발생하면 데이터 링크 레이어에서의 연결(201)부터 다시 수행해야 한다.
그런데, 본 발명의 일실시예에 따른 원격 관리 장치(110)는 일괄적으로 파라미터를 전송하여 설정할 수 있다. 이 경우에, 원격 관리 장치(110)는 데이터 링크 레이어(data link layer)에서의 연결(association), 응용 레이어(application)에서의 연결(association) 및 연결 해제를 일반적인 경우와 동일하게 수행하지만, 일반적인 경우와 다른 xDLMS 서비스를 제공한다. 이때, 원격 관리 장치(110)는 한번의 set.request/set.response 명령으로 설정을 변경하고자 원하는 항목 개수의 파라미터 설정항목을 일괄적으로 전송하여 설정할 수 있다.
마지막으로, 원격 관리 장치(110)는 더 이상 설정할 파라미터가 없을 경우에, DISC(Disconnection)를 전송하고 UA(Unnumbered Ack)를 수신하여 연결을 종료한다(206).
도 3은 일반 암호화(General Ciphering)가 적용된 HDLC 패킷 구조에 대한 설명도이고, 도 4는 일반 사이닝(General Signing)이 적용된 HDLC 패킷 구조에 대한 설명도이다.
DLMS/COSEM 프로토콜은 다양한 통신 프로파일(profile)을 사용할 수 있다. 현재 가장 많이 사용하고 있는 통신 프로파일은 고급 수준 데이터 링크 제어(High-level Data Link Control, HDLC) 기반의 통신 프로파일이다. 여기서는 설명의 편의상 도 3 및 도 4와 같이 HDLC 기반의 통신 프로파일을 기준으로 설명한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 매체 접근 제어(Medium Access Control, MAC) 계층(layer)에 적용된 HDLC 프레임 구조는 HDLC 헤더(HDLC header)(301,311), 응용 프로토콜 데이터 단위(Application Protocol Data Unit, APDU)(302,312), HDLC 테일(HDLC tail)(303,313)을 포함한다. 구체적으로, HDLC 헤더(301,311)는 플래그(flag)(301a,311a), 프레임 포맷(frame format)(301b,311b), 목적지 주소(destination address)(301c,311c), 소스 주소(source address)(301d,311d), 제어 타입(control type)(301e,311e), 헤더 체크 시퀀스(Header Check Sequence, HCS)(301f,311f)를 포함한다. APDU(302,312)는 파라미터 설정정보를 포함한다. HDLC 테일(303,313)은 프레임 체크 시퀀스(Frame Check Sequence, FCS)(303a,313a)와 플래그(303b,313b)를 포함한다.
한편, HDLC 프레임은 개인 정보 보호를 위한 보안 기능이 적용될 수 있다. DLMS/COSEM 프로토콜에서는 암호화 보안과 사이닝(signing)을 적용하는 경우에, 서비스 특정 암호화(Service Specific Ciphering), 일반 글로벌 암호화(General Global Ciphering), 일반 전용 암호화(General Dedicated Ciphering), 일반 암호화(General Ciphering) 및 일반 사이닝(General Signing)을 사용할 수 있다. 여기서는 가장 일반적인 일반 암호화(도 3 참조) 및 일반 사이닝(도 4 참조)에 대해서만 설명하기로 한다.
도 3을 참조하면, 일반 암호화(General Ciphering)가 적용된 HDLC의 APDU(302) 패킷 구조는 태그(tag)(302a), 트랜잭션 ID(transaction-id)(302b), 발신자 시스템 타이틀(Originator-System-Title)(302c), 수신자 시스템 타이틀(Recipient-System-Title)(302d), 데이터 타임(data-time)(302e), 그외 정보(other-information)(302f), 키인포(key-info)(302g) 등의 추가적인 필드와 암호화된 정보(ciphered-content)(302h)로 구성된다. 여기서, 암호화된 정보(302h)는 길이 필드(Len)(302h-1), 압축/인증/암호화/인증암호화 등을 구분하는 보안 헤더(security header)(302h-2), 암호화된(압축된) APDU(302h-3), auth 태그(302h-4)를 포함한다.
도 4를 참조하면, 일반 사이닝(General Signing)이 적용된 HDLC의 APDU(312) 패킷 구조는 태그(tag)(312a), 트랜잭션 ID(transaction-id)(312b), 발신자 시스템 타이틀(Originator-System-Title)(312c), 수신자 시스템 타이틀(Recipient-System-Title)(312d), 데이터 타임(data-time)(312e), 그외 정보(other-information)(312f), 정보(content)(312g), 전자서명값(signature)(312h)로 구성된다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 원격 관리 장치(110)는 스마트미터의 파라미터를 설정 또는 변경하기 위해, HDLC 헤더(301,311), HDLC 테일(303,313), 추가적인 필드[즉, 트랜잭션 ID(transaction-id)(302b,312b), 발신자 시스템 타이틀(Originator-System-Title)(302c,312c), 수신자 시스템 타이틀(Recipient-System-Title)(302d,312d), 데이터 타임(data-time)(302e,312e), 그외 정보(other-information)(302f,312f) 등], auth 태그(302h-4) 또는 전자서명값(signature)(312h) 등을 매번 전송할 수 있다.
이와 같이, 원격 관리 장치(110)는 스마트미터의 파라미터를 설정 또는 변경하기 위해, 추가적인 오버헤드(overhead)(일례로, 최소 수십 바이트 이상일 수 있음)가 발생할 수 있기 때문에 오버헤드로 인한 지연시간 증가, 불필요한 대역폭 낭비, 전송오류율 증가와 같은 현상이 발생할 수 있다.
한편, 본 발명은 DLMS/COSEM 프로토콜에서 정의한 모든 암호화(ciphering) 및 사이닝(signing)에 적용할 수 있다.
도 5는 일반적인 HDLC 패킷 구성을 간략하게 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 HDLC 패킷을 구성을 간략하게 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 원격 관리 장치(110)는 스마트미터의 파라미터를 설정 또는 변경할 경우에, HDLC 헤더(351), 보안추가 필드 및 보안헤더(352), 파라미터 설정정보(353), Auth 태그 및 서명(354), HDLC 테일(355) 등을 전송할 수 있다. 이때, 원격 관리 장치(110)는 특정 파라미터를 설정 또는 변경할 경우에, 파라미터 설정정보(353) 자체에 덧붙여 이를 전송하기 위해 필요한 중복 정보들-추가적인 패킷 구성 요소인 HDLC 헤더(351), HDLC 테일(355), 보안 기능을 부가할 경우에 요구되는 보안정보[즉, 보안추가 필드 및 보안헤더(352), Auth 태그 및 서명(354) 등] 등-을 매번 중복적으로 전송할 수 있다.
도 6을 참조하면, 원격 관리 장치(110)는 스마트미터의 파라미터를 설정 또는 변경하는 경우에 발생할 수 있는 통신 오버헤드를 줄일 수 있다. 이때, 원격 관리 장치(110)는 DLMS/COSEM 프로토콜을 준수한다.
원격 관리 장치(110)는 스마트미터의 파라미터 설정정보의 데이터 크기를 줄이는 대신, 파라미터를 설정 또는 변경하기 위해 전송되는 중복 정보들의 전송을 줄임으로써 통신 패킷 전송 횟수와 통신 트래픽 자체를 최소화할 수 있다. 즉, 원격 관리 장치(110)는 스마트미터의 설정을 변경하려는 파라미터 설정정보(363)의 데이터 크기를 동일하게 유지하지만, 중복 정보들 즉, HDLC 헤더(361), 보안추가 필드 및 보안헤더(362), Auth 태그 및 서명(364), HDLC 테일(365)의 데이터 크기를 줄일 수 있기 때문에 통신 대역폭의 효율적 사용과 전송효율을 향상할 수 있다. 이때, 파라미터 설정정보(363)는 다수의 파라미터 설정정보로서, 하나로 통합되어 연속된 데이터 형태의 이미지로 생성된다. 즉, 파라미터 설정정보(363)는 하나의 데이터로 '통합화' 또는 '이미지화'된다.
예를 들어, 스마트미터의 설정을 변경하려는 파라미터 설정정보(363)의 개수가 'N'개인 경우에, 중복 정보들의 데이터 크기를 'N-1'배 만큼 줄일 수 있다. 이때, 파라미터 설정정보(363)는 통합된 패킷의 크기가 스마트미터가 수신할 수 있는 크기보다 작을 경우에만 해당한다. 만약에, 파라미터 설정정보(363)는 스마트미터가 최대로 수신할 수 있는 크기보다 큰 경우에 블록으로 분할하여 전송해야 하므로, 각 블록마다 암호화(ciphering)에 대한 auth 태그가 삽입되어 전송할 수 있다.
이와 같이, 원격 관리 장치(110)는 도 6에 도시된 바와 같이, '통합화' 또는 '이미지화' HDLC 패킷을 구성하여 스마트미터의 파라미터를 설정 또는 변경함으로써, 한번의 중복 정보들(즉, HDLC 헤더, HDLC 테일, 추가적인 보안필드 등)을 사용하여 다수의 파라미터 설정정보를 하나의 통합된 데이터 형태의 이미지로 제공하여 통신 전송의 효율을 향상시킬 수 있다.
부가적으로, 앞서 언급한 다수의 파라미터 설정 정보(353)을 하나의 데이터로 '통합화' 또는 '이미지화'는 다음과 같이 이루어질 수 있다.
DLMS/COSEM 프로토콜에서는 크기가 큰 데이터를 전송할 경우에 'image transfer IC(Interface Class)'를 선택하여 사용할 수 있다. 이는 'image transfer IC(Interface Class)'가 분할 블록 전송 기능과 재전송 기능 등을 제공하기 때문이다. 이때, 원격 관리 장치(110)는 'image transfer IC(Interface Class)'를 사용하기 위해, 우선적으로 다수의 파라미터 설정정보들을 '데이터 클래스(data class)'를 사용하여 하나의 통합된 데이터 형태의 이미지로 생성할 수 있다. 이때, 이미지는 TLV(Type/Length/Value) 형식으로 정의한다. 이는 스마트미터가 파라미터 설정정보들을 해석하기 쉽게 하기 위함이다. 즉, 원격 관리 장치(110)는 다수의 파라미터 설정정보들을 하나의 통합된 데이터 형태의 이미지로 생성할 때, 입력 대상 파라미터들의 총 개수, 각 파라미터들이 사용하는 Interface Class명(ID), OBIS(Object Identification System) 코드, 속성번호와 파라미터 데이터(속성값)들을 규칙화하여 하나의 연속된 데이터 형태의 이미지로 생성하여 전송한다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 이미지 전송 방법에 대한 도면이고, 도 8은 상기 도 7에 적용되는 image transfer IC(Interface Class)의 속성(attributes) 및 메소드(method)에 대한 도면이다.
도 7을 참조하면, 원격 관리 장치(110)는 전술한 바와 같이 생성된 이미지를 DLMS/COSEM 프로토콜에 정의된 이미지 전송 절차(image transfer process)에 기초하여 전송할 수 있으나 상황에 맞춰 최적화할 수 있다. 이때, 원격 관리 장치(110)는 도 8에 도시된 image transfer IC(Interface Class)의 속성(attributes)과 메소드(method)를 이용할 수 있다.
먼저, DLMS 클라이언트(즉, 원격 관리 장치)는 DLMS 서버(즉, 스마트미터)가 이미지 전송을 받아들일 수 있는지를 확인한다(S401). 이때, DLMS 클라이언트는 DLMS 서버의 "image_transfer_enabled"(411) 속성 확인 과정(Get)을 수행한다. 구체적으로, DLMS 클라이언트는 DLMS 서버의 image transfer IC(Interface Class)의 5번째 속성(attribute)인 "image_transfer_enabled"(411)를 읽어서 값을 확인한다. 여기서, DLMS 클라이언트는 "image_transfer_enabled"(411) 속성값이 '1'인 경우에 DLMS 서버가 이미지를 전송받을 수 있으며, '0'인 경우에 종료한다. 따라서, DLMS 클라이언트는 "image_transfer_enabled"(411) 속성값이 '1'인 경우에 DLMS 서버로 이미지를 전송한다.
또한, DLMS 클라이언트는 DLMS 서버가 받아들일 수 있는 이미지 블록의 크기를 확인한다(S402). 이를 통해, DLMS 클라이언트는 DLMS 서버로 이미지를 전송할 때의 단위 블록을 확인할 수 있다. 이때, DLMS 클라이언트는 DLMS 서버의 "image_block_size"(412) 속성 확인 과정(Get)을 수행한다. 구체적으로, DLMS 클라이언트는 DLMS 서버의 image transfer IC(Interface Class)의 2번째 속성(attribute)인 "image_block_size"(412)를 읽어서 최대로 전송할 수 있는 블록 크기의 값을 확인한다. 여기서, DLMS 서버가 받아들일 수 있는 이미지 블록의 최대 크기는 DLMS 서버 즉, 스마트미터의 설정값 중 하나인 '서버 최대 리시버 PDU 사이즈(Server Max Receiver PDU size)'보다 작아야 한다.
그리고, DLMS 클라이언트는 DLMS 서버로 실제로 이미지를 전송할 예정이므로, DLMS 서버에 이미지를 받아들일 수 있는 준비(일례로, 메모리 공간 확보 등)를 시키기 위한 이미지 전송 작업 초기화(또는 리셋)를 지시한다(S403). 이때, DLMS 클라이언트는 DLMS 서버에 "image_transfer_initiate"(413) 명령(Action)을 전송한다. 구체적으로, DLMS 서버는 image transfer IC(Interface Class)의 1번째 메소드(method)인 "image_transfer_initiate"(413)를 실행(action)함으로써 수행한다.
이후, DLMS 클라이언트는 DLMS 서버의 이미지 전송 작업 초기화가 완료되었는지를 확인한다(S404). 이때, DLMS 클라이언트는 "image_transfer_initiate"(413) 명령(Action)에 대한 시행 결과를 확인하는 단계로서, DLMS 서버의 "image_transfer_status"(414) 속성 확인 과정(Get)을 수행한다. 구체적으로, DLMS 클라이언트는 DLMS 서버의 image transfer IC(Interface Class)의 6번째 속성(attribute)인 "image_transfer_status"(414)를 읽어서 값을 확인한다. 여기서, "image_transfer_status"(414)의 값은 아래와 같이 정의하여 사용할 수 있다.
(0) : image transfer not initiated
(1) : image transfer initiated
(2) : image verification initiated
(3) : image verification successful
(4) : image verification failed
(5) : image activation initiated
(6) : image activation successful
(7) : image activation failed
DLMS 클라이언트는 "image_transfer_status"(414)의 읽은 값이 '(1) : image transfer initiated'인 경우에, 초기화가 완료된 것으로 확인하여 후속 절차를 진행한다.
한편, 전술한 바와 같이 S401 단계 내지 S404 단계는 DLMS 클라이언트에서 DLMS 서버로 이미지를 전송하기 앞선 사전 작업으로서, 설명의 편의상 'S1.준비 단계'라 통칭하기로 한다.
다음으로, DLMS 클라이언트는 DLMS 서버로 입력 파라미터 이미지를 전송한다(S405). 이때, DLMS 클라이언트는 "image_block_transfer"(415) 명령(Action)을 수행한다. 구체적으로, DLMS 클라이언트는 image transfer IC(Interface Class)의 2번째 메소드(method)인 "image_block_transfer"(415)를 사용하여 분할된 블록을 전송한다. 그리고, DLMS 서버는 image transfer IC(Interface Class)의 3번째 속성(attribute)인 "image_transferred_block_status"(416)의 값을 설정한다. 이때, DLMS 서버는 전송 완료된 블록의 경우에 "image_transferred_block_status"(410)의 비트값을 '1'로 설정한다. 또한, DLMS 서버는 image transfer IC(Interface Class)의 4번째 속성(attribute)인 "image_first_not_transferred_block_number"(417)의 값을 갱신한다.
또한, DLMS 클라이언트는 DLMS 서버로 입력 파라미터 이미지가 전송 완료되었는지를 확인한다(S406). 이때, DLMS 클라이언트는 블록으로 분할된 이미지의 전송완료를 확인하는 단계로서 DLMS 서버의 2가지 속성값을 확인(Get)하는 방식을 사용한다. 구체적으로, DLMS 클라이언트는 DLMS 서버의 image transfer IC(Interface Class)의 3번째 속성(attribute)인 "image_transferred_block_status"(410)를 읽어서 값을 확인하고, DLMS 서버의 image transfer IC(Interface Class)의 4번째 속성(attribute)인 "image_first_not_transferred_block_number"(417)를 읽어서 값을 확인한다.
여기서, DLMS 클라이언트는 블록으로 분할된 이미지의 전송완료를 확인한 결과로(S406), 전송완료를 수행하지 못했을 경우에 블록으로 분할된 이미지를 재전송할 수 있는지를 확인한 후(S407), 재전송이 가능한 경우에 전송되지 않은 블록부터 재전송을 실시한다(S408). 이때, DLMS 서버는 전송되지 않은 블록부터 다시 전송을 받을 수 있다(S408). DLMS 클라이언트는 전송완료를 수행하지 못했을 경우에 블록으로 분할된 이미지를 재전송할 수 없는 경우에 종료한다.
한편, 전술한 바와 같이 S405 단계 내지 S408 단계는 DLMS 클라이언트에서 DLMS 서버로 이미지를 전송하고, 전송완료를 확인하는 작업으로서, 설명의 편의상 'S2.이미지 전송 단계'라 통칭하기로 한다.
다음으로, DLMS 클라이언트는 DLMS 서버에 전송 완료된 이미지에 대한 무결성 검증을 요청할 수 있다(S409). 이때, DLMS 클라이언트는 블록별로 완료된 이미지 자체의 무결성을 검증하기 위해 image transfer IC(Interface Class)의 3번째 메소드(method)인 "image_verify"(418) 명령(Action)을 실행하여 DLMS 서버에 무결성 검증을 요청할 수 있다. 여기서, 이미지 무결성 검증에 대한 요청은 DLMS 클라이언트 뿐만 아니라 DLMS 서버에서도 진행할 수 있으나, 여기서는 설명의 편의상 DLMS 클라이언트에 의해 요청하는 경우로 설명하기로 한다.
그런데, 이미지 무결성 검증에 대한 수행은 DLMS 서버에서 진행하는 것이 바람직하다. 이때, DLMS 서버는 무결성을 검증하기 위해, 다양한 종류의 해시 알고리즘[일례로, SHA(Secure Hash Algorithm) 등], 공개키 기반의 서명/검증 알고리즘[일례로, ECC(Elliptic Curve Cryptography), RSA(Riverst-Shamir-Adleman) 등], CRC(Cyclic Redundancy Check) 알고리즘 등을 사용할 수 있다.
또한, DLMS 클라이언트는 DLMS 서버에 이미지 무결성의 검증 결과를 확인한다(S410). 이때, DLMS 클라이언트는 DLMS 서버의 "image_transfer_status"(414) 속성 확인 과정(Get)을 수행한다.
구체적으로, DLMS 클라이언트는 DLMS 서버의 image transfer IC(Interface Class)의 6번째 속성(attribute)인 "image_transfer_status"(414)를 읽어서 이미지 무결성의 검증결과를 확인한다.
여기서, "image_transfer_status"(414)의 값은 전술한 바와 같이 아래와 같이 정의할 수 있다.
(0) : image transfer not initiated
(1) : image transfer initiated
(2) : image verification initiated
(3) : image verification successful
(4) : image verification failed
(5) : image activation initiated
(6) : image activation successful
(7) : image activation failed
DLMS 클라이언트는 "image_transfer_status"(414)의 읽은 값이 '(3) : image verification successful'인 경우에, 이미지 무결성의 검증결과가 성공인 것으로 확인하여 후속 절차를 진행한다.
이후, DLMS 클라이언트는 DLMS 서버에 입력 파라미터 이미지로 적용할 이미지인지를 확인한다(S411). 이는 DLMS 서버에 전송 및 검증 완료된 다수의 이미지가 이미 존재할 수 있기 때문에 입력할 이미지인지를 확인하기 위함이다. 이때, DLMS 클라이언트는 DLMS 서버의 "image_to_activate_info"(419) 속성 확인 과정(Get)을 수행한다. 구체적으로, DLMS 클라이언트는 DLMS 서버의 image transfer IC(Interface Class)의 7번째 속성인 "image_to_activate_info"(419)의 값을 읽어서 확인한다. 이때, DLMS 클라이언트는 이미지 크기, 이미지 ID, 이미지의 무결성 검증 정보(Hash/CRC/공개키 기반의 서명/검증을 통한 정보 등)를 이용하여 확인할 수 있다. DLMS 클라이언트는 입력할 파라미터 이미지로 확인되는 경우에, 입력 파라미터 이미지를 적용하는 후속 절차를 진행한다.
그런 다음, DLMS 클라이언트는 DLMS 서버에 입력 파라미터 이미지를 적용하기 위한 명령을 전송한다(S412). 이때, DLMS 클라이언트는 DLMS 서버에 "image_activate"(420) 명령을 전송한다. 또한, DLMS 서버는 image transfer IC(Interface Class)의 4번째 메소드(method)인 "image_activate"(420) 명령을 실행하여 파라미터들의 일괄 입력을 적용한다.
아울러, DLMS 클라이언트는 DLMS 서버에 입력 파라미터 이미지의 일괄 입력이 적용되었는지를 확인한다. 이때, DLMS 클라이언트는 DLMS 서버에 "image_transfer_status"(414) 속성 확인 과정(Get)을 수행한다.
구체적으로, DLMS 클라이언트는 DLMS 서버의 image transfer의 IC(Interface Class) 6번째 속성인 "image_transfer_status"(414)의 값을 읽어서 입력 파라미터들이 일괄 입력 및 적용여부를 확인한다.
여기서, "image_transfer_status"(414)의 값은 전술한 바와 같이 아래와 같이 정의할 수 있다.
(0) : image transfer not initiated
(1) : image transfer initiated
(2) : image verification initiated
(3) : image verification successful
(4) : image verification failed
(5) : image activation initiated
(6) : image activation successful
(7) : image activation failed
DLMS 클라이언트는 "image_transfer_status"(414)의 읽은 값이 '(6) : image activation successful'인 경우에, 입력 파라미터 이미지의 일괄 입력이 성공적으로 적용된 것으로 확인한다.
한편, 전술한 바와 같이 S409 단계 내지 S412 단계는 DLMS 클라이언트에서 DLMS 서버로 전송 완료된 이미지를 검증하고, 검증된 이미지를 성공적으로 적용되었는지를 확인하는 작업으로서, 설명의 편의상 'S3.이미지 검증 및 적용 단계'라 통칭하기로 한다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 이미지 전송 절차(image transfer process)는, DLMS 클라이언트에서 DLMS 서버로 이미지를 전송할 때 1:다수의 형식인 멀티캐스트(multicast) 또는 브로드캐스트(broadcast)를 사용하여 이미지 전송 효율을 향상시키는 것이 바람직하다.
도 9는 일반적인 ToU 패킷 설정변경에 대한 설명도이고, 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 ToU 패킷 설정변경에 대한 설명도이고, 도 11을 일반적인 단일 파라미터의 변경에 대한 설명도이고, 도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 단일 파라미터의 델타 변경에 대한 설명도이다.
도 10과 도시된 바와 같이, 원격 관리 장치(110)는 ToU 패킷을 설정 변경하는 경우에, 앞서 언급한 바와 같은 중복 정보들을 최소화하는 방안(즉, 중복 전송되고 있는 HDLC 헤더, HDLC 테일 뿐만 아니라, 보안필드에 대해 중복을 최소화하는 방안)을 적용하면서도 추가적으로 정보 자체를 줄일 수 있다.
도 9를 참조하면, 일반적인 ToU 패킷 설정변경은 다양한 프로파일들[즉, Season profile(451), Week profile(452), Day profile(453), 정기/비정기 holiday profile(454) 등]을 하나의 ToU로 정의하고 있다. 일반적인 ToU 패킷의 설정변경은 ToU를 변경할 경우에 ToU 전체 구성단위로 업데이트를 수행한다. 예를 들어, 일반적인 ToU 패킷의 설정변경은 3번째 프로파일인 "#3 : Day profile"만 변경하고자 할 경우에, "#1 : Season profile", "#2 : Week profile", "#3 : Day profile",…,"#10 : 정기/비정기 holiday profile"까지 모든 프로파일에 대한 업데이트를 수행해야 한다.
도 10을 참조하면, 원격 관리 장치(110)는 ToU 패킷 설정 변경을 위해 다양한 프로파일들을 세부 항목별로 분할하고 필요한 항목만 전송할 수 있다. 즉, 원격 관리 장치(110)는 설정 변경을 원하는 파라미터 항목 단위 또는 원하는 파라미터 항목단위들만 선택해서 파라미터를 변경할 수 있다. 이때, 원격 관리 장치(110)는 설정 변경을 원하는 파라미터 항목 단위 또는 파라미터 항목 단위들만 전송한다. 여기서, 하나의 항목 단위로 적용하여 파라미터들을 정의하여 사용하기 위해 최소한으로 필요한 것은 DLMS/COSEM 프로토콜에 따르면, 클래스명(class ID), OBIS(Object Identification System) 코드, 속성번호와 파라미터 데이터(속성값)이다.
그런데, 특정 프로파일(일례로, 'Day profile')의 경우에는 하나의 파라미터 항목의 전체 크기가 최소 수 킬로바이트(Kbyte) 이상의 크기를 가질 수 있다. 이 경우에는 어레이(array) 또는 스트럭쳐(structure) 구조 또는 어레이와 스트럭쳐 구조의 조합된 형식으로 파라미터 값을 구성할 수 있다. 즉, 파라미터 값들은 속성값으로 표현하는데, 해당 속성값은 어레이 또는 스트럭쳐 구조를 사용하여 표현할 수 있다.
한편, ToU 패킷의 설정을 변경할 경우에는 어레이 또는 스트럭쳐 구조의 모든 세부 데이터를 변경하는 경우보다, 극히 일부의 데이터를 변경하는 경우가 대부분이다. 이에 따라, 원격 관리 장치(110)는 하나의 파라미터 항목 단위에서 일부 내용이 변경되는 경우에 항목 단위 전체에 대해 설정 변경하지 않고(도 11 참조), 변경될 데이터만 전송하여 변경하는 단일 파라미터의 델타 변경을 적용한다(도 12 참조).
도 11 및 12를 참조하면, 단일 파라미터 항목인 "Day profile #1"(460)은 세부적으로 'DayID#1'(461), 'DayID#2"(462), 'DayID#3'(463),…,'DayID#N'(464)를 갖는 스트럭쳐 형태로 구성할 수 있다. 이때, 단일 파라미터 항목인 "Day profile #1"(460)의 일부 데이터인'DayID#3'(463)을 변경하는 경우에는, 'DayID#1'(461)∼'DayID#N'(464)까지 모두 전송하여 변경하지 않고(도 11 참조), 설정 변경하려는 'DayID#3'(463)만 전송하여 변경할 수 있다.
이를 위한 기본 동작 원리는 다음과 같다. 먼저, Action을 수행하는 "Data" IC(Interface Class)를 정의한다. 다음으로, 전송할 데이터에 대응하여 기존 데이터가 존재하면 수정 또는 삭제를 수행한다. 또한, 전송할 데이터에 대응하여 기존 데이터가 없다면 데이터를 추가하는 방식으로 동작한다.
하기 [표 1]과 같이 결정된 Day profile을 예를 들어 설명하면 다음과 같다.
array day_profile
day_profile ::= structure
{
day_id: unsigned,
day_schedule: array
day_profile_action
}
day_profile_action ::= structure
{
start_time: octet-string,
script_logical_name: octet-string,
script_selector: long-unsigned
}
여기서, Day ID는 'DayID#0'∼'DayID#12'까지 존재하고, DayID마다 'Day profile action(tariff)'이 정의되어 있다고 가정한다.
"Day ID = 1, 08:00 tariff A"를 "Data" IC(Interface Class)를 통해 정의하여 전송한 경우에, DLMS 서버인 스마트미터는 Day ID가 '1'인 스케줄에서 '08:00'에 시작하는 일정을 찾는다.
이때, 스마트미터는 '08:00'에 시작하는 일정이 있고 전송된 스크립트 셀렉터(script selector)가 0xffff가 아니면 입력된 스크립트 셀렉터로 변경한다. 그리고 스크립트 셀렉터가 0xffff이면 '08:00' 일정을 삭제한다. '08:00'에 시작하는 일정이 없는 경우는 입력된 일정을 추가 삽입한다.
전술한 바와 같은 방식은 중복 전송하는 설정정보(context)를 최소화함으로써 통신 효율성을 높일 수 있으며, 속성값들을 어레이 또는 스트럭쳐 구조를 사용할 경우의 모든 사항에 일괄 적용할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 상기에서 언급한 증가하는 설정 파라미터들에 의해서 발생하는 통신 오버헤드를 줄일 수 있는 방안을 DLMS/COSEM 프로토콜을 준수하면서 제공할 수 있다.
일반적으로, 파라미터 설정 또는 변경시에는 파라미터 설정정보 자체와 이를 전송하기 위해 필요한 추가 패킷 구성의 요소인 헤더(header) 및 테일(tail), 그리고 보안강화를 위해 요구되는 보안정보(보안헤더, 인증서 등)를 각 파라미터 설정시마다 매번 중복하여 전송하고 있다.
이에, 원격 관리 시스템은 중복 정보들(패킷 헤더/테일, 보안 정보 등)의 전송을 최소화하여 통신 패킷 전송 횟수와 통신 트래픽 자체를 최소화할 수 있다.
또한, 원격 관리 시스템은 패킷 전송량 자체를 최소화하기 위해 중복되지 않은 정보들을 통합화한다.
즉, 원격 관리 시스템은 다수의 설정 파라미터의 통합화를 위해 DLMS/COSEM 프로토콜에서 제공하고 있는 "data" IC(Interface Class)를 이용하여 하나의 이미지 형태로 생성할 수 있다.
이후, 원격 관리 시스템은 생성된 이미지를 DLMS/COSEM 프로토콜에서 제공하고 있는 "image transfer" IC(Interface Class)를 이용하여 전송할 수 있다. 이 경우에는 "image transfer" IC(Interface Class)에서 제공하는 블록 분할 전송 기능과 복구 기능을 사용하여 전송 효율을 극대화할 수 있다. 즉, 분할 전송 중 소실된 이미지 블록은 "image transfer" IC(Interface Class)에서 제공하는 재전송 기능을 이용하여 유실된 이미지 블록만을 복구할 수 있다. 또한, 원격 관리 시스템은 이미지 분할 전송 중에 발생할 수 있는 오류를 예방하고자 수신한 이미지 전체의 무결성을 확인 후, 파라미터의 변경을 진행함으로서 다수의 파라미터를 일괄 설정하기 위한 이미지 전송에 대한 신뢰성을 가질 수 있다.
이상에서 설명된 본 발명의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그럼으로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
110 : 원격 관리 장치 120 : 데이터 수집 장치
130 : 복수의 스마트미터

Claims (14)

  1. 원격지에서 검침 데이터를 수집하기 위한 스마트미터; 및
    상기 스마트미터의 파라미터들의 설정 또는 변경을 위해 필요한 패킷을 전송함에 있어, 상기 패킷을 구성하는 중복 정보들을 한 번만 사용하고, 상기 패킷을 구성하는 중복되지 않는 정보를 하나로 통합하여 연속된 데이터 형식의 이미지로 생성하여 일괄 전송하기 위한 원격 관리 장치;를 포함하고,
    상기 원격 관리 장치는 상기 스마트미터의 파라미터들을 설정 또는 변경할 때 사용하는 DLMS/COSEM 프로토콜의 xDLMS 서비스에서, 한번의 파라미터 설정 또는 변경 명령을 통해 원하는 항목 수만큼의 파라미터들을 일괄 전송하며,
    상기 원격 관리 장치는, DLMS/COSEM 프로토콜에서 'image transfer IC'의 속성 및 메소드를 이용하여 상기 생성된 이미지를 상기 스마트미터로 전송함에 있어서, 상기 스마트미터에서 받아들일 수 있는 '이미지 블록 크기'를 확인함에 따라 상기 생성된 이미지를 블록으로 분할하고, 상기 스마트미터에서 블록으로 분할된 이미지를 받아들일 수 있는 준비를 위한 이미지 전송 작업 초기화를 지시하며, 상기 스마트미터에서 블록으로 분할된 이미지의 전송 결과를 확인함에 따라 재전송하고, 상기 스마트미터로 블록으로 분할된 이미지에 대한 무결성 검증을 요청하며, 상기 무결성 검증을 통해 상기 스마트미터로 블록으로 분할된 이미지로부터 입력 파라미터들을 확인하여 일괄 입력을 명령하는 것을 특징으로 하는 스마트미터의 일괄 파라미터 설정을 위한 원격 관리 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 중복 정보들은, HDLC 헤더(HDLC Header), HDLC 테일(HDLC tail), 보안정보를 포함하고, 상기 중복되지 않는 정보는 설정을 변경하고자 하는 파라미터를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트미터의 일괄 파라미터 설정을 위한 원격 관리 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 원격 관리 장치는,
    상기 패킷의 중복되지 않는 정보를 DLMS/COSEM 프로토콜에서 제공하고 있는 "data" IC(Interface Class)를 이용하여 이미지로 생성하는 것을 특징으로 하는 스마트미터의 일괄 파라미터 설정을 위한 원격 관리 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 원격 관리 장치는,
    상기 이미지를 TLV(Type/Length/Value) 형식으로 정의하는 것을 특징으로 하는 스마트미터의 일괄 파라미터 설정을 위한 원격 관리 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 원격 관리 장치는,
    상기 이미지를 묶을 때 입력 대상 파라미터들의 총 개수와 각 파라미터들이 사용하는 Interface Class명(ID), OBIS(Object Identification System)코드, 속성 번호와 파라미터 데이터(속성값)들을 규칙화하여 하나의 연속된 데이터로 생성하는 것을 특징으로 하는 스마트미터의 일괄 파라미터 설정을 위한 원격 관리 시스템.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 원격 관리 장치는,
    상기 생성된 이미지를 DLMS/COSEM 프로토콜에서 제공하고 있는 "image transfer" IC(Interface Class)를 이용하여 전송하는 것을 특징으로 하는 스마트미터의 일괄 파라미터 설정을 위한 원격 관리 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 스마트미터는,
    상기 이미지 자체의 무결성을 확인하는 것을 특징으로 하는 스마트미터의 일괄 파라미터 설정을 위한 원격 관리 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 스마트미터는,
    SHA(Secure Hash Algorithm)의 해시 알고리즘, ECC(Elliptic Curve Cryptography) 또는 RSA(Riverst-Shamir-Adleman)의 공개키 기반의 서명/검증 알고리즘, CRC(Cyclic Redundancy Check) 알고리즘 중 어느 하나의 알고리즘을 이용하여 상기 이미지 자체의 무결성을 확인하는 것을 특징으로 하는 스마트미터의 일괄 파라미터 설정을 위한 원격 관리 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 원격 관리 장치는,
    상기 패킷이 ToU(Time of User) 패킷인 경우에, 세부 항목별로 분할한 후 필요한 항목만 전송하는 것을 특징으로 하는 스마트미터의 일괄 파라미터 설정을 위한 원격 관리 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 원격 관리 장치는,
    상기 ToU 패킷이 어레이(array) 또는 스트럭쳐(structure) 구조의 조합된 형식으로 파라미터값을 구성할 경우에, 하나의 파라미터 항목단위에서 항목단위 전체에 대해서 설정을 변경하는 것이 아니라 변경될 데이터만 전송하여 변경하는 것을 특징으로 하는 스마트미터의 일괄 파라미터 설정을 위한 원격 관리 시스템.
  11. 스마트미터의 파라미터들의 설정 또는 변경을 위해 필요한 패킷을 전송함에 있어, 상기 패킷을 구성하는 중복 정보들을 한 번만 사용하고, 상기 패킷을 구성하는 중복되지 않는 정보를 하나로 통합하여 연속된 데이터 형식의 이미지로 생성하는 단계;
    상기 스마트미터로 이미지를 전송하기 위한 준비하는 단계;
    상기 스마트미터로 이미지를 전송하는 단계; 및
    상기 스마트미터에 전송된 이미지를 검증하고 적용하는 단계;를 포함하고,
    상기 이미지 전송 단계는, 상기 스마트미터의 파라미터들을 설정 또는 변경할 때 사용하는 DLMS/COSEM 프로토콜의 xDLMS 서비스에서, 한번의 파라미터 설정 또는 변경 명령을 통해 원하는 항목 수만큼의 파라미터들을 일괄 전송하며,
    상기 이미지 전송 준비 단계는,
    DLMS/COSEM 프로토콜에서 'image transfer IC'의 속성 및 메소드를 이용하여 상기 생성된 이미지를 상기 스마트미터로 전송함에 있어서, 상기 스마트미터에서 받아들일 수 있는 '이미지 블록 크기'를 확인함에 따라 상기 생성된 이미지를 블록으로 분할하고, 상기 스마트미터에서 블록으로 분할된 이미지를 받아들일 수 있는 준비를 위한 이미지 전송 작업 초기화를 지시하며,
    상기 이미지 전송 단계는,
    상기 스마트미터에서 블록으로 분할된 이미지의 전송 결과를 확인함에 따라 재전송하고,
    상기 이미지 검증 및 적용 단계는,
    상기 스마트미터로 블록으로 분할된 이미지에 대한 무결성 검증을 요청하며, 상기 무결성 검증을 통해 상기 스마트미터로 블록으로 분할된 이미지로부터 입력 파라미터들을 확인하여 일괄 입력을 명령하는 것을 특징으로 하는 스마트미터의 일괄 파라미터 설정을 위한 원격 관리 방법.
  12. 삭제
  13. 삭제
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