KR101856635B1 - 원격 검침 시스템 및 그것을 이용한 엔드 노드의 폴링 주기 제어 방법 - Google Patents

원격 검침 시스템 및 그것을 이용한 엔드 노드의 폴링 주기 제어 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101856635B1
KR101856635B1 KR1020160005950A KR20160005950A KR101856635B1 KR 101856635 B1 KR101856635 B1 KR 101856635B1 KR 1020160005950 A KR1020160005950 A KR 1020160005950A KR 20160005950 A KR20160005950 A KR 20160005950A KR 101856635 B1 KR101856635 B1 KR 101856635B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
end node
polling
time
node
polling period
Prior art date
Application number
KR1020160005950A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170086745A (ko
Inventor
진창우
김진현
Original Assignee
(주)누리텔레콤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)누리텔레콤 filed Critical (주)누리텔레콤
Priority to KR1020160005950A priority Critical patent/KR101856635B1/ko
Priority to PCT/KR2016/006627 priority patent/WO2017126752A1/ko
Publication of KR20170086745A publication Critical patent/KR20170086745A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101856635B1 publication Critical patent/KR101856635B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K5/00—Measuring temperature based on the expansion or contraction of a material
    • G01K5/48—Measuring temperature based on the expansion or contraction of a material the material being a solid
    • G01K5/56—Measuring temperature based on the expansion or contraction of a material the material being a solid constrained so that expansion or contraction causes a deformation of the solid
    • G01K5/62—Measuring temperature based on the expansion or contraction of a material the material being a solid constrained so that expansion or contraction causes a deformation of the solid the solid body being formed of compounded strips or plates, e.g. bimetallic strip
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L41/00—Arrangements for maintenance, administration or management of data switching networks, e.g. of packet switching networks
    • H04L41/08—Configuration management of networks or network elements
    • H04L41/0803—Configuration setting
    • H04L41/0823—Configuration setting characterised by the purposes of a change of settings, e.g. optimising configuration for enhancing reliability
    • H04L41/0833—Configuration setting characterised by the purposes of a change of settings, e.g. optimising configuration for enhancing reliability for reduction of network energy consumption
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D11/00—Component parts of measuring arrangements not specially adapted for a specific variable
    • G01D11/24—Housings ; Casings for instruments
    • G01D11/245—Housings for sensors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K1/00—Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
    • G01K1/08—Protective devices, e.g. casings
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/0092—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof measuring current only
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G01R19/16566—Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/3624—
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/18—Status alarms
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/18—Status alarms
    • G08B21/182—Level alarms, e.g. alarms responsive to variables exceeding a threshold
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L12/403—Bus networks with centralised control, e.g. polling
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L41/00—Arrangements for maintenance, administration or management of data switching networks, e.g. of packet switching networks
    • H04L41/06—Management of faults, events, alarms or notifications
    • H04L41/069—Management of faults, events, alarms or notifications using logs of notifications; Post-processing of notifications
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L43/00—Arrangements for monitoring or testing data switching networks
    • H04L43/16—Threshold monitoring
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K2205/00—Application of thermometers in motors, e.g. of a vehicle

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Telephonic Communication Services (AREA)
  • Selective Calling Equipment (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

본 발명은 원격 검침 시스템 및 그것을 이용한 엔드 노드의 폴링 주기 제어 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 원격 검침 시스템을 이용한 엔드 노드의 폴링 주기 제어 방법에 있어서, 엔드 노드는 기 설정된 폴링 주기가 되면 슬립 모드에서 어웨이크 모드로 전환되어 검침 데이터 및 배터리 사용 상태 데이터를 포함한 폴링 신호를 라우터 노드로 전송하는 단계와, 원격 검침 서버는 라우터 노드를 이용하여 수집한 엔드 노드의 데이터 중에서 배터리 사용 상태 데이터를 이용하여 엔드 노드의 잔존 전류량을 연산하는 단계와, 원격 검침 서버는 현재 시점이 엔드 노드의 기 설정된 주요 활동시간에 속하면 잔존 전류량을 이용하여 제1 폴링 주기를 연산하고, 주요 활동시간에 속하지 않으면 기 저장된 최대 폴링 주기를 선택하는 단계, 및 원격 검침 서버는 라우터 노드를 통해 엔드 노드의 폴링 주기가 갱신되도록, 제1 폴링 주기 또는 최대 폴링 주기를 라우터 노드로 전송하는 단계를 포함하는 엔드 노드의 폴링 주기 제어 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 엔드 노드로부터 주기적으로 수집되는 배터리 상태를 기초로 엔드 노드의 폴링 주기를 상위에서 변경하고 조정할 수 있으며 엔드 노드의 배터리 수명을 극대화할 수 있는 이점이 있다.

Description

원격 검침 시스템 및 그것을 이용한 엔드 노드의 폴링 주기 제어 방법{Remote metering system and method for controlling polling period of end node using the same}
본 발명은 원격 검침 시스템 및 그것을 이용한 엔드 노드의 폴링 주기 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배터리로 동작하는 엔드 노드의 폴링 주기를 상위에서 적절히 조정할 수 있는 원격 검침 시스템 및 그것을 이용한 엔드 노드의 폴링 주기 제어 방법에 관한 것이다.
원격 검침 시스템은 복수의 검침 노드로부터 검침 데이터를 수집하여 원격에서 관리 및 모니터링한다. 도 1은 일반적인 원격 검침 시스템의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 원격 검침 시스템은 엔드 노드(1), 라우터 노드(2), 집중기(3), 원격 검침 서버(4)를 포함한다. 엔드 노드(1)는 검침 데이터를 전송하며 라우터 노드(2)는 엔드 노드(1)로부터 전송받은 검침 데이터를 집중기(3)로 전달한다. 집중기(3)는 라우터 노드(2)의 데이터가 집중되며 전달받은 데이터를 원격 검침 서버(4)로 전송한다.
엔드 노드(1)는 수도, 가스 등을 검침하는 End Device로 동작하며 환경 특성상 배터리로 동작하는 모뎀(Battery Modem)으로 운영된다. 따라서 엔드 노드(1)의 경우 배터리 운영 효율을 높여 배터리 수명을 최대로 하는 것이 중요하다.
엔드 노드(1)의 상위에 위치한 부모 노드 역할의 라우터 노드(2)(Route Device)는 대부분 전기로 동작하는 모뎀(Electronic Modem)으로 운영된다. 라우터 노드(2)의 경우 엔드 노드(1)와 집중기(3) 사이에서 리피터 등과 같은 중계기 역할을 할 수 있다.
도 1의 우측에 도시된 것과 같이 일부 엔드 노드의 경우 배터리 단독이 아닌 배터리와 전기로 동작하는 모뎀(battery & electronic modem)으로 운영될 수도 있다. 이하에서는 배터리로 운영되는 엔드 노드를 예시로 하여 설명한다.
엔드 노드(1)는 배터리 소모를 최소화하기 위해 데이터의 송수신 시간 이외에는 슬립(Sleep) 모드로 운영된다. 따라서 엔드 노드(1)는 슬립(Sleep) 상태로 있다가, 기 설정된 폴링 주기가 도래하면 짧은 시간에 웨이크 업(Wake up) 상태로 전환하여 검침 데이터를 포함한 폴링 신호를 전송한 후 다시 슬립 상태로 전환한다.
이와 같이 엔드 노드(1)는 슬립 모드일 때는 데이터를 송수신할 수 없기 때문에 상위의 원격 검침 서버(4)와 집중기(3), 라우터 노드(2)를 경유하여 내려온 온디멘드(On-demand) 메시지를 수신하지 못하는 상태가 된다. 대신 그의 부모 노드인 라우터 노드(2)는 온디멘드 메시지를 일시 저장하고 있다가 엔드 노드(1)가 다시 웨이크 업(Wake up)할 때 전송하는 폴링 신호에 대한 응답으로 해당 온디멘드 메시지를 엔드 노드(1)로 전달할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 엔드 노드와 라우터 노드 간의 폴링 온디멘드 프로세서를 나타낸 도면이다. 도 2를 참조하면, 엔드 노드(1)는 부모 노드에게 주기적으로(ex, 60초마다) 폴링을 수행한다. 구체적으로 엔드 노드(1)는 설정 주기가 오면 슬립 상태(Sleep)에서 어웨이크 상태(Wake Up)로 전환되어 라우터 노드(2)에 폴링 신호(Poll)를 전송하며 라우터 노드(2)는 그에 대한 응답을 엔드 노드(1)로 전송한다. 응답을 수신한 엔드 노드(1)는 다시 슬립 상태(Sleep)로 전환된다.
여기서, 라우터 노드(2)는 원격 검침 서버(4)로부터 내려온 데이터가 없는 경우 즉, 엔드 노드(1)로 전송할 데이터가 저장되어 있지 않은 경우, 엔드 노드(1)로부터 폴링 신호(Poll)를 수신할 때 그에 대한 단순 응답(ACK) 만을 전송하여 데이터가 없음을 알린다.
반대로, 라우터 노드(2)는 원격 검침 서버로부터 내려온 데이터(ex, 엔드 노드를 향한 온디멘드 메시지; Message)가 있으면 해당 데이터를 일시로 저장(Message(Save))하였다가, 엔드 노드(1)로부터 폴링 신호(Poll)를 수신할 때, 그에 대한 응답으로 기 저장한 데이터(Message)를 전송한다. 그러면 엔드 노드(1)는 데이터(Message)를 수신하면 잘 수신하였음을 알리는 응답(Message Ack)을 라우터 노드(2)로 전송하고 수신한 데이터(Message)를 내부 반영(저장) 후 다시 슬립 상태(Sleep)로 전환한다.
그런데, 이러한 기존 폴링 프로세서에서 엔드 노드(1)의 배터리 소모를 줄이기 위해서는 폴링 동작이 빈번하지 않도록 더욱 긴 폴링 주기로 설정되어야 하는데, 이러한 경우 데이터 처리의 응답 속도가 나빠지고 라우터 노드(2)에서 더 오랜 시간 동안 데이터를 저장하고 있어야 하므로 메모리의 부담이 커지고 네트워크 운영에 자뿐 영향을 끼치게 된다.
더욱이, 기존 시스템에서는 사용자의 요구(배터리 운영 기간 등)와 초기 배터리 용량에 따라 폴링 주기를 사전에 배터리 모뎀에 넣고 처리하기 때문에 폴링 주기가 고정되고 폴링 주기의 변경에 어려움이 있다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 한국등록특허 제0877905호(2009.01.12 공고)에 개시되어 있다.
본 발명은, 엔드 노드에서 제공되는 배터리 상태 정보를 기초로 엔드 노드의 폴링 주기를 상위에서 변경하고 조정할 수 있는 원격 검침 시스템 및 그것을 이용한 엔드 노드의 폴링 주기 제어 방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은, 엔드 노드, 라우터 노드, 원격 검침 서버를 포함하는 원격 검침 시스템을 이용한 엔드 노드의 폴링 주기 제어 방법에 있어서, 상기 엔드 노드는 기 설정된 폴링 주기가 되면 슬립 모드에서 어웨이크 모드로 전환되어 검침 데이터 및 배터리 사용 상태 데이터를 포함한 폴링 신호를 상기 라우터 노드로 전송하는 단계와, 상기 원격 검침 서버는 상기 라우터 노드를 이용하여 수집한 상기 엔드 노드의 데이터 중에서 상기 배터리 사용 상태 데이터를 이용하여 상기 엔드 노드의 잔존 전류량을 연산하는 단계와, 상기 원격 검침 서버는 현재 시점이 상기 엔드 노드의 기 설정된 주요 활동시간에 속하면 상기 잔존 전류량을 이용하여 제1 폴링 주기를 연산하고, 상기 주요 활동시간에 속하지 않으면 기 저장된 최대 폴링 주기를 선택하는 단계, 및 상기 원격 검침 서버는 상기 라우터 노드를 통해 상기 엔드 노드의 폴링 주기가 갱신되도록, 상기 제1 폴링 주기 또는 상기 최대 폴링 주기를 상기 라우터 노드로 전송하는 단계를 포함하는 엔드 노드의 폴링 주기 제어 방법을 제공한다.
여기서, 상기 원격 검침 서버는, 현재 시점이 상기 엔드 노드의 주요 활동시간에 속하면 상기 엔드 노드의 잔존 전류량을 1회 폴링시 전류 사용량으로 나누어 잔여 폴링 가능 횟수를 연산한 이후, 상기 엔드 노드의 잔여 필요 운영 기간을 상기 잔여 폴링 가능 횟수로 나누어 상기 제1 폴링 주기를 연산할 수 있다.
또한, 상기 배터리 사용 상태 데이터는, 현재까지 발생한 복수의 상기 어웨이크 모드의 구간에서 상기 엔드 노드가 상기 라우터 노드와의 송수신 동작을 위해 소비한 누적 송신 시간과 누적 수신 시간, 현재까지 발생한 복수의 상기 슬립 모드의 구간에 대응하는 누적 슬립 시간, 상기 배터리의 전압 값을 포함할 수 있다.
또한, 상기 원격 검침 서버는, 상기 배터리 사용 상태 데이터 중 상기 누적 송신 시간, 상기 누적 수신 시간, 상기 누적 슬립 시간을 이용하여 상기 엔드 노드의 잔존 전류량을 연산하고, 상기 배터리 사용 상태 데이터 중 상기 배터리의 전압 값이 직전에 수집한 전압 값보다 기 설정된 임계치 이상 강하된 경우 상기 잔존 전류량을 이용하여 상기 엔드 노드에 대한 로우 배터리(low battery) 알람을 제어하되, 기 저장된 상기 엔드 노드의 총 전류 용량에 대비한 상기 잔존 전류량의 비율이 기 설정된 기준 값 이하인 것으로 판단되거나, 상기 비율이 상기 기준 값 이상이면서 상기 배터리의 전압 값이 기 설정된 일수 이상 연속 강하된 것으로 판단되면 상기 로우 배터리 알람을 발생시킬 수 있다.
또한, 상기 원격 검침 서버는, 상기 엔드 노드에 대해 상기 로우 배터리 알람이 발생한 경우, 상기 연산한 제1 폴링 주기를 무시하고 상기 최대 폴링 주기를 선택하여 상기 라우터 노드로 전송할 수 있다.
또한, 상기 잔존 전류량을 연산하는 단계에서 상기 원격 검침 서버는, 상기 엔드 노드의 제N 폴링 구간에 대응하여 수집한 상기 누적 송신 시간, 누적 수신 시간, 누적 슬립 시간에 대해, 기 저장된 단위 시간당 소모되는 송신 전류, 수신 전류, 슬립 전류를 각각 반영하여, 상기 엔드 노드가 제1 내지 제N 폴링 구간까지 소비한 총 사용 전류 값을 연산하는 단계와, 상기 총 사용 전류 값에 제1 내지 제N-1 폴링 구간에 대해 기 연산된 기존 총 사용 전류 값을 감산하여 상기 제N 폴링 구간의 사용 전류 값을 연산하는 단계와, 날씨 정보에 기반한 온도 보상을 통하여 상기 제N 폴링 구간의 사용 전류 값을 보정하고, 상기 기존 총 사용 전류 값에 상기 보정된 제N 폴링 구간의 사용 전류 값을 가산하여 상기 제1 내지 제N 폴링 구간까지 소비한 총 사용 전류 값을 보정하는 단계, 및 기 저장된 상기 엔드 노드의 총 전류 용량에 상기 보정한 총 사용 전류 값 및 상기 엔드 노드의 운영 일수에 대응하는 자연 방전 전류 값을 각각 감산하여 상기 잔존 전류량을 연산하는 단계를 포함할 수 있다.
그리고, 본 발명은 엔드 노드, 라우터 노드, 원격 검침 서버를 포함하는 원격 검침 시스템에 있어서, 상기 엔드 노드는, 기 설정된 폴링 주기가 되면 슬립 모드에서 어웨이크 모드로 전환되어 검침 데이터 및 배터리 사용 상태 데이터를 포함한 폴링 신호를 상기 라우터 노드로 전송하며, 상기 원격 검침 서버는, 상기 라우터 노드를 이용하여 수집한 상기 엔드 노드의 데이터 중에서 상기 배터리 사용 상태 데이터를 이용하여 상기 엔드 노드의 잔존 전류량을 연산하는 잔존 전류량 연산부와, 현재 시점이 상기 엔드 노드의 기 설정된 주요 활동시간에 속하면 상기 잔존 전류량을 이용하여 제1 폴링 주기를 연산하고, 상기 주요 활동시간에 속하지 않으면 기 저장된 최대 폴링 주기를 선택하는 폴링 주기 연산부, 및 상기 라우터 노드를 통해 상기 엔드 노드의 폴링 주기가 갱신되도록, 상기 제1 폴링 주기 또는 상기 최대 폴링 주기를 상기 라우터 노드로 전송하는 폴링 주기 제어부를 포함하는 원격 검침 시스템을 제공한다.
본 발명에 따른 원격 검침 시스템 및 그것을 이용한 엔드 노드의 폴링 주기 제어 방법에 따르면, 엔드 노드로부터 주기적으로 수집되는 배터리 상태를 기초로 엔드 노드의 폴링 주기를 상위에서 변경하고 조정할 수 있으며 이를 통해 엔드 노드의 배터리 수명을 극대화할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면 엔드 노드의 배터리 운영 상태를 서버에서 담당하기 때문에 이를 DB화 하여 배터리 노드의 프로파일을 구축할 수 있으며, 상위에서 폴링 주기의 변경이 가능하므로 엔드 노드의 운영 기간이 고정되지 않고 언제든지 조정될 수 있으며 전체 네트워크 망에 유연함을 제공할 수 있다.
더욱이, 본 발명은 상위의 원격 검침 서버에서 엔드 노드의 배터리 사용량을 파악하여 배터리 알람을 발생하므로 엔드 노드에 별도의 배터리 알람 프로세서를 구비할 필요가 없으며 엔드 노드의 전류 소모를 최소화할 수 있다.
도 1은 일반적인 원격 검침 시스템의 구성도이다.
도 2는 도 1에서 엔드 노드와 라우터 노드 사이의 폴링 온디멘드 프로세서를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 원격 검침 시스템의 개략 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 원격 검침 서버의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 원격 검침 시스템을 이용한 엔드 노드의 폴링 주기 제어 방법을 설명하는 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 폴링 주기 결정 프로세스를 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에서 폴링 주기 결정에 필요한 잔존 전류량 연산 프로세스 및 로우 배터리 알람 프로세스를 설명하는 도면이다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
본 발명은 원격 검침 시스템 및 그것을 이용한 엔드 노드의 폴링 주기 제어 방법에 관한 것으로서, 엔드 노드(배터리 노드)에서 주기적으로 전송되는 배터리 상태를 기초로 하여 상위에 있는 서버가 엔드 노드의 폴링 주기를 적절히 변경하고 제어할 수 있는 폴링 주기 제어 방법을 제시한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 원격 검침 시스템의 개략 구성도이다. 본 발명의 실시예에 따른 원격 검침 시스템은 엔드 노드(100)(End Device), 라우터 노드(200)(Route Device), 집중기(300)(Concentrator), 그리고 원격 검침 서버(400)(Server)를 포함한다.
엔드 노드(100)는 라우터 노드(200)로 검침 데이터를 전송하며, 라우터 노드(200)는 엔드 노드(100)로부터 전송받은 검침 데이터를 집중기(300)로 전달한다. 집중기(300)는 라우터 노드(200)의 데이터가 집중되며 데이터를 다시 최상위의 원격 검침 서버(400)로 전송한다.
도 3은 설명의 편의를 위해 각 구성 요소 간의 연결 관계를 비교적 간단히 도시한 것이다. 본 발명은 반드시 도 3의 형태로 한정되지 않으며 각 구성 요소의 사용 대수 및 상호 간의 연결 관계는 더욱 다양하게 변형 가능하다.
엔드 노드(100)는 최하위 노드로서 환경 특성상 배터리로 구동된다. 엔드 노드(100)는 평상시 슬립 상태(sleep)로 있다가, 기 설정된 폴링 주기가 되면 잠시간 웨이크 업 상태(Wake Up)로 전환되어 라우터 노드(200)에게 폴링 신호를 전송하고 다시 라우터 노드(200)로부터 응답 신호를 수신하며, 이후 다시 슬립 상태(sleep)로 전환된다.
이와 같이 엔드 노드(100)는 배터리의 소모를 최소화하기 위하여 어웨이크 모드일 때만 라우터 노드(200)와 데이터 송수신을 수행하며 슬립 모드일 때는 데이터 송수신이 불가능한 형태로 동작한다.
본 발명의 실시예의 경우 기존의 방식과는 달리, 설정 폴링 주기가 되면 엔드 노드(100)가 검침 데이터와 함께 배터리 사용 상태 데이터를 라우터 노드(200)로 전송한다. 이에 따라, 추후 원격 검침 서버(400)는 엔드 노드(100)의 배터리 사용 상태 데이터를 기초로 하여 폴링 주기를 변경하고 폴링 주기의 변경을 요청하는 신호를 하위로 내려보낸다. 이와 같이 본 발명의 실시예는 상위의 원격 검침 서버(400)에서 엔드 노드(100)의 배터리 상태를 고려하여 폴링 주기를 변경할 수 있으며 이를 통하여 엔드 노드(100)의 배터리 수명을 극대화시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 원격 검침 서버의 구성도이다. 원격 검침 서버(400)는 데이터 수신부(410), 잔존 전류량 연산부(420), 폴링 주기 연산부(430), 폴링 주기 제어부(440), 로우 배터리 알람부(450), DB부(460)를 포함한다.
데이터 수신부(410)는 집중기(300)로부터 데이터를 수신한다. 엔드 노드(100)의 전송 데이터는 라우터 노드(200)와 집중기(300)를 경유하여 원격 검침 서버(400)의 데이터 수신부(410)에 수신된다.
잔존 전류량 연산부(420)는 수신한 데이터 중에서 엔드 노드(100)의 배터리 사용 상태 데이터를 이용하여 엔드 노드(100)의 잔존 전류량을 연산한다.
폴링 주기 연산부(430)는 현재 시점이 엔드 노드(100)의 주요 활동시간(ex, 07:00~20:00)에 속하는지의 여부에 따라, 제1 폴링 주기를 연산하거나, 미리 설정된 최대 폴링 주기를 선택한다.
구체적으로, 폴링 주기 연산부(430)는 현재 시점이 엔드 노드(100)의 주요 활동시간에 속하는 경우, 잔존 전류량을 이용하여 제1 폴링 주기를 연산하고, 반대로 주요 활동시간에 속하지 않는 경우 기 설정된 최대 폴링 주기를 선택한다. 주요 활동시간이 아닌 때에는 폴링 주기를 최대로 늘려서 엔드 노드(100)의 배터리 소모를 최소화하도록 한다.
폴링 주기 제어부(440)는 폴링 주기 연산부(430)에서 도출된 제1 폴링 주기 또는 최대 폴링 주기를 라우터 노드(200)를 향해 전송한다. 전송되는 폴링 주기는 엔드 노드(100)를 최종 목적지로 한다.
라우터 노드(200)는 수신한 폴링 주기 정보를 일정 시간 저장하며, 추후 엔드 노드(100)로부터 폴링 신호를 수신하면 그 응답으로 폴링 주기 정보를 전달한다. 엔드 노드(100)는 라우터 노드(200)로부터 폴링 주기 정보를 전달받고 기존 설정된 폴링 주기를 제1 폴링 주기 또는 최대 폴링 주기로 갱신(업데이트)한다.
로우 배터리 알람부(450)는 엔드 노드(100)가 제공한 배터리 사용 상태 데이터 중에서 배터리 전압 값을 이용하여 로우 배터리(low battery) 알람(ex, 저 배터리 경보)을 제어한다.
본 발명의 실시예의 경우, 만일 로우 배터리 알람이 발생한 경우, 현재 시점이 주요 활동 시간이라 하더라도 연산된 제1 폴링 주기를 무시한 후 최대 폴링 주기를 선택하여, 엔드 노드(100)의 폴링 주기를 최대로 설정한다. 이와 같이, 로우 배터리 알람이 발생한 경우에는 최대 폴링 주기를 선택하여 배터리 소모를 최소화한다.
DB부(160)는 외부로부터 수신한 데이터, 내부적으로 처리한 데이터 등을 저장하고 관리한다. 이러한 DB부(460)는 엔드 노드(100)로부터 수신한 데이터를 기초로 각각의 엔드 노드(100)에 대한 배터리 운영 상태, 검침 정보 등에 관한 프로파일을 구축할 수 있다.
이하에서는 상술한 내용을 기초로 본 발명의 실시예에 따른 엔드 노드의 폴링 주기 제어 방법에 관하여 더욱 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 원격 검침 시스템을 이용한 엔드 노드의 폴링 주기 제어 방법을 설명하는 도면이다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 집중기(300)를 통한 데이터 경로는 생략하여 설명한다.
먼저, 엔드 노드(100)는 기 설정된 폴링 주기가 되면 슬립 모드(Sleep)에서 어웨이크 모드(Wake up)로 전환되어, 검침 데이터 및 배터리 사용 상태 데이터를 포함한 폴링 신호를 라우터 노드(200)로 전송한다(S510). 그러면 라우터 노드(200)는 폴링 신호의 수신에 대한 응답 신호(Ack)를 엔드 노드(100)로 즉시 전송한다(S515).
여기서 폴링 주기란 폴링 간격을 의미할 수 있다. 만일, 폴링 주기가 1분으로 설정되어 있으면, 폴링 신호를 전송하는 웨이크 업 구간이 1분 마다 발생한다. 엔드 노드(100)는 웨이크 업 동안 매우 짧은 시간에 폴링 신호를 전송한 후에 다시 슬립 상태로 변경된다.
S510 단계에서 엔드 노드(100)가 전송하는 배터리 사용 상태 데이터는, 엔드 노드(100)가 현재까지 라우터 노드(200)와의 송수신 동작을 위해 소비한 누적 송신 시간 및 누적 수신 시간(Operation Time_Tx,Rx), 그리고 누적 슬립 시간(Operation Time_Sleep), 현재의 배터리의 전압 값을 각각 포함한다.
여기서, 엔드 노드(100)는 어웨이크 모드의 구간에 대해, 데이터 송신에 사용되는 타임과 데이터 수신에 사용되는 타임 구간이 미리 할당될 수 있다. 또한 엔드 노드(100)의 송수신 동작은 어웨이크 모드에서만 가능함을 앞서 설명한 바 있다.
따라서 누적 송신 시간과 누적 수신 시간은 엔드 노드(100)에서 현재까지 주기적으로 발생한 복수의 어웨이크 모드의 구간에서 엔드 노드(100)가 라우터 노드(200)와의 송신 및 수신 시에 각각 소비한 송신 시간과 수신 시간을 개별 누적시킨 것을 나타낸다. 마찬가지로 누적 슬립 시간은 엔드 노드(100)에서 현재까지 주기적으로 발생한 복수의 슬립 모드의 구간에 대응하는 슬립 시간을 누적시킨 것을 나타낸다.
S515 단계에서 응답 신호(Ack)는 라우터 노드(200)가 폴링 신호를 잘 수신하였음을 알리는 단순 응답 신호에 해당될 수 있고 원격 검침 서버(400)로부터 내려받은 폴링 주기 설정 정보를 포함하는 응답 신호에 해당될 수 있다. 만일 상위로부터 별도 전달받은 정보가 없다면 라우터 노드(200)는 엔드 노드(100)에게 단순 응답 신호를 전송할 수 있다.
S515 단계 이후, 라우터 노드(200)는 엔드 노드(100)의 데이터를 상위로 전송한다(S520). 이에 따라, 엔드 노드(100)의 데이터는 집중기(300)를 경유하여 원격 검침 서버(400)에 전송된다(S525). 이를 통해 원격 검침 서버(400)는 엔드 노드(100)의 데이터를 수집하고 저장할 수 있다.
원격 검침 서버(400)는 수집한 엔드 노드(100)의 데이터(검침 데이터, 배터리 사용 상태 데이터) 중에서 배터리 사용 상태 데이터를 이용하여 잔존 전류량을 연산할 수 있으며, 또한 현재의 활동시간과 잔존 전류량을 고려하여 엔드 노드(100)의 폴링 주기를 결정할 수 있다(S530).
구체적으로, 원격 검침 서버(400)는 엔드 노드(100)의 배터리 사용 상태 데이터 중에서 누적 송신 시간, 누적 수신 시간, 누적 슬립 시간(Operation Time_TX,RX,Sleep)을 이용하여 엔드 노드(100)의 잔존 전류량을 연산한다. 잔존 전류량의 연산 원리는 추후 도 7을 통해 더욱 상세히 설명할 것이다.
S530 단계의 폴링 주기 결정 프로세스에 있어, 원격 검침 서버(400)는 만일 현재 시간이 엔드 노드(100)의 주요 활동시간(ex, 07:00~20:00)에 속하면, 엔드 노드(100)의 잔존 전류량을 이용하여 제1 폴링 주기(ex, 2분)를 계산한다. 계산된 제1 폴링 주기는 기 설정된 폴링 주기와 상이하거나 동일할 수도 있다.
반대로, 현재 시간이 엔드 노드(100)의 주요 활동시간에 속하지 않으면, 원격 검침 서버(400)는 기 설정된 최대 폴링 주기를 선택한다. 엔드 노드(100)의 주요 활동시간이 아닐 때에는 폴링 주기를 최대한 늘려서, 잦은 폴링을 방지하고 그로 인한 배터리의 불필요한 소모를 방지한다.
이와 같이, 본 발명의 실시예는 실제 주요 활동시간을 구분해서 원격 검침 서버(400)에서 폴링 주기를 내려주기 때문에 엔드 노드(100)에서는 잘못된 주기로 인한 비정상 동작의 오류를 줄일 수 있다.
이후, 원격 검침 서버(400)는 S530 단계에서 결정된 폴링 주기 즉, 제1 폴링 주기 또는 최대 폴링 주기를 하위로 전송한다(S535). 전송된 폴링 주기 메시지는 라우터 노드(200)로 전달된다(S540). 여기서 물론, 라우터 노드(200)는 메시지의 수신에 대한 응답(Message Ack)을 집중기(300)로 전달할 수 있고 집중기(300) 역시 이를 원격 검침 서버(400)로 전달할 수 있다.
도 5의 경우 현재 시간이 주요 활동시간에 속하는 경우로서, 엔드 노드(100)의 잔존 전류량을 이용하여 구한 제1 폴링 주기(ex, 2분)를 하위로 전송하는 예를 나타낸다.
원격 검침 서버(400)가 송신한 폴링 주기 메시지는 엔드 노드(100)에 설정되어야 하는 정보이지만, 엔드 노드(100)는 어웨이크 모드일 때만 정보의 수신이 가능하기 때문에, 라우터 노드(200)는 해당 메시지를 일정 시간동안 저장하도록 한다(S545).
물론, 라우터 노드(200)에 새로운 폴링 주기 메시지가 저장되기 이전까지는 엔드 노드(100)가 기존의 폴링 주기(ex, 1분)에 따라 동작하는데, 이 경우 라우터 노드(200)는 폴링에 대한 단순 응답만 전달하거나 기존(직전)에 보낸 폴링 주기 정보를 재차 보낼 수도 있다. 또한 엔드 노드(100)는 단순 응답만 수신할 경우 기존 폴링 주기를 그대로 유지하면 된다.
S545 단계 이후, 엔드 노드(100)가 기존의 슬립 모드에서 다시 어웨이크 모드로 전환되어 폴링 신호를 전송하게 되면(S550), 라우터 노드(200)는 그에 대한 응답으로, 미리 저장한 제1 폴링 주기(ex, 2분)를 엔드 노드(100)로 전송한다(S555).
이후 엔드 노드(100)는 폴링 주기를 1분에서 2분으로 업데이트할 수 있게 된다 즉. 엔드 노드(100)는 기존에 세팅된 폴링 주기(ex, 1분) 대신 제1 폴링 주기(ex, 2분)를 저장한 다음 다시 슬립 모드로 전환한다. 이에 따라 추후 엔드 노드(100)는 제1 폴링 주기에 따라 어웨이크하여 동작한다.
엔드 노드(100)가 폴링 신호를 전송한 시점 이후, 원격 검침 서버(400)가 이를 기초로 폴링 주기를 변경(제1 폴링 주기 또는 최대 폴링 주기)하여 실질적으로 엔드 노드(100)까지 전달되어 반영되기 까지는 약간의 시차가 존재할 수 있다.
이는 엔드 노드(100)에 기존 설정된 폴링 주기와 원격 검침 서버(400)의 폴링 주기 연산 시간 등에 의해 영향을 받을 수 있다. 예를 들어, 기 설정된 폴링 주기가 어느 정도 길다면 엔드 노드(100)의 다음 폴링 시점에 해당 주기가 즉시 반영될 수도 있고, 폴링 주기가 짧다면 몇번의 폴링 이후 반영될 수도 있다.
도 6은 도 5에 도시된 폴링 주기 결정 프로세스를 설명하는 도면이다. 앞서 도 5를 참조하면, 원격 검침 서버(400)는 엔드 노드(100)의 데이터를 수신하는 S525 단계 이후 엔드 노드(100)의 폴링 주기를 결정하는 S530 단계를 수행하는 것을 알 수 있다. 도 6은 도 5에 도시된 S530 단계를 더욱 구체적으로 나타낸 것이다.
먼저, 원격 검침 서버(400)는 현재 시점이 상기 엔드 노드(100)의 기 설정된 주요 활동시간(ex, 07:00~20:00)에 속하는지 판단한다(S610).
만일, 주요 활동시간에 해당하면, 원격 검침 서버(400)는 배터리 데이터를 기초로 연산한 엔드 노드(100)의 잔존 전류량을 이용하여 제1 폴링 주기(ex, 2분)를 계산하며(S620~S630), 그렇지 않으면 기 설정된 최대 폴링 주기를 선택한다(S660).
구체적으로, 원격 검침 서버(400)는 현재 시점이 엔드 노드(100)의 주요 활동시간에 속하면, 엔드 노드(100)의 잔존 전류량을 1회 폴링시 전류 사용량으로 나누어 잔여 폴링 가능 횟수를 연산한다(S620).
1회 폴링 시(폴링 1회당) 전류 사용량은 기 저장된 값이며, 엔드 노드(100)의 현재 잔존 전류량을 기 저장된 1회 폴링시 전류 사용량으로 나누면, 향후에 폴링 가능한 잔여 횟수를 확인할 수 있다.
이후, 원격 검침 서버(400)는 엔드 노드(100)의 잔여 필요 운영 기간을 잔여 폴링 가능 횟수로 나누어, 제1 폴링 주기를 연산한다(S630). 이와 같이, 현재 잔여 필요 운영 기간을 잔여 폴링 가능 횟수로 나누면, 잔여 필요 운영 기간 동안 얼마의 주기로 폴링 신호를 전송해야 하는지 즉, 제1 폴링 주기를 확인할 수 있다.
엔드 노드(100)의 잔여 필요 운영 기간은 원격 검침 서버(400)에서 간단히 확인 가능한데, 엔드 노드(100)에 대해 초기 세팅된 총 운영 기간(ex,5년) 상에 현재까지 경과한 시간을 차감하는 것을 통하여 확인할 수 있다.
이상과 같은 S620~S630 단계의 경우, 현재 시점이 엔드 노드(100)의 주요 활동시간에 속하는 경우, 현재 엔드 노드(100)의 배터리 상태(잔존 전류량)를 고려하여, 제1 폴링 주기를 연산하는 과정에 해당된다.
여기서, 제1 폴링 주기는 임의(ex,30%)의 여유분을 반영하여 더 느리게 조정될 수 있다(S640). 이는 추후 원격 검침 서버(400)에서 추가적으로 내려오는 온디맨드(On-demand) 등의 데이터의 수신 시에 필요한 배터리 소모를 사전에 반영하기 위한 것이다. 만일, 제1 폴링 주기가 2분으로 연산된 경우, 30%의 여유분을 반영하여 1.3을 곱하면 제1 폴링 주기는 2.6분으로 조정될 수 있다. 물론 이와 같은 여유분 조정 과정은 불필요한 경우 생략될 수도 있다.
제1 폴링 주기의 연산 이후, 원격 검침 서버(400)는 엔드 노드(100)에 대해 로우 배터리 알람이 있는지를 판단한다(S650). 구체적으로, 원격 검침 서버(400)는 엔드 노드(100)로부터 수집한 배터리의 전압 값이 직전에 수집한 배터리 전압 값보다 기 설정된 임계치 이상 하강된 것으로 판단되면, 엔드 노드(100)의 잔존 전류량을 추가적으로 고려하여 엔드 노드(100)의 로우 배터리 알람의 발생을 제어할 수 있다. 그 상세한 방법은 추후 도 7에서 상세히 설명할 것이다.
만일, S650 단계의 판단 결과, 엔드 노드(100)에 대해 로우 배터리 알람이 있었다면, 원격 검침 서버(400)는, S640 단계에서 연산한 제1 폴링 주기는 무시하고 기 설정된 최대 폴링 주기를 선택한다(S660). 반대로, 로우 배터리 알람이 없었다면 S640 단계에서 연산한 제1 폴링 주기를 선택하면 된다.
이후에는, 선택한 제1 폴링 주기 또는 최대 폴링 주기를 하위의 노드로 전달한다. 제1 폴링 주기 또는 최대 폴링 주기는 라우터 노드(200)까지 전달이 된 다음 라우터 노드(200)에 의해 다시 엔드 노드(100)로 전송되어, 폴링 주기의 업데이트가 가능해진다.
도 7은 본 발명의 실시예에서 폴링 주기 결정에 필요한 잔존 전류량 연산 프로세스 및 로우 배터리 알람 프로세스를 설명하는 도면이다.
도 7은 원격 검침 서버(400)가 엔드 노드(100)를 통해 수집한 배터리 사용 상태 데이터 중 누적 송신 시간(Operating time_Tx; Tx Time), 누적 수신 시간(Operating time_Rx; Rx Time), 누적 슬립 시간(Operating time_Sleep; Sleep Time)을 이용하여 잔존 전류량을 연산하는 과정과, 배터리 전압 값을 이용하여 로우 배터리 알람을 발생하는 과정을 나타낸 것이다.
우선, 도 7에 도시된 잔존 전류량 연산 프로세스에 관하여 설명한다.
먼저, 원격 검침 서버(400)는, 엔드 노드(100)의 제N 폴링 구간에 대응하여 수집한 누적 송신 시간(Tx Time), 누적 수신 시간(Rx Time), 누적 슬립 시간(Sleep Time)에 대해, 기 저장된 단위 시간당 소모되는 송신 전류(Tx Current), 수신 전류(Rx Current), 슬립 전류(Sleep Current)를 각각 반영하여, 엔드 노드(100)가 제1 내지 제N 폴링 구간까지 소비한 총 사용 전류 값을 연산한다(S710).
앞서 설명한 바와 같이, 엔드 노드(100)가 폴링 시 전송하는 누적 송신 시간, 누적 수신 시간, 누적 슬립 시간 값은 엔드 노드(100)에서 해당 동작을 위해 소비한 시간을 최근까지 누적하여 전송한 것이기 때문에, N번째 폴링 구간에 대응하여 수집된 각각의 누적 시간 값에 단위 시간당 소모 전류를 곱한 다음 서로 합산하여 보면, 1~N번째 폴링 구간까지 소비한 총 사용 전류 값을 확인할 수 있다.
이후, 원격 검침 서버(400)는 제1 내지 제N 폴링 구간까지 소비한 총 사용 전류 값에 제1 내지 제N-1 폴링 구간에 대해 기 연산된 기존 총 사용 전류 값을 감산하여, 제N 폴링 구간의 사용 전류 값을 연산한다(S720).
S710 단계에서 구한 제1 내지 제N 구간까지의 총 사용 전류 값에 대해, 기존에 동일한 방법으로 구한 제1 내지 제N-1 구간의 총 사용 전류 값을 차감하면, 특정 구간의 사용 전류 값 즉, 제N 구간에 소비한 사용 전류 값을 확인할 수 있다.
이후, 원격 검침 서버(400)는 앞서 구한 제N 폴링 구간의 사용 전류 값을 날씨 정보에 기반한 온도 보상을 이용하여 보정한다(S730).
원격 검침 서버(400)는 날씨 서버 등에 접속하여 엔드 노드(100)가 설치된 지점(지역)의 온도 정보를 획득하고, 획득한 온도 정보를 기반으로, 제N 폴링 구간의 사용 전류 값에 온도 인자를 곱하여 사용 전류 값을 보정한다.
예를 들어, 온도가 상온이면 S720 단계에 구한 사용 전류 값을 그대로 사용하되, 온도가 저온이나 고온이면 S720 단계에 구한 사용 전류 값을 더욱 가중시킨다. 이는 온도가 낮거나 높을 때 배터리 소모가 커지는 것을 반영한 것이다.
도 7의 경우, 온도가 기 설정된 상온 범위에 있으면, 제N 폴링 구간의 사용 전류 값에 1을 곱하여 그대로 사용하고, 기 설정된 저온 범위에 있다면 사용 전류 값에 1.5를 곱하여 보상하고, 기 설정된 고온 범위에 있다면 사용 전류 값에 1.3을 곱하여 보상하는 예를 나타낸다. 여기서 곱해지는 인자의 값은 변형될 수 있다.
이후, 원격 검침 서버(400)는 제1 내지 제N-1 폴링 구간에 대해 기 연산된 상기 기존 총 사용 전류 값에, 상기 S730 단계를 통해 보정된 제N 폴링 구간의 사용 전류 값을 가산하여, 제1 내지 제N 폴링 구간까지 소비한 총 사용 전류 값을 보정한다(S740).
이와 같은 S720 내지 S740 단계는 S710 단계에서 획득한 '제1 내지 제N 폴링 구간까지 소비한 총 사용 전류 값'을 날씨 정보(온도)를 기반으로 보정하는 과정에 해당된다.
다음, 원격 검침 서버(400)는 기 저장된 엔드 노드(100)의 총 전류 용량에 대해, 상기 S740 단계에서 보정한 총 사용 전류 값과, 엔드 노드(100)의 운영 일수에 대응하는 자연 방전 전류 값을 각각 감산하여, 엔드 노드(100)의 잔존 전류량을 연산한다(S750).
이와 같이, 기 알고 있는 엔드 노드(100)의 총 전류 용량(ex, 초기 정격 용량)에 대해, 제1 내지 제N 폴링 구간까지의 엔드 노드(100)의 총 사용 전류 값(보정된 값)과, 운영 일수에 따른 자연 방전 전류 값을 차감하게 되면, 현재의 잔존 전류량을 알 수 있다. 엔드 노드(100)의 운영 일수는 초기 설치 이후 운영이 경과된 일수를 의미할 수 있다. 운영 일수와 비례하여 자연 방전 전류 값은 증가한다.
도 7과 같은 방법으로 연산된 엔드 노드(100)의 잔존 전류량은 앞서 도 6에 도시된 폴링 주기 결정 프로세스에서 잔여 폴링 가능 횟수 연산하는 S620 단계에서도 활용되고, 도 7에 도시된 배터리 알람 프로세스에서 현재 엔드 노드(100)의 잔존 전류 비율을 구할 때에도 사용된다.
이하에서는 도 7에 도시된 로우 배터리 알람 프로세스에 관하여 설명한다.
본 발명의 실시예에서 원격 검침 서버(400)는 엔드 노드(100)의 배터리 전압 값이 직전에 수집한 전압 값보다 기 설정된 임계치 이상으로 강하된 경우 즉, 전압 강하 정도가 임계치 이상이면, 앞서 S750 단계에서 구한 잔존 전류량을 이용하여 엔드 노드(100)에 대한 로우 배터리(low battery) 알람을 제어한다. 이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 원격 검침 서버(400)는 엔드 노드(100)로부터 수집한 배터리 사용 상태 데이터 중에서 배터리의 전압 값을 직전에 수집한 배터리 전압 값과 비교하고(S750), 비교 결과를 토대로 배터리 전압 값이 기 설정된 임계치 이상으로 강하되었는지 여부를 판단한다(S760).
만일, 전압 강하가 임계치 미만으로 작은 경우, 원격 검침 서버(400)는 엔드 노드(100)에 대한 별도의 로우 배터리 알람을 발생시키지 않는다. 하지만, 전압 강하가 임계치 이상으로 발생한 경우, 원격 검침 서버(400)는 기 저장된 엔드 노드(100)의 총 전류 용량(ex, 초기 정격 용량)에 대비한 상기 잔존 전류량의 비율이 기 설정된 기준 값(ex, 20%) 이하인지 여부를 판단한다(S770).
엔드 노드(100)의 잔존 전류량을 총 전류 용량으로 나누면, 잔존 전류 비율을 연산할 수 있다. 만일, 잔존 전류 비율이 20% 이하이면, 원격 검침 서버(400)는 엔드 노드(100)가 현재 로우 배터리 상태인 것으로 판단하고, 엔드 노드(100)에 대해 로우 배터리 알람을 발생시킨다(S780). 알람 정보는 원격 검침 서버(400)에 접속된 사용자 단말, PC 등에서 확인이 가능할 수 있고 엔드 노드(100)로 제공될 수도 있다.
만일 잔존 전류 비율이 20% 이상인 경우, 원격 검침 서버(400)는 배터리의 전압 값이 기 설정된 일수(ex, 5일) 이상 연속 강하된 것인지의 여부를 다시 판단한다(S795). 물론 이때에는 최근 며칠 간의 전압 강하 이력을 참조하도록 한다. 또한, 여기서 언급하는 전압의 강하 또한 임계치 이상의 전압 강하를 의미한다.
만일, S795 단계의 판단 결과, 5일 이상 연속으로 전압 강하된 것으로 판단되면, 원격 검침 서버(400)는 로우 배터리 알람을 발생시키고(S790), 5일 이상 연속 전압 강하가 아닌 경우에는 로우 배터리 알람을 발생시키지 않는다.
이상과 같은 본 발명에 따른 원격 검침 시스템 및 그것을 이용한 엔드 노드의 폴링 주기 제어 방법에 따르면, 엔드 노드로부터 주기적으로 수집되는 배터리 상태를 기초로 엔드 노드의 폴링 주기를 상위에서 변경하고 조정할 수 있으며 이를 통해 엔드 노드의 배터리 수명을 극대화할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면 엔드 노드의 배터리 운영 상태를 서버에서 담당하기 때문에 이를 DB화 하여 배터리 노드의 프로파일을 구축할 수 있으며, 상위에서 폴링 주기의 변경이 가능하므로 엔드 노드의 운영 기간이 고정되지 않고 언제든지 조정될 수 있으며 전체 네트워크 망에 유연함을 제공할 수 있다.
더욱이, 본 발명은 상위의 원격 검침 서버에서 엔드 노드의 배터리 사용량을 파악하여 배터리 알람을 발생하므로 엔드 노드에 별도의 배터리 알람 프로세서를 구비할 필요가 없으며 엔드 노드의 전류 소모를 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명은 상위 시스템이 배터리 정보를 관리할 수 있기 때문에 로우 배터리에 대한 사용자 대처가 쉬워지며, 엔드 노드에서 알기 어려운 날씨 정보를 통해 잔존 전류량의 온도 보상이 가능하므로 배터리 사용량의 정확성을 높일 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 엔드 노드 200: 라우터 노드
300: 집중기 400: 원격 검침 서버
410: 데이터 수신부 420: 잔존 전류량 연산부
430: 폴링 주기 연산부 440: 폴링 주기 제어부
450: 로우 배터리 알람부 460: DB부

Claims (12)

  1. 엔드 노드, 라우터 노드, 원격 검침 서버를 포함하는 원격 검침 시스템을 이용한 엔드 노드의 폴링 주기 제어 방법에 있어서,
    상기 엔드 노드는 기 설정된 폴링 주기가 되면 슬립 모드에서 어웨이크 모드로 전환되어 검침 데이터 및 배터리 사용 상태 데이터를 포함한 폴링 신호를 상기 라우터 노드로 전송하는 단계;
    상기 원격 검침 서버는 상기 라우터 노드를 이용하여 수집한 상기 엔드 노드의 데이터 중에서 상기 배터리 사용 상태 데이터를 이용하여 상기 엔드 노드의 잔존 전류량을 연산하는 단계;
    상기 원격 검침 서버는 현재 시점이 상기 엔드 노드의 기 설정된 주요 활동시간에 속하면 상기 잔존 전류량을 이용하여 제1 폴링 주기를 연산하고, 상기 주요 활동시간에 속하지 않으면 기 저장된 최대 폴링 주기를 선택하는 단계; 및
    상기 원격 검침 서버는 상기 라우터 노드를 통해 상기 엔드 노드의 폴링 주기가 갱신되도록, 상기 제1 폴링 주기 또는 상기 최대 폴링 주기를 상기 라우터 노드로 전송하는 단계를 포함하는 엔드 노드의 폴링 주기 제어 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 원격 검침 서버는,
    현재 시점이 상기 엔드 노드의 주요 활동시간에 속하면 상기 엔드 노드의 잔존 전류량을 1회 폴링시 전류 사용량으로 나누어 잔여 폴링 가능 횟수를 연산한 이후, 상기 엔드 노드의 잔여 필요 운영 기간을 상기 잔여 폴링 가능 횟수로 나누어 상기 제1 폴링 주기를 연산하는 엔드 노드의 폴링 주기 제어 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 배터리 사용 상태 데이터는,
    현재까지 발생한 복수의 상기 어웨이크 모드의 구간에서 상기 엔드 노드가 상기 라우터 노드와의 송수신 동작을 위해 소비한 누적 송신 시간과 누적 수신 시간, 현재까지 발생한 복수의 상기 슬립 모드의 구간에 대응하는 누적 슬립 시간, 상기 배터리의 전압 값을 포함하는 엔드 노드의 폴링 주기 제어 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 원격 검침 서버는,
    상기 배터리 사용 상태 데이터 중 상기 누적 송신 시간, 상기 누적 수신 시간, 상기 누적 슬립 시간을 이용하여 상기 엔드 노드의 잔존 전류량을 연산하고,
    상기 배터리 사용 상태 데이터 중 상기 배터리의 전압 값이 직전에 수집한 전압 값보다 기 설정된 임계치 이상 강하된 경우 상기 잔존 전류량을 이용하여 상기 엔드 노드에 대한 로우 배터리(low battery) 알람을 제어하되,
    기 저장된 상기 엔드 노드의 총 전류 용량에 대비한 상기 잔존 전류량의 비율이 기 설정된 기준 값 이하인 것으로 판단되거나, 상기 비율이 상기 기준 값 이상이면서 상기 배터리의 전압 값이 기 설정된 일수 이상 연속 강하된 것으로 판단되면 상기 로우 배터리 알람을 발생시키는 엔드 노드의 폴링 주기 제어 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 원격 검침 서버는,
    상기 엔드 노드에 대해 상기 로우 배터리 알람이 발생한 경우, 상기 연산한 제1 폴링 주기를 무시하고 상기 최대 폴링 주기를 선택하여 상기 라우터 노드로 전송하는 엔드 노드의 폴링 주기 제어 방법.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 잔존 전류량을 연산하는 단계에서 상기 원격 검침 서버는,
    상기 엔드 노드의 제N 폴링 구간에 대응하여 수집한 상기 누적 송신 시간, 누적 수신 시간, 누적 슬립 시간에 대해, 기 저장된 단위 시간당 소모되는 송신 전류, 수신 전류, 슬립 전류를 각각 반영하여, 상기 엔드 노드가 제1 내지 제N 폴링 구간까지 소비한 총 사용 전류 값을 연산하는 단계;
    상기 총 사용 전류 값에 제1 내지 제N-1 폴링 구간에 대해 기 연산된 기존 총 사용 전류 값을 감산하여 상기 제N 폴링 구간의 사용 전류 값을 연산하는 단계;
    날씨 정보에 기반한 온도 보상을 통하여 상기 제N 폴링 구간의 사용 전류 값을 보정하고, 상기 기존 총 사용 전류 값에 상기 보정된 제N 폴링 구간의 사용 전류 값을 가산하여 상기 제1 내지 제N 폴링 구간까지 소비한 총 사용 전류 값을 보정하는 단계; 및
    기 저장된 상기 엔드 노드의 총 전류 용량에 상기 보정한 총 사용 전류 값 및 상기 엔드 노드의 운영 일수에 대응하는 자연 방전 전류 값을 각각 감산하여 상기 잔존 전류량을 연산하는 단계를 포함하는 엔드 노드의 폴링 주기 제어 방법.
  7. 엔드 노드, 라우터 노드, 원격 검침 서버를 포함하는 원격 검침 시스템에 있어서,
    상기 엔드 노드는,
    기 설정된 폴링 주기가 되면 슬립 모드에서 어웨이크 모드로 전환되어 검침 데이터 및 배터리 사용 상태 데이터를 포함한 폴링 신호를 상기 라우터 노드로 전송하며,
    상기 원격 검침 서버는,
    상기 라우터 노드를 이용하여 수집한 상기 엔드 노드의 데이터 중에서 상기 배터리 사용 상태 데이터를 이용하여 상기 엔드 노드의 잔존 전류량을 연산하는 잔존 전류량 연산부;
    현재 시점이 상기 엔드 노드의 기 설정된 주요 활동시간에 속하면 상기 잔존 전류량을 이용하여 제1 폴링 주기를 연산하고, 상기 주요 활동시간에 속하지 않으면 기 저장된 최대 폴링 주기를 선택하는 폴링 주기 연산부; 및
    상기 라우터 노드를 통해 상기 엔드 노드의 폴링 주기가 갱신되도록, 상기 제1 폴링 주기 또는 상기 최대 폴링 주기를 상기 라우터 노드로 전송하는 폴링 주기 제어부를 포함하는 원격 검침 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 폴링 주기 연산부는,
    현재 시점이 상기 엔드 노드의 주요 활동시간에 속하면 상기 엔드 노드의 잔존 전류량을 1회 폴링시 전류 사용량으로 나누어 잔여 폴링 가능 횟수를 연산한 이후, 상기 엔드 노드의 잔여 필요 운영 기간을 상기 잔여 폴링 가능 횟수로 나누어 상기 제1 폴링 주기를 연산하는 원격 검침 시스템.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 배터리 사용 상태 데이터는,
    현재까지 발생한 복수의 상기 어웨이크 모드의 구간에서 상기 엔드 노드가 상기 라우터 노드와의 송수신 동작을 위해 소비한 누적 송신 시간과 누적 수신 시간, 현재까지 발생한 복수의 상기 슬립 모드의 구간에 대응하는 누적 슬립 시간, 상기 배터리의 전압 값을 포함하는 원격 검침 시스템.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 잔존 전류량 연산부는,
    상기 배터리 사용 상태 데이터 중 상기 누적 송신 시간, 상기 누적 수신 시간, 상기 누적 슬립 시간을 이용하여 상기 엔드 노드의 잔존 전류량을 연산하며,
    상기 원격 검침 서버는,
    상기 배터리 사용 상태 데이터 중 상기 배터리의 전압 값이 직전에 수집한 전압 값보다 기 설정된 임계치 이상 강하된 경우 상기 잔존 전류량을 이용하여 상기 엔드 노드에 대한 로우 배터리(low battery) 알람을 제어하는 로우 배터리 알람부를 더 포함하고,
    상기 로우 배터리 알람부는,
    기 저장된 상기 엔드 노드의 총 전류 용량에 대비한 상기 잔존 전류량의 비율이 기 설정된 기준 값 이하인 것으로 판단되거나, 상기 비율이 상기 기준 값 이상이면서 상기 배터리의 전압 값이 기 설정된 일수 이상 연속 강하된 것으로 판단되면 상기 로우 배터리 알람을 발생시키는 원격 검침 시스템.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 폴링 주기 연산부는,
    상기 엔드 노드에 대해 상기 로우 배터리 알람이 발생한 경우, 상기 연산한 제1 폴링 주기를 무시하고 상기 최대 폴링 주기를 선택하는 원격 검침 시스템.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 잔존 전류량 연산부는,
    상기 엔드 노드의 제N 폴링 구간에 대응하여 수집한 상기 누적 송신 시간, 누적 수신 시간, 누적 슬립 시간에 대해, 기 저장된 단위 시간당 소모되는 송신 전류, 수신 전류, 슬립 전류를 각각 반영하여, 상기 엔드 노드가 제1 내지 제N 폴링 구간까지 소비한 총 사용 전류 값을 연산한 이후,
    상기 총 사용 전류 값에 제1 내지 제N-1 폴링 구간에 대해 기 연산된 기존 총 사용 전류 값을 감산하여 상기 제N 폴링 구간의 사용 전류 값을 연산한 다음,
    날씨 정보에 기반한 온도 보상을 통하여 상기 제N 폴링 구간의 사용 전류 값을 보정하고, 상기 기존 총 사용 전류 값에 상기 보정된 제N 폴링 구간의 사용 전류 값을 가산하여 상기 제1 내지 제N 폴링 구간까지 소비한 총 사용 전류 값을 보정한 이후,
    기 저장된 상기 엔드 노드의 총 전류 용량에 상기 보정한 총 사용 전류 값 및 상기 엔드 노드의 운영 일수에 대응하는 자연 방전 전류 값을 각각 감산하여 상기 잔존 전류량을 연산하는 원격 검침 시스템.
KR1020160005950A 2016-01-18 2016-01-18 원격 검침 시스템 및 그것을 이용한 엔드 노드의 폴링 주기 제어 방법 KR101856635B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160005950A KR101856635B1 (ko) 2016-01-18 2016-01-18 원격 검침 시스템 및 그것을 이용한 엔드 노드의 폴링 주기 제어 방법
PCT/KR2016/006627 WO2017126752A1 (ko) 2016-01-18 2016-06-22 원격 검침 시스템 및 그것을 이용한 엔드 노드의 폴링 주기 제어 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160005950A KR101856635B1 (ko) 2016-01-18 2016-01-18 원격 검침 시스템 및 그것을 이용한 엔드 노드의 폴링 주기 제어 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170086745A KR20170086745A (ko) 2017-07-27
KR101856635B1 true KR101856635B1 (ko) 2018-05-14

Family

ID=59362683

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160005950A KR101856635B1 (ko) 2016-01-18 2016-01-18 원격 검침 시스템 및 그것을 이용한 엔드 노드의 폴링 주기 제어 방법

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101856635B1 (ko)
WO (1) WO2017126752A1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109188203A (zh) * 2018-09-06 2019-01-11 国网山东省电力公司菏泽供电公司 一种电力通讯负荷电流检测报警器
CN112039835B (zh) * 2019-11-05 2023-05-19 厦门汉印电子技术有限公司 自适应轮询时间估算方法、装置、设备及存储介质
CN112073257B (zh) * 2020-07-31 2022-05-03 青岛海尔科技有限公司 用于控制设备上传数据的方法及装置、设备
KR102479258B1 (ko) * 2021-12-31 2022-12-20 한국전자기술연구원 계량기 사용 환경 정보를 연계한 에너지 빅데이터 시스템 및 운영 관리 방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110066297A1 (en) 2008-05-20 2011-03-17 LiveMeters, Inc. Remote monitoring and control system comprising mesh and time synchronization technology

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8279080B2 (en) * 2006-06-08 2012-10-02 Fairfax County Water Authority Systems and methods for remote utility metering and meter monitoring
US8619657B2 (en) * 2011-05-20 2013-12-31 Arnab Das Cost optimization of wireless-enabled metering infrastructures
WO2014126910A1 (en) * 2013-02-15 2014-08-21 Cygnus Broadband, Inc. Smart grid portal election
KR101566418B1 (ko) * 2013-09-11 2015-11-05 한국전력공사 원격 검침 시스템 및 이를 이용한 검침 데이터 수집 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110066297A1 (en) 2008-05-20 2011-03-17 LiveMeters, Inc. Remote monitoring and control system comprising mesh and time synchronization technology

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017126752A1 (ko) 2017-07-27
KR20170086745A (ko) 2017-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101856635B1 (ko) 원격 검침 시스템 및 그것을 이용한 엔드 노드의 폴링 주기 제어 방법
EP2745582B1 (en) Beacon synchronization in wifi based systems
EP2772074B1 (en) Systems and methods for dynamic squelching in radio frequency devices
JP5650059B2 (ja) 基地局装置
US7986652B1 (en) System and method for adjusting power used in transmission in a wireless packet network
US9094916B1 (en) System and method for adjusting power used in reception in a wireless packet network
CN102237717A (zh) 消耗电力管理系统及其使用的管理装置、管理方法
EP1665738A4 (en) SYNC RF SYSTEM
JP2017049896A (ja) 無線通信システム、無線通信方法、およびセンサノード
JP2003346271A (ja) 発電付き測定通信装置
EP2551683A1 (en) Data transmission device
KR20100048735A (ko) 통합검침망을 이용한 에어컨 원격 제어장치 및 방법
CN109168193A (zh) 一种适用于占空比无线传感器网络的自适应成组唤醒的机会路由策略
JP5446636B2 (ja) 空調機器およびその制御方法、プログラム
JP6533119B2 (ja) 観測システム、中継装置及び観測データ受信方法
JP2011135498A (ja) 時刻同期方法、制御システム及び測定装置
US10049565B1 (en) Wireless electrical apparatus controller and method of use
KR20230118350A (ko) 양봉용 스마트 무선 모니터링 시스템
KR101376532B1 (ko) 솔라 리피터와 배터리 검침기를 이용한 저전력 원격검침 시스템 및 그 방법
CN107367928B (zh) 一种用于构建室内外主从钟卫星授时系统的室外主钟及其工作方法
JP5487448B2 (ja) デジタル無線通信装置およびデジタル無線通信方法
US9392106B2 (en) System and method for reducing power consumption in telecommunication systems
CN107145062B (zh) 一种室内从钟、室内从钟的工作方法和室内外主从钟卫星授时系统
CN112565394A (zh) 一种新型水表的通信控制方法以及通信控制系统
CN114009101B (zh) 长距离无线网络管理器及延长终端设备的电池寿命的方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant