KR101891291B1 - 디지털 미터 통신 시스템 및 그 제어 방법 - Google Patents

디지털 미터 통신 시스템 및 그 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디지털 미터의 통신을 위한 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
에너지 사용량 데이터를 계측하기 위한 신호 검출부; 상기 신호 검출부에서 계측된 아날로그 에너지 사용량 데이터를 디지털 에너지 사용량 데이터로 변환하는 아날로그 디지털 컨버터; 상기 디지털 에너지 사용량 데이터를 변조하기 위한 변조부; 상기 변조된 디지털 에너지 데이터를 최대 전력으로 데이터 수집장치로 전송하는 안테나; 상기 계측된 데이터를 상기 안테나를 통하여 상기 데이터 수집장치로 전송하도록 제어하는 제어부;를 포함한다.

Description

디지털 미터 통신 시스템 및 그 제어 방법{System and method for communicating of digital meter}
본 발명은 디지털 미터의 통신을 위한 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
디지털 미터란 전력, 가수, 수도, 온수의 사용 수용가 세대 내에 설치되어 전력, 가스, 수도, 온수 등의 사용량 검침 데이터를 미리 설정된 통신 프로토콜(protocol)에 따라 검침 단말기에 전송할 수 있는 계량기를 의미한다.
검침 단말기의 경우 통상 대규모 공동 주택의 수용가에 설치되고, 상기 각각의 세대 내에 각종 설비 미터 들로부터 공통적으로 수집되는 데이터를 수집하여 요금 부과를 위한 시스템 및 데이터 수집장치로 전송하도록 할 수 있다.
도 1은 종래의 디지털 미터의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 디지털 미터(10)는 신호 검출기(11), ADC(12), 제어부(13) 및 유무선 통신부(14)로 구성된다.
종래의 디지털 미터(10)는 전기, 가스, 수도, 계전기 등의 정보를 수집하기 위하여 계측 정보를 신호 검출부(11)로부터 수집하고, 아날로그 신호 형태로 수집된 데이터에 대하여 ADC(12)에서 디지털 신호 형태로 변환할 수 있다 상기 변환된 디지털 신호 데이터는 제어부(13)에서 연산 및 가공하여 유무선 통신부(140)를 통하여 데이터 수집 장치(20)로 전송될 수 있다.
상기와 같이 종래의 경우 계측 정보를 전달하기 수집하기 위해 유선 또는 무선 통신 방식을 사용한다. 유선 통신 방식은 유선 케이블 등이 필요하게 되며 설치의 어려움과 고가의 비용이 소요된다. 또한 유선 통신 방식 중 전력선 통신(Power Line Communication: PLC)등은 고가의 부품과 시스템이 복잡해 지는 단점뿐 아니라 전력선의 잡음(Noise)등이 통신 시스템에 장애가 될 수 있다.
본 발명은 상기와 같이 간단하고 효율적인 통신 방식을 적용하여 계측된 정보를 수집함으로써, 전기, 가스, 수도 등의 원격검침 및 사용량을 용이하게 확인 및 결재할 수 있도록 하는 디지털 미터 통신 시스템 및 제어 방법을 제공한다.
또한 본 발명은 사용자가 지정한 단말기를 이용하여 전기, 가스, 수도 등의 원격 검침된 사용량 및 결재 정보를 용이하게 확인 및 활용할 수 있도록 하는 디지털 미터 통신 시스템 및 제어 방법을 제공한다.
본 발명이 일 실시 예에 따른 디지털 미터 통신 장치는 에너지 사용량 데이터를 계측하기 위한 신호 검출부; 상기 신호 검출부에서 계측된 아날로그 에너지 사용량 데이터를 디지털 에너지 사용량 데이터로 변환하는 아날로그 디지털 컨버터; 상기 디지털 에너지 사용량 데이터를 변조하기 위한 변조부; 상기 변조된 디지털 에너지 데이터를 최대 전력으로 데이터 수집장치로 전송하는 안테나; 상기 계측된 데이터를 상기 안테나를 통하여 상기 데이터 수집장치로 전송하도록 제어하는 제어부;를 포함한다.
또한 본 발명의 실시 예에 따른 디지털 미터 통신 시스템은 에너지 사용량 데이터를 계측하고, 상기 계측된 데이터를 아날로그 데이터로 변환하고, 데이터 수집 장치로부터 수신된 데이터 요청 신호에 대응되는 아날로그 데이터를 디지털 데이터로 변환하여 상기 에너지 수집 장치로 안테나를 통하여 전송하는 디지털 미터; 안테나를 통하여 상기 디지털 미터에 계측된 에너지 사용량 데이터를 요청하고, 상기 요청된 에너지 사용량 데이터를 수집하고, 상기 수집된 데이터를 출력하거나, 기 설정된 목적지로 전송하는 데이터 수집장치;를 포함한다.
본 발명에 따르면, 디지털 미터 통신 시스템 및 그 제어 방법은 가스, 수도, 전기 등의 에너지 사용량 데이터 검침을 위해 간단한 구성 및 무선 통신을 통하여 사용자가 원하는 단말기로 데이터를 송수신할 수 있도록 하는 효과를 가지고 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 사용자가 용이하게 에너지 사용량에 대응하는 과금을 수행할 수 있도록 하는 결재 시스템 및 데이터 사용량에 대한 확인을 간편화 할 수 있도록 하는 효과를 가지고 있다.
도 1은 종래의 디지털 미터의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 디지털 미터 통신 시스템의 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 디지털 미터의 데이터 계측부의 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 수집장치의 데이터 수집부의 블록 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 디지털 미터의 통신 동작 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 수집장치의 통신 동작 흐름도이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 디지털 미터 통신 시스템의 블록 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 디지털 미터 통신 시스템은 디지털 미터(100), 데이터 수집 장치(200) 및 결제 시스템(300)을 포함한다.
디지털 미터(100)는 수도, 가스, 전기 등의 사용량을 수집하기 위하여 세대 내에 설치되는 계측기로써, 상기 수도, 가스, 전기 등의 에너지 사용량을 계측하기 위한 데이터 계측부(110)와 상기 계측된 데이터를 표시하기 위한 표시부(120)를 포함할 수 있다.
데이터 수집 장치(200)는 디지털 미터(100)로부터 무선으로 수신되는 에너지 사용량 데이터를 수신하기 위한 데이터 수집부(210)와 상기 수집된 데이터 및 상기 수집 데이터에 따른 과금 정보를 결제 시스템(300)으로부터 수신하여 출력하기 위한 표시부(220)를 포함할 수 있다.
데이터 수집 장치(200)는 이동 단말기와 같은 사용자가 지정하는 단말기 일 수 있다.
결제 시스템(300)은 상기 데이터 수집장치(200)로부터 수신되는 에너지 사용량 데이터에 대한 정보를 수신하고, 그에 대응되는 과금 정보를 산출할 수 있다. 상기 결제 시스템(300)은 상기 산출된 과금 정보를 데이터 수집장치로 전송할 수 있다.
상기와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 디지털 미터 통신 시스템은 디지털 미터와 데이터 수집장치 및 과금을 위한 결제 시스템으로 구성될 수 있다. 하기의 도 3 내지 도 4를 참조하여 상기 디지털 미터(100)와 데이터 수집장치(200)의 구성을 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 디지털 미터의 데이터 계측부의 블록 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 디지털 미터(100)의 데이터 계측부(110)는 신호검출부(111), ADC(112), 제어부(113), 발진기(114), 변조부(115), 임피던스 매칭부(116), 안테나(117) 및 복조부(118)를 포함한다.
신호검출부(111)는 전기, 가스, 수동 등의 세대 내에서 사용되는 에너지 사용량에 계측을 위한 데이터 신호를 검출할 수 있다. 신호 검출부(111)는 전압 또는 전류 형태의 아날로그 신호로 측정될 수 있다.
ADC(112)는 상기 신호검출부(111)에서 계측된 아날로그 에너지 사용량 데이터를 디지털 에너지 사용량 데이터로 변환할 수 있다.
제어부(113)는 상기 ADC(112)에서 변환된 디지털 에너지 사용량 데이터를 연산 도는 제어할 수 있다. 제어부(113)는 데이터 수집 장치(200)로부터 무선 링크를 통해 데이터 요청 명령을 감지할 수 있다. 제어부(113)는 상기 감지된 데이터 요청 명령에 따라 상기 계측되어 변환된 디지털 에너지 사용량 데이터 중 해당 데이터를 추출할 수 있다. 또한 제어부(113)는 상기 추출된 데이터를 상기 데이터 수집 장치(200)로 전송하기 까지 데이터 처리동작에 대한 제어를 수행할 수 있다.
발진기(114)는 전압신호를 발생할 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는 고주파 발진기를 이용하여 고주파 신호를 생성하고, 상기 생성된 고주파 신호와 상기 디지털 에너지 사용량 데이터를 함께 변조부(115)에서 변조할 수 있도록 한다.
변조부(115)는 상기 발진기(114)에서 생성된 고주파 신호와 상기 ADC에서 변환된 디지털 에너지 사용량 데이터를 변조할 수 있다. 변조부(115)는 상기 고주파 신호와 상기 디지털 에너지 사용량 데이터를 진폭변조(Amplitude Modulation)방식으로 변조할 수 있다. 또한 상기 진폭변조방식 외에 변조부(115)는 주파수 변조(Frequency Modulation) 또는 위상 변조(Phase Modulation)등의 다양한 변조 방식을 사용할 수 있다.
임피던스 매칭부(116)는 상기 변조부(115)에서 변조된 에너지 사용량 데이터에 대하여 안테나(117)를 통하여 데이터 수집장치(200)로 전송하기 위한 임피던스 매칭을 수행할 수 있다.
안테나(117)는 데이터 수집 장치(200)로부터 데이터 요청 신호를 수신하여 제어부(113)에 전달할 수 있다. 또한 안테나(117)는 상기 임피던스 매칭부(116)로부터 출력되는 최대 전력으로 상기 데이터 수집 장치(200)로부터 수신된 데이터 요청 신호에 대응되는 데이터를 전송할 수 있다. 안테나(117)는 루프(Loop)안테나 일 수 있으며, 무선으로 데이터 수집 장치(200)와 연결되어 자기장을 이용한 자기 유도 또는 인덕티브 커플링(Inductive Coupling)등의 방식으로 무선 신호를 송수신 할 수 있다.
복조부(118)는 상기 안테나(117)를 통하여 수신된 데이터 요청 신호에 대한 복조를 수행하고, 상기 복조된 데이터 요청 신호를 제어부(113)로 전달할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 수집장치의 데이터 수집부의 블록 구성도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 수집장치(200)의 데이터 수집부(210)는 안테나(211), 임피던스 매칭부(212), 복조부(213), 발진기(214), 제어부(215), 변조부(216) 및 표시부(220)를 포함한다.
안테나(211)는 상기 디지털 미터(100)의 데이터 계측부(110)에서 채택된 안테나(117)로 구성될 수 있다.
임피던스 매칭부(212)는 제어부(215)를 통하여 상기 디지털 미터(100)로 데이터 요청 신호를 전송하기 위한 신호에 대한 임피던스 매칭을 수행할 수 있다. 또한, 상기 디지털 미터(100)로부터 수신된 데이터 요청 신호에 대응되는 과금 정보를 결제 시스템(300)으로부터 수신하여 전송하는 경우 임피던스 매칭을 수행할 수 있다.
복조부(213)는 제어부(215)에서 요청하는 데이터 요청 신호에 대해 대응되는 에너지 사용량 데이터를 수신하면 상기 수신된 데이터를 복조할 수 잇다.
발진기(214)는 고주파 발진기 또는 저주파 발진기를 이용하여 신호를 생성하고, 상기 생성된 신호와 상기 전자 결제 시스템(300)으로부터 수신되는 과금 정보에 대한 데이터를 변조부(216)에서 변조할 수 있도록 할 수 있다.
제어부(215)는 본 발명의 실시 예에 따라 디지털 미터(100)에 계측된 데이터에 대한 요청하는 제어신호를 생성할 수 있다. 또한, 제어부(215)는 디지털 미터(100)로부터 수신되는 에너지 사용량 데이터를 확인하고, 상기 에너지 사용량 데이터에 대한 정보를 표시부(220)에서 출력하거나, 전자 결제 시스템(300)으로 전송하도록 제어할 수 있다. 또한 제어부(215)는 전자 결제 시스템(300)으로부터 수신되는 과금 정보를 표시부(220)에 출력할 수 있다.
변조부(216)는 제어부(215)의 제어 신호에 따라 에너지 사용량 데이터에 대한 계측 데이터를 요청하기 위한 제어신호를 발진기(214)에서 생성된 신호와 변조할 수 있다. 변조부(216)는 상기 디지털 미터(100)의 데이터 계측부(110)의 변조부(115)와 동일한 변조 방식을 채택할 수 있다.
표시부(220)는 디지털 미터(100)로부터 수신되는 계측된 에너지 사용량 데이터를 출력할 수 있다. 또한 표시부(220)는 상기 에너지 사용량 데이터에 대응되는 과금 정보를 결제 시스템(300)으로부터 수신하여 출력할 수 있다.
상기와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 디지털 미터 통신 시스템을 구성하는 디지털 미터(100)와 데이터 수집장치(200)의 데이터 계측부(110)와 데이터 수집부(120)는 에너지 사용량을 계측하고 무선통신을 통하여 상기 계측된 데이터를 요청 및 수집하여 사용자에게 제공할 수 있다.
하기의 도 5 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 디지털 미터의 통신 동작에 대해 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 디지털 미터의 통신 동작 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 디지털 미터(100)의 데이터 계측부(110)에서는 전기, 수도 등의 에너지 사용량에 대한 계측을 수행할 수 있다.(510단계)
상기 계측된 에너지 사용량 데이터는 ADC(112)에서 디지털 에너지 사용량 데이터로 변환할 수 있다.(520단계)
상기 변환된 디지털 에너지 사용량 데이터를 발진기(114)에서 생성된 고주파 신호와 함께 변조부(115)에서 변조할 수 있다.(530단계)
상기 변조된 에너지 사용량 데이터는 안테나(117)를 통하여 데이터 수집장치로 전송될 수 있다.(540단계) 상기 에너지 사용량 데이터는 데이터 수집장치(200)에서 요청하는 시점에 요청하는 데이터를 추출하여 전송할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 수집장치의 통신 동작 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 데이터 수집장치(200)의 데이터 수집부(210)는 디지털 미터(100)로부터 수신된 에너지 사용량 데이터를 수신하고(610단계) 상기 수신된 에너지 사용량 데이터를 복조한다.(620단계)
데이터 수집 장치(200)의 데이터 수집부(210)는 상기 복조된 데이터를 확인하고, 표시부(220)에 출력하거나.(640단계) 결제 시스템(300)으로 출력될 수 있다.(650단계)
상기 데이터 수집 장치(200)의 데이터 수집부(210)는 상기 결제 시스템(300)으로 출력된 에너지 사용량 데이터에 대응되는 과금정보를 수신할 수 있으며, 상기 수신된 과금정보를 표시부(220)에서 출력되도록 할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 디지털 미터
110 : 데이터 계측부 120 : 표시부
200 : 데이터 수집 장치
210 : 표시부 220 : 데이터 수집부
300 : 결제 시스템

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 에너지 사용량 데이터를 계측하고, 상기 계측된 데이터를 아날로그 데이터로 변환하고, 데이터 수집 장치로부터 수신된 데이터 요청 신호에 대응되는 아날로그 데이터를 디지털 데이터로 변환하여 상기 데이터 수집 장치로 안테나를 통하여 전송하는 디지털 미터;
    제2 안테나를 통하여 상기 디지털 미터에 계측된 에너지 사용량 데이터를 요청하고, 상기 요청된 에너지 사용량 데이터를 수집하고, 상기 수집된 데이터를 출력하거나, 기 설정된 목적지로 전송하는 데이터 수집장치;를 포함하고,
    상기 데이터 수집 장치는
    상기 디지털 미터에 계측된 에너지 사용량 데이터를 요청하는 신호에 대한 임피던스 매칭을 수행하는 임피던스 매칭부;
    상기 제2 안테나를 통하여 상기 요청된 에너지 사용량 데이터가 수집되면 상기 수집된 데이터를 복조하는 복조부;
    상기 디지털 미터에 계측된 에너지 사용량 데이터를 요청하는 신호를 생성하고, 상기 수집된 데이터를 표시부에 출력하거나 상기 기 설정된 결제 시스템으로 전송하도록 제어하고, 상기 결제 시스템으로부터 과금 정보를 수신하여 출력하는 제어부; 및
    상기 디지털 미터에 계측된 에너지 사용량 데이터를 요청하는 신호를 변조하는 변조부;를 포함하는
    디지털 미터 통신 시스템.
  6. 삭제
  7. 삭제
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