KR101898965B1 - 무선 통신 기반 스마트 미터 시스템 및 이를 통한 스마트 미터링 방법 - Google Patents

무선 통신 기반 스마트 미터 시스템 및 이를 통한 스마트 미터링 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 무선 통신 기반 스마트 미터 시스템 및 이를 통한 스마트 미터링 방법으로서, 전력사용량을 측정하며, 무선 접속 프로파일 정보를 저장하는 RFID 태크와 무선 인터페이스가 설치된 스마트 미터기; 및 상기 스마트 미터기의 무선 접속 프로파일 정보를 생성하여 상기 스마트 미터기의 RFID 태그에 입력하고 상기 스마트 미터기의 RFID 태그에 입력된 무선 접속 프로파일 정보를 추출하는 RFID 리더기와 무선 인터페이스가 설치된 스마트 박스를 포함하고, 상기 스마트 박스는 상기 무선 접속 프로파일 정보에 기초하여 상기 스마트 미터기와 HAN(Home Area Network)을 자가 구성하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 기반 스마트 미터 시스템과 이를 이용한 스마트 미터링 방법이며, 이와 같은 본 발명에 의하면 HAN의 구성시에 스마트 박스가 해당 스마트 미터기에 대한 무선 접속 프로파일 정보를 자동 생성하고, 생성된 무선 접속 프로파일 정보를 해당 스마트 미터기의 RFID 태그에 이를 저장하고 이를 기초로 HAN을 형성시키므로, 무선 네트워크를 구축하기 위한 준비단계부터 활성화단계까지 모든 단계를 자동화시킬 수 있다.

Description

무선 통신 기반 스마트 미터 시스템 및 이를 통한 스마트 미터링 방법 {Smart meter system based on wireless communication and smart metering method using this}
본 발명은 무선 통신 기반 스마트 미터 시스템과 이를 이용한 스마트 미터링 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무선 통신 네트워크를 구성하기 위한 무선 접속 프로파일 정보를 생성하여 이를 스마트 미터기에 부착된 RFID 태그에 입력하고 상기 무선 접속 프로파일 정보에 기초하여 스마트 박스가 스마트 미터기와 무선 네트워크를 자가 구성하는 스마트 미터 시스템과 이를 통한 스마트 미터링 방법에 대한 것이다.
스마트 그리드(Smart grid)는, '발전-송전, 배전-판매'의 단계로 이루어지던 기존의 단방향 전력망에 정보기술을 접목하여 전력 공급자와 소비자가 양방향으로 실시간 정보를 교환함으로써 에너지 효율을 최적화하는 '지능형 전력망'을 가리킨다. 발전소와 송전, 배전 시설과 전력 소비자를 정보통신망으로 연결하고 양방향으로 공유하는 정보를 통하여 전력시스템 전체가 한몸처럼 효율적으로 작동하는 것이 기본 개념이다.
이를 활용하여 전력 공급자는 전력 사용 현황을 실시간으로 파악하여 공급량을 탄력적으로 조절할 수 있고, 전력 소비자는 전력 사용 현황을 실시간으로 파악함으로써 이에 맞게 요금이 비싼 시간대를 피하여 사용 시간과 사용량을 조절할 수 있으며, 태양광 발전이나 연료전지, 전기자동차의 전기에너지 등 가정에서 생산되는 전기를 판매할 수도 있게 된다.
또한 지능형 전력망인 스마트 그리드는 자동조정 시스템으로 운영되므로 고장 요인을 사전에 감지하여 정전을 최소화하고, 기존 전력시스템과는 달리 다양한 전력 공급자와 소비자가 직접 연결되는 분산형 전원체제로 전환되면서 풍량과 일조량 등에 따라 전력 생산이 불규칙한 한계를 지닌 신재생에너지 활용도가 증대된다. 이와 같은 신재생에너지 활용도가 높아지면 화력발전소를 대체하여 온실가스와 오염물질을 줄일 수 있게 되어 환경문제를 해소하는 데도 큰 도움이 될 것으로 예측되고 있다.
이처럼 스마트 그리드는 많은 장점을 지니고 있어 세계 여러 나라에서 차세대 전력망으로 구축하기 위한 여러 사업을 추진하고 있는 실정이며, 이를 위한 스마트 그리드에 적용되는 다양한 장치들이 개발되고 있다.
특히 스마트 그리드는 전력 인프라에 지능형 능력이 추가되어 전력의 생산에서부터 소비까지의 전 과정을 보다 효율적이고 능률적으로 관리하고 제어하기 위하여, 전력 인프라에 ICT(Information & Communication Technology) 기술들의 적용이 활발히 진행되고 있는데, 스마트 그리드에 ICT 기술의 접목이 보다 긴밀하게 요구되는 영역으로는 HAN(Home Area Network)를 들 수 있다.
스마트 그리드와 HAN의 접목은 기본적으로 스마트 미터기의 건물 또는 가정 댁내에 위치한 영역을 나타내는 구간으로서 가전 기구나 에너지 관리 시스템, 전기 자동차의 충전기 그리고 다양한 분산 전력원들과의 상호 접속으로 이루어지는 구간으로서, HAN을 구성하기 위해 가장 중요한 구성이 토폴로지, 에너지 서비스를 위한 인터페이스의 특성 및 접속 프로파일이다.
종래에는 스마트 미터기가 스마트 박스에 무선 연결되어 HAN을 구성하기 위해서, 스마트 미터기의 설치시에 사용자가 수동적으로 스마트 미터기의 무선 접속 프로파일을 설정하고 이를 스마트 박스에 저장하는 방식으로서, 각 장치들의 디폴트(default)를 사용자가 일일이 설정해야하는 불편함이 있고, 사용자의 수동설치로 인한 디폴트 설정에 오류가 발생되는 문제점이 있었다.
또한 스마트 미터기와 스마트 박스가 연계되어 구동되기 위해서는 플랫폼의 설정이나 업그레이드 등이 필요할 수 있는데, 종래에는 이를 위해 사용자가 주기적으로 업그레이드 사항을 체크하고 업그레이드 데이터를 다운받아 수동으로 설치해야 되며, 새로운 어플리케이션을 설치하고 활성화시키기 위해서도 사용자가 새로운 어플리케이션을 다운받고 설치하고 스마트 미터기와 스마트 박스 간의 디폴트를 새롭게 설정해야 하는 번거로움이 있었다.
이와 같이 스마트 미터기와 스마트 박스로 HAN을 구성함에 있어서, 무선 접속 프로파일의 생성과 설정, 새로운 업그레이드와 어플리케이션의 설치와 설정 등을 수동적으로 수행하는 번거로움을 해결하고 수동 설치 및 설정에 따른 오류 발생을 방지할 필요성이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 스마트 미터기와 스마트 박스가 무선 연결되어 HAN을 구성하는데 있어서 스마트 미터기의 설치시에 사용자가 수동적으로 스마트 미터기의 무선 접속 프로파일을 설정하고 이를 스마트 박스에 저장하는 번거로움과 각 장치들의 디폴트(default)를 사용자가 일일이 설정해야하는 불편함 및 사용자의 수동설치로 인한 디폴트 설정에 오류가 발생되는 문제점을 해결하고자 한다.
또한 스마트 미터기와 스마트 박스가 연계되어 구동하는데 있어서, 사용자가 주기적으로 업그레이드 사항을 체크하고 업그레이드 데이터를 다운받아 수동으로 설치하는 번거로움과 새로운 어플리케이션을 설치하고 활성화시키기 위해서 사용자가 새로운 어플리케이션을 다운받아 설치하고, 이에 따라 스마트 미터기와 스마트 박스 간의 디폴트를 새롭게 설정해야하는 번거로움을 해결하고자 한다.
상기 기술적 과제를 달성하고자 본 발명은, 전력사용량을 측정하며, 무선 접속 프로파일 정보를 저장하는 RFID 태크와 무선 인터페이스가 설치된 스마트 미터기; 및 상기 스마트 미터기의 무선 접속 프로파일 정보를 생성하여 상기 스마트 미터기의 RFID 태그에 입력하고 상기 스마트 미터기의 RFID 태그에 입력된 무선 접속 프로파일 정보를 추출하는 RFID 리더기와 무선 인터페이스가 설치된 스마트 박스를 포함하고, 상기 스마트 박스는 상기 무선 접속 프로파일 정보에 기초하여 상기 스마트 미터기와 HAN(Home Area Network)을 자가 구성하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 기반 스마트 미터 시스템을 포함한다.
바람직하게는 상기 스마트 박스는, 상기 스마트 미터기의 무선 접속 프로파일 정보에 기초하여 스마트 미터기와 외부 장치 간의 게이트웨이 또는 라우팅 기능을 수행하는 ESI(Energy Service Interface)를 포함할 수 있다.
보다 바람직하게는 상기 스마트 박스는, 상기 스마트 미터기의 무선 접속 프로파일 정보에 포함된 제품 정보에 기초하여 상기 외부 장치로부터 상기 스마트 미터기에 대한 업데이트 데이터 또는 어플리케이션 프로파일을 전송받고, 상기 업데이트 데이터 또는 어플리케이션 프로파일을 플러그 앤 플레이(Plug and play)로 자동 설치하는 어플리케이션 설치부를 포함할 수 있다.
나아가서 상기 스마트 박스는, 상기 스마트 미터기가 측정한 전력사용량을 상기 ESI를 통해 외부의 중앙 관리 서버 또는 사용자 단말기로 제공할 수도 있다.
바람직하게는 상기 스마트 박스는, 상기 스마트 미터기에 대한 고유식별부호, SSID 및 인증키를 포함하는 상기 무선 접속 프로파일 정보를 생성하는 프로파일 정보 생성부를 포함할 수 있다.
또한 본 발명은, 스마트 박스가 스마트 미터기의 무선 접속 프로파일 정보를 생성하고 상기 스마트 미터기의 RFID 태그에 상기 무선 접속 프로파일 정보를 입력하는 단계; 상기 스마트 박스가 상기 무선 접속 프로파일 정보에 기반하여 상기 스마트 미터기와 HAN(Home Area Network)을 자가 구성하는 단계; 및 상기 스마트 미터기가 설치된 장소의 전력사용량을 측정하여 상기 스마트 박스로 측정된 전력사용량을 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 기반 스마트 미터링 방법을 포함한다.
바람직하게는 상기 무선 접속 프로파일 정보를 입력하는 단계는, 상기 스마트 박스가 상기 스마트 미터기에 대한 고유식별부호, SSID 및 인증키를 포함하는 상기 무선 접속 프로파일 정보를 생성하는 단계; 및 상기 스마트 박스의 RFID 인코딩부를 통해 상기 스마트 미터기의 RFID 태그에 상기 무선 접속 프로파일 정보를 입력하는 단계를 포함할 수 있다.
보다 바람직하게는 상기 HAN을 자가 구성하는 단계는, 상기 스마트 미터기가 상기 무선 접속 프로파일 정보에 기반하여 상기 스마트 박스에 무선 접속을 요청하는 단계; 및 상기 스마트 박스가 상기 무선 접속 프로파일 정보를 기반으로 상기 스마트 미터기에 IP를 할당하고 통신 채널을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서 상기 HAN은, 지그비(Zigbee), 와이-파이(Wi-Fi) 또는 블루투스(Bluetooth) 통신 방식을 이용하여 형성될 수 있다.
나아가서 상기 무선 접속 프로파일 정보는 상기 스마트 미터기에 대한 제품정보를 포함하며, 상기 스마트 박스가, 접속된 상기 스마트 미터기의 무선 접속 프로파일 정보에 포함된 제품정보에 기초하여 인터넷을 통해 상기 스마트 미터기에 대한 업데이트 데이터 또는 어플리케이션을 외부 서버로부터 전송받는 단계; 및 상기 스마트 박스가 상기 스마트 미터기의 무선 접속 프로파일 정보에 포함된 제품정보에 기초하여 상기 업데이트 데이터 또는 어플리케이션을 플러그 앤 플레이(Plug and play)로 설치하고 활성화시키는 단계를 더 포함할 수도 있다.
그리고 상기 스마트 박스가 외부의 중앙 관리 서버 또는 사용자 단말기로 상기 측정된 전력사용량을 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, HAN의 구성시에 스마트 박스가 해당 스마트 미터기에 대한 무선 접속 프로파일 정보를 자동 생성하고, 생성된 무선 접속 프로파일 정보를 해당 스마트 미터기의 RFID 태그에 이를 저장하고 이를 기초로 HAN을 형성시키므로, 무선 네트워크를 구축하기 위한 준비단계부터 활성화단계까지 모든 단계를 자동화시킬 수 있어, HAN을 구축하기 위한 무선 접속 프로파일의 설정 및 저장에 번거로움을 제거하며, 각 장치들의 디폴트(default)를 사용자가 일일이 설정해야하는 불편함 및 사용자의 수동설치로 인한 디폴트 설정에 오류가 발생되는 문제점을 해결할 수 있어 스마트 그리드 구축의 효율성을 높일 수 있다.
또한 본 발명에 의하면, 스마트 미터기와 스마트 박스가 연계되어 구동하는데 있어서, 사용자가 주기적으로 업그레이드 사항을 체크하고 업그레이드 데이터를 다운받아 수동으로 설치하는 번거로움과 새로운 어플리케이션을 설치하고 활성화시키기 위해서 사용자가 새로운 어플리케이션을 다운받아 설치하고, 이에 따라 스마트 미터기와 스마트 박스 간의 디폴트를 새롭게 설정해야 하는 번거로움을 해결할 수 있다.
도 1은 스마트 미터기와 스마트 박스 간의 HAN(Home Area Network)을 구성하기 위한 토폴로지의 실시예를 도시하며,
도 2는 본 발명에 따른 스마트 미터기의 실시예에 대한 구성도를 나타내며,
도 3은 본 발명에 따른 스마트 박스의 실시예에 대한 구성도를 나타내며,
도 4는 본 발명에 따른 무선 통신 기반 스마트 미터 시스템의 실시예에 대한 구성을 도시하며,
도 5는 본 발명에 따른 무선 통신 기반 스마트 미터링 방법의 실시예에 대한 흐름도를 도시하며,
도 6은 상기 도 5의 실시예에서 본 발명에 따른 무선 통신 기반 스마트 미터 시스템의 각 구성들의 동작 관계를 도시하며,
도 7은 본 발명에 따른 무선 통신 기반 스마트 미터링 방법에서 시스템을 자동 업그레이드하는 실시예의 흐름도를 도시하며,
도 8은 상기 도 7의 시스템을 업그레이드하는 실시예에서 본 발명에 따른 무선 통신 기반 스마트 미터 시스템의 각 구성들의 동작 관계를 도시한다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 설명하기 위하여 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하고 이를 참조하여 살펴본다.
먼저, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 또한 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명은 무선 통신 네트워크를 구성하기 위한 스마트 미터기의 무선 접속 프로파일 정보를 생성하여 이를 스마트 미터기에 부착된 RFID 태그에 입력하고 상기 무선 접속 프로파일 정보에 기초하여 스마트 박스가 스마트 미터기와 무선 네트워크를 자가 구성하는 스마트 미터 시스템과 이를 통한 스마트 미터링 방법에 대한 것이다.
도 1은 스마트 미터기와 스마트 박스 간의 HAN(Home Area Network)을 구성하기 위한 토폴로지의 실시예를 도시하며, HAN을 구성하는 토폴로지로는 도 1의 a)에 도시된 버스 구성(bus topology), 도 1의 b)에 도시된 트리 구성(tree topology) 및 도 1의 c)에 도시된 메쉬 구성(mesh topology) 등이 있다.
본 발명에서 HAN의 구성은, 전력 사용량을 측정하는 복수개의 스마트 미터기(smart meter)(100a, 100b, 100c)가 스마트 박스(smart box)(200a, 200b, 200c)에 연결되며, 그 형태는 도 1에 도시된 바와 같이 버스 구성, 트리 구성 및 메쉬 구성 등 다양한 형태가 될 수 있다. 그리고 각각의 스마트 미터기(100a, 100b, 100c)에서 측정된 전력 사용량 정보는 스마트 박스(200a, 200b, 200c)를 통해 HAN 외부에 위치된 사용자 단말기 또는 그리드 센터(Grid center)의 중앙 관리 서버로 전송될 수 있다.
본 발명에서는 HAN 환경을 구성하는데 있어서, 스마트 박스(200a, 200b, 200c)에 접속되는 각각의 스마트 미터기(100a, 100b, 100c)에 대하여 사용자가 수동적으로 무선 접속 프로파일을 설정하는 번거로움을 해결하고자, 스마트 박스가 각각의 스마트 미터기에 대한 무선 접속 프로파일 정보를 생성하고 이를 스마트 미터기에 설치된 RFID 태그에 저장함으로써 자동 생성된 무선 접속 프로파일 정보를 기초로 HAN 환경을 구성하게 되는데, 이하에서 이에 대한 실시예를 통해 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 스마트 미터기의 실시예에 대한 구성도를 나타내고, 도 3은 본 발명에 따른 스마트 박스의 실시예에 대한 구성도를 나타낸다.
우선 도 2의 본 발명에 따른 스마트 미터기(100)는, 설치된 소정 영역 또는 연결된 해당 전기 기기 등의 전력 사용량을 측정하는 전력 사용량 측정부(110), 스마트 박스 또는 인접한 스마트 미터기와 무선 네트워크를 구성하여 무선 통신하기 위한 무선 인터페이스(130) 및 무선 통신을 위한 무선 접속 프로파일 정보가 입력되는 RFID 태그(150)로 구성된다.
그리고 도 3의 본 발명에 따른 스마트 박스(200)는, 프로파일정보 생성부(210), ESI(230), ESI(230)에 포함된 무선 인터페이스(240), RFID 리더부(250), 데이터베이스(290), 어플리케이션 설치부(270) 등으로 구성된다.
본 발명에 따른 스마트 박스(200)에서 프로파일정보 생성부(210)는 스마트 박스(200)에 무선 접속되는 스마트 미터기(100)에 대한 무선 접속 프로파일을 자동 생성하는데, 새로운 스마트 미터기(100)를 스마트 박스(200)에 무선 접속시켜 HAN을 구성하고자 할 경우에, 새로운 스마트 미터기(100)에 대한 고유식별부호, SSID, 인증키값 등을 포함하는 무선 접속 프로파일 정보를 프로파일정보 생성부(210)가 생성하게 된다.
가령 와이-파이(Wi-Fi) 통신 방식으로 HAN을 구성하는 경우, 스마트 박스(200)의 프로파일정보 생성부(210)는 스마트 미터기(100)에 대한 와이파이 SSID, 인증키값, 고유식별부호 등을 포함하는 무선 접속 프로파일 정보를 자동으로 생성하며, 지그비(Zigbee) 통신 방식으로 HAN을 구성하는 경우, 스마트 박스(200)의 프로파일정보 생성부(210)는 스마트 미터기(100)에 대한 지그비 스팩에 맞춰서 스마트 박스와 스마트 미터기 상호간의 통신을 위한 지그비 프로파일을 생성하게 된다.
이와 같이 스마트 박스(200)의 프로파일정보 생성부(210)는 와이-파이, 지그비 뿐만 아니라 다양한 무선 통신 방식의 규약 파일에 따른 무선 통신 접속을 위한 프로파일 정보를 생성하게 된다.
나아가서 프로파일정보 생성부(210)에서 생성하는 무선 접속 프로파일 정보에는 스마트 미터기(100)의 기종, 버젼 등의 제품정보가 포함될 수 있으며, 본 발명에서는 무선 접속 프로파일 정보에 포함된 스마트 미터기의 제품정보를 기초로 스마트 미터기에 대한 업그레이드 데이터, 어플리케이션, 디폴트 등을 자동 설치 및 설정하는데, 이에 대해서는 이하에서 본 발명에 따른 무선 통신 기반 스마트 미터링 방법의 실시예를 통해 살펴보기 위해 자세한 설명은 남겨두기로 한다.
스마트 박스(200)의 ESI(230)는 에너지 서비스 인터페이스로서 본 발명에서 구성되는 HAN 환경내의 각 디바이스들을 무선 연결하며 또한 외부의 네트워크를 연결시키는 게이트웨이 또는 라우팅 기능을 수행하는 것으로서 HAN 환경에 구성된 스마트 미터기, 인접한 스마트 박스 등의 디바이스들 간의 접속을 제공하고 외부 그리드 센터의 중앙 관리 서버, 사용자 단말기 및 어플리케이션 서버 등에 연결되기 위한 인터페이스를 제공한다. 이를 위해 ESI(230)는 무선 인터페이스(240)를 포함하며, 스마트 박스(200)의 무선 인터페이스(240)는 스마트 미터기(100)의 무선 인터페이스(130)와 무선 접속한다.
스마트 박스(200)의 어플리케이션 설치부(270)는, ESI(230)를 통해 스마트 미터기(100)와 관련된 외부의 어플리케이션 서버 등에서 스마트 미터기(100)에 대한 업데이트 데이터나 어플리케이션 등을 검색하고 검색된 업데이트 데이터나 어플리케이션을 플러그 앤 플레이(Plug and Play) 기능으로 자동설치한 후 이를 활성화시킨다. 이를 위해 앞서 살펴본 바와 같이 프로파일정보 생성부(210)에서 생성된 무선 접속 프로파일 정보에는 해당 스마트 미터기에 대한 제품정보가 포함되어 있으며, 어플리케이션 설치부(270)는 무선 접속 프로파일 정보에 포함된 해당 스마트 미터기에 대한 제품정보에 기초하여 업데이트 데이터나 어플리케이션을 검색하고 설치 후 활성화시키게 된다.
그리고 스마트 박스(200)의 데이터 베이스(290)는, ESI(230)를 통해 전송되는 각각의 스마트 미터기(100)로부터의 전력사용량 정보를 저장하고, 또한 프로파일정보 생성부(210)에서 생성된 스마트 미터기(100)에 대한 무선 접속 프로파일 정보를 저장한다.
도 4는 본 발명에 따른 무선 통신 기반 스마트 미터 시스템의 실시예에 대한 구성을 도시한다.
댁내 또는 건물 내에 배치된 스마트 미터기(100)와 스마트 박스(200) 간에 HAN이 구성되는데, 이때 스마트 박스(200)가 스마트 미터기(100)의 무선 접속을 위한 무선 접속 프로파일 정보를 자동으로 생성하고 이를 스마트 미터기(100)의 RFID 태그에 입력하며, 스마트 박스(200)가 스마트 미터기(100)의 무선 접속 프로파일 정보에 기초하여 스마트 미터기(100)를 인식 및 인증하여 스마트 미터기(100)가 스마트 박스(200)에 접속되어 스마트 박스(200)에 의해 HAN이 자가 구성되게 된다.
이와 같이 구성된 HAN을 통해 스마트 미터기(100)가 계측한 전력사용량 정보는 스마트 박스(200)가 전송받으며, 스마트 박스(200)의 ESI(230)을 통해 사용자 단말기나 그리드 센터(300)의 중앙 관리 서버로 상기 전력사용량 정보를 전송할 수 있다.
또한 스마트 박스(200)는 해당 스마트 미터기(100)의 무선 접속 프로파일 정보에 포함된 제품 정보에 기초하여 업데이트 데이터나 어플리케이션을 외부의 어플리케이션 서버(400)로부터 다운받아 자동 설치 및 구동시킬 수도 있다.
나아가서 본 발명에서는 이와 같은 본 발명에 따른 무선 통신 기반 스마트 미터 시스템의 구축 방법과 이를 통한 스마트 미터링 방법을 제시하는데, 이하에서 그 실시예를 통해 자세히 살펴보기로 한다.
도 5는 본 발명에 따른 무선 통신 기반 스마트 미터링 방법의 실시예에 대한 흐름도를 도시한다.
본 발명에 따른 무선 통신 기반 스마트 미터링 방법은 개략적으로 무선 접속 준비 단계(S100), HAN 구성 단계(S200) 및 전력사용량 정보 전송 단계(S300)로 구성된다.
각 단계들을 좀 더 자세히 살펴보면, 무선 접속 준비 단계(S100)에서는 신규 가입될 스마트 미터기에 대한 무선 접속 프로파일 정보를 생성(S110)하고, 생성된 무선 접속 프로파일 정보를 스마트 미터기의 RFID 태그에 저장(S130)하게 된다.
그리고 HAN 구성 단계(S200)에서는 스마트 미터기가 스마트 박스로 무선 접속을 요청(S210)하면 스마트 박스가 무선 접속 프로파일 정보에 기초하여 스마트 미터기와 스마트 박스 간에 HAN을 자가 구성(S230)하게 된다.
이와 같이 HAN이 구성되면, HAN 환경하에서 전력사용량 정보를 전송하는 단계(S300)를 수행하는데, 스마트 미터기는 전력기기들의 전력 사용량을 측정하고 측정된 전력사용량을 스마트 박스로 전송(S310)하며, 스마트 박스는 전송된 전력사용량 정보를 자신이 저장하여 보유할 수도 있고 그리드 센터의 중앙관리서버 또는 사용자 단말기로 전송(S330)할 수도 있다.
도 6은 본 발명에 따른 무선 통신 기반 스마트 미터링 방법을 위한 본 발명에 따른 무선 통신 기반 스마트 미터 시스템의 각 구성들의 동작 관계를 도시하는데, 상기 도 6을 참조하여 각 구성들의 동작관계에 따른 무선 통신 기반 스마트 미터링 방법을 살펴보면, 우선 스마트 박스(200)의 프로파일정보 생성부(210)가 네트워크에 신규 가입될 스마트 미터기(100)에 대한 무선 접속 프로파일 정보를 생성(S110)하게 된다. 여기서 무선 접속 파일 정보는 앞서 살펴본 바와 같이 스마트 미터기(100)에 대한 고유식별부호 SSID, 인증키, 통신규약 프로파일, 제품 정보 등 형성되는 네트워크의 통신 방식이나 스마트 미터기(100)의 제품 정보에 따라 포함될 수 있는 정보는 다양하다.
무선 접속 프로파일 정보가 생성되면, 해당 스마트 미터기(100)를 스마트 박스(200)의 RFID 리더기(250)에 접촉시켜 해당 스마트 미터기(100)의 RFID 태그(150)에 상기 무선 접속 프로파일 정보를 입력(S130)하게 된다.
스마트 미터기(100)의 RFID 태그(150)에 자신의 무선 접속 프로파일 정보가 입력되면, 스마트 미터기(100)를 재부팅시켜 입력된 무선 접속 프로파일 정보로 스마트 미터기(100)를 활성화(S150)시킨다.
그리고 스마트 미터기(100)가 자신이 보유한 무선 접속 프로파일 정보에 근거하여 스마트 박스(200)로 무선 접속을 요청(S210)하면, 스마트 박스(200)는 해당 스마트 미터기의 무선 접속 프로파일 정보로 무선 접속을 요청하는 스마트 미터기(100)를 인식 및 인증(S220)하여, 스마트 박스(200)를 중심으로 스마트 미터기(100)와 HAN이 구성(S230)된다.
도 6에서는 하나의 스마트 미터기(100)만으로 도시되어 있으나, 상황에 따라서는 댁내 분산되어 설치된 복수개의 스마트 미터기가 스마트 박스로 집중되어 HAN이 구성될 수 있을 것이다.
HAN이 구성되면, 스마트 박스(200)는 접속을 요청한 스마트 미터기(100)에 IP를 할당(S250)하여, 스마트 박스(200)와 스마트 미터기(100)간에 무선 통신 채널(S260)이 형성된다.
이와 같이 스마트 박스(200)와 스마트 미터기(100) 간에 HAN 구성에 따라 무선 통신 채널이 형성되면, 스마트 미터기(100)는 전력 사용량을 측정(S270)하고, 측정된 전력 사용량 정보를 형성된 통신 채널을 통해 스마트 박스(200)로 전송한다. 여기서 도 6에서는 무선 통신 채널의 형성(S260) 후에 스마트 미터기(100)가 전력 사용량을 측정하는 것으로 도시되어 있으나, 상황에 따라서는 먼저 스마트 미터기(100)가 전력 사용량을 측정하고 이후에 측정된 전력 사용량 정보를 전송하기 위해 통신 채널을 형성시킬 수도 있을 것이며, 또한 스마트 미터기(100)가 측정된 전력 사용량 정보를 보유하고 주기적으로 보유된 전력 사용량 정보를 전송할 수도 있을 것이다.
스마트 박스(200)는 에너지 서비스 인터페이스 ESI(230)를 포함하며, ESI(230)를 통해 스마트 박스(100)와 무선 연결될뿐만 아니라 HAN 외부의 네트워크와도 연결될 수 있으며, 여기서 HAN 외부의 네트워크는 무선 또는 유선 방식 등 다양한 방식이 도입될 수 있을 것이다.
스마트 박스(200)는 스마트 미터기(100)가 전송한 전력사용량 정보를 저장하고 이를 필요로하는 외부 장치에 제공하기 위해 그 형식에 맞춰 가공(S320)하여 전송할 수 있으며, 도 6에 도시된 바와 같이 외부 그리드 센터의 중앙관리서버(300)로 스마트 박스(200)가 전력사용량 정보를 전송(S330)할 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 무선 통신 기반 스마트 미터 시스템과 이를 통한 스마트 미터링 방법에서는 HAN의 구성시에 스마트 박스가 해당 스마트 미터기에 대한 무선 접속 프로파일 정보를 자동 생성하고, 생성된 무선 접속 프로파일 정보를 해당 스마트 미터기의 RFID 태그에 이를 저장하고 이를 기초로 HAN을 형성시키므로, 무선 네트워크를 구축하기 위한 준비단계부터 활성화단계까지 모든 단계를 자동화시킬 수 있어, HAN을 구축하기 위한 무선 접속 프로파일의 설정 및 저장에 번거로움을 제거하며, 각 장치들의 디폴트(default)를 사용자가 일일이 설정해야하는 불편함 및 사용자의 수동설치로 인한 디폴트 설정에 오류가 발생되는 문제점을 해결할 수 있어 스마트 그리드 구축의 효율성을 높일 수 있다.
한걸음 더 나아가서, 본 발명에서는 무선 통신 기반 스마트 미터 시스템을 자동 업그레이드 시킬 수 있는데, 도 7은 본 발명에 따른 무선 통신 기반 스마트 미터링 방법에서 시스템을 업그레이드하는 실시예의 흐름도를 도시한다.
상기 도 6에 흐름도에 따라 HAN 구성 단계(S200)가 완료되면, 스마트 미터 시스템에 대한 업그레이드 단계(S400)를 수행할 수 있는데, 스마트 박스(200)는 무선 접속 프로파일 정보에 기초하여 해당 스마트 미터기(100)에 대한 업데이트 데이터 또는 어플리케이션 등을 외부 장치에서 검색(S410)하고 새로운 업데이트 데이터나 어플리케이션 등이 존재하는 경우에 이를 다운로드(S430) 받는다.
상기 업데이트 데이터나 어플리케이션 등이 다운로드가 완료되면, 플러그 앤 플레이 기능으로 상기 업데이트 데이터나 어플리케이션 등을 설치(S450)하고 설치된 업데이트 데이터 또는 어플리케이션을 활성화(S470)시키거나 구동시키게 된다.
도 8은 상기 도 7의 시스템을 업그레이드하는 실시예에서 본 발명에 따른 무선 통신 기반 스마트 미터 시스템의 각 구성들의 동작 관계를 도시한다.
도 8에서 보는 바와 같이 상기 도 6에서 HAN 구성 단계(S200)를 거쳐 스마트 박스(200)를 중심으로 스마트 미터기(100) 간에 무선 네트워크가 형성되면, 스마트 박스(200)의 어플리케이션 설치부(270)는 주기적 또는 필요시에 해당 스마트 미터기(100)의 무선 접속 프로파일 정보에 포함된 제품 정보에 기초하여 스마트 미터기(100)에 대한 업데이트 데이터 또는 어플리케이션을 ESI(230)을 통해 외부 장치에서 검색(S410)하는데, 가령 무선 접속 프로파일 정보에는 해당 스마트 미터기(100)의 제품 기종, 드라이브나 업데이트 데이터 등을 다운받을 수 있는 웹싸이트 주소, 제품 버전 등의 다양한 제품 정보가 포함되며, 어플리케이션 설치부(270)는 해당 스마트 미터기(100)에 대하여 보유하고 있는 무선 접속 프로파일 정보에 포함된 제품 정보에 기초하여 새로운 업데이트 데이터 또는 어플리케이션 등을 외부 어플리케이션 서버(400)에서 검색하게 된다. 여기서 ESI(230)는 인터넷 망이나 WAN망 등 외부 네트워크와 연결되어 어플리케이션 서버(400)에 접속할 수 있다.
검색된 업데이트 데이터 또는 어플리케이션 등이 존재하는 경우에 스마트 박스(200)의 어플리케이션 설치부(270)는 이를 어플리케이션 서버(400)로부터 다운로드(S430)받고 무선 접속 프로파일 정보에 기초하여 설치(S450)하고 디폴트 값 등을 설정하게 된다.
업데이트 데이터나 어플리케이션 설치가 완료되면, 이를 구동 및 활성화(S470)시켜 스마트 미터기(100)와 스마트 박스(200) 간에 업그레이드가 완료되게 된다.
이와 같이 본 발명에 따른 무선 통신 기반 스마트 미터 시스템과 이를 통한 스마트 미터링 방법을 통해 스마트 미터기와 스마트 박스가 연계되어 구동하는데 있어서, 사용자가 주기적으로 업그레이드 사항을 체크하고 업그레이드 데이터를 다운받아 수동으로 설치하는 번거로움과 새로운 어플리케이션을 설치하고 활성화시키기 위해서 사용자가 새로운 어플리케이션을 다운받아 설치하고, 이에 따라 스마트 미터기와 스마트 박스 간의 디폴트를 새롭게 설정해야 하는 번거로움을 해결할 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 기재된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상이 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의해서 해석되어야하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100, 100a, 100b, 100c : 스마트 미터기,
110 : 전력사용량 측정부, 130 : 무선 인터페이스,
150 : RFID 태그,
200, 200a, 200b, 200c : 스마트 박스,
210 : 프로파일 정보 생성부, 230 : ESI,
240 : 무선 인터페이스, 250 : RFID 인코딩부,
270 : 어플리케이션 설치부, 290 : 데이터 베이스.

Claims (11)

  1. 전력사용량을 측정하며, 무선 접속 프로파일 정보를 저장하는 RFID 태그와 무선 인터페이스가 설치된 스마트 미터기; 및
    상기 스마트 미터기의 무선 접속 프로파일 정보를 생성하여 상기 스마트 미터기의 RFID 태그에 입력하고 상기 스마트 미터기의 RFID 태그에 입력된 무선 접속 프로파일 정보를 추출하는 RFID 리더기와 상기 스마트 미터기의 무선 접속 프로파일 정보에 기초하여 스마트 미터기와 외부 장치 간의 게이트웨이 또는 라우팅 기능을 수행하는 ESI(Energy Service Interface)를 포함하는 무선 인터페이스가 설치된 스마트 박스를 포함하고,
    상기 스마트 박스는 상기 무선 접속 프로파일 정보에 기초하여 상기 스마트 미터기와 HAN(Home Area Network)을 자가 구성하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 기반 스마트 미터 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 스마트 박스는,
    상기 스마트 미터기의 무선 접속 프로파일 정보에 포함된 제품 정보에 기초하여 상기 외부 장치로부터 상기 스마트 미터기에 대한 업데이트 데이터 또는 어플리케이션 프로파일을 전송받고, 상기 업데이트 데이터 또는 어플리케이션 프로파일을 플러그 앤 플레이(Plug and play)로 자동 설치하는 어플리케이션 설치부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 기반 스마트 미터 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 스마트 박스는,
    상기 스마트 미터기가 측정한 전력사용량을 상기 ESI를 통해 외부의 중앙 관리 서버 또는 사용자 단말기로 제공하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 기반 스마트 미터 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 스마트 박스는,
    상기 스마트 미터기에 대한 고유식별부호, SSID 및 인증키를 포함하는 상기 무선 접속 프로파일 정보를 생성하는 프로파일 정보 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 기반 스마트 미터 시스템.
  6. 스마트 박스가 스마트 미터기의 무선 접속 프로파일 정보를 생성하고 상기 스마트 미터기의 RFID 태그에 상기 무선 접속 프로파일 정보를 입력하는 단계;
    상기 스마트 박스가 상기 무선 접속 프로파일 정보에 기반하여 상기 스마트 미터기와 HAN(Home Area Network)을 자가 구성하는 단계; 및
    상기 스마트 미터기가 설치된 장소의 전력사용량을 측정하여 상기 스마트 박스로 측정된 전력사용량을 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 기반 스마트 미터링 방법으로,
    상기 스마트 박스는 상기 스마트 미터기의 무선 접속 프로파일 정보에 기초하여 스마트 미터기와 외부 장치 간의 게이트웨이 또는 라우팅 기능을 수행하는 ESI(Energy Service Interface)를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 기반 스마트 미터링 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 무선 접속 프로파일 정보를 입력하는 단계는,
    상기 스마트 박스가 상기 스마트 미터기에 대한 고유식별부호, SSID 및 인증키를 포함하는 상기 무선 접속 프로파일 정보를 생성하는 단계; 및
    상기 스마트 박스의 RFID 인코딩부를 통해 상기 스마트 미터기의 RFID 태그에 상기 무선 접속 프로파일 정보를 입력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 기반 스마트 미터링 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 HAN을 자가 구성하는 단계는,
    상기 스마트 미터기가 상기 무선 접속 프로파일 정보에 기반하여 상기 스마트 박스에 무선 접속을 요청하는 단계; 및
    상기 스마트 박스가 상기 무선 접속 프로파일 정보를 기반으로 상기 스마트 미터기에 IP를 할당하고 통신 채널을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 기반 스마트 미터링 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 HAN은, 지그비(Zigbee), 와이-파이(Wi-Fi) 또는 블루투스(Bluetooth)를 이용하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 기반 스마트 미터링 방법.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 무선 접속 프로파일 정보는 상기 스마트 미터기에 대한 제품정보를 포함하며,
    상기 스마트 박스가, 접속된 상기 스마트 미터기의 무선 접속 프로파일 정보에 포함된 제품정보에 기초하여 인터넷을 통해 상기 스마트 미터기에 대한 업데이트 데이터 또는 어플리케이션을 외부 서버로부터 전송받는 단계; 및
    상기 스마트 박스가 상기 스마트 미터기의 무선 접속 프로파일 정보에 포함된 제품정보에 기초하여 상기 업데이트 데이터 또는 어플리케이션을 플러그 앤 플레이(Plug and play)로 설치하고 활성화시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 기반 스마트 미터링 방법.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 스마트 박스가 외부의 중앙 관리 서버 또는 사용자 단말기로 상기 측정된 전력사용량을 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 기반 스마트 미터링 방법.
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