KR101908996B1 - 저전력 블루투스 통신을 이용한 펌웨어 업그레이드 방법, 이를 이용한 수도 스마트 미터링 시스템 및 그 방법 - Google Patents

저전력 블루투스 통신을 이용한 펌웨어 업그레이드 방법, 이를 이용한 수도 스마트 미터링 시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 저전력 블루투스 통신을 이용한 펌웨어 업그레이드 방법, 이를 이용한 수도 스마트 미터링 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 저전력 블루투스 통신을 통해 펌웨어를 업그레이드시켜 공용망인 로라 통신망을 자가망으로 전환시킬 수 있고, 이 방식을 수도 미터링 시스템에 적용함으로써, 수도 계량기 관련 펌웨어 또한 업그레이드시킬 수 있어 수도 검침의 신뢰성, 편의성 및 경제성을 확보할 수 있는 저전력 블루투스 통신을 이용한 펌웨어 업그레이드 방법, 이를 이용한 수도 스마트 미터링 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은, 펌웨어 업그레이드 방법과, 수용가에 설치되는 수도 계량기; 상기 수도 계량기와 디지털 연결되어 있는 사물인터넷(IoT) 단말; 상기 사물인터넷 단말과 로라 통신망(LoRaWAN)을 통해 연결되고, 상기 사물인터넷 단말로부터 송출되는 상기 수도 계량기의 수도 사용량에 대한 검침 데이터를 수집하는 중계기; 상기 중계기와 인터넷 통신망을 통해 연결되고, 상기 사물인터넷 단말로부터 상기 중계기를 경유하여 전송되는 상기 검침 데이터를 수신하는 사물인터넷 플랫폼; 가상사설망(VPN)을 통해 상기 사물인터넷 플랫폼에 접속되고, 상기 사물인터넷 플랫폼에 수신되어 있는 상기 검침 데이터를 추출 및 저장하는 관제 서버; 상기 관제 서버와 연결되고, 상기 관제 서버로부터 상기 검침 데이터를 수신 받아 상기 수도 계량기의 수도 요금을 산출하는 요금 관리 서버; 및 상기 관제 서버와 연결되고, 상기 관제 서버로부터 상기 사물인터넷 단말에 대한 신규 펌웨어 데이터를 수신하며, 수신된 상기 신규 펌웨어 데이터를 저전력 블루투스(BLE) 통신을 통해 상기 사물인터넷 단말에 전송하여, 기존 펌웨어의 업그레이드를 가능하게 하는 상기 수용가 측의 고객 단말을 포함하는 수도 스마트 미터링 시스템 및 그 방법을 제공한다.

Description

저전력 블루투스 통신을 이용한 펌웨어 업그레이드 방법, 이를 이용한 수도 스마트 미터링 시스템 및 그 방법{METHOD FOR FIRMWARE UPGRADE USING BLUETOOTH LOW ENERGY COMMUNICATION, WATERWORKS SMART METERING SYSTEM USING THE SAME AND METHOD THEREOF}
본 발명은 저전력 블루투스 통신을 이용한 펌웨어 업그레이드 방법, 이를 이용한 수도 스마트 미터링 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 저전력 블루투스 통신을 통해 펌웨어를 업그레이드시켜 공용망인 로라 통신망을 자가망으로 전환시킬 수 있고, 이 방식을 수도 미터링 시스템에 적용함으로써, 수도 계량기 관련 펌웨어 또한 업그레이드시킬 수 있어 수도 검침의 신뢰성, 편의성 및 경제성을 확보할 수 있는 저전력 블루투스 통신을 이용한 펌웨어 업그레이드 방법, 이를 이용한 수도 스마트 미터링 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 각 가정이나 건물 등에는 수도 사용량을 계측하는 수도 계량기가 설치되어 있다. 이러한 수도 계량기는 지면에 매설되어 있는 수도관의 관로에 설치된다. 이때, 수도 계량기의 보호 및 용이한 검침을 위해, 덮개를 구비한 계량기 보호함이 지면에 매설되고, 수도 계량기는 이러한 계량기 보호함 내부에 위치되도록 설치된다. 이에 따라, 수도의 사용량을 검침하는 검침원은 덮개를 열고 계량기 보호함의 내부에 설치되어 있는 수도 계량기의 눈금을 확인함으로써 수도 계량기 검침을 수행하게 된다.
여기서, 수도 계량기가 옥외에 설치되어 있는 경우에는 수용가에 사람이 있을 때나 없을 때나 관계없이 검침원이 수도 계량기를 검침하는데 별다른 문제가 발생되지 않는다. 그러나 통상적으로 수도 계량기는 수용가의 옥내에 설치되어 있는 경우가 대부분이다. 그러므로 수용가에 사람이 없는 경우에는 수도 계량기를 검침하는 것이 불가능하다. 이 때문에, 수도 계량기를 검침하기 위해서는 검침원이 검침 대상 수용가를 여러 번 재방문해야 하는 경우가 많아, 검침하는데 많은 시간이 소요된다. 또한, 검침 대상 수용가가 많은 경우, 이에 비례하여 많은 검침원이 필요하므로, 검침 비용 또한 많이 소요된다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 종래에는 수도 계량기에 카메라를 설치하고 옥외에서 검침원이 수도 사용량을 검침할 수 있도록 하는 수도 계량기 자동 검침 시스템이 제안되었다. 그러나 이러한 검침 시스템은 카메라의 유지, 관리가 어려운 문제가 있고, 모든 수용가에 검침원이 방문하는 것에는 변함이 없으므로, 검침 시간이나 인건비, 유지 보수비 등의 측면을 고려할 때, 그 실효성이 그리 크지 않은 실정이다.
대한민국 등록특허공보 제10-0829350호(2008.05.06.)
본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 저전력 블루투스 통신을 통해 펌웨어를 업그레이드시켜 공용망인 로라 통신망을 자가망으로 전환시킬 수 있고, 이 방식을 수도 미터링 시스템에 적용함으로써, 수도 계량기 관련 펌웨어 또한 업그레이드시킬 수 있어 수도 검침의 신뢰성, 편의성 및 경제성을 확보할 수 있는 저전력 블루투스 통신을 이용한 펌웨어 업그레이드 방법, 이를 이용한 수도 스마트 미터링 시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.
이를 위해, 본 발명은, 수용가에 설치되는 수도 계량기; 상기 수도 계량기와 디지털 연결되어 있는 사물인터넷(IoT) 단말; 상기 사물인터넷 단말과 로라 통신망(LoRaWAN)을 통해 연결되고, 상기 사물인터넷 단말로부터 송출되는 상기 수도 계량기의 수도 사용량에 대한 검침 데이터를 수집하는 중계기; 상기 중계기와 인터넷 통신망을 통해 연결되고, 상기 사물인터넷 단말로부터 상기 중계기를 경유하여 전송되는 상기 검침 데이터를 수신하는 사물인터넷 플랫폼; 가상사설망(VPN)을 통해 상기 사물인터넷 플랫폼에 접속되고, 상기 사물인터넷 플랫폼에 수신되어 있는 상기 검침 데이터를 추출 및 저장하는 관제 서버; 상기 관제 서버와 연결되고, 상기 관제 서버로부터 상기 검침 데이터를 수신 받아 상기 수도 계량기의 수도 요금을 산출하는 요금 관리 서버; 및 상기 관제 서버와 연결되고, 상기 관제 서버로부터 상기 사물인터넷 단말에 대한 신규 펌웨어 데이터를 수신하며, 수신된 상기 신규 펌웨어 데이터를 저전력 블루투스(BLE) 통신을 통해 상기 사물인터넷 단말에 전송하여, 기존 펌웨어의 업그레이드를 가능하게 하는 상기 수용가 측의 고객 단말을 포함하는 수도 스마트 미터링 시스템을 제공한다.
여기서, 상기 사물인터넷 단말은, 상기 고객 단말과 저전력 블루투스 통신하여 상기 고객 단말로부터 상기 신규 펌웨어 데이터를 수신하는 저전력 블루투스 모듈, 상기 저전력 블루투스 모듈로부터 전송되는 상기 신규 펌웨어 데이터를 수신하는 로라 통신 모듈, 및 상기 저전력 블루투스 모듈 및 상기 로라 통신 모듈과 연결되고 상기 저전력 블루투스 모듈에 수신된 상기 신규 펌웨어 데이터를 상기 로라 통신 모듈로 전송시키는 로라 통신 컨트롤러를 포함할 수 있다.
이때, 상기 신규 펌웨어 데이터는 공용망인 상기 로라 통신망을 자가망으로 전환시키는 펌웨어를 포함하고, 상기 로라 통신 컨트롤러는 상기 로라 통신 모듈에 저장되어 있는 상기 기존 펌웨어를 상기 신규 펌웨어 데이터로 업그레이드시킬 수 있다.
그리고 상기 신규 펌웨어 데이터는 상기 수도 계량기 관련 기존 펌웨어를 최신 버전으로 업그레이드 시키는 펌웨어를 포함하고, 상기 로라 통신 컨트롤러는 저장되어 있는 상기 수도 계량기 관련 기존 펌웨어를 상기 신규 펌웨어 데이터로 업그레이드시킬 수 있다.
또한, 상기 관제 서버는, 상기 사물인터넷 플랫폼으로부터 상기 검침 데이터를 추출하는 데이터 추출부, 상기 데이터 추출부에 의해 추출되고 상기 가상사설망에 의해 암호화되어 전송된 상기 검침 데이터를 복호화하는 데이터 변환부, 복호화된 상기 검침 데이터를 저장하는 데이터 저장부, 및 상기 데이터 저장부에 저장되어 있는 상기 검침 데이터를 상기 요금 관리 서버로 전송하는 데이터 전송부를 포함할 수 있다.
이때, 상기 관제 서버는 상기 데이터 저장부에 저장되어 있는 상기 검침 데이터를 상기 고객 단말에 주기적으로 표시하는 제1 표시부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 관제 서버는, 상기 요금 관리 서버로부터 상기 수도 요금에 대한 데이터를 전송받는 데이터 수신부, 상기 데이터 수신부에 수신된 상기 수도 요금에 대한 전자고지서를 생성하는 전자고지서 생성부, 및 상기 전자고지서에서 생성된 상기 전자고지서를 상기 고객 단말에 표시하는 제2 표시부를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 전자고지서 생성부는 상기 전자고지서 생성 시, 웹 결제 서비스 이용을 위한 웹 주소를 상기 전자고지서에 링크시키거나 모바일 결제 서비스 이용을 위한 모바일 결제 앱을 상기 전자고지서와 연동시킬 수 있다.
그리고 상기 관제 서버는, 상기 신규 펌웨어 데이터를 저장하는 펌웨어 저장부, 및 상기 신규 펌웨어 데이터에 대한 다운로드 메시지를 상기 고객 단말에 표시하는 제3 표시부를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 고객 단말은 상기 제3 표시부에 의해 표시되는 상기 신규 펌웨어 데이터에 대한 다운로드 메시지를 수신하고, 상기 펌웨어 저장부에 접속하여 상기 신규 펌웨어 데이터를 다운로드 할 수 있다.
또한, 상기 관제 서버는 상기 사물인터넷 플랫폼을 통해 상기 사물인터넷 단말에 상기 수도 계량기에 대한 검침을 지시할 수 있다.
그리고 상기 수도 계량기와 상기 사물인터넷 단말은 하나의 사물인터넷 기기세트로 상기 수용가에 설치되고, 다수의 수용가에는 상기 사물인터넷 기기세트가 각각 설치되며, 상기 관제 서버는 상기 사물인터넷 플랫폼에 수신되어 있는 각각의 사물인터넷 기기세트에 대한 상기 검침 데이터 및 각각의 사물인터넷 기기세트에 부여된 고유아이디값을 추출 및 저장할 수 있다.
이때, 상기 요금 관리 서버는, 상기 관제 서버로부터 전송되는 각각의 사물인터넷 기기세트에 대한 상기 검침 데이터 및 각각의 사물인터넷 기기세트에 부여된 상기 고유아이디값을 수신하는 수신부, 이전까지의 검침에서 전송 받은 상기 각각의 사물인터넷 기기세트에 대한 누적 검침 데이터 및 고유아이디값을 저장하고 있는 제1 데이터베이스, 상기 수신부에 수신된 상기 고유아이디값과 상기 제1 데이터베이스에 기저장되어 있는 고유아이디값을 비교 판단하고 고유아이디값이 일치하는 기저장되어 있는 누적 검침 데이터와 상기 수신부에 수신된 상기 검침 데이터의 변화율에 근거하여 해당 사물인터넷 기기세트에 대한 수도 계량기의 수도 요금을 산출하는 요금 산출부, 및 상기 요금 산출부에서 산출한 상기 수도 요금에 대한 데이터를 저장하는 제2 데이터베이스를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명은, 관제 서버가, 수용가에 설치되어 있는 수도 계량기와 디지털 연결되어 있는 사물인터넷 단말로부터 로라 통신망을 통해 연결되어 있는 중계기를 경유하여 사물인터넷 플랫폼에 수신되어 있는 상기 수도 계량기의 사용량에 대한 검침 데이터를 추출하는 단계; 상기 관제 서버가, 추출된 후 암호화되어 전송되는 상기 검침 데이터를 복호화한 후 저장하는 단계; 상기 관제 서버가, 저장된 상기 검침 데이터를 요금 관리 서버로 전송하는 단계; 및 상기 요금 관리 서버가, 상기 관제 서버로부터 수신 받은 검침 데이터를 바탕으로 상기 수도 계량기의 수도 요금을 산출하는 단계를 포함하고, 상기 사물인터넷 단말의 펌웨어 업그레이드 필요 시, 상기 수용가 측의 고객 단말이, 상기 관제 서버로부터 수신한 상기 사물인터넷 단말에 대한 신규 펌웨어 데이터를 저전력 블루투스 통신을 통해 상기 사물인터넷 단말에 전송하는 단계; 및 상기 사물인터넷 단말이, 기존 펌웨어를 상기 고객 단말로부터 수신한 상기 신규 펌웨어 데이터로 업그레이드하는 단계를 포함하는 수도 스마트 미터링 방법을 제공한다.
여기서, 상기 관제 서버가, 저장되어 있는 상기 검침 데이터를 수용가 측의 고객 단말에 주기적으로 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 관제 서버가, 상기 요금 관리 서버로부터 상기 수도 요금을 전송 받고 상기 수도 요금에 대한 전자고지서를 생성하며 생성된 상기 전자고지서를 상기 고객 단말에 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 관제 서버는 상기 전자고지서 생성 시, 웹 결제 서비스 이용을 위한 웹 주소를 상기 전자고지서에 링크시키거나 모바일 결제 서비스 이용을 위한 모바일 결제 앱을 상기 전자고지서와 연동시킬 수 있다.
그리고 상기 관제 서버가, 상기 사물인터넷 플랫폼을 통해 상기 사물인터넷 단말에게 상기 수도 계량기에 대한 검침을 지시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 관제 서버는 수용가 측의 고객 단말에 상기 수도 계량기에 대한 검침 일정을 표시할 수 있다.
또한, 상기 관제 서버가, 저장되어 있는 상기 신규 펌웨어 데이터에 대한 다운로드 메시지를 상기 고객 단말에 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 고객 단말이, 상기 관제 서버로부터 상기 다운로드 메시지를 수신한 다음 상기 관제 서버에 접속하여 상기 신규 펌웨어 데이터를 다운로드 하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 저전력 블루투스 통신을 통해 고객 단말로부터 사물인터넷 단말로 펌웨어 데이터를 전송함으로써, 적은 전류로 무선 데이터 통신을 구현할 수 있고, 그 결과, 특정 엔지니어나 기계전자장비 설치 인원의 도움 없이 사용가 측에서 고객 단말, 예컨대, 스마트폰 어플 클릭과 같은 단순 행동으로 수용가 측에 설치되어 있는 수도 계량기와 디지털 연결되어 있는 사물인터넷 단말에 설치되어 있는 펌웨어를 쉽게 업그레이드 할 수 있다. 이는 난검침 지역에 매우 유용하게 적용할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 저전력 블루투스 통신을 통해 고객 단말로부터 사물인터넷 단말로, 수도 계량기 관련 펌웨어를 업그레이드시키는 펌웨어 데이터를 전송함으로써, 수도 계량기 관련 펌웨어를 항상 최신 버전으로 유지할 수 있을 뿐만 아니라 경제성을 확보할 수 있으며, 공용망인 로라 통신망을 자가망으로 전환시키는 펌웨어 데이터를 전송함으로써, 기존 통신 사업자의 공용망 사용으로 인해 발생되던 막대한 통신 비용을 절감할 수 있다.
본 발명에 따르면, 관제 서버가, 로라(LoRa; Long Range) 통신망 및 인터넷 통신망을 이용하여 수도 계량기와 디지털 연결되어 있는 사물인터넷(IoT; Internet of Things) 단말과 양방향 통신함으로써, 수도의 누수율 및 수도 계량기의 불감율을 개선할 수 있고, 궁극적으로 수도 검침의 신뢰성, 편의성 및 경제성을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 관제 서버가, 이와 연결되어 있는 수용가 측의 고객 단말, 예컨대, 스마트폰이나 PC로 수도 계량기에 대한 검침 정보를 주기적으로 제공해 줌으로써, 고객 만족을 실현할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 관제 서버가, 이와 연결되어 있는 수용가 측의 고객 단말로 수도의 사용량에 대한 전자고지서를 자동 발송하고 이때 전자고지서에 요금 결제를 위한 웹 주소를 링크시키거나 모바일 결제를 위한 모바일 결제 앱을 연동시키는 것과 같은 전자 결제 서비스를 연계시켜 줌으로써, 관리자 측과 수용가 측 모두의 편의성을 증진시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 수도 스마트 미터링 시스템을 나타난 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 수도 스마트 미터링 시스템을 나타낸 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 수도 스마트 미터링 시스템의 사물인터넷 단말을 나타낸 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 수도 스마트 미터링 시스템의 관제 서버를 나타낸 블럭도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 수도 스마트 미터링 시스템의 요금 관리 서버를 나타낸 블럭도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 수도 스마트 미터링 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 수도 스마트 미터링 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 수도 스마트 미터링 방법에서, 요금 관리 서버의 요금 산출 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 수도 스마트 미터링 방법에서, 펌웨어 업그레이드 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 통신망 전환 방법을 나타낸 흐름도이다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 저전력 블루투스 통신을 이용한 펌웨어 업그레이드 방법, 이를 이용한 수도 스마트 미터링 시스템 및 그 방법에 대해 상세히 설명한다.
아울러, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
먼저, 도 11에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 펌웨어 업그레이드 방법은 저전력 블루투스 통신을 이용하여 펌웨어를 업그레이드시키는 방법이다. 이러한 펌웨어 업그레이드 방법은, 메시지 표시단계(S1), 펌웨어 다운로드 단계(S2), BLE 통신 활성화 단계(S3), 펌웨어 전송단계(S4) 및 펌웨어 업그레이드 단계(S5)를 포함한다.
먼저, 메시지 표시단계(S1)에서는 관제 서버가, 신규 펌웨어 데이터에 대한 다운로드 메시지를 고객 단말에 표시한다.
그 다음, 펌웨어 다운로드 단계(S2)에서는 스마트 폰과 같은 고객 단말이, 관제 서버로부터 다운로드 메시지를 수신한다. 계속해서, 고객 단말이, 관제 서버에 접속하여 신규 펌웨어 데이터를 다운로드 한다.
그 다음, BLE 통신 활성화 단계(S3)에서는 고객 단말이, 사물인터넷 단말에 다운로드 한 신규 펌웨어 데이터를 전달하기 위해, 사물인터넷 단말과의 저전력 블루투스 통신을 활성화한다. 사물인터넷 단말은 고정형 전자기기와 디지털 연결되어 있고, 로라 통신망을 포함하는 공용 네트워크를 통해 관제 서버와 연결되어 있다. 이때, 고정형 전자기기는 수도 계량기, 전기 계량기 및 가스 계량기를 포함할 수 있다.
그 다음, 펌웨어 전송단계(S4)에서는 고객 단말이, 관제 서버로부터 다운로드 한 신규 펌웨어 데이터를 활성화된 저전력 블루투스 통신을 통해 사물인터넷 단말에 전송한다.
마지막으로, 펌웨어 업그레이드 단계(S5)에서는 사물인터넷 단말이, 기존 펌웨어를 고객 단말로부터 수신한 신규 펌웨어 데이터로 업그레이드 시킨다. 본 발명의 실시 예에서, 고객 단말이, 관제 서버에 접속하여 다운로드 한 신규 펌웨어 데이터는 로라 통신망을 자가망으로 전환시키는 펌웨어를 포함할 수 있다. 이를 통해, 공용망인 로라 통신망은 자가망으로 손쉽게 변환된다.
또한, 본 발명의 실시 예에서, 고객 단말이, 관제 서버에 접속하여 다운로드 한 신규 펌웨어 데이터는 고정형 전자기기 관련 기존 펌웨어를 최신 버전으로 업그레이드시키는 펌웨어를 포함할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따르면, 펌웨어 데이터 전송방식으로 저전력 블루투스 통신을 이용함으로써, 적은 전류로 무선 데이터 통신을 구현할 수 있고, 그 결과, 특정 엔지니어나 기계전자장비 설치 인원의 도움 없이 고객 단말, 예컨대, 스마트 폰의 어플을 터치 혹은 클릭하는 단순한 동작을 통해 사물인터넷 단말에 설치되어 있는 펌웨어를 쉽게 업그레이드 할 수 있는데, 이는 난검침 지역에 매우 유용하게 적용할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 공용망인 로라 통신망을 자가망으로 쉽게 전환시킬 수 있어, 기존 통신 사업자의 공용망 사용으로 인해 발생되던 막대한 통신 비용을 절감할 수 있게 됨과 아울러, 고정형 전자기기, 예컨대, 수도 계량기 관련 펌웨어를 항상 최신 버전으로 유지할 수 있고, 경제성 또한 확보할 수 있게 된다.
하기에서는 일례로, 사물인터넷 단말에 연결된 전자기기가 수도 계량기인 경우, 본 발명의 실시 예에 따른 통신망 전환 방법을 이용한 수도 스마트 미터링 시스템 및 그 방법에 대해 도 1 내지 도 10을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 수도 스마트 미터링 시스템(100)은 수용가에 설치되어 있는 수도 계량기(110)를 원격으로 검침하고, 검침 정보, 예컨대, 수도 계량기(110)의 수도 사용량이나 검침 일정에 관한 정보나 수도 사용량에 따른 수도 요금을 수용가 측의 고객에게 자동으로 제공하는 시스템이다.
이러한 본 발명의 제1 실시 예에 따른 수도 스마트 미터링 시스템(100)은 수도 계량기(110), 사물인터넷(IoT; Internet of Things) 단말(120), 중계기(130), 사물인터넷 플랫폼(140), 관제 서버(150), 요금 관리 서버(160) 및 고객 단말(170)을 포함하여 형성된다.
수도 계량기(110)는 가정집이나 건물 등과 같은 수용가에 설치된다. 이때, 수도 계량기(110)는 사물인터넷 단말(120)과의 연결을 위해 디지털 수도 계량기로 구비되는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 수도 스마트 미터링 시스템(100)은 로라 통신망(LoRaWAN; Long Range Wide Area Network)(10)을 통해 사물인터넷 단말(120)과 통신하며 이와 연결되어 있는 수도 계량기(110)를 원격으로 검침한다. 그 결과, 수도 계량기(110)가 수용가의 옥내에 설치되어 있더라도 수도 계량기(110)를 원격으로 검침할 수 있고, 또한, 수용가 측에 사람이 없더라도 수도 계량기(110)를 원격으로 검침할 수 있다. 즉, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 수도 스마트 미터링 시스템(100)은 수도 계량기(110)의 설치 위치에 상관 없이 그리고 시간에 구애 받지 않고 수도 계량기(110)를 실시간으로 검침할 수 있다.
사물인터넷 단말(120)은 수도 계량기(110)와 디지털 연결되어 있다. 이때, 사물인터넷 단말(120)은 수도 계량기(110)와 직결될 수 있고, 일체형으로 형성될 수 있다. 이러한 사물인터넷 단말(120)은 수도 계량기(110)의 수도 사용량에 대한 검침 데이터를 이와 연결되어 있는 로라 통신망(10)을 통해 송출한다. 여기서, 로라 통신은 대규모 저전력 장거리 무선통신 기술을 의미하며, 특히, 대기 전력이 적고 모듈 가격이 저렴하여 스마트 시티나 옥외 등에서 주로 사용되는 기술이다. 특히, 초고속, 광대역 네트워크를 필요로 하는 기존의 스마트 기기 연결 환경과는 다르게 별도의 기지국이나 중계 장비 없이 기기에 칩세트를 올려 저전력으로 소규모 데이터의 송수신이 가능하다. 또한, 로라 통신 방식은 통신 거리가 최대 21㎞까지 가능하고, 전력 소모가 적어 단말 배터리 수명을 장기간 유지할 수 있는 통신 방식이다. 본 발명의 제1 실시 예에 따른 수도 스마트 미터링 시스템(100)은 이러한 로라 통신과 사물인터넷 단말(120)을 이용함으로써, 원격 수도 검침에 따른 비용을 절감할 수 있다.
한편, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 사물인터넷 단말(120)은 저전력 블루투스(BLE) 통신을 통해 수용가 측의 고객 단말(170)로부터 신규 펌웨어 데이터를 수신하여 기존 펌웨어를 업그레이드 한다. 이를 위해, 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 사물인터넷 단말(120)은 저전력 블루투스 모듈(121), 로라 통신 모듈(122) 및 로라 통신 컨트롤러(123)를 포함하여 형성될 수 있다.
여기서, 저전력 블루투스 모듈(121)은 고객 단말(170)과 저전력 블루투수 통신하여 고객 단말(170)로부터 신규 펌웨어 데이터를 수신한다. 또한, 로라 통신 모듈(122)은 저전력 블루투스 모듈(121)로부터 전송되는 신규 펌웨어 데이터를 수신한다. 그리고 로라 통신 컨트롤러(123)는 저전력 블루투스 모듈(121) 및 로라 통신 모듈(122)과 연결되어 이들을 제어하는 장치이다. 이러한 로라 통신 컨트롤러(123)는 저전력 블루투스 모듈(121)에 수신된 신규 펌웨어 데이터를 로라 통신 모듈(122)로 전송시킨다. 또한, 로라 통신 컨트롤러(123)는 로라 통신 모듈(122)에 저장되어 있는 기존 펌웨어를 로라 통신 모듈(122)에 수신된 신규 펌웨어 데이터로 업그레이드 시킨다. 이때, 로라 통신 컨트롤러(123)는 UART(universal asynchronous receiver/transmitter)를 통해 저전력 블루투스 모듈(121) 및 로라 통신 모듈(122)과 유선 연결될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 사물인터넷 단말(120)은 저전력 블루투스 통신(40)을 통해 고객 단말(170)로부터 펌웨어 데이터를 전송 받는다. 이를 통해, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 수도 미터링 시스템(100)은 적은 전류로 무선 데이터 통신을 구현할 수 있고, 그 결과, 특정 엔지니어나 기계전자장비 설치 인원의 도움 없이 사용가 측에서 고객 단말(170), 예컨대, 스마트폰 어플 클릭과 같은 단순 행동으로 수용가 측에 설치되어 있는 수도 계량기(110)와 디지털 연결되어 있는 사물인터넷 단말(120)의 펌웨어를 쉽게 업그레이드 할 수 있다.
여기서, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 사물인터넷 단말(120)이 고객 단말(170)을 통해 저전력 블루투스 통신(40)을 통해 전송 받는 신규 펌웨어 데이터는 공용망인 로라 통신망(10)을 자가망(private LoraWAN)으로 전환시키는 펌웨어 데이터일 수 있다. 이와 같이, 펌웨어 업그레이드를 통해 로라 통신망(10)이 자가망으로 업그레이드 되면, 기존 통신 사업자의 공용망 사용으로 인해 발생되던 막대한 사용 비용을 절감할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 사물인터넷 단말(120)이 고객 단말(170)을 통해 저전력 블루투스 통신(40)을 통해 전송 받는 신규 펌웨어 데이터는 수도 계량기(110) 관련 기존 펌웨어를 최신 버전으로 업그레이드시키는 펌웨어 데이터 일 수 있다. 이에 따라, 로라 통신 컨트롤러(123)는 저장되어 있는 수도 계량기(110) 관련 기존 펌웨어를 신규 펌웨어 데이터로 업그레이트시킨다.
이와 같이, 저전력 블루투스 통신(40)을 통해 수도 계량기(110) 관련 기존 펌웨어를 업그레이드시킬 수 있는 무선 통신 환경이 조성되면, 수도 계량기(110) 관련 펌웨어를 쉽게 업그레이드시킬 수 있어, 수도 계량기(110) 관련 펌웨어를 항상 최신 버전으로 유지할 수 있고, 수작업으로 이루어지던 종래의 펌웨어 업그레이드에 비해 경제성 또한 확보할 수 있게 된다.
중계기(130)는 사물인터넷 단말(120)과 사물인터넷 플랫폼(140) 사이에 배치된다. 이때, 중계기(130)는 사물인터넷 단말(120)과 로라 통신망(10)을 통해 연결되고, 사물인터넷 플랫폼(140)과 인터넷 통신망(20)을 통해 연결된다. 이러한 중계기(130)는 사물인터넷 단말(120)로부터 송출되는 수도 계량기(110)의 수도 사용량에 대한 검침 데이터를 수집한다. 또한, 중계기(130)는 수집한 수도 계량기(110)의 수도 사용량에 대한 검침 데이터를 사물인터넷 플랫폼(140)으로 전송한다.
사물인터넷 플랫폼(140)은 중계기(130)와 관제 서버(150) 사이에 배치된다. 이때, 사물인터넷 플랫폼(140)은 중계기(130)와 인터넷 통신망(20)을 통해 연결되고, 보안을 위해 관제 서버(150)와 가상사설망(VPN; Virtual Private Network)을 통해 연결된다. 사물인터넷 플랫폼(140)은 개방형 플랫폼으로, 사물인터넷 단말(120)과 관제 서버(150)를 연결시키는 매개체 역할을 하며, 관제 서버(150)에 사물인터넷 서비스를 제공한다. 즉, 사물인터넷 단말(120)과 관제 서버(150)는 사물인터넷 플랫폼(140)을 통해 서로 소통한다.
사물인터넷 플랫폼(140)은 사물인터넷 단말(120)로부터 취득한 검침 데이터를 관제 서버(150)에 제공하고, 관제 서버(150)로부터 전달되는 수도 계량기(110)에 대한 검침 방법, 횟수, 시간 등과 같은 제어 방법을 사물인터넷 단말(120)에 제공한다.
관제 서버(150)는 가상사설망(30)을 통해 사물인터넷 플랫폼(140)에 접속된다. 이를 통해, 관제 서버(150)는 사물인터넷 단말(120)로부터 송출되어 중계기(130)를 경유하여 사물인터넷 플랫폼(140)에 수신되어 있는 수도 계량기(110)의 수도 사용량에 대한 검침 데이터를 추출 및 저장한다.
이를 위해, 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 관제 서버(150)는 데이터 추출부(151), 데이터 변환부(152), 데이터 저장부(153) 및 데이터 전송부(154)를 포함하여 형성될 수 있다.
데이터 추출부(151)는 사물인터넷 플랫폼(140)에 수신되어 있는 검침 데이터를 추출한다. 이때, 사물인터넷 플랫폼(140)과 관제 서버(150)는 가상사설망(30)을 통해 연결되어 있으므로, 데이터 추출부(151)에 의해 추출된 검침 데이터는 암호화된 상태로 수신된다. 데이터 변환부(152)는 데이터 추출부(151)에 의해 추출되고 가상사설망(30)에 의해 암호화되어 전송된 검침 데이터를 복호화한다. 또한, 데이터 저장부(153)는 데이터 변환부(152)에 의해 복호화된 검침 데이터를 저장한다. 그리고 데이터 전송부(154)는 데이터 저장부(153)에 저장되어 있는 검침 데이터를 요금 관리 서버(160)로 전송한다.
한편, 관제 서버(150)는 수용가 측의 고객 단말(170)과 연결된다. 이와 같이, 관제 서버(150)에 수용가 측의 고객 단말(170)이 연결되면, 관제 서버(150)가, 수용가 측의 고객 단말(170), 예컨대, 스마트 폰이나 PC 등으로 수도 계량기(110) 검침에 따른 수도 사용량, 검침 횟수, 검침 시간, 수도 계량기(110)의 상태 등과 같은 정보를 제공해 줄 수 있어, 고객 만족을 실현할 수 있게 된다.
이를 위해, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 관제 서버(150)는 제1 표시부(155)를 더 포함할 수 있다. 제1 표시부(155)는 데이터 저장부(153)에 저장되어 있는 수도 계량기(110)의 수도 사용량에 대한 검침 데이터를 수용가 측의 고객 단말(170)에 주기적으로 표시한다. 또한, 제1 표시부(155)는 검침 시간, 검침 횟수, 수도 계량기(110)의 상태 정보를 주기적으로 수용가 측의 고객 단말(170)에 표시할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 관제 서버(150)는 데이터 수신부(156), 전자고지서 생성부(157) 및 제2 표시부(158)를 더 포함할 수 있다. 데이터 수신부(156)는 요금 관리 서버(160)로부터 수도 요금에 대한 데이터를 전송 받는다. 또한, 전자고지서 생성부(157)는 데이터 수신부(156)에 수신된 수도 요금에 대한 전자고지서를 생성한다. 이때, 전자고지서 생성부(157)는 전자고지서 생성 시, 웹 결제 서비스 이용을 위한 웹 주소를 전자고지서에 링크시켜, 고객의 편의를 제공할 수 있다. 또한, 전자고지서 생성부(157)는 전자고기서 생성 시, 모바일 결제 서비스 이용을 위한 모바일 결제 앱을 전자고지서와 연동시켜, 고객의 간편 납부를 도울 수 있다. 그리고 제2 표시부(158)는 상기와 같이 전자고지서 생성부(157)에서 생성한 전자고지서를 수용가 측의 고객 단말(170)에 표시한다.
본 발명의 제1 실시 예에 따른 관제 서버(150)는 이와 연결되어 있는 수용가 측의 고객 단말(170)로 수도의 사용량에 대한 전자고지서를 자동 발송하고, 이때, 전자고지서에 웹 주소를 링크시키거나 모바일 결제 앱을 연동시키는 것과 같이 전자 결제 서비스를 연계시켜 줌으로써, 관리자 측과 수용가 측 모두의 편의성을 증진시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 관제 서버(150)는 사물인터넷 플랫폼(140)을 통해 사물인터넷 단말(120)을 제어할 수 있다. 즉, 관제 서버(150)는 사물인터넷 플랫폼(140)을 통해 사물인터넷 단말(120)에 수도 계량기(110)에 대한 검침을 지시한다. 이에 따라, 사물인터넷 단말(120)은 수도 계량기(110)의 수도 사용량에 대한 검침 데이터를 측정하여 송출하고, 이와 같이, 송출된 검침 데이터는 중계기(130) 및 사물인터넷 플랫폼(140)을 경유하여 관제 서버(150)로 수신된다.
본 발명의 제1 실시 예에 따른 관제 서버(150)는 사물인터넷 플랫폼(140)을 통해 사물인터넷 단말(120)에 수도 계량기(110)에 대한 검침을 지시하는 한편, 수용가 측의 고객 단말(170)에 수도 계량기(110)에 대한 검침 일정을 표시하는 서비스를 제공할 수 있다.
한편, 사물인터넷 단말(120)에 저전력 블루투스 통신(40)을 통해 신규 펌웨어 데이터를 송신하는 고객 단말(170)은 관제 서버(150)로부터 신규 펌웨어 대이터를 다운로드 받는다. 이를 위해, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 관제 서버(150)는 펌웨어 저장부(159a) 및 제3 표시부(159b)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 펌웨어 저장부(159a)는 관리자에 의해 신규 펌웨어 데이터를 입력 받아 저장한다. 또한, 제3 표시부(159b)는 펌웨어 저장부(159a)에 신규 펌웨어 데이터의 입력 및 저장이 확인되면, 신규 펌웨어 데이터에 대한 다운로드 메시지를 고객 단말(170)에 표시한다. 이에 따라, 고객 단말(170)은 제3 표시부(159b)에 의해 표시되는 신규 펌웨어 데이터에 대한 다운로드 메시지를 수신하고, 펌웨어 저장부(159a)에 접속하여 신규 펌웨어 데이터를 다운로드 한다. 즉, 수용가 측의 고객 단말(170)은 관제 서버(150)와 연결되어, 관제 서버(150)로부터 사물인터넷 단말(120)에 대한 신규 펌웨어 데이터를 수신, 즉, 다운로드 한다. 또한, 고객 단말(170)은 관제 서버(150)로부터 다운로드 한 신규 펌웨어 데이터를 저전력 블루투스 통신(40)을 통해 사물인터넷 단말(120)에 전송하여, 사물인터넷 단말(120)에 설치되어 있는 기존 펌웨어를 신규 펌웨어, 예컨대, 공용 로라 통신망(10)을 자가망으로 전환시키는 펌웨어 업그레이드를 가능하게 한다. 또한, 수도 계량기(110) 관련 펌웨어를 최신 버전의 펌웨어로 업그레이드 가능하게 한다.
요금 관리 서버(160)는 관제 서버(150)와 연결된다. 이러한 요금 관리 서버(160)는 관제 서버(150)의 데이터 전송부(154)로부터 검침 데이터를 수신 받아 수도 계량기(110)의 수도 요금을 산출한다.
이를 위해, 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 요금 관리 서버(160)는 수신부(161), 제1 데이터베이스(162), 요금 산출부(163) 및 제2 데이터베이스(164)를 포함하여 형성될 수 있다.
여기서, 수신부(161)는 관제 서버(150)의 데이터 전송부(154)로부터 전송되는 검침 데이터를 수신한다. 제1 데이터베이스(162)는 이전까지의 검침에서 전송 받은 수도 계량기(110)의 누적 검침 데이터를 저장하고 있다. 요금 산출부(163)는 수신부(161)에 수신된 검침 데이터와 제1 데이터베이스(162)에 기저장되어 있는 검침데이터의 변화율에 근거하여 수도 계량기(110)의 수도 요금을 산출한다. 제2 데이터베이스(164)는 요금 산출부(163)에서 산출한 수도 요금에 대한 데이터를 저장한다. 이때, 관제 서버(150)는 제2 데이터베이스(164)에 저장되는 수도 요금 데이터를 전송 받고, 전송 받은 수도 요금에 대한 전자고지서를 생성하여 수용가 측의 고객 단말(170)에 표시한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 수도 스마트 미터링 시스템(100)은 로라 통신망(10), 인터넷 통신망(20) 및 가상사설망(30)을 이용하여, 수도 계량기(110)와 디지털 연결되는 사물인터넷 단말(120)과 사물인터넷 플랫폼(140)을 매개로 양방향 통신하는 관제 서버(150), 이 관제 서버(150)와 연결되어 수도 계량기(110)의 수도 사용량에 대한 수도 요금을 산출하는 요금 관리 서버(160) 및 관제 서버(150)와 연결되어 관제 서버(150)로부터 수도 계량기(110)에 대한 검침 정보 등을 제공받으며, 신규 펌웨어 데이터를 저전력 블루투스 통신(40)을 통해 사물인터넷 단말(120)에 전송하는 수용가 측의 고객 단말(170)을 구비한다. 이를 통해, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 수도 스마트 미터링 시스템(100)은 수도의 누수율 및 수도 계량기(110)의 불감율을 개선할 수 있고, 궁극적으로 수도 검침의 신뢰성, 편의성 및 경제성을 확보할 수 있으며, 특히, 사물인터넷 단말(120)에 설치되어 있는 펌웨어를 쉽게 업그레이드 할 수 있다.
이하, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 수도 스마트 미터링 시스템에 대하여 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 수도 스마트 미터링 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 수도 스마트 미터링 시스템(200)은 사물인터넷 기기세트(210), 중계기(130), 사물인터넷 플랫폼(140), 관제 서버(150), 요금 관리 서버(160) 및 다수의 고객 단말(170)을 포함하여 형성된다.
본 발명의 제2 실시 예는 본 발명의 제1 실시 예와 비교하여, 사물인터넷 기기세트라는 개념이 도입된 것에만 차이가 있을 뿐이므로, 동일한 구성요소들에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하고, 이들에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
하나의 사물인터넷 기기세트(210)는 하나의 수도 계량기(110)와 이와 디지털 연결되어 있는 하나의 사물인터넷 단말(120)로 이루어진다. 본 발명의 제2 실시 예에 따른 수도 스마트 미터링 시스템(200)은 이러한 사물인터넷 기기세트(210)가 다수의 수용가에 각각 설치된 경우에 대한 수도 미터링 시스템이다. 다수의 수용가에 각각 설치되어 있는 사물인터넷 기기세트(210)는 각각의 검침 데이터를 송출하고, 중계기(130)는 이들 검침 데이터를 수집하여 사물인터넷 플랫폼(140)에 전송한다. 이때, 검침 데이터의 식별을 위해, 각각의 사물인터넷 기기세트(210)에는 고유아이디값이 부여된다. 그러므로 사물인터넷 기기세트(210)는 검침 데이터를 송출할 때, 자신의 고유아이디값 또한 송출한다. 이에 따라, 관제 서버(150)는 사물인터넷 플랫폼(140)에 수신되어 있는 각각의 사물인터넷 기기세트(210)에 대한 검침 데이터 및 이들에 부여된 고유아이디값을 추출 및 저장한다.
다시 도 5를 참조하면, 요금 관리 서버(160)의 수신부(161)는 관제 서버(150)로부터 전송되는 각각의 사물인터넷 기기세트(210)에 대한 검침 데이터 및 각각의 사물인터넷 기기세트(210)에 부여된 고유아이디값을 수신한다. 또한, 요금 산출부(163)는 수신부(161)에 수신된 고유아이디값과 제1 데이터베이스(162)에 기저장되어 있는 해당 사물인터넷 기기세트(210)의 고유아이디값을 비교 판단하고, 고유아이디값이 일치하는 기저장되어 있는 누적 검침 데이터와 수신부(161)에 수신된 검침 데이터의 변화율에 근거하여 해당 사물인터넷 기기세트(210)의 수도 계량기(110)에 대한 수도 요금을 산출한다.
한편, 관제 서버(150)는 다수의 수용가 측의 고객 단말(170)들에 해당 수도 계량기(110)에 관한 정보를 표시하는 서비스를 제공해준다. 또한, 다수의 수용가 측의 고객 단말(170)들은 해당 사물인터넷 단말(120)과 저전력 블루투스 통신(40)을 통해 연결되고, 저전력 블루투스 통신(40)을 통해 신규 펌웨어 데이터를 무선으로 해당 사물인터넷 단말(120)에 전송한다.
이와 같이, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 수도 스마트 미터링 시스템(200)은 다수의 수용가를 대상으로 하더라도 수도 검침의 신뢰성, 편의성 및 경제성을 확보할 수 있고, 고객 편의를 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 수도 스마트 미터링 방법에 대하여, 도 7 내지 도 10을 참조하여 설명하기로 한다. 이때, 각 구성요소들에 대한 도면부호는 도 1을 참조한다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 수도 스마트 미터링 방법을 나타낸 흐름도이고, 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 수도 스마트 미터링 방법에서, 요금 관리 서버의 요금 산출 과정을 나타낸 흐름도이며, 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 수도 스마트 미터링 방법에서, 펌웨어 업그레이드 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 수도 스마트 미터링 방법은 미터링 과정과 펌웨어 업그레이드 과정으로 구분된다. 미터링 과정은 검침 데이터 추출 단계(S110), 검침 데이터 복호화 및 저장 단계(S120), 검침 데이터 전송 단계(S130) 및 수도 요금 산출 단계(S140)를 포함한다. 또한, 펌웨어 업그레이드 과정은 신규 펌웨어 전송 단계(S103) 및 펌웨어 업그레이드 단계(S104)를 포함한다.
먼저, 미터링 과정에 대해 설명하면, 검침 데이터 추출 단계(S110)에서는 관제 서버(150)가, 수용가에 설치되어 있는 수도 계량기(110)와 디지털 연결되어 있는 사물인터넷 단말(120)로부터 로라 통신망(10)을 통해 연결되어 있는 중계기(130)를 경유하여 사물인터넷 플랫폼(140)에 수신되어 있는 수동 계량기(110)의 사용량에 대한 검침 데이터를 추출한다.
이에 앞서, 본 발명의 실시 예에 따른 수도 스마트 미터링 방법에서는 관제 서버(150)가, 사물인터넷 플랫폼(140)을 통해 사물인터넷 단말(120)에게 수도 계량기(110)에 대한 검침을 지시한다. 이때, 관제 서버(150)는 수용가 측의 고객 단말(170)에 수도 계량기(110)에 대한 검침 일정을 표시하는 서비스를 제공할 수 있다.
다음으로, 검침 데이터 복호화 및 저장 단계(S120)에서는 관제 서버(150)가, 사물인터넷 플랫폼(140)으로부터 추출된 후 가상사설망(30)을 통과하며 암호화되어 전송되는 검침 데이터를 복호화한 후 저장한다. 이때, 도 8에 도시한 바와 같이, 수도 스마트 미터링 방법은 관제 서버(150)가, 저장되어 있는 검침 데이터를 수용가 측의 고객 단말(170)에 주기적으로 표시하는 검침 데이터 표시 단계(S121)를 더 포함할 수 있다.
다음으로, 검침 데이터 전송 단계(S130)에서는 관제 서버(150)가, 저장된 검침 데이터를 요금 관리 서버(160)로 전송한다.
다음으로, 수도 요금 산출 단계(S140)에서는 요금 관리 서버(160)가, 관제 서버(150)로부터 수신 받은 검침 데이터를 바탕으로 수도 계량기(110)의 수도 요금을 산출한다. 이때, 도 8에 도시한 바와 같이, 수도 스마트 미터링 방법은 관제 서버(150)가, 요금 관리 서버(160)로부터 산출된 수도 요금을 전송 받고 수도 요금에 대한 전자고지서를 생성하며 생성된 전자고지서를 고객 단말(170)에 표시하는 전자고지서 표시 단계(S122)를 더 포함할 수 있다. 이때, 전자고지서 표시 단계(S122)에서는 관제 서버(150)가, 전자고지서 생성 시, 웹 결제 서비스 이용을 위한 웹 주소를 전자고지서에 링크시키거나 모바일 결제 서비스 이용을 위한 모바일 결제 앱을 전자고지서와 연동시킬 수 있다.
한편, 도 9에 도시한 바와 같이, 수도 요금 산출 단계(S140)에서는 요금 관리 서버(160)가, 먼저, 관제 서버(150)로부터 검침 데이터 및 해당 사물인터넷 단말(120) 또는 사물인터넷 기기세트(도 5의 210)의 고유아이디값을 수신한다. (S211),
그 다음, 요금 관리 서버(160)가, 수신된 고유아이디값과 기저장되어 있는 해당 사물인터넷 단말(120) 또는 사물인터넷 기기세트(210)의 고유아이디값을 비교 판단한다. (S212)
그 다음, 이들 고유아이디값이 일치하면, 요금 관리 서버(160)가, 기저장되어 있는 누적 검침 데이터와 수신된 검침 데이터의 변화율에 근거하여 해당 사물인터넷 단말(120) 또는 사물인터넷 기기세트(210)에 대한 수도 계량기(110)의 수도 요금을 산출한 후 산출한 수도 요금을 저장한다. (S213, S214)
다음으로, 펌웨어 업그레이드 과정에 대해 설명하기로 한다.
먼저, 사물인터넷 단말(120)의 펌웨어 업그레이드 필요 시, 예컨대, 기존에 사용하던 공용망인 로라 통신망(10)을 자가망으로 전환시키고자 할 때, 신규 펌웨어 전송 단계(S103)에서는 관제 서버(150)로부터 수신한 사물인터넷 단말(120)에 대한 신규 펌웨어 데이터를 저전력 블루투스 통신(40)을 통해 사물인터넷 단말(120)에 전송한다.
이에 앞서, 도 10에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 수도 스마트 미터링 방법은 신규 펌웨어 표시 단계(S101) 및 신규 펌웨어 다운로드 단계(S102)를 더 포함할 수 있다.
신규 펌웨어 표시 단계(S101)에서는 관제 서버(150)가, 관리자에 의해 입력 및 저장되어 있는 신규 펌웨어 데이터에 대한 다운로드 메시지를 고객 단말(170)에 표시한다. 이는 관제 서버(150)의 제3 표시부(159b)를 통해 이루어질 수 있다. 그 다음, 신규 펌웨어 다운로드 단계(S102)에서는 고객 단말(170)이, 관제 서버(150)로부터 다운로드 메시지를 수신한 다음 관제 서버(150)에 접속하여 신규 펌웨어 데이터를 다운로드 한다.
이와 같이, 관제 서버(150)에 의한 신규 펌웨어 표시 단계(S101), 고객 단말(170)에 의한 신규 펌웨어 다운로드 단계(S102) 및 신규 펌웨어 전송 단계(S103)가 무선 통신으로 진행된 다음, 펌웨어 업그레이드 단계(S104)에서는 사물인터넷 단말(120)이 설치되어 있는 기존 펌웨어를 고객 단말(170)로부터 수신한 신규 펌웨어 데이터로 업그레이드 한다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100, 200; 수도 미터링 시스템 110; 수도 계량기
120; 사물인터넷 단말 121; 저전력 블루투스 모듈
122; 로라 통신 모듈 123; 로라 통신 컨트롤러
130; 중계기 140; 사물인터넷 플랫폼
150; 관제 서버 151; 데이터 추출부
152; 데이터 변환부 153; 데이터 저장부
154; 데이터 전송부 155; 제1 표시부
156; 데이터 수신부 157; 전자고지서 생성부
158; 제2 표시부 159a; 펌웨어 저장부
159b; 제3 표시부 160; 요금 관리 서버
161; 수신부 162; 제1 데이터베이스
163; 요금 산출부 164; 제2 데이터베이스
170; 고객 단말 210; 사물인터넷 기기세트
10; 로라 통신망 20; 인터넷 통신망
30; 가상사설망 40; 블루투스 통신

Claims (25)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 수용가에 설치되는 수도 계량기;
    상기 수도 계량기와 디지털 연결되어 있는 사물인터넷(IoT) 단말;
    상기 사물인터넷 단말과 로라 통신망(LoRaWAN)을 통해 연결되고, 상기 사물인터넷 단말로부터 송출되는 상기 수도 계량기의 수도 사용량에 대한 검침 데이터를 수집하는 중계기;
    상기 중계기와 인터넷 통신망을 통해 연결되고, 상기 사물인터넷 단말로부터 상기 중계기를 경유하여 전송되는 상기 검침 데이터를 수신하는 사물인터넷 플랫폼;
    가상사설망(VPN)을 통해 상기 사물인터넷 플랫폼에 접속되고, 상기 사물인터넷 플랫폼에 수신되어 있는 상기 검침 데이터를 추출 및 저장하는 관제 서버;
    상기 관제 서버와 연결되고, 상기 관제 서버로부터 상기 검침 데이터를 수신 받아 상기 수도 계량기의 수도 요금을 산출하는 요금 관리 서버; 및
    상기 관제 서버와 연결되고, 상기 관제 서버로부터 상기 사물인터넷 단말에 대한 신규 펌웨어 데이터를 수신하며, 수신된 상기 신규 펌웨어 데이터를 저전력 블루투스(BLE) 통신을 통해 상기 사물인터넷 단말에 전송하여, 기존 펌웨어의 업그레이드를 가능하게 하는 상기 수용가 측의 고객 단말;
    을 포함하고,
    상기 사물인터넷 단말은,
    상기 고객 단말과 저전력 블루투스 통신하여 상기 고객 단말로부터 상기 신규 펌웨어 데이터를 수신하는 저전력 블루투스 모듈,
    상기 저전력 블루투스 모듈로부터 전송되는 상기 신규 펌웨어 데이터를 수신하는 로라 통신 모듈, 및
    상기 저전력 블루투스 모듈 및 상기 로라 통신 모듈과 연결되고 상기 저전력 블루투스 모듈에 수신된 상기 신규 펌웨어 데이터를 상기 로라 통신 모듈로 전송시키는 로라 통신 컨트롤러를 포함하고,
    상기 신규 펌웨어 데이터는 공용망인 상기 로라 통신망을 자가망으로 전환시키는 펌웨어를 포함하고,
    상기 로라 통신 컨트롤러는 상기 로라 통신 모듈에 저장되어 있는 상기 기존 펌웨어를 상기 신규 펌웨어 데이터로 업그레이드시키며,
    상기 관제 서버는,
    상기 사물인터넷 플랫폼으로부터 상기 검침 데이터를 추출하는 데이터 추출부,
    상기 데이터 추출부에 의해 추출되고 상기 가상사설망에 의해 암호화되어 전송된 상기 검침 데이터를 복호화하는 데이터 변환부,
    복호화된 상기 검침 데이터를 저장하는 데이터 저장부, 및
    상기 데이터 저장부에 저장되어 있는 상기 검침 데이터를 상기 요금 관리 서버로 전송하는 데이터 전송부를 포함하되,
    상기 관제 서버는 상기 데이터 저장부에 저장되어 있는 상기 검침 데이터, 검침 시간, 검침 횟수 및 상기 수도 계량기의 상태 정보를 상기 고객 단말에 주기적으로 표시하는 제1 표시부를 더 포함하고,
    상기 관제 서버는,
    상기 요금 관리 서버로부터 상기 수도 요금에 대한 데이터를 전송 받는 데이터 수신부,
    상기 데이터 수신부에 수신된 상기 수도 요금에 대한 전자고지서를 생성하는 전자고지서 생성부, 및
    상기 전자고지서에서 생성된 상기 전자고지서를 상기 고객 단말에 표시하는 제2 표시부를 더 포함하며,
    상기 전자고지서 생성부는 상기 전자고지서 생성 시, 웹 결제 서비스 이용을 위한 웹 주소를 상기 전자고지서에 링크시키거나 모바일 결제 서비스 이용을 위한 모바일 결제 앱을 상기 전자고지서와 연동시키는 수도 스마트 미터링 시스템.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제5항에 있어서,
    상기 신규 펌웨어 데이터는 상기 수도 계량기 관련 기존 펌웨어를 최신 버전으로 업그레이드시키는 펌웨어를 포함하고,
    상기 로라 통신 컨트롤러는 저장되어 있는 상기 수도 계량기 관련 기존 펌웨어를 상기 신규 펌웨어 데이터로 업그레이드시키는 수도 스마트 미터링 시스템.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제5항에 있어서,
    상기 관제 서버는,
    상기 신규 펌웨어 데이터를 저장하는 펌웨어 저장부, 및
    상기 신규 펌웨어 데이터에 대한 다운로드 메시지를 상기 고객 단말에 표시하는 제3 표시부를 더 포함하는 수도 스마트 미터링 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 고객 단말은 상기 제3 표시부에 의해 표시되는 상기 신규 펌웨어 데이터에 대한 다운로드 메시지를 수신하고, 상기 펌웨어 저장부에 접속하여 상기 신규 펌웨어 데이터를 다운로드 하는 수도 스마트 미터링 시스템.
  15. 제5항에 있어서,
    상기 관제 서버는 상기 사물인터넷 플랫폼을 통해 상기 사물인터넷 단말에 상기 수도 계량기에 대한 검침을 지시하는 수도 스마트 미터링 시스템.
  16. 제5항에 있어서,
    상기 수도 계량기와 상기 사물인터넷 단말은 하나의 사물인터넷 기기세트로 상기 수용가에 설치되고, 다수의 수용가에는 상기 사물인터넷 기기세트가 각각 설치되며,
    상기 관제 서버는 상기 사물인터넷 플랫폼에 수신되어 있는 각각의 사물인터넷 기기세트에 대한 상기 검침 데이터 및 각각의 사물인터넷 기기세트에 부여된 고유아이디값을 추출 및 저장하는 수도 스마트 미터링 시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 요금 관리 서버는,
    상기 관제 서버로부터 전송되는 각각의 사물인터넷 기기세트에 대한 상기 검침 데이터 및 각각의 사물인터넷 기기세트에 부여된 상기 고유아이디값을 수신하는 수신부,
    이전까지의 검침에서 전송 받은 상기 각각의 사물인터넷 기기세트에 대한 누적 검침 데이터 및 고유아이디값을 저장하고 있는 제1 데이터베이스,
    상기 수신부에 수신된 상기 고유아이디값과 상기 제1 데이터베이스에 기저장되어 있는 고유아이디값을 비교 판단하고 고유아이디값이 일치하는 기저장되어 있는 누적 검침 데이터와 상기 수신부에 수신된 상기 검침 데이터의 변화율에 근거하여 해당 사물인터넷 기기세트에 대한 수도 계량기의 수도 요금을 산출하는 요금 산출부, 및
    상기 요금 산출부에서 산출한 상기 수도 요금에 대한 데이터를 저장하는 제2 데이터베이스를 포함하는 수도 스마트 미터링 시스템.
  18. 관제 서버가, 수용가에 설치되어 있는 수도 계량기와 디지털 연결되어 있는 사물인터넷 단말로부터 로라 통신망을 통해 연결되어 있는 중계기를 경유하여 사물인터넷 플랫폼에 수신되어 있는 상기 수도 계량기의 사용량에 대한 검침 데이터를 추출하는 단계;
    상기 관제 서버가, 추출된 후 암호화되어 전송되는 상기 검침 데이터를 복호화한 후 저장하는 단계;
    상기 관제 서버가, 저장된 상기 검침 데이터를 요금 관리 서버로 전송하는 단계; 및
    상기 요금 관리 서버가, 상기 관제 서버로부터 수신 받은 검침 데이터를 바탕으로 상기 수도 계량기의 수도 요금을 산출하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 사물인터넷 단말의 펌웨어 업그레이드 필요 시,
    상기 수용가 측의 고객 단말이, 상기 관제 서버로부터 수신한 상기 사물인터넷 단말에 대한 신규 펌웨어 데이터를 저전력 블루투스 통신을 통해 상기 사물인터넷 단말에 전송하는 단계; 및
    상기 사물인터넷 단말이, 기존 펌웨어를 상기 고객 단말로부터 수신한 상기 신규 펌웨어 데이터로 업그레이드하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 관제 서버가, 저장되어 있는 상기 검침 데이터, 검침 시간, 검침 횟수 및 상기 수도 계량기의 상태 정보를 수용가 측의 고객 단말에 주기적으로 표시하는 단계를 더 포함하며,
    상기 관제 서버가, 상기 요금 관리 서버로부터 상기 수도 요금을 전송받고 상기 수도 요금에 대한 전자고지서를 생성하며 생성된 상기 전자고지서를 상기 고객 단말에 표시하는 단계를 더 포함하되,
    상기 관제 서버는 상기 전자고지서 생성 시, 웹 결제 서비스 이용을 위한 웹 주소를 상기 전자고지서에 링크시키거나 모바일 결제 서비스 이용을 위한 모바일 결제 앱을 상기 전자고지서와 연동시키고,
    상기 신규 펌웨어 데이터는 공용망인 상기 로라 통신망을 자가망으로 전환시키는 펌웨어를 포함하는 수도 스마트 미터링 방법.
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 제18항에 있어서,
    상기 관제 서버가, 상기 사물인터넷 플랫폼을 통해 상기 사물인터넷 단말에게 상기 수도 계량기에 대한 검침을 지시하는 단계를 더 포함하는 수도 스마트 미터링 방법.
  23. 삭제
  24. 제18항에 있어서,
    상기 관제 서버가, 저장되어 있는 상기 신규 펌웨어 데이터에 대한 다운로드 메시지를 상기 고객 단말에 표시하는 단계를 더 포함하는 수도 스마트 미터링 방법.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 고객 단말이, 상기 관제 서버로부터 상기 다운로드 메시지를 수신한 다음 상기 관제 서버에 접속하여 상기 신규 펌웨어 데이터를 다운로드 하는 단계를 더 포함하는 수도 스마트 미터링 방법.
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