KR101914144B1 - 전력선 통신 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전력선을 이용하여 데이터 송수신을 실행하는 전력선 통신 장치에 있어서, 전력선 송신부, 수신부 중 어느 하나 이상에 설치되어 주변 영상을 수집하는 카메라; 상기 전력선에 설치되어 전력 누락 신호를 감지하는 센서; 상기 카메라에서 수집한 영상, 상기 센서에서 감지한 상기 전력 누락 신호를 수집하여 이상발생 여부를 판단하여 이상발생신호를 외부에 전송하거나, 상기 수집한 영상을 외부에 전송하는 전력선 감시부(100); 를 포함하되, 상기 전력선 감시부(100)는, 상기 카메라에서 수집한 영상을 디지털 신호로 변환하고, 상기 센서에서 감지한 상기 전력 누락 신호에 따라 이상발생신호를 생성할지를 판단하는 제어부(110); 상기 제어부에서 디지털 신호로 변환된 상기 영상을 외부 서버에 전송하거나, 상기 제어부에서 이상발생신호가 생성되면 외부 서버에 이상발생신호를 전송하는 통신부(120); 외부 전력 공급이 중단되었을 때 자체적으로 전력을 공급하기 위한 비상전원(130); 을 포함하고, 상기 비상전원(130)은, DC-DC 컨버터를 적용하여 입력전압이 입력되면 필터(401)를 거치고, 입력 과전압보호기(404, Input OVP)에 의하여 과전압은 제거되고, PWM 컨트롤러(406)에 의하여 반파, 전파 입력 스위칭 되고, 다시 트랜스포머(402)를 거쳐 전압이 승압되거나 강압되고, 상기 트랜스포머(402)에 의해 승압된 신호는 저주파 필터인 LC 필터(403)에 의해 필터링 되어 출력전압이 되고, 출력전압단에는 과전압보호기(405, output OVP)를 두어 과전압이 발생한 경우 이를 억제하고, 상기 PWM 컨트롤러(406)는 입력 전압을 분할하기 위한 PWM 입력주파수 발생 회로이며, 과열보호회로(407)와 연결되고, 상기 과열보호회로(407)는 동기 정류형 스위칭 레귤레이터의 DC-DC 컨버터회로에 과열을 감지하며, 과열감지신호를 상기 제어부에 전송하고, 상기 트랜스포머(402)의 전류를 계측하기 위하여 전류감지기(408)를 두고, 상기 제어부(110)는, 타이머를 더 포함하여, 상기 타이머가 카운팅 되는 동안 상기 디지털 신호로 변환된 영상을 모으고, 상기 타이머 카운팅이 완료되면 상기 모아진 디지털 신호로 변환된 영상을 상기 통신부로 전달하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신 장에 관한 것이다.

Description

전력선 통신 장치{APPARATUS FOR POWERLINE COMMUNICATION}

본 발명은 전력선 통신 장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 카메라, 센서를 포함하여 전력선 주변 물체를 감지하고, 전력선의 고장을 감지하여 외부 서버에 이상알림신호를 송출함으로써 원격으로 전력선 통신시스템 이상 여부를 확인할 수 있으며, 이상알림신호 발생시 신속히 대응할 수 있는 전력선 통신 장치에 관한 것이다.

본 발명은 전력선 통신 장치에 관한 것이다.

전력선 통신 시스템은 기존에 깔려있는 전력선을 통해서 데이터를 전달, 커뮤니케이션 할 수 있는 통신 방식으로, 기존에 깔려있는 선을 이용하므로 망 구축작업, 수리작업에 대한 비용을 절감하는 장점이 있다.

그러나 전력선 감시에 있어서, 기존에는 전문 인력의 주기적인 현장 파견으로 전력선 감시가 이루어졌으며, 이러한 종래의 전문 인력의 현장 파견 감시에는 시간 및 비용소모가 크고, 위험성이 높다는 문제점이 있다.

또한, 송전탑 및 고압선 주변의 신고나, 주위 전력의 손실 및 장애로 인해 고장이나 장애가 파악 되어, 고장이나 장애 발생 시 전문 인력이 현장에 파견되기까지 시간이 오래걸려, 즉각적인 대응에 어렵다는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 카메라, 센서를 포함하여 원격으로 전력선 통신시스템 이상 여부를 확인할 수 있는 전력선 통신 장치을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전력선 통신 장치는 전력선을 이용하여 데이터 송수신을 실행하는 전력선 통신 장치에 있어서, 전력선 송신부, 수신부 중 어느 하나 이상에 설치되어 주변 영상을 수집하는 카메라; 전력선에 설치되어 전력 누락 신호를 감지하는 센서; 상기 카메라 수집한 영상, 상기 센서에서 감지한 누락 신호를 수집하여 이상발생 여부를 판단하여 이상발생신호를 외부에 전송하거나, 상기 수집한 영상을 외부에 전송하는 전력선 감시부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 전력선 감시부는 상기 카메라에서 수집한 영상을 디지털 신호로 변환하고, 상기 센서에서 감지한 신호에 따라 이상발생신호를 생성할지를 판단하는 제어부; 상기 제어부에서 디지털 신호로 변환된 상기 영상을 외부 서버에 전송하거나, 상기 제어부에서 이상발생신호가 생성되면 외부 서버에 이상발생신호를 전송하는 통신부; 외부 전력 공급이 중단되었을 때 자체적으로 전력을 공급하기 위한 비상전원; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 타이머를 더 포함하여, 상기 타이머가 카운팅 되는 동안 상기 디지털 신호로 변환된 영상을 모으고, 상기 타이머 카운팅이 완료되면 상기 모아진 디지털 신호로 변환된 영상을 상기 통신부로 전달하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 카메라, 센서를 포함하여 원격으로 전력선 통신시스템 이상 여부를 확인할 수 있는전력선 통신 장치를 제공하는 효과가 있다.

본 발명의 기술적 효과들은 이상에서 언급한 기술적 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 효과들은 청구범위의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 전력선 통신 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 전력선 통신 장치가 적용된 전력선 감시 시스템을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 전력선 통신 장치의 흐름도이다.
도 4는 동기 정류형 스위칭 레귤레이터의 DC/DC 컨버터 회로이다.
도 5는 도 4의 PWM컨트롤러 회로도이다.
도 6은 도 4의 과열감지회로도이다.
도 7은 도 4의 PWM 제어기의 회로이다.
도 8는 PWM제어기에서 PWM의 주파수를 정하기 위한 외부회로도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명하는 데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다. 또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하겠다.

본 발명의 각 구성 단계에 대한 상세한 설명에 앞서, 본 명세서 및 청구 범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 나은 방법으로 설명하기 위하여 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "... 부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 전력선 통신 장치를 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면 본 발명의 일실시 예에 따른 전력선 통신 장치는 전력선을 이용하여 데이터 송수신을 실행하는 기존의 전력선 통신 장치에 있어서, 전력감시부(100), 카메라(200), 센서(300)를 포함하여 구성된다.

카메라(200)는 전력선 송신부, 수신부 중 어느 하나 이상에 설치되어 주변 영상을 수집한다. 예를 들어 전봇대, 송전탑에서 연결된 전선이 카메라 앵글 안에 들어오도록 설치하여 주변 영상정보를 수집한다.

센서(300)는 전력선에 설치되어 전력 누락 신호를 감지한다. 도 1에서 센서(300)와 연결된 두 선 중 하나는 전력이 공급되는 선, 하나는 접지선으로 전력이 공급되지 않고 누락되면 누락 신호를 생성한다.

일실시 예에서 센서(300)는 다상 전력 공급선과 연결되고, 다수의 전류센서를 포함하여 다상 전압 인출단에 개별 접속되어 각 상의 전류를 센싱한다.

전력선 감시부(100)는 카메라(200)에서 수집한 영상, 센서(300)에서 감지한 누락 신호를 수집하여 이상발생 여부를 판단하여 이상발생신호를 외부 서버에 전송하거나, 수집한 영상을 외부 서버에 전송한다.

본 발명의 일실시 예에서 전력선 감시부(100)는 제어부(110), 통신부(120), 비상전원(130)으로 구성된다.

제어부(110)는 카메라(200)에서 수집한 영상을 디지털 신호로 변환하고, 센서(300)에서 감지한 신호에 따라 이상발생신호를 생성할지를 판단한다. 예를 들어 누락신호가 발생하면 이상발생신호를 바로 생성하고, 다른 예에서는 누락신호가 발생하지 않더라도 전압이 불안정하거나 약해지는 경우 이상발생신호를 생성한다.

통신부(120)는 제어부(110)에서 디지털 신호로 변환된 영상을 외부 서버에 전송하거나, 제어부(110)에서 이상발생신호가 생성되면 외부 서버에 이상발생신호를 전송한다.

비상전원(130)은 외부 전력 공급이 중단되었을 때 자체적으로 전력을 공급하기 위한 것으로, 고장이나 기타 외부 요인에 따른 정전 시에도 외부 서버에 이상알림신호를 발송할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 다른 실시 예에서 제어부(110)는 타이머를 더 포함하여, 타이머가 카운팅 되는 동안 상기 디지털 신호로 변환된 영상을 모으고, 타이머 카운팅이 완료되면 상기 모아진 디지털 신호로 변환된 영상을 상기 통신부로 전달한다. 이에 따라, 일정 시간마다 또는 일정 주기로 영상정보를 모아 전송할 수 있다. 더욱 상세하게는 매일 오전 9시에 하루동안 수집한 영상정보를 전송하여 전력선 감시 업무 담당자가 모니터링 하도록 한다. 다른 예에서는 일주일간 수집하여 전송한다.

또 다른 예에서는 실시간으로 서버에 전송하여 영상분석을 통해 기존에 없던 물체, 예를 들어 새, 둥지, 비닐봉투 등의 쓰레기가 생겼는지 판단하여, 이상 물체가 발생한 것으로 판단되면 발생 판단시점부터 이전 10분전의 영상을 관련자에게 전송하여 모니터링 하도록 한다.

본 발명의 일실시 예에 따른 비상 전원(130)은 DC-DC컨버터를 포함하여 전력선 통신 장치에 전원을 공급한다.

동기 정류형 스위칭 레귤레이터의 DC/DC 컨버터 회로는 과열 등 외부요인에 의하여 PWM 주파수가 왜곡되는 현상이 발생하고, 입출력의 과전압보호기, 과열감지 회로가 없어서 회로가 오작동하는 현상이 있다.

이에 본 발명의 비상전원(130)는 도 4에 도시된 DC-DC 컨버터를 적용하여 비상시에도 안정적으로 전원을 공급하도록 한다. 더욱 상세하게 설명해보면, 입력전압이 입력되면 필터(401)를 거치고, 입력 과전압보호기(404, Input OVP)에 의하여 과전압은 제거되고, 이는 PWM 컨트롤러(406)에 의하여 반파, 전파 입력 스위칭되고, 다시 트랜스포머(402)를 거쳐 전압이 승압되거나 강압된다.

PWM 주파수에 의해 스위칭 된 신호는 FET 소자에 의해 스위칭이 일어나며, 이는 또한, 트랜스포머(402)의 전류를 센싱하여 PWM 제어신호를 입력하게 된다. 트랜스포머(402)에 의해 승압된 신호는 저주파 필터인 LC 필터(403)에 의해 필터링되어 출력전압이 된다. 출력전압단에는 과전압보호기(405)를 두어 과전압이 발생한 경우, 이를 억제하는 기능을 가진다.

PWM 컨트롤러(406)는 입력 전압을 분할하기 위한 PWM 입력주파수 발생 회로이며, 상기 PWM 컨트롤러(406)는 과열보호회로(407)와 연결된다.

과열보호회로(407)의 기능은 동기 정류형 스위칭 레귤레이터의 DC/DC 컨버터회로에 과열을 감지하며, 과열감지신호를 제어부에 전송한다. 또한, 트랜스포머(402)는 입력전압을 증폭 혹은 강하하게 되며, 통상적으로 트랜스포머(402)의 1차측과 2차측의 감은 수의 비에 비례하여 전압이 결정된다. 또한, 상기 트랜스포머(2)의 전류를 계측하기 위하여 전류감지기(408)를 두며, 통상적으로 전류감지기(408)는 홀효과를 이용한 전류감지기, 전류 루프를 이용한 전류감지기 등이 이용된다.

전류감지기(408)의 전류값이 일정 전압 이상인 경우, 제어회로에서 이를 감지하여 과전류 메시지를 보내고, 필요한 경우 전류를 차단하게 된다. 동기 정류형 스위칭 레귤레이터의 DC/DC 컨버터회로내에 교류전압을 스위칭 디바이스는 통상 FET를 사용하며, FET의 게이트 단자에 전압을 인가하여 FET를 ON/OFF 하게 된다.

출력전압단에 연결된 LC필터(403)는 저주파 통과 필터로서, 맥류(脈)를 직류로 바꾸기 위하여 사용된다. PWM 제어기는 원격으로 통신신호를 전송하여 원격지에 모니터링 가능한 구조로 되어있다.

또한, PWM 컨트롤러(406) 회로는 도5와 같으며, 과열보호회로(407)는 도6과 같다. 도7은 PWM 제어기 회로로서, PWM 출력주파수는 도8의 R3,C2,C34에 의하여 결정된다. 상기 PWM의 출력주파수는 DC/DC컨버터의 과열에 의하여 온도가 올라가면, 주파수의 왜곡(Fluctuation)이 발생하는데, 이를 방지하기 위하여 종래의 Tantalum 커패시터에서 온도상승에도 커패시턴스값이 안정적인 MLCC 커패시터로 바꾸어 커패시턴스값의 안정성이 증대되어 온도에 따른 주파수 왜곡 현상을 방지한다.

도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 전력선 통신 장치가 적용된 전력선 감시 시스템을 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면 전력선 감시 시스템은 다수의 전력선감시부(100-1, 100-2, 100-3), 다수의 카메라(200-1, 200-2, 200-3), 다수의 센서(300-1, 300-2, 300-N)를 포함한다.

전력선 통신 장치는 도2에 도시된 바와 같이 제1 카메라(200-1), 제1 전력선 감시부(100-1), 제1 센서(300-1)로 구성될 수 있고, 제2 카메라(200-2), 제2 전력선 감시부(100-2), 제2 센서(300-2), …, 제N 센서(300-N)와 같이 다수의 센서로 구성될 수도 있다.

서버는 다수의 전력선감시부(100-1, 100-2, 100-3)에서 전송한 신호를 수신하여 관리한다. 전력선 감시부는 영상정보, 이상발생신호 외에 자신이 위치한 위치, 또는 관리자가 임의로 부여한 식별방법에 따라 부여된 식별코드를 함께 전송한다.

도 2에는 도시되지 않았지만 전력선 감시자는 PC, 스마트폰 등을 이용해 상기 서버에 접속하여 각 전력선 통신 장치의 상태, 전력선 통신 장치 주변 모습을 원격으로 감시, 관리할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 전력선 통신 장치의 흐름도이다.

도 3을 참조하여 본 발명의 일실시 예에 따른 전력선 통신 장치의 흐름을 설명해보겠다.

시작 후 타이머가 동작하고(S110), 타이머가 카운팅 되는 동안 카메라를 이용해 영상을 수집(S120)하고, 영상을 디지털 신호로 변환하여(S130), 변환된 디지털 신호를 누적한다(S140). 카운팅이 완료되어 타이머가 종료되면(S150), 누적된 디지털 신호를 통신부로 전달하고(S160) 통신부는 외부서버로 누적된 디지털 신호를 전송한다(S170). 또한, 시작과 동시에 센서에서 누락 신호 발생을 감지하고(S210), 누락신호가 발생하는지 판단한다(S220). 누락신호가 발생하면 이상발생신호를 생성(S230)하여 외부서버로 이상발생신호를 전송하고(S240), 누락신호가 발생하지 않으면 S210단계로 돌아가 센서감지를 계속한다. 이상신호 발생은 영상정보 전송보다 우선적으로 처리한다.

이상 본 발명의 실시 예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용, 변형 및 개작을 행하는 것이 가능할 것이다. 이에, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

100, 100-1, 100-2, 100-3 : 전력선 감시부
200, 200-1, 200-2, 200-3 : 카메라
300, 300-1, 300-2, …, 300-N : 센서
110 : 제어부
120 : 통신부
130 : 비상전원

Claims (3)

1. 전력선을 이용하여 데이터 송수신을 실행하는 전력선 통신 장치에 있어서,
   전력선 송신부, 수신부 중 어느 하나 이상에 설치되어 주변 영상을 수집하는 카메라;
   상기 전력선에 설치되어 전력 누락 신호를 감지하는 센서;
   상기 카메라에서 수집한 영상, 상기 센서에서 감지한 상기 전력 누락 신호를 수집하여 이상발생 여부를 판단하여 이상발생신호를 외부에 전송하거나, 상기 수집한 영상을 외부에 전송하는 전력선 감시부(100); 를 포함하되,
   상기 전력선 감시부(100)는,
   상기 카메라에서 수집한 영상을 디지털 신호로 변환하고, 상기 센서에서 감지한 상기 전력 누락 신호에 따라 이상발생신호를 생성할지를 판단하는 제어부(110);
   상기 제어부에서 디지털 신호로 변환된 상기 영상을 외부 서버에 전송하거나, 상기 제어부에서 이상발생신호가 생성되면 외부 서버에 이상발생신호를 전송하는 통신부(120);
   외부 전력 공급이 중단되었을 때 자체적으로 전력을 공급하기 위한 비상전원(130); 을 포함하고,
   상기 비상전원(130)은,
   DC-DC 컨버터를 적용하여 입력전압이 입력되면 필터(401)를 거치고, 입력 과전압보호기(404, Input OVP)에 의하여 과전압은 제거되고, PWM 컨트롤러(406)에 의하여 반파, 전파 입력 스위칭 되고, 다시 트랜스포머(402)를 거쳐 전압이 승압되거나 강압되고,
   상기 트랜스포머(402)에 의해 승압된 신호는 저주파 필터인 LC 필터(403)에 의해 필터링 되어 출력전압이 되고,
   출력전압단에는 과전압보호기(405, output OVP)를 두어 과전압이 발생한 경우 이를 억제하고,
   상기 PWM 컨트롤러(406)는 입력 전압을 분할하기 위한 PWM 입력주파수 발생 회로이며, 과열보호회로(407)와 연결되고,
   상기 과열보호회로(407)는 동기 정류형 스위칭 레귤레이터의 DC-DC 컨버터회로에 과열을 감지하며, 과열감지신호를 상기 제어부에 전송하고,
   상기 트랜스포머(402)의 전류를 계측하기 위하여 전류감지기(408)를 두고,
   상기 제어부(110)는,
   타이머를 더 포함하여, 상기 타이머가 카운팅 되는 동안 상기 디지털 신호로 변환된 영상을 모으고, 상기 타이머 카운팅이 완료되면 상기 모아진 디지털 신호로 변환된 영상을 상기 통신부로 전달하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신 장치.
2. 삭제
3. 삭제

Images