KR101944001B1 - 이동용 중계 장치, 무선 모듈, 데이터 집중기, 및 이를 포함하는 원격 검침 시스템 과 이동용 중계 장치의 제어 방법. - Google Patents

이동용 중계 장치, 무선 모듈, 데이터 집중기, 및 이를 포함하는 원격 검침 시스템 과 이동용 중계 장치의 제어 방법. Download PDF

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Abstract

이동용 중계 장치, 무선모듈, 데이터 집중기, 이를 포함하는 원격 검침 시스템과 이동용 중계 장치의 제어 방법 을 제공한다.
일 실시예에 따른 이동용 중계 장치는 위치 정보를 획득하는 GPS(Global Positioning System)부와 데이터 집중기(Data Concentrator unit), 및 무선 모듈과통신을 수행하는 무선 통신부와 본체를 이동시키는 구동부; 및 데이터 집중기(Data Concentrator unit)으로부터 획득한 음영 정보, 및 GPS 정보를 기초로 본체의이동 위치를 결정하고, 본체가 음영 지역에 도달하면, 음영 지역의 원격 검침을 수행한다.

Description

이동용 중계 장치, 무선 모듈, 데이터 집중기, 및 이를 포함하는 원격 검침 시스템 과 이동용 중계 장치의 제어 방법. {MOBILE REPEATER, WIRELESS MODULE, DATA CONCENTRATOR UNIT, AND REMOTE METERING SYSTEM INCLUDED THEREOF AND MOBILE REPEATER CONTROL METHOD}
이동용 중계 장치, 무선 모듈, 데이터 집중기와 이를 포함하는 원격 검침 시스템, 및 이동용 중계 장치의 제어 방법에 있어서, 이동용 중계 장치를 포함하여 무선 음영 지역의 검침을 손쉽게 가능하게 하는 방법에 관한 발명이다.
일반적으로, 원격 검침 시스템(Advanced Metering Infrastructure)시스템을 통한 무선 원격 검침은 수도 사용 지침값을 검침 단말기가 검침하고, 전송부(예를 들어, 중계기, 수집기, CDMA)를 통하여 원격지에 있는 전산 운영 센터(예를 들어, 본 발명에서는 "헤드 앤드 시스템(HES: Head End System) "라고 한다)에 자동으로 검침된 데이터를 전송하는 방식을 의미한다.
이러한 원격 검침 시스템은 데이터를 검침하는 복수 개의 노드가 데이터 집중기(Data Concentrator Unit)을 통해서 무선 연결되어 무선 네트워크(Network)를 형성하고, 무선 네트워크를 통해 검침한 검침 데이터를 수집하여 데이터 집중기의 상위 계층에 있는 HES(Head End System)으로 전달하는 방식을 취하고 있다.
다만, 무선 통신의 특성 상 원격 검침 시 음영 지역이 존재하게 되며, 음영으로 인하여 무선 네트워크 구성이 정상적으로 형성되지 않을 수 있다. 이런 음영 지역에서의 검침이 이뤄지지 않는 문제를 해결하기 위하여 종래에는 무선 설치 툴을 이용하여 예측된 검침 결과를 획득하기도 하였으나, 무선 설치 툴의 경우 가격이 비싸고, 지역마다 다른 환경마다 정확한 예측 결과를 획득하는 것이 불가능하다는 문제점이 있었다.
뿐만 아니라, 음영 지역에서의 검침이 이뤄지지 않는 문제를 해결하기 위해서는 무선 리피터(Wireless Repeater)를 추가적으로 설치 해야 하는데, 설치 위치 파악의 어려움, 시스템 안정화 등에 많은 시간이 소모되는 문제점이 있었다. 또한, 계량기의 위치가 가정 내에 있을 경우에 이를 방문하여 설치하기란 현실적으로 불가능한 문제점이 있었다.
오늘날 드론은 사람이 탑승하지 않고 원격 조정에 의해 비행하거나 지정된 경로를 따라 자율적으로 비행하는 비행체로서, 주로 군사적 용도로 활용되어 왔으나, 최근에는 운송 분야, 보안 분야 등 다양한 분야에서 드론이 활용되고 있으며, 개인적 용도로도 활용되고 있는 실정이다.
따라서, 드론의 사용을 활성화하고자 하는 기술이 지속적으로 연구되고 있음에 따라, 원격 검침 시스템에 있어서, 통신 음영 지역에서 드론을 활용하여 음영 지역에서의 검침을 용이하게 하고자 하는 방향 역시 연구 중이다.
공개 특허 공보 KR 10-2017-0019881호
게시된 발명의 일 실시예에 따르면, 드론을 활용하여 드론이 리피터 역할을 수행함에 따라, 무선 음영 지역에서의 검침이 가능할 수 있는 원격 검침 시스템 및 제어 방법을 제공한다.
게시된 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 드론을 활용하여 무선 음영 지역에서의 검침을 직접 수행함에 따라, 무선 음영 지역에 별도의 리피터를 설치하지 않더라도 검침이 가능할 수 있는 원격 검침 시스템 및 제어 방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 위치 정보를 획득하는 GPS(Global Positioning System)부;와 데이터 집중기(Data Concentrator unit), 및 무선 모듈과통신을 수행하는 무선 통신부;와 본체를이동시키는 구동부; 및 상기 데이터 집중기(Data Concentrator unit)으로부터 획득한 음영 정보, 및 GPS 정보를 기초로 상기 본체의 이동 위치를 결정하고, 상기 본체가음영 지역에 도달하면, 음영 지역의 원격 검침을 수행하는 제어부;를 포함하는이동용 중계 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 멀티 캐스팅(Multi-casting) 통신, 또는 유니 캐스팅(Uni-Casting) 통신을 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 멀티 캐스팅 통신에 기초하여, 리피터(Repeater)가 되거나, 상기 유니캐스팅 통신에 기초하여, 상기 무선 모듈로부터직접 원격 검침 데이터를 수신할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 본체가 상기 음영 지역에 도달하면, 상기 무선 모듈 중 적어도 하나의 음영 모듈이존재 시 상기 멀티 캐스팅 통신을 수립하고, 상기 무선 모듈이모두 음영 모듈이면 상기 유니 캐스팅 통신을 수립할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 유니캐스팅 통신에 기초하여, 무선 모듈로부터 직접 원격 검침 데이터 수신하면, 상기 데이터 집중기로 직접 상기 원격 검침 데이터를 송신할 수 있다.
또한, 상기 구동부는 상기 본체를 상기 데이터 집중기로 이동시킬 수있다. .
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 데이터 집중기(Data Concentrator) 및, 주변 무선 모듈과 브로드캐스팅 통신을 수행하는 무선 모듈에 있어서,
이동용 중계 장치와 무선 통신을 수립하고, 상기 브로드캐스팅 통신 신호가 미리 설정한 제 1 임계 신호보다 약하면, 상기 이동용 중계 장치에 상기 원격 검침 데이터를 송신하는 무선 노드가 제공될 수 있다.
또한, 상기 무선 모듈은, 멀티 캐스팅(Multi-casting) 통신, 또는 유니 캐스팅(Uni-Casting) 통신을 수립할 수 있다.
또한, 상기 무선 모듈은, 상기 멀티 캐스팅 통신을 통하여 상기 원격 검침 데이터가 상기 데이터 집중기로 송신이 되지 않으면, 상기 유니 캐스팅 통신을 수립할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 헤드 엔드 시스템(Head End System), 및 무선 모듈과 통신을 수행하는 데이터 집중기(Data Concentrator unit)에 있어서, 상기 헤드 엔드 시스템으로부터 상기 무선 모듈의 음영 정보를 획득하고,이동용 중계 장치와 무선 통신을 수립하고, 획득한 음영 정보를 기초로 음영 위치를 상기 이동용 중계 장치에 전송하는 데이터 집중기가 제공될 수 있다.
또한, 상기 데이터 집중기는, 상기 이동용 중계 장치가 획득한 원격 검침 데이터를 수신할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 원격 검침을 수행하는 적어도 하나 이상의 무선 모듈; 상기 무선 모듈로부터 원격 검침 데이터를 획득하는 데이터 집중기(Data Concentrator unit); 상기 데이터 집중기로부터 원격 검침 데이터를 획득하고, 획득된 원격 검침 데이터를 기초로 음영 지역을 결정하는 헤드 앤드 시스템(Head End system); 및 상기 음영 지역의 원격 검침을 수행하는 이동용 중계 장치;를 포함하는 원격 검침 시스템이 제공될 수 있다.
또한, 상기 무선 모듈, 및 상기 데이터 집중기는, 상호 간 브로드캐스팅 통신을 수립하고, 상기 헤드 앤드 시스템은, 특정 무선 모듈의 상기 브로드 캐스팅 통신 신호가 제 1 신호보다 작으면, 음영 지역으로 결정할 수 있다.
또한, 상기 데이터 집중기는 상기 이동용 중계 장치로부터 원격 검침 데이터를 획득할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 이동용 중계 장치있어서, GPS (Global Positioning System) 위치 정보를 획득하는 단계; 데이터 집중기(Data Concentrator unit), 및 무선 모듈과 통신을 수행하는 단계; 상기 데이터 집중기(Data Concentrator unit)으로부터 획득한 음영 정보, 및 GPS 정보를 기초로 상기 이동용 중계 장치의 이동 위치를 결정하는 단계; 및 상기 이동용 중계 장치가 음영 지역에 도달하면, 음영 지역의 원격 검침을 수행하는 단계;를 포함하는 원격 검침용 드론 제어 방법이 제공될 수 있다.
또한, 상기 이동용 중계 장치가 음영 지역에 도달하면, 음영 지역의 원격 검침을 수행하는 단계;는 멀티 캐스팅(Multi-casting) 통신, 또는 유니 캐스팅(Uni-Casting) 통신을 수립하는 단계;를 더 포함하는 이동용 중계 장치의제어 방법이 제공될 수 있다.
또한, 상기 멀티 캐스팅 통신에 기초하여, 상기 이동용 중계 장치가 리피터(Repeater)가 되거나, 상기 유니캐스팅 통신에 기초하여, 상기 무선 모듈로부터 직접 원격 검침 데이터를 수신할 수 있다.
또한, 상기 무선 모듈 중 적어도 하나의 음영 모듈이 존재하면 상기 멀티 캐스팅 통신을 수립하고, 상기 무선 모듈이모두 음영 노드이면 상기 유니 캐스팅 통신을 수립할 수 있다.
또한, 상기 유니캐스팅 통신에 기초하여, 상기 무선 모듈로부터 직접 원격 검침 데이터 수신하면, 상기 데이터 집중기로 직접 상기 원격 검침 데이터를 송신할 수 있다.
또한, 상기 이동용 중계 장치를 상기 데이터 집중기로 이동시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.
개시된 원격 검침 시스템 및 제어 방법의 일 실시예에 따르면, 드론을 활용하여 드론이 리피터 역할을 수행함에 따라, 무선 음영 지역에서의 검침이 가능할 수 있다.
또한, 개시된 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 드론을 활용하여 무선 음영 지역에서의 검침을 직접 수행함에 따라, 무선 음영 지역에 별도의 리피터를 설치하지 않더라도 검침이 가능할 수 있다.
따라서, 별도의 리피터를 추가 설치하지 않아도 되어 설치를 위한 비용이 감소될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 원격 검침 시스템에 포함된 복수의 무선 모듈, 데이터 집중기 및 헤드 엔드 시스템을 나타낸 개략도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 원격 검침 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 3은 이동용 중계 장치의 내부 블록도이다.
도 4은 일 실시예에 따른 원격 검침 시스템에 있어서, 음영 지역이 존재하는 복수의 무선 모듈을 나타낸 개략도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 원격 검침 시스템에 있어서, 이동용 중계 장치가 리피터 역할을 수행하는 원격 검침 제어 방법을 나타낸 개략도이다.
도 6는 일 실시예에 따른 원격 검침 시스템에 있어서, 이동용 중계 장치가 직접 검침을 수행하는 무선 원격 검침 제어 방법을 나타낸 개략도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 무선 원격 검침을 수행하는 이동용 중계 장치의 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 원격 검침 시스템에 포함된 복수의 무선 모듈에서의 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
도 9은 일 실시예에 따른 원격 검침 시스템에 포함된 데이터 집중기의 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
이하에서는 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 무선 통신 모뎀 및 무선 통신 모뎀 제어 방법을 상세하게 설명하도록 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 원격 검침 시스템(1)에 포함된 복수의 노드, 데이터 집중기 및 제어 센터의 무선 연결을 설명하기 위하여 나타낸 개략도이다.
먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 원격 검침 시스템(1)은 헤드 앤드 시스템(HES: Head End System)(10), 데이터 집중기(DCU: Data Concentrator Unit)(20) 및, 복수의 무선 모듈(node)로 구성되며, 본 발명에서는 무선 원격 검침을 수행하는 이동용 중계 장치(100)과 무선통신을 수행한다.
무선 모듈은 편의상 무선 노드로 설명하였다. 구체적으로, 도 1 및 도 3 내지 도 5에서 원형으로 표기한 것으로, 각 무선 노드들은 상호 무선 통신을 수행하여, 각 지역에 위치한 원격 검침 데이터를 송수신한다. 특히, 복수의 노드 간 무선 통신은 시간 분할 다중 접속(TimeDivision Multiple Access: TDMA), 부호 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access: CDMA), 광대역 부호 분할 다중 접속(Wide Code Division Multiple Access:WCDMA), CDMA2000(Code Division Multiple Access 2000), 와이브로(Wireless Broadband: Wibro), 와이맥스(World Interoperability for Microwave Access:WiMAX), 엘티이(Long Term Evolution: LTE), 와이브로 에볼류션(Wireless Broadband Evolution) 등의 통신 표준에 따라 통신이 가능하나 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 노드에서 획득한 원격 검침 데이터는 데이터 집중기(20)를 통하여 형성된 네트워크를 통해 헤드 앤드 시스템(10)으로 전송할 수 있다. 이러한 무선 노드는 데이터 단말 기능을 수행하는 하나의 단위로서, 데이터 송신 및 수신 장치로서 동작하며, 링크 프로토콜에 따라 행해지는 데이터 통신 제어 기능을 갖추고 있는 것이 일반적이다.
노드는 멀티포인트 유니캐스팅(Unicasting) 통신, 브로드캐스팅(Broadcasting) 통신, 및 멀티캐스팅(Multicasting) 통신이 모두 가능한 무선 노드로 구성될 수 있다.
유니캐스팅 통신은 특정 노드가 특정 노드를 제외한 특정 노드와 일대일 통신을 의미하는 것으로, 노드가 드론과 통신 시 유니캐스팅 통신이 가능하다.
브로드캐스팅 통신이란, 노드가 네트워크에 연결된 다른 모든 노드와 통신을 수행하는 것을 의미하는 것으로, 복수의 노드가 다른 노드와 통신 시 일반적으로 브로드캐스팅 통신을 통하여 데이터 집중기(20)까지 데이터를 전송할 수 있다.
멀티캐스팅 통신이란, 유니캐스팅 통신의 통신망 효율을 저하하는 단점을 극복하기 위하여 동시에 여러 노드간에 데이터를 주고받는 것이 가능한 통신을 말한다. 노드가 드론과 통신 시 멀티캐스팅 통신이 가능하나, 멀티캐스팅 통신이 어려운 경우, 유니캐스팅 통신을 수행하여, 이동용 중계 장치(100)이 일방적으로 노드의 원격 검침 정보를 수신한다.
따라서, 노드는 통상적으로 브로드캐스팅 통신을 수행하여, 주변 노드와 지속적인 데이터 송수신을 수행할 수 있다. 다만, 노드가 음영지역에 위치하는 경우, 드론과 통신을 수행하는 경우에는 드론과 유니캐스팅 통신 또는 멀티캐스팅 통신을 수행할 수 있다.
다음으로, 데이터 집중기(20)는 공용의 데이터 전송로로서 동시에 사용 가능한 통신로의 수보다 많은 데이터 단말 장치를 접속시킬 수 있도록 하는 기능을 수행하는 모듈을 말한다. 따라서, 데이터 집중기(20)는 무선 노드로부터 무선 검침 데이터를 확보하고, 확보한 무선 검침 데이터를 헤드 앤드 시스템(10)으로 송신할 수 있다. 뿐만 아니라, 데이터 집중기(20)는 헤드 앤드 시스템(10)으로부터 원격 검침 시스템(1)이 관리하는 검침 지역에 포함된 복수의 노드의 음영 지역 정보를 획득 할 수 있다. 또한, 데이터 집중기(20)는 이동용 중계 장치(100)과 무선 통신을 수행하여 무선 검침 지역에 관한 정보를 송신하고, 이동용 중계 장치(100)이 획득한 무선 검침 정보를 수신할 수도 있다.
따라서, 일 실시예에 따른 원격 검침 시스템(1)은 도 2에 도시된 바와 같이, 내부 블록도로 구성될 수 있다. 즉, 원격 검침 시스템(1)은 헤드 앤드 시스템(10), 데이터 집중기(20), 복수의 노드(30) 및 데이터 집중기(20) 와 복수의 노드(30)와 무선 통신이 가능한 이동용 중계 장치(100)을 포함할 수 있다.
일 예로, 이동용 중계 장치(100)는 무인 드론이 될 수 있는 것으로, 일 실시예에 따른 이동용 중계 장치(100)는 드론이 될 수 있다.
이 때, 이동용 중계 장치(100)의 내부 블록도는 드론의 위치 정보를 확보하는 GPS(Global Positioning System)부(110), 제어부(120), 및 무선 통신부(130) 및 구동부(140)를 포함한다.
이하에서는 일 실시예에 따른 원격 검침 시스템(1)에 활용되는 이동용 중계 장치(100)은 도 3의 이동용 중계 장치의 내부 블록도를 통하여 설명한다.
먼저, 이동용 중계 장치(100)의 GPS부(110)는 GPS 위성으로부터 이동용 중계 장치(100)의 위치를 산출하기 위한 정보를 수신하고, GPS 위성으로부터 수신된 정보를 기초로 이동용 중계 장치(100)의 위치를 판단할 수 있다. 무선 통신부(130)는 이동용 중계 장치(100)이 복수개의 노드, 또는 데이터 집중기(20)와 통신할 수 있다. 구체적으로, 무선 통신부(130)는 시간 분할 다중 접속(TimeDivision Multiple Access: TDMA), 부호 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access: CDMA), 광대역 부호 분할 다중 접속(Wide Code Division Multiple Access:WCDMA), CDMA2000(Code Division Multiple Access 2000), 와이브로(Wireless Broadband: Wibro), 와이맥스(World Interoperability for Microwave Access:WiMAX), 엘티이(Long Term Evolution: LTE), 와이브로 에볼류션(Wireless Broadband Evolution) 등의 통신 표준에 따라 무선으로 통신할 수 있다.
제어부(120)는 이동용 중계 장치(100)을 총괄적으로 제어한다. 구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 드론 제어부(120)는 하드웨어적으로 드론을 총괄적으로 제어하는 메인 프로세서(121)와 이동용 중계 장치(100)의 각종 동작 및 제어 방법을 저장하는 메모리(122)를 포함한다.
이 때, 메모리(122)는 메인 프로세서(121)와 메인프로세서(121)의 동작에 필요한 각종 데이터를 저장할 수 있는 것으로, S램(S-RAM), D램(D-RAM) 등의 휘발성 메모리뿐만 아니라 플래시 메모리, 롬(Read Only Memory), 이피롬(Erasable Programmable Read Only Memory: EPROM), 이이피롬(Electrically Erasable Programmable Read OnlyMemory: EEPROM) 등의 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
비휘발성 메모리는 이동용 중계 장치(100)의 동작을 제어하기 위한 제어 프로그램 및 제어 데이터를 반 영구적으로 저장할 수 있으며, 휘발성 메모리는 비휘발성 메모리로부터 제어 프로그램 및 제어 데이터를 불러와 임시로 기억하고, 검침 정보 및 메인 프로세서에서 출력하는 각종 제어 신호를 임시로 저장할 수 있다.
다음으로, 구동부(140)는 이동용 중계 장치(100)을 구동시키는 구성으로, 제어부(120)의 명령에 따라, GPS 부(110)의 위치를 기초로 이동용 중계 장치(100)을 원하는 위치로 이동시킨다.
따라서, 구동부(140)는 GPS 부(110)를 통해 획득한 현재 위치 정보와 제어부(120)를 통하여 획득한 드론이 가야할 위치 정보를 기초로 드론의 좌표 및 벡터를 결정하여 이동시킨다.
이상에서는 일 실시예에 따른 이동용 중계 장치(100)의 구성에 대하여 설명하였다.
이하에서는 일 실시예에 따른 이동용 중계 장치(100)의 제어 방법에 대하여 구체적으로 설명한다. 이동용 중계 장치(100)의 총괄적인 제어는 메인 프로세서(121)에서 수행한다.
이동용 중계 장치(100)의 메인 프로세서(121)는 원격 검침 시스템(1)에 포함된 복수의 노드가 검침이 되지 않는 음영 지역인 것으로 판단되는 경우, 이동용 중계 장치(100)의 동작을 통해 원격 검침을 수행한다.
이 때, 메인 프로세서(121)는 무선 통신부(130)를 통하여 헤드 앤드 시스템(10)에서 판단한 음영 지역에 관한 정보를 전송받을 수 있다.
구체적으로, 도 4는 일 실시예에 따른 원격 검침 시스템(1)에 있어서, 음영 지역이 존재하는 복수의 노드를 나타낸 개략도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 해당 지역의 원격 검침을 수행하는 복수의 노드(도 4 내지 도 6에서는 N1 내지 N14까지 14개의 노드를 포함하고 있다)에 있어서, 색칠된 노드(N1 내지 N7)는 각 노드에서 수행한 원격 검침이 데이터 집중기(20)로 무선 통신을 통하여 송신이 가능한 상태임을 나타낸다.
이와 달리, 빗금친 노드(N8 내지 N14)는 각 노드에서 수행한 원격 검침이 데이터 집중기(20)와 무선 통신이 가능하지 않은 음영 상태를 나타낸다. 이와 같이, 음영 상태는 무선 노드에 따른 환경적인 방해물(예를 들어, 나무, 건물의 재질, 계량기 이상 등)때문에 발생할 수 있다.
따라서, 데이터 집중기(20)는 색칠된 노드 (N1 내지 N7)에서 검침 데이터를 무선 통신을 기초로 획득할 수 있으나, 음영 지역에 속한 검침 데이터를 획득할 수 없다.
음영 지역에 속한 검침 데이터를 획득할 수 없는 이유는 다양하나, 도 4에서는 제 3 노드 (N3)와, 제 8 노드(N8), 및 제 9 노드 (N9) 사이의 무선 통신이 왜곡되거나 희미해지는 경우가 도시되었다. 따라서, 제 8 노드(N9), 또는 제 9 노드(N9) 를 통하여 검침한 데이터를 데이터 집중기(20)로 보낼 수 없어, 음영 지역이 발생하였다.
따라서, 헤드 앤드 시스템(10)은 음영 지역에 관한 정보를 이동용 중계 장치(100)에 전송하고, 이동용 중계 장치(100)의 무선 통신부(130)는 음영 지역에 관한 정보를 획득한다.
도 5는 일 실시예에 따른 원격 검침 시스템에 있어서, 드론이 임시적으로 리피터(Repeater) 역할을 수행하는 무선 원격 검침 제어 방법을 나타낸 개략도이다.
리피터란 전송되는 신호가 전송 선로의 특성 및 외부 충격 등의 요인으로 인하여 원래의 형태와 다르게 왜곡되거나 약해질 경우 원래의 신호 형태로 재생하여 다시 전송하는 역할을 수행하는 장치를 의미한다.
즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 이동용 중계 장치(100)은 헤드 앤드 시스템(10)으로부터 획득한 음영 지역에 관한 정보를 기초로, 무선 신호가 왜곡되거나 약해져 검침 데이터가 획득되지 않는 곳으로 이동하여 리피터의 역할을 수행할 수 있다.
구체적으로, 도 4에서의 제 3 노드 (N3)와, 제 8 노드(N8), 및 제 9 노드 (N9) 사이의 무선 통신이 왜곡되거나 희미해지는 문제점을 해소하고, 음영 지역을 없애기 위하여 도 5에 도시된 바와 같이, 이동용 중계 장치(100)이 제 3 노드 (N3)와, 제 8 노드(N8), 및 제 9 노드 (N9) 사이에 위치하도록 이동시킨다.
즉, 이동용 중계 장치(100)의 제어부(120)가 이동용 중계 장치(100)이 리피터 역할을 수행하는 경우, 음영 발생을 최소화할 수 있는 위치로 이동시켜 무선 통신이 가능하도록 할 수 있다.
다만, 이동용 중계 장치(100)이 제 3 노드 (N3)와, 제 8 노드(N8), 및 제 9 노드 (N9) 사이에 위치하여 리피터 역할을 수행함에 따라, 음영 지역을 최소화하더라도, 음영 지역이 더 존재할 수도 있다.
일 예로, 도 5에 도시된 바와 같이, 제 12 노드(N12)와 제 13 노드(N13)와 가깝게 위치한 제 14 노드(N14) 사이의 무선 통신이 왜곡되거나 희미해져서 제 14노드(N14)가 검침한 검침 데이터를 데이터 집중기(20)가 획득하지 못하는 상황이 발생한다.
이와 같은 경우에, 또 다른 드론을 제 12 노드(N12)와 제 13 노드(N13), 및 제 14 노드(N14) 사이에 위치시켜 리피터의 역할을 수행할 수도 있으나, 도 6에 도시된 바와 같이, 드론이 직접 검침을 수행할 수도 있다.
도 6는 일 실시예에 따른 원격 검침 시스템에 있어서, 드론이 직접 검침을 수행하는 무선 원격 검침 제어 방법을 나타낸 개략도이다.
이동용 중계 장치(100)은 헤드 앤드 시스템(10)으로부터 획득한 음영 지역에 관한 정보를 기초로, 무선 신호가 왜곡되거나 약해져 검침 데이터가 획득되지 않는 곳으로 이동하여 직접 검침을 수행할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 이동용 중계 장치(100)이 제 14 노드(N14)에 위치하여 제 14 노드(N14)로부터 검침 정보를 획득한다. 즉, 제어부(120)는 이동용 중계 장치(100)이 제 14 노드에 해당하는 지역의 검침 정보를 직접 획득하고, 이를 메모리(122)에 저장시킨다. 또한, 제어부(120)는 이동용 중계 장치(100)을 데이터 집중기(20)로 이동시켜 검침된 데이터를 직접 전송하도록 할 수 있다.
이상에서는 무선 검침을 수행하는 이동용 중계 장치(100)의 동작 및 제어 방법에 대하여 설명하였다.
이하에서는 원격 검침 시스템(100)의 각 구성요소 별 동작 및 제어 방법에 대하여 설명한다.
도 7은 일 실시예에 따른 무선 원격 검침을 수행하는 이동용 중계 장치(100)의 제어 방법을 나타낸 순서도이고, 도 8은 일 실시예에 따른 원격 검침 시스템에 포함된 복수의 노드에서의 제어 방법을 나타낸 순서도이며, 도 9은 일 실시예에 따른 원격 검침 시스템에 포함된 데이터 집중기의 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
먼저, 이동용 중계 장치(100)의 무선 원격 검침 제어 방법에 대하여 설명한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 이동용 중계 장치(100)은 지속적으로 비행 제어를 수행한다(1000). 구체적으로, 비행 제어는 이동용 중계 장치(100) 내 GPS 부(110)에서 획득한 위치 정보를 기초로 제어부(120)가 명령하는 위치로 비행하는 동작을 말한다. 따라서, 이동용 중계 장치(100)은 지속적으로 GPS 부(110)로부터 획득한 드론의 위치를 저장한다(1100).
또한, 이동용 중계 장치(100)은 도 7에 도시되지는 않았으나, 데이터 집중기(20)로부터 음영 지역에 관한 정보를 획득할 수 있다.
이동용 중계 장치(100)의 지속적인 비행 제어 도중에 음영 지역에 도착하면(1200의 예), 제어부(120)는 이동용 중계 장치(100)이 리피터 역할을 수행할지 여부를 판단한다(1300). 이 때, 제어부(120)는 이동용 중계 장치(100)이 리피터 역할을 수행할지 여부를 판단하기 위하여 제어부(120)는 드론(1)이 위치한 지역에 존재하는 복수의 노드로부터 비콘 신호를 입력 받는다.
비콘 신호란 지정한 범위 내 특정한 주파수 대의 일정한 신호를 의미하는 것으로, 신호의 송수신이 가능한 것일 뿐 정보를 전달하는 신호는 아니다. 따라서, 비콘 신호의 송신 및 수신으로 무선 통신의 가능 여부를 판단할 수 있다. 또한, 비콘 신호는 주기적으로 송신 및 수신되어 통신의 가능여부를 판단할 수 있다. 또한, 비콘 메시지는 브로드캐스팅 방법으로 전송되는 것으로, 특정 노드에서 다른 모든 노드에 비콘 메시지를 뿌리는 방식으로 수행된다.
제어부(120)가 이동용 중계 장치(100)이 위치한 지역에 존재하는 복수의 노드로부터 비콘 신호를 획득할 수 있는 복수의 노드는 이동용 중계 장치(100)의 위치로부터 미리 설정된 반경 내부로 제한될 수 있다. 미리 설정된 반경은 이동용 중계 장치(100)의 무선 통신부(130)의 기능에 따라 달라질 수 있다.
따라서, 이동용 중계 장치(100)은 음영 지역에 이동하여 위치한 지역에 존재하는 복수의 노드 개수(n개)보다 적은 수(n개 미만 1개 초과)의 노드로부터 비콘 신호를 입력 받는 경우, 해당 지역에서 리피터 역할을 수행하는 것으로 결정할 수 있다(1300의 예).
다만, 이동용 중계 장치(100)이 이동 중에 음영 지역에 이동하여 위치한 지역에 존재하는 복수의 노드 개수(m개) 중 모든 노드(m개)로부터 비콘 신호를 입력 받지 못하는 경우에(1300의 아니오), 해당 지역에 존재하는 복수의 노드로 가서 직접 검침을 수행할 것으로 결정한다(1800).
이후, 제어부(120)가 해당 지역에서 리피터 역할을 수행하는 것으로 결정하면(1300의 예), 해당 지역에서 노드 정보를 수신하지 못하였던 복수개의 노드로 가서 리피터 역할을 수행하여 검침 정보를 수집한다(1400).
또한, 제어부(120)는 획득한 검침 정보와 검침 정보를 수집한 노드의 GPS 위치 정보를 메모리(122)에 저장시키고(1500), 이후, 복수의 노드를 통하여 데이터 집중기(20)로 검침 정보를 송신한다(1600).
다만, 미리 설명한 도 6에서와 같이, 이동용 중계 장치(100)이 리피터 역할을 수행함에도 불구하고, 이동용 중계 장치(100)이 이동 중에 음영 지역에 이동하여 위치한 지역에 존재하는 복수의 노드 개수(m개) 중 모든 노드(m개)로부터 비콘 신호를 입력 받지 못하는 경우에(1300의 아니오), 해당 지역에 가서 직접 검침을 수행한다(1800).
즉, 리피터 역할을 수행한 이후, 주변에 음영 노드가 존재하는 경우(1700의 예), 제어부(120)는 이동용 중계 장치(100)이 해당 지역의 직접 검침을 수행하도록 제어한다(1800). 따라서, 이동용 중계 장치(100)은 직접 검침 수행을 통하여 직접 검침 정보 및 위치 정보를 저장하고(1900), 저장한 정보를 데이터 집중기(20)로 전송하기 위하여 위치 이동을 한다(2000).
다음으로, 일 실시예에 따른 원격 검침 시스템(1)에 포함된 복수의 노드에서의 제어 방법을 설명한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 무선 원격 검침을 수행하는 노드는 드론과 통신 수립을 시도한다(3000). 즉, 노드가 드론(1)으로부터 미리 설정된 반경 이내에 위치하는 경우, 이동용 중계 장치(100)과의 무선 통신 수립을 시도할 수 있다. 이 때, 도시되지는 않았으나, 이동용 중계 장치(100)과 노드의 무선 통신 수립 여부는 비콘 신호의 송신 및 수신을 통해 성립 여부 확인이 가능하다.
또한, 노드는 노드 자가 진단을 수행한다(3100). 이 때, 노드 자가 진단이란, 데이터 집중기(20)까지 비콘 신호가 송신 및 수신 되는지 여부를 확인하는 것을 의미한다. 따라서, 노드가 비콘 신호가 송수신이 가능한 상태이면, 노드에서 검침한 원격 검침 정보가 데이터 집중기(20)까지 전송가능한 정상상태이나, 비콘 신호가 송수신이 되지 않는 상태이면, 노드에서 검침한 원격 검침 정보가 데이터 집중기(20)까지 전송가능한 상태가 아닌 것으로 판단한다.
따라서, 노드 자가 진단을 통해 노드가 음영지역에 위치하지 않는 것으로 판단하면(3200의 아니오), 노드의 검침 정보를 데이터 집중기(20)로 송신한다.
이와 달리, 데이터 집중기(20)까지 비콘 신호가 송수신 되지 않는 상태이면 노드는 자신이 음영 지역에 위치하는 것으로 판단하여(3200의 예), 노드와 드론간의 멀티캐스팅이 가능한지를 판단한다(3400의 예). 구체적으로, 노드가 멀티캐스팅이 가능한 상태이면, 이동용 중계 장치(100)은 무선 원격 시스템(1)의 무선 통신을 원활하게 수행하기 위한 리피터 기능을 수행한다.
다만, 노드가 멀티캐스팅이 가능하지 않은 상태이면(3400의 아니오), 유니캐스팅 통신을 수립한다(3500). 구체적으로, 노드가 유니캐스팅 통신을 수립하면, 이동용 중계 장치(100)이 해당 노드로부터 검침 데이터를 직접 획득하도록 하는 것으로, 해당 노드가 검침한 검침 데이터를 이동용 중계 장치(100)으로 직접 송신한다(3500).
다음으로, 일 실시예에 따른 데이터 집중기(20)의 제어 방법을 설명한다.
구체적으로, 도 9는 일 실시예에 따른 원격 검침 시스템에 포함된 데이터 집중기의 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
먼저, 일 실시예에 따른 데이터 집중기(20)는 헤드 앤드 시스템(10)으로부터 음영 정보를 획득한다(4000). 구체적으로, 데이터 집중기(20)는 브로드캐스팅 통신을 통하여 원격 검침 시스템(1)에 포함된 복수의 노드와 무선 통신을 수행하는데, 이 때, 특정 지역의 노드와 비콘이 송수신되지 않는 상태에 있음을 확인함으로서, 해당 특정 노드의 음영 정보를 획득할 수 있다.
또한, 데이터 집중기(20)는 이동용 중계 장치(100)과 무선 통신을 수립한다. 이 때, 데이터 집중기(20)는 드론과 멀티캐스팅 또는 유니캐스팅 통신을 통해 무선 통신을 수행할 수 있다.
다음으로, 이동용 중계 장치(100)에 음영정보를 송신한다(4200). 이 때, 음영 정보란, 이동용 중계 장치(100)이 이동하여야 할 음영지역의 GPS 정보 등을 포함한다. 따라서, 이동용 중계 장치(100)에 음영 정보를 송신함으로써, 드론이 이동하여야할 음영지역에 관한 정보를 획득할 수 있도록 한다.
따라서, 이동용 중계 장치(100)이 해당 음영 지역에 도달하여, 리피터 또는 직접 검침을 수행함에 따라 획득된 검침 정보를 다시 드론으로부터 수신한다(4300).
이상에서는 개시된 발명의 일 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 개시된 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며 청구범위에서 청구하는 요지를 벗어남 없이 개시된 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형실시가 가능함을 물론이고 이러한 변형실시들은 개시된 발명으로부터 개별적으로 이해될 수 없다.
1: 원격 검침 시스템
10: 헤드 앤드 시스템
20: 데이터 집중기
100: 이동용 중계 장치
30: 복수의 노드

Claims (20)

  1. 위치 정보를 획득하는 GPS(Global Positioning System)부;
    데이터 집중기(Data Concentrator unit), 및 무선 모듈과 통신을 수행하는 무선 통신부;
    본체를이동시키는 구동부; 및
    상기 데이터 집중기(Data Concentrator unit)으로부터 획득한 음영 정보, GPS 정보, 및 무선 모듈의 비콘 신호 상태 정보를 기초로 상기 본체의 이동 위치를 결정하고, 상기 본체가음영 지역에 도달하면, 음영 지역의 원격 검침을 수행하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 본체가 음영 지역에 도달하여, 상기 음영 지역의 원격 검침을 수행하는 경우, 상기 음영 지역에 위치하는 무선 모듈의 비콘 신호 상태를 기초로 멀티 캐스팅 통신 또는 유니 캐스팅 통신을 결정하고,
    상기 음영 지역에 위치하는 상기 모든 무선 모듈이 음영 모듈이면 유니캐스팅 통신에 기초하여 원격 검침을 수행하고,
    상기 음영 지역에 위치하는 상기 모든 무선 모듈이 음영 모듈인 경우를 제외하고 적어도 하나의 무선 모듈이 음영 모듈이면 멀티 캐스팅 통신에 기초하여 원격 검침을 수행하는 이동용 중계 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 멀티 캐스팅 통신에 기초하여, 리피터(Repeater)가 되거나,
    상기 유니캐스팅 통신에 기초하여, 상기 무선 모듈로부터직접 원격 검침 데이터를 수신하는 이동용 중계 장치.
  4. 삭제
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 유니캐스팅 통신에 기초하여, 무선 모듈로부터 직접 원격 검침 데이터 수신하면, 상기 데이터 집중기로 직접 상기 원격 검침 데이터를 송신하기 위하여 상기 본체를 상기 데이터 집중기로 이동하도록 제어하는 이동용 중계 장치.
  6. 삭제
  7. 데이터 집중기(Data Concentrator) 및, 주변 무선 모듈과 브로드캐스팅 통신을 수행하는 무선 모듈에 있어서,
    이동용 중계 장치와 무선 통신을 수립하고,
    상기 브로드캐스팅 통신 신호가 미리 설정한 제 1 임계 신호보다 약하면, 음영 모듈로 자가 판단하고,
    상기 이동용 중계 장치로부터 획득한 정보로부터 주변 무선 모듈이 모두 음영 모듈이면 유니 캐스팅 통신에 기초하여 상기 이동용 중계 장치에 원격 검침 데이터를 송신하는 무선 모듈.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 무선 모듈은,
    멀티 캐스팅(Multi-casting) 통신, 또는 상기 유니 캐스팅(Uni-Casting) 통신을 수립하는 무선 모듈.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 무선 모듈은,
    상기 멀티 캐스팅 통신을 통하여 상기 원격 검침 데이터가 상기 데이터 집중기로 송신이 되지 않으면, 상기 유니 캐스팅 통신을 수립하는 무선 모듈.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 원격 검침을 수행하는 적어도 하나 이상의 무선 모듈;
    상기 무선 모듈로부터 원격 검침 데이터를 획득하는 데이터 집중기(Data Concentrator unit);
    상기 데이터 집중기로부터 원격 검침 데이터를 획득하고, 획득된 원격 검침 데이터를 기초로 음영 지역을 결정하는 헤드 앤드 시스템(Head End system); 및
    상기 음영 지역의 원격 검침을 수행하는 이동용 중계 장치;를 포함하고,
    상기 이동용 중계 장치는,
    상기 이동용 중계 장치가 음영 지역에 도달하여, 상기 음영 지역의 원격 검침을 수행하는 경우, 상기 음영 지역에 위치하는 상기 무선 모듈의 비콘 신호 상태를 기초로 멀티 캐스팅 통신 또는 유니 캐스팅 통신을 결정하고,
    상기 음영 지역에 위치하는 모든 무선 모듈이 음영 모듈이면 유니캐스팅 통신에 기초하여 원격 검침을 수행하고,
    상기 음영 지역에 위치하는 상기 모든 무선 모듈이 음영 모듈인 경우를 제외하고 적어도 하나의 무선 모듈이 음영 모듈이면 멀티캐스팅 통신에 기초하여 원격 검침을 수행하는 원격 검침 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 무선 모듈, 및 상기 데이터 집중기는,
    상호 간 브로드캐스팅 통신을 수립하고,
    상기 헤드 앤드 시스템은,
    특정 무선 모듈의 상기 브로드 캐스팅 통신 신호가 제 1 신호보다 작으면, 음영 지역으로 결정하는 원격 검침 시스템.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 데이터 집중기는
    상기 이동용 중계 장치로부터 원격 검침 데이터를 획득하는 원격 검침 시스템.
  15. 이동용 중계 장치가 GPS (Global Positioning System) 위치 정보를 획득하는 단계;
    상기 이동용 중계 장치가 데이터 집중기(Data Concentrator unit), 및 무선 모듈과 통신을 수행하는 단계;
    상기 이동용 중계 장치가 상기 데이터 집중기(Data Concentrator unit)으로부터 획득한 음영 정보, 및 GPS 정보 및 및 무선 모듈로부터 획득한 비콘신호 상태 정보를 기초로 상기 이동용 중계 장치의 이동 위치를 결정하는 단계; 및
    상기 이동용 중계 장치가 음영 지역에 도달하면, 음영 지역의 원격 검침을 수행하는 단계;를 포함하고,
    상기 이동용 중계 장치가 음영 지역에 도달하여, 상기 음영 지역의 원격 검침을 수행하는 경우, 상기 음영 지역에 위치하는 상기 무선 모듈의 비콘 신호 상태를 기초로 멀티 캐스팅 통신 또는 유니 캐스팅 통신을 결정하는 단계;
    상기 음영 지역에 위치하는 모든 무선 모듈이 음영 모듈이면 유니캐스팅 통신에 기초하여 원격 검침을 수행하거나, 상기 음영 지역에 위치하는 상기 모든 무선 모듈이 음영 모듈인 경우를 제외하고 적어도 하나의 무선 모듈이 음영 모듈이면 멀티캐스팅 통신에 기초하여 원격 검침을 수행하는단계;를 더 포함하는 이동용 중계 장치의 제어 방법.

  16. 삭제
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 멀티 캐스팅 통신에 기초하여, 상기 이동용 중계 장치가 리피터(Repeater)가 되거나,
    상기 유니캐스팅 통신에 기초하여, 상기 무선 모듈로부터 직접 원격 검침 데이터를 수신하는 이동용 중계 장치의제어 방법.
  18. 삭제
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 유니캐스팅 통신에 기초하여, 상기 무선 모듈로부터 직접 원격 검침 데이터 수신하면, 상기 데이터 집중기로 직접 상기 원격 검침 데이터를 송신하기 위하여 본체를 상기 데이터 집중기로 이동하도록 제어하는 이동용 중계 장치의제어 방법.

  20. 삭제
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