KR102044529B1 - 전자식 계량기 - Google Patents
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Abstract
무선 전력 전송에 의해 충전되는 배터리 모듈로 구동 전원을 공급하도록 한 전자식 계량기를 제시한다. 제시된 전자식 계량기는 수용가의 에너지 사용량을 검출하는 사용량 검출 모듈, 사용량 검출 모듈에서 검출한 에너지 사용량을 근거로 검침 데이터를 생성하는 제어 모듈, 제어 모듈에서 생성한 검침 데이터를 검침 서버 또는 중계기로 전송하는 통신 모듈, 이차 전지로 구성되고, 사용량 검출 모듈, 제어 모듈 및 통신 모듈에 구동 전원을 공급하는 배터리 모듈 및 무선 전력 송신 장치로부터 무선으로 전력을 수신하여 배터리 모듈을 충전하는 무선 전력 수신 모듈을 포함한다.
Description
본 발명은 전자식 계량기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수용가에 설치되어 전기, 수도, 가스 등의 사용량을 검침하는 전자식 계량기에 관한 것이다.
원격 검침(AMR; Automatic Meter Reading) 시스템은 유무선 네트워크를 통해 수용가에 설치된 전자식 계량기들로부터 검침 데이터를 수집하여 분석, 관리한다. 이때, 원격 검침 시스템은 통합 검침 시스템, 지능형 원격 검침(AMI; Advanced Metering Infrastructure) 시스템 등으로 불리기도 한다.
원격 검침을 위해 수용가에는 전기, 수도, 가스 등의 사용량을 검침하여 유무선 네트워크를 통해 원격 검침 서버로 전송하는 전자식 계량기가 설치된다. 이때, 전자식 계량기는 직결된 AC 전원을 이용해 구동하거나, 내장된 배터리를 이용해 로부터 구동 전원을 공급받아 동작한다.
하지만. AC 전원을 직결하여 구동 전원으로 사용하는 전자식 계량기(이하, AC 직결형 전자식 계량기)는 컨버터(예를 들면 AC/DC) 등의 부수적이 회로가 추가되어 내부 구성(회로)이 복잡해지고, 내부 구성(회로)이 복잡해짐에 따라 전력 소모량이 증가하고, 유지보수 비용이 증가하는 문제점이 있다.
배터리를 연결하여 구동 전원으로 사용하는 전자식 계량기(이하, 배터리 내장형 전자식 계량기)는 AC 직결형 전자식 계량기에 비해 내부 구성(회로)이 단순화할 수 있는 장점이 있다.
하지만, 배터리 내장형 전자식 계량기는 교체형 배터리를 사용하기 때문에 배터리의 수명이 다한 경우 배터리를 교체해야 하는데, 전자식 계량기는 법적으로 봉인이 필수이기 때문에 배터리 교체가 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 무선 전력 전송에 의해 충전되는 배터리 모듈로 구동 전원을 공급하도록 한 전자식 계량기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기설치된 계량기(즉, 기계식 계량기, 통신 기능이 없는 전자식 계량기)에 체결되어 문자 인식을 통해 검침 데이터를 생성하고, 통신 모듈을 통해 검침 데이터를 검침 서버 또는 중계기로 전송하도록 한 전자식 계량기를 제공 하는 것을 다른 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제1 실시 예에 따른 전자식 계량기는 수용가의 에너지 사용량을 검출하는 사용량 검출 모듈, 사용량 검출 모듈에서 검출한 에너지 사용량을 근거로 검침 데이터를 생성하는 제어 모듈, 제어 모듈에서 생성한 검침 데이터를 검침 서버 또는 중계기로 전송하는 통신 모듈, 이차 전지로 구성되고, 사용량 검출 모듈, 제어 모듈 및 통신 모듈에 구동 전원을 공급하는 배터리 모듈 및 무선 전력 송신 장치로부터 무선으로 전력을 수신하여 배터리 모듈을 충전하는 무선 전력 수신 모듈을 포함한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제2 실시 예에 따른 전자식 계량기는 수용가에 설치된 기계식 계량기에 체결되는 전자식 계량기로, 기계식 계량기에 표시된 문자를 촬영하여 검침 이미지를 생성하는 촬영 모듈, 촬영 모듈에서 생성한 검침 이미지에 대한 문자 인식을 통해 검출한 에너지 사용량을 근거로 검침 데이터를 생성하는 제어 모듈, 제어 모듈에서 생성한 검침 데이터를 검침 서버 또는 중계기로 전송하는 통신 모듈, 이차 전지로 구성되고, 사용량 검출 모듈, 제어 모듈 및 통신 모듈에 구동 전원을 공급하는 배터리 모듈 및 무선 전력 송신 장치로부터 무선으로 전력을 수신하여 배터리 모듈을 충전하는 무선 전력 수신 모듈을 포함한다.
무선 전력 수신 모듈은 일정 주기 간격으로 무선 전력 전송 장치로부터 전력을 수신하여 배터리 모듈을 충전하거나, 배터리 모듈의 충전량이 설정값 이하이면 무선 전력 전송 장치로부터 무선 전력 전송을 요청하여 배터리 모듈을 충전할 수 있다.
본 발명에 의하면, 전자식 계량기는 무선 전력 전송에 의해 충전되는 배터리 모듈로 구동 전원을 공급함으로써, 종래의 AC 직결형 전자식 계량기에 비해 내부 구성(회로)를 단순화할 수 있는 효과가 있다. 즉, 전자식 계량기는 AC 전원을 구동 전원으로 하는 경우 필요한 AC/DC 컨버터 등의 복잡한 회로 구성을 간략화할 수 있다.
또한, 전자식 계량기는 무선 전력 전송에 의해 충전되는 배터리 모듈로 구동 전원을 공급하여 내부 구성을 단순화함으로써, 자체 전력 소모량을 감소시키면서 유지보수 비용을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 전자식 계량기는 무선 전력 전송에 의핸 충전되는 배터리 모듈로 구동 전원을 공급함으로써, 교체형 배터리를 이용하는 종래의 전자식 계량기에 비해 유지보수가 용이한 효과가 있다. 즉, 전자식 계량기는 충전식 배터리를 사용하기 때문에 배터리의 교체를 최소화할 수 있어 봉인된 전자식 계량기의 분해를 최소화할 수 있다.
또한, 전자식 계량기는 기존에 설치된 기계식 계량기에 체결되어 문자 인식을 통해 검침 데이터를 생성함으로써, 구형 계량기에서도 원격 검침을 가능하게 하는 효과가 있다.
또한, 전자식 계량기는 기존에 설치된 기계식 계량기에 체결되는 구조로 형성됨으로써, 기계식 계량기 또는 기설치된 전자식 계량기에 원격 검침을 위한 센서, 통신 모듈 등을 추가할 수 있어 계량기의 교체 없이도 원격 검침을 가능하게 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 전자식 계량기를 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 전자식 계량기를 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 전자식 계량기를 설명하기 위한 도면.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 제1 실시 예에 따른 전자식 계량기는 수용가에 설치되어 수용가의 에너지 사용량(예를 들면, 전기, 수도, 가스 등의 사용량)을 검침하여 검침 정보를 생성한다. 전자식 계량기는 유무선 네트워크를 통해 검침 정보를 검침 서버로 전송한다. 이때, 전자식 계량기는 중계기(예를 들면, DCU)를 통해 검침 서버로 검침 정보를 전송할 수도 있다.
전자식 계량기는 구동 전원을 공급하는 배터리(예를 들면, 2차 전지)를 내장하고, 무선 전력 전송을 통해 배터리를 충전한다. 이때, 전자식 계량기는 검침원이 소지하는 검침 단말, 인근 전력선에 설치된 변류기 등으로부터 무선으로 전력을 전송받아 배터리를 충전할 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 전자식 계량기(100)는 사용량 검출 모듈(110), 제어 모듈(120), 통신 모듈(130), 배터리 모듈(140) 및 무선 전력 수신 모듈(150)을 포함한다.
사용량 검출 모듈(110)은 수용자의 에너지 사용량을 검출한다. 즉, 사용량 검출 모듈(110)은 전기, 수도, 가스 등의 에너지 사용량을 검출한다. 이때, 사용량 검출 모듈(110)은 광센서, 가스 센서, 모션 센서, 영상 센서 등과 같이 다양한 형태의 센서로 구성되어 수용가의 에너지 사용량을 검출한다.
일례로, 사용량 검출 모듈(110)은 물의 흐름에 따라 회전하고, 자석 또는 금속판 등이 부착되는 임펠러 등의 회전체, 회전체의 회전을 감지하는 센서를 포함하고, 물의 흐름에 따른 회전체의 회전수를 측정하여 물의 사용량을 검출한다.
제어 모듈(120)은 설정 시간 간격으로 에너지 사용량을 검출하도록 사용량 검출 모듈(110)을 제어한다. 제어 모듈(120)은 실시간으로 에너지 사용량을 검출하도록 사용량 검출 모듈(110)을 제어할 수도 있다.
제어 모듈(120)은 사용량 검출 모듈(110)에서 검출한 에너지 사용량을 이용하여 검침 데이터를 생성한다. 즉, 제어 모듈(120)은 사용량 검출 모듈(110)에서 측정한 아날로그 형태의 에너지 사용량을 디지털 데이터로 변환하여 검침 데이터를 생성한다. 이때, 제어 모듈(120)은 생성한 검침 데이터를 저장하는 저장 모듈(예를 들면, 메모리)을 내장할 수 있다.
제어 모듈(120)은 설정 시간 간격으로 생성한 검침 데이터를 검침 서버 또는 중계기로 전송하도록 통신 모듈(130)을 제어한다. 즉, 제어 모듈(120)은 설정 시간 간격으로 생성한 검침 데이터를 포함하는 전송 요청을 통신 모듈(130)로 전송한다.
통신 모듈(130)은 검침 데이터를 검침 서버 또는 중계기로 전송한다. 즉, 통신 모듈(130)은 검침 서버 또는 중계기와 유무선 네트워크로 연결된다. 통신 모듈(130)은 제어 모듈(120)로부터 전송 요청을 수신하면, 유무선 네트워크를 통해 전송 요청에 포함된 검침 데이터를 검침 서버 또는 중계기로 전송한다.
배터리 모듈(140)은 사용량 검출 모듈(110), 제어 모듈(120) 및 통신 모듈(130)에 구동 전원을 공급한다. 즉, 배터리 모듈(140)은 무선 전력 전송을 통해 전력을 충전하고, 충전된 전력을 사용량 검출 모듈(110), 제어 모듈(120) 및 통신 모듈(130)로 방전하여 구동 전원을 공급한다. 이때, 배터리 모듈(140)은 니켈전지, 이온전지, 리튬이온전지, 폴리머전지, 리튬폴리머전지, 리튬설파전지 등의 2차전지로 구성된 것을 일례로 한다.
무선 전력 수신 모듈(150)은 무선 전력 송신 장치로부터 송출되는 전력을 수신하여 배터리 모듈(140)을 충전한다. 즉, 무선 전력 수신 모듈(150)은 자기유도(MI) 방식, 자기공진(MR) 방식 등의 무선 전력 전송 방식을 통해 무선 전력 송신 장치로부터 전력을 수신한다. 무선 전력 수신 모듈(150)은 수신한 전력을 이용하여 배터리 모듈(140)을 충전한다. 이때, 무선 전력 전송 장치는 검침 단말, 인근 전력선에 설치된 변류기인 것을 일례로 한다.
무선 전력 수신 모듈(150)은 일정 주기 간격으로 무선 전력 전송 장치로부터 전력을 수신하여 배터리 모듈(140)을 충전한다. 무선 전력 수신 모듈(150)은 배터리 모듈(140)의 충전량이 설정값 이하로 떨어진 경우 무선 전력 전송 장치로 무선 전력 전송을 요청하여 배터리 모듈(140)을 충전할 수도 있다.
본 발명의 제2 실시예에 전자식 계량기는 수용가에 설치된 기계식 계량기에 체결되어 검침 데이터를 생성한다. 전자식 계량기는 유무선 네트워크를 통해 검침 정보를 검침 서버 또는 중계기로 전송한다.
전자식 계량기는 구동 전원을 공급하는 배터리(예를 들면, 2차 전지)를 내장하고, 무선 전력 전송을 통해 배터리를 충전한다. 이때, 전자식 계량기는 검침원이 소지하는 검침 단말, 인근 전력선에 설치된 변류기 등으로부터 무선으로 전력을 전송받아 배터리를 충전할 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 전자식 계량기(200)는 촬영 모듈(210), 제어 모듈(220), 통신 모듈(230), 배터리 모듈(240) 및 무선 전력 수신 모듈(250)을 포함한다.
촬영 모듈(210)은 기계식 계량기에 표시된 문자를 촬영한다. 즉, 촬영 모듈(210)은 카메라 모듈로 구성되고, 기계식 계량기에서 표시된 문자(즉, 에너지 소비량)을 촬영하여 검침 이미지를 생성한다. 촬영 모듈(210)을 생성한 검침 이미지를 제어 모듈(220)로 전송한다.
촬영 모듈(210)은 설정 시간 간격으로 검침 이미지를 생성하여 제어 모듈(220)로 전송한다. 이때, 촬영 모듈(210)은 실시간 영상을 검침 이미지로 생성하여 제어 모듈(220)로 전송할 수도 있다.
제어 모듈(220)은 설정 시간 간격으로 검침 이미지를 전송하도록 촬영 모듈(210)을 제어한다. 제어 모듈(220)은 실시간으로 검침 이미지를 전송하도록 촬영 모듈(210)을 제어할 수도 있다.
제어 모듈(220)은 촬영 모듈(210)로부터 전송받은 검침 이미지를 이용하여 검침 데이터를 생성한다. 즉, 제어 모듈(220)은 검침 이미지에 대한 문자 인식을 통해 검침 데이터를 생성한다. 제어 모듈(220)은 검침 이미지에서 에너지 사용량이 표시된 위치에 대한 문자 인식을 통해 에너지 사용량을 검출한다. 제어 모듈(220)은 검출한 에너지 사용량을 이용하여 검침 데이터를 생성한다. 이때, 제어 모듈(220)은 생성한 검침 데이터를 저장하는 저장 모듈(예를 들면, 메모리)을 내장할 수 있다.
제어 모듈(220)은 설정 시간 간격으로 생성한 검침 데이터를 검침 서버 또는 중계기로 전송하도록 통신 모듈(230)을 제어한다. 즉, 제어 모듈(220)은 설정 시간 간격으로 생성한 검침 데이터를 포함하는 전송 요청을 통신 모듈(230)로 전송한다.
통신 모듈(230)은 검침 데이터를 검침 서버 또는 중계기로 전송한다. 즉, 통신 모듈(230)은 검침 서버 또는 중계기와 유무선 네트워크로 연결된다. 통신 모듈(230)은 제어 모듈(220)로부터 전송 요청을 수신하면, 유무선 네트워크를 통해 전송 요청에 포함된 검침 데이터를 검침 서버 또는 중계기로 전송한다.
배터리 모듈(240)은 사용량 검출 모듈, 제어 모듈(220) 및 통신 모듈(230)에 구동 전원을 공급한다. 즉, 배터리 모듈(240)은 무선 전력 전송을 통해 전력을 충전하고, 충전된 전력을 사용량 검출 모듈, 제어 모듈(220) 및 통신 모듈(230)로 방전하여 구동 전원을 공급한다. 이때, 배터리 모듈(240)은 니켈전지, 이온전지, 리튬이온전지, 폴리머전지, 리튬폴리머전지, 리튬설파전지 등의 2차전지로 구성된 것을 일례로 한다.
무선 전력 수신 모듈(250)은 무선 전력 송신 장치로부터 송출되는 전력을 수신하여 배터리 모듈(240)을 충전한다. 즉, 무선 전력 수신 모듈(250)은 자기유도(MI) 방식, 자기공진(MR) 방식 등의 무선 전력 전송 방식을 통해 무선 전력 송신 장치로부터 전력을 수신한다. 무선 전력 수신 모듈(250)은 수신한 전력을 이용하여 배터리 모듈(240)을 충전한다. 이때, 무선 전력 전송 장치는 검침 단말, 인근 전력선에 설치된 변류기인 것을 일례로 한다.
무선 전력 수신 모듈(250)은 일정 주기 간격으로 무선 전력 전송 장치로부터 전력을 수신하여 배터리 모듈(240)을 충전한다. 무선 전력 수신 모듈(250)은 배터리 모듈(240)의 충전량이 설정값 이하로 떨어진 경우 무선 전력 전송 장치로 무선 전력 전송을 요청하여 배터리 모듈(240)을 충전할 수도 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 전자식 계량기(100, 200)는 부가 기능 제공을 위해 다양한 센서(예를 들면, 가스, 온도, 모션, 카메라 등)을 추가로 포함할 수도 있다.
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.
100, 200: 전자식 계량기 110: 사용량 검출 모듈
120, 220: 제어 모듈 130,, 230: 통신 모듈
140, 240: 배터리 모듈 150, 250: 무선 전력 수신 모듈
210: 촬영 모듈
120, 220: 제어 모듈 130,, 230: 통신 모듈
140, 240: 배터리 모듈 150, 250: 무선 전력 수신 모듈
210: 촬영 모듈
Claims (4)
- 수용가의 에너지 사용량을 검출하는 사용량 검출 모듈;
상기 사용량 검출 모듈에서 검출한 에너지 사용량을 근거로 검침 데이터를 생성하는 제어 모듈;
상기 제어 모듈에서 생성한 검침 데이터를 검침 서버 또는 중계기로 전송하는 통신 모듈;
이차 전지로 구성되고, 상기 사용량 검출 모듈, 제어 모듈 및 통신 모듈에 구동 전원을 공급하는 배터리 모듈; 및
무선 전력 송신 장치로부터 무선으로 전력을 수신하여 상기 배터리 모듈을 충전하는 무선 전력 수신 모듈을 포함하고,
상기 무선 전력 수신 모듈은 상기 배터리 모듈의 충전량이 설정값 이하이면 상기 무선 전력 송신 장치로 무선 전력 전송을 요청하여 상기 배터리 모듈을 충전하는 전자식 계량기. - 수용가에 설치된 기계식 계량기에 체결되는 전자식 계량기에 있어서,
상기 기계식 계량기에 표시된 문자를 촬영하여 검침 이미지를 생성하는 촬영 모듈;
상기 촬영 모듈에서 생성한 상기 검침 이미지에 대한 문자 인식을 통해 검출한 에너지 사용량을 근거로 검침 데이터를 생성하는 제어 모듈;
상기 제어 모듈에서 생성한 검침 데이터를 검침 서버 또는 중계기로 전송하는 통신 모듈;
이차 전지로 구성되고, 상기 촬영 모듈, 제어 모듈 및 통신 모듈에 구동 전원을 공급하는 배터리 모듈; 및
무선 전력 송신 장치로부터 무선으로 전력을 수신하여 상기 배터리 모듈을 충전하는 무선 전력 수신 모듈을 포함하고,
상기 무선 전력 수신 모듈은 상기 배터리 모듈의 충전량이 설정값 이하이면 상기 무선 전력 송신 장치로 무선 전력 전송을 요청하여 상기 배터리 모듈을 충전하는 전자식 계량기. - 삭제
- 삭제
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-
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