KR102051749B1 - Plc 네트워크 신호 간섭 판단 시스템 및 그것을 이용한 신호 간섭 판단 방법 - Google Patents

Plc 네트워크 신호 간섭 판단 시스템 및 그것을 이용한 신호 간섭 판단 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 PLC 네트워크에서 3상 전력선 위상 측정을 이용한 신호 간섭 판단 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 PLC 네트워크에서 3상 전력선 위상 측정을 이용한 신호 간섭 판단 시스템은, 마스터 모뎀과 모뎀이 3상 전력선으로 연결된 PLC 네트워크에 있어서, 3상 전력선의 각각의 상의 상 구분 정보를 수집하여, 수집된 상 구분 정보를 각각 3상 전력선으로 연결된 모뎀으로 전송하는 마스터 모뎀; 3상 전력선의 각각의 상의 위상 위치 시간을 측정하고, 측정된 위상 위치 시간 정보와 상 구분 정보를 비교하여, 3상 전력선이 신호 간섭에 의해 연결되었는지 여부를 판단하는 모뎀; 및 마스터 모뎀 및 모뎀으로부터 설정된 내부 시간을 각각 수신하여, 마스터 모뎀 및 모뎀에서 동기화가 이루어졌는지 여부를 판단하는 동기화 판단 모듈을 포함한다.

Description

PLC 네트워크 신호 간섭 판단 시스템 및 그것을 이용한 신호 간섭 판단 방법{PLC NETWORK SIGNAL INTERFERENCE SENSING SYSTEM AND SIGNAL INTERFERENCE SENSING METHOD USING THE SAME}
본 발명은 PLC 네트워크 신호 간섭 판단 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마스터 모뎀과 모뎀 사이에 신호 간섭에 의하여 물리적인 전력선 구성과 네트워크 구성이 일치하는지 여부를 판단할 수 있는 PLC 네트워크에서 3상 전력선 위상 측정을 이용한 신호 간섭 판단 시스템 및 방법에 관한 것이다.
전력선 통신(Power Line Communication network)은 전력을 공급하는 전력선을 매개체로하여, AMR(원격 검침) 서비스와 전력 부하 제어 서비스 등과 같이 전력회사를 위한 서비스뿐만 아니라 홈 네트워킹 서비스까지 가능하게 해주는 통신기술이다.
최근에는 PLC 기술의 성장과 더불어 PLC 네트워크의 규모가 커짐에 따라 PLC 네트워크 내의 자원을 효율적으로 관리하기 위한 네트워크 관리 시스템의 필요성이 증가하고 있다.
그러나, 종래의 PLC 네트워크에서는 마스터 모뎀과 모뎀 사이에 신호 간섭에 의하여 물리적인 전력선 구성과 네트워크 구성이 일치하지 않아 네트워크 관리 및 전력 부하 관리를 효율적으로 할 수 없는 문제점이 있었다.
따라서, PLC 네트워크 상에서 마스터 모뎀과 모뎀 사이에 PLC 신호 간의 상호 간섭에 의해 물리적 연결과 무관한 네트워크 구성의 발생을 인지하고 이를 예방할 수 있는 시스템 및 방법의 개발이 시급한 실정이다.
[관련기술문헌]
1. PLC 네트워크에서 메시지를 중계하기 위한 방법 및 장치(특허출원번호 제10-2015-7015278호)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 마스터 모뎀과 모뎀 사이에 신호 간섭에 의하여 물리적인 전력선 구성과 네트워크 구성이 일치하지 않는지 여부를 판단할 수 있기 때문에 신호 간섭에 따른 비 효율적인 네트워크 관리 및 전력 부하 관리를 예방할 수 있는 PLC 네트워크에서 3상 전력선 위상 측정을 이용한 신호 간섭 판단 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 마스터 모뎀에서는 3상 전력선에 관한 구별이 가능하기 때문에 모뎀에서 3상 전력선이 신호 간섭에 의해 연결되었는지 여부를 판단할 수 있도록 모뎀으로 수집된 상 구분 정보를 전송할 수 있는 PLC 네트워크에서 3상 전력선 위상 측정을 이용한 신호 간섭 판단 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 모뎀에서 상 구분 정보와 위상 위치 시간 정보를 비교하여, 3상 전력선의 각각의 상의 위치를 판별할 수 있기 때문에 신호 간섭에 의하여 네트워크가 구성되었는지 여부를 판단할 수 있는 PLC 네트워크에서 3상 전력선 위상 측정을 이용한 신호 간섭 판단 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 동기화 판단 모듈로부터 동기화가 이루어지지 않았다는 동기화 실패 정보를 수신할 경우, 신호 간섭에 의하여 네트워크가 구성된 것이 아닌, 동기화 실패가 이루어졌다는 정보를 관리자 단말로 전송할 수 있어, 관리자의 편의성을 향상시켜 주는 PLC 네트워크에서 3상 전력선 위상 측정을 이용한 신호 간섭 판단 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 PLC 네트워크에서 3상 전력선 위상 측정을 이용한 신호 간섭 판단 시스템은, 마스터 모뎀과 모뎀이 3상 전력선으로 연결된 PLC 네트워크에 있어서, 3상 전력선의 각각의 상의 상 구분 정보를 수집하여, 수집된 상 구분 정보를 각각 3상 전력선으로 연결된 모뎀으로 전송하는 마스터 모뎀; 3상 전력선의 각각의 상의 위상 위치 시간을 측정하고, 측정된 위상 위치 시간 정보와 상 구분 정보를 비교하여, 3상 전력선이 신호 간섭에 의해 연결되었는지 여부를 판단하는 모뎀; 및 마스터 모뎀 및 모뎀으로부터 설정된 내부 시간을 각각 수신하여, 마스터 모뎀 및 모뎀에서 동기화가 이루어졌는지 여부를 판단하는 동기화 판단 모듈을 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 마스터 모뎀은, 모뎀과 설정된 시간 간격 내에서 시간을 동기화하는 동기화부; 3상 전력선을 구성하는 R상, S상 및 T상에 관한 상 정보를 획득하는 상 정보 획득부; 3상 전력선의 각각의 상의 위상 위치 시간 정보를 획득하는 시간 정보 획득부; 획득된 상 정보 및 위상 위치 시간 정보를 기반으로, 상 구분 정보를 수집하는 상 구분 정보 수집부; 및 수집된 상 구분 정보를 각각 3상 전력선으로 연결된 모뎀으로 전송하고, 내부 시간을 동기화 판단 모듈로 전송하는 통신부를 포함한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 모뎀은, 마스터 모뎀과 설정된 시간 간격 내에서 시간을 동기화하는 동기화부; 3상 전력선의 각각의 상의 위상 위치 시간 정보를 획득하는 시간 정보 측정부; 마스터 모뎀으로부터 상 구분 정보를 수신하고, 동기화 판단 모듈로 내부 시간을 전송하여, 동기화 판단 모듈로부터 동기화가 이루어졌는지 여부에 관한 동기화 판단 정보를 수신하는 통신부; 동기화 판단 모듈로부터 동기화가 이루어졌다는 동기화 성공 정보를 수신할 경우, 상 구분 정보와 위상 위치 시간 정보를 비교하여, 3상 전력선의 각각의 상의 위치를 판별하는 상 위치 판별부; 및 동기화 판단 모듈로부터 동기화가 이루어지지 않았다는 동기화 실패 정보를 수신할 경우, 관리자 단말로 동기화 실패 정보를 알려주고, 상의 위치가 일치하지 않을 경우, 3상 전력선이 신호 간섭에 의해 연결되었다는 정보를 관리자 단말로 알려주는 동기화 및 네트워크 간섭 알림부를 포함한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 동기화 판단 모듈은, 마스터 모뎀 및 모뎀으로부터 내부 시간을 수신하여, 동기화가 이루어졌는지 여부에 관한 동기화 판단 정보를 모뎀으로 전송하는 통신부; 및 수신한 내부 시간을 기반으로, 동기화가 이루어졌는지 여부를 판단하는 동기화 판단부를 포함한다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 PLC 네트워크에서 3상 전력선 위상 측정을 이용한 신호 간섭 판단 방법은, 마스터 모뎀과 모뎀이 3상 전력선으로 연결된 PLC 네트워크에 있어서, 마스터 모뎀에서, 3상 전력선의 각각의 상의 상 구분 정보를 수집하는 단계; 마스터 모뎀에서, 수집된 상 구분 정보를 각각 3상 전력선으로 연결된 모뎀으로 전송하는 단계; 모뎀에서, 3상 전력선의 각각의 상의 위상 위치 시간을 측정하는 단계; 모뎀에서, 측정된 위상 위치 시간 정보와 상 구분 정보를 비교하여, 3상 전력선이 신호 간섭에 의해 연결되었는지 여부를 판단하는 단계; 및 동기화 판단 모듈에서, 마스터 모뎀 및 모뎀으로부터 설정된 내부 시간을 각각 수신하여, 마스터 모뎀 및 모뎀에서 동기화가 이루어졌는지 여부를 판단하는 단계를 포함한다.
본 발명은 마스터 모뎀과 모뎀 사이에 신호 간섭에 의하여 물리적인 전력선 구성과 네트워크 구성이 일치하지 않는지 여부를 판단할 수 있기 때문에 신호 간섭에 따른 비 효율적인 네트워크 관리 및 전력 부하 관리를 예방할 수 있는 PLC 네트워크에서 3상 전력선 위상 측정을 이용한 신호 간섭 판단 시스템 및 방법을 제공할 수 있다.
본 발명은 마스터 모뎀에서 3상 전력선에 관한 구별이 가능하기 때문에 모뎀에서 3상 전력선이 신호 간섭에 의해 연결되었는지 여부를 판단할 수 있도록 모뎀으로 수집된 상 구분 정보를 전송할 수 있는 PLC 네트워크에서 3상 전력선 위상 측정을 이용한 신호 간섭 판단 시스템 및 방법을 제공할 수 있다.
본 발명은 모뎀에서 상 구분 정보와 위상 위치 시간 정보를 비교하여, 3상 전력선의 각각의 상의 위치를 판별할 수 있기 때문에 신호 간섭에 의하여 네트워크가 구성되었는지 여부를 판단할 수 있는 PLC 네트워크에서 3상 전력선 위상 측정을 이용한 신호 간섭 판단 시스템 및 방법을 제공할 수 있다.
본 발명은 동기화 판단 모듈로부터 동기화가 이루어지지 않았다는 동기화 실패 정보를 수신할 경우, 신호 간섭에 의하여 네트워크가 구성된 것이 아닌, 동기화 실패가 이루어졌다는 정보를 관리자 단말로 전송할 수 있어, 관리자의 편의성을 향상시켜 주는 PLC 네트워크에서 3상 전력선 위상 측정을 이용한 신호 간섭 판단 시스템 및 방법을 제공할 수 있다.
발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 PLC 네트워크에서 3상 전력선 위상 측정을 이용한 신호 간섭 판단 시스템의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마스터 모뎀의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모뎀의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 동기화 판단 모듈, 3상 전력선의 특징 및 상 구분 적용을 위한 전제 조건을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 PLC 네트워크에서 3상 전력선 위상 측정을 이용한 신호 간섭 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 본 발명에 의한 데이터 패킷 전송방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 펌웨어 (firmware), 소프트웨어 (software), 또는 하드웨어 (hardware) 로 구성된, 알고리즘 또는 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 알고리즘 또는 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 디지털 신호 처리 디바이스 (Digital Signal Processing Device) 의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 알고리즘 또는 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또한, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 여러 실시 예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시 예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시 예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 PLC 네트워크에서 3상 전력선 위상 측정을 이용한 신호 간섭 판단 시스템의 개략적인 구성을 도시한 도면이다. 먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 PLC 네트워크(Power Line Communication network)에서 3상(three phase) 전력선 위상 측정을 이용한 신호 간섭 판단 시스템은 마스터 모뎀(100), 모뎀(120) 및 동기화 판단 모듈(130)을 포함한다. 상기 모뎀(120)은 계량기(미도시)와 유무선 통신이 가능하여 계량기 데이터를 수신하여 마스터 모뎀(100)으로 전송하여 줄 수 있다.
마스터 모뎀(110)은 R상 센트럴 코디네이터(central coordinator, 111), S상 센트럴 코디네이터(112) 및 T상 센트럴 코디네이터(113)를 포함한다. 여기서, 마스터 모뎀(110)이란 모뎀(120)과 3상 전력선(131, 132, 133)으로 연결되어, 모뎀(120)으로 교류 전력(alternation current power)을 공급하는 장치로써, 예를 들면, 데이터 집중 장치(Data Concentration Unit)일 수 있다.
구체적으로, 마스터 모뎀(110)의 R상 센트럴 코디네이터(111), S상 센트럴 코디네이터(112) 및 T상 센트럴 코디네이터(113)는 스테이션 A(station A, 121), 스테이션 B(station B, 122) 및 스테이션 C(station C, 123)와 3상 전력선(131, 132, 133)으로 각각 연결되어 교류 전력을 공급한다.
따라서, R상 센트럴 코디네이터(111), S상 센트럴 코디네이터(112) 및 T상 센트럴 코디네이터(113)에서 모뎀(120)으로 공급하는 교류 전력은 각각 120도의 위상차가 발생한다.
또한, 마스터 모뎀(110)은 3상 전력선(131, 132, 133)의 각각의 상(phase)의 상 구분 정보를 수집하여, 수집된 상 구분 정보를 각각 3상 전력선(131, 132, 133)으로 연결된 모뎀(120)으로 전송한다.
구체적으로, 마스터 모뎀(110)의 R상 센트럴 코디네이터(111), S상 센트럴 코디네이터(112) 및 T상 센트럴 코디네이터(113)는 각각의 상의 상 구분 정보를 수집하여, 수집된 상 구분 정보를 스테이션 A(121), 스테이션 B(122) 및 스테이션 C(123)로 3상 전력선(131, 132, 133)을 통하여 각각 전송한다.
여기서, 상 구분 정보란 3상 전력선(131, 132, 133)을 구성하는 R상, S상 및 T상에 관한 상 정보 및 3상 전력선(131, 132, 133)의 각각의 상의 위상 위치 시간 정보를 포함하는 정보이다.
구체적으로, 상 정보는 3상 전력선(131, 132, 133)을 구성하는 R상, S상 및 T상 중 어느 하나의 상에 관한 것인지를 나타내는 정보이다. 또한, 위상 위치 시간 정보는 3상 전력선(131, 132, 133)의 R상, S상 및 T상의 위상에 따른 위치 시간 정보로써, 예를 들면, R상, S상 및 T상의 교류 전원인 사인파(sine wave)의 위치에 따른 하나의 주기를 측정한 시간일 수 있다. 보다 구체적으로, 위상 위치 시간 정보는 R상, S상 및 T상의 교류 전원인 사인파의 제1위치에서 제2위치까지의 측정된 시간 정보로써, 예를 들면, 각 상의 교류 전원인 사인파의 마이너스에서 플러스로 되는 점을 기준점으로 하여, 설정된 시간이 경과한 후의 위치에 따라 측정한 시간 정보일 수 있다.
즉, 마스터 모뎀(100)은 3상 전력선(131, 132, 133)의 각각의 상의 상 정보 및 상의 위상 위치 시간 정보가 포함된 상 구분 정보를 모뎀(120)으로 전송한다.
모뎀(120)은 스테이션 A(121), 스테이션 B(122) 및 스테이션 C(123)를 포함한다. 여기서, 모뎀(120)이란 마스터 모뎀(110)과 3상 전력선(131, 132, 133)으로 연결되어, 마스터 모뎀(110)으로부터 교류 전력을 공급받는 장치이다. 따라서, 스테이션 A(121), 스테이션 B(122) 및 스테이션 C(123)에서 마스터 모뎀(110)으로부터 공급받는 교류 전력은 각각 120도의 위상차가 발생한다.
또한, 모뎀(120)은 3상 전력선(131, 132, 133)의 각각의 상의 위상 위치 시간을 측정하고, 측정된 위상 위치 시간 정보와 마스터 모뎀(110)으로부터 전송받은 상 구분 정보를 비교하여, 3상 전력선이 신호 간섭에 의해 연결되었는지 여부를 판단한다.
여기서, 신호 간섭이란 물리적으로 연결된 전력선과 무관하게 PCL 신호 간에 상호 간섭에 의하여 네트워크가 구성된 것을 말한다. 예를 들면, 마스터 모뎀(110)의 T상 센트럴 코디네이터(113)는 3상 전력선(133)을 통하여 스테이션 C(123)와 물리적으로 연결되어 있지만, T상 센트럴 코디네이터(113)가 아닌 S상 센트럴 코디네이터(112)와 신호 간섭에 의하여 네트워크가 구성될 수 있다.
동기화 판단 모듈(130)은 마스터 모뎀(110) 및 모뎀(120)으로부터 설정된 내부 시간을 각각 수신하여, 마스터 모뎀(110) 및 모뎀(120)에서 동기화가 이루어졌는지 여부를 판단한다.
여기서, 내부 시간이란 마스터 모뎀(110)과 모뎀(120)에서 동일하게 카운팅되는 절대적인 시간이다. 구체적으로, 내부 시간이란 마스터 모뎀(110)과 모뎀(120) 사이의 시간 지연을 고려하지 않는 절대적인 시간이다. 따라서, 동기화 판단 모듈(130)은 마스터 모뎀(110) 및 모뎀(120)으로부터 설정된 내부 시간을 각각 수신한 후, 수신한 내부 시간을 기반으로 마스터 모뎀(110) 및 모뎀(120)에서 동기화가 이루어졌는지 여부를 판단할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 PLC 네트워크에서 3상 전력선 위상 측정을 이용한 신호 간섭 판단 시스템은 마스터 모뎀(110)과 모뎀(120) 사이에 신호 간섭에 의하여 물리적인 전력선 구성과 네트워크 구성이 일치하지 않는지 여부를 판단할 수 있기 때문에 신호 간섭에 따른 비 효율적인 네트워크 관리 및 전력 부하 관리를 예방할 수 있는 장점이 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마스터 모뎀의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다. 먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 마스터 모뎀(200)은 동기화부(210), 통신부(220), 저장부(230) 및 제어부(240)를 포함한다.
동기화부(210)는 모뎀과 설정된 시간 간격 내에서 시간을 동기화한다. 보다 구체적인 내용은 도 4b에서 상세히 후술하겠다.
통신부(220)는 수집된 상 구분 정보를 각각 3상 전력선으로 연결된 모뎀으로 전송한다. 구체적으로, 마스터 모뎀(200)의 R상 센트럴 코디네이터, S상 센트럴 코디네이터 및 T상 센트럴 코디네이터는 각각의 상의 상 구분 정보를 수집하여, 수집된 상 구분 정보를 모뎀의 스테이션 A, 스테이션 B 및 스테이션 C로 3상 전력선을 통하여 각각 전송한다.
또한, 통신부(220)는 내부 시간을 동기화 판단 모듈로 전송한다.
저장부(230)는 제어부(240)의 제어에 따라 각종 정보를 저장한다. 예를 들면, 저장부(230)는 획득된 상 정보 및 위상 위치 시간 정보를 저장할 수 있다.
제어부(240)는 마스터 모뎀(200)의 동작을 전체적으로 제어한다. 구체적으로, 제어부(240)는 상 정보 획득부(241), 시간 정보 획득부(242) 및 상 구분 정보 수집부(243)를 포함한다.
상 정보 획득부(241)는 3상 전력선을 구성하는 R상, S상 및 T상에 관한 상 정보를 획득한다. 구체적으로, 상 정보 획득부(241)는 3상 전력선을 구성하는 R상, S상 및 T상의 각각의 상에 관한 정보를 획득한다.
시간 정보 획득부(242)는 3상 전력선의 각각의 상의 위상 위치 시간 정보를 획득한다. 구체적으로, 시간 정보 획득부(242)는 R상, S상 및 T상의 교류 전원인 사인파의 제1위치에서 제2위치까지의 측정된 시간 정보를 획득한다. 또한, 상기 시간 정보 획득부(242)는 사인파에서 특정 위상위치의 시간을 측정할 수 있으며, 특히 마이너스에서 플러스로 위상이 바뀌는 시각 정보를 획득할 수 있다.
상 구분 정보 수집부(243)는 수집된 상 정보 및 위상 위치 시간 정보를 기반으로, 상 구분 정보를 수집한다. 구체적으로, 상 구분 정보 수집부(243)는 상 정보 획득부(241)에서 획득한 상 정보 및 시간 정보 획득부(242)에서 획득한 위상 위치 시간 정보를 취합하여, 상 구분 정보를 수집한다.
도 6을 참조하면, 데이터 패킷 송수신부(250)에서는 수집된 데이터를 이용하여 상 정보 및 위치 시간 정보를 포함한 데이터 패킷을 구성하여 모뎀(300)으로 전송한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 마스터 모뎀(200)에서는 3상 전력선에 관한 구별이 가능하기 때문에 모뎀에서 3상 전력선이 신호 간섭에 의해 연결되었는지 여부를 판단할 수 있도록 모뎀으로 수집된 상 구분 정보를 전송할 수 있는 장점이 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모뎀의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다. 먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 모뎀(300)은 동기화부(310), 통신부(320), 저장부(330) 및 제어부(340)를 포함한다.
동기화부(310)는 마스터 모뎀과 설정된 시간 간격 내에서 시간을 동기화한다. 보다 구체적인 내용은 도 4b에서 상세히 후술하겠다.
통신부(320)는 마스터 모뎀으로부터 상 구분 정보를 수신한다. 구체적으로, 모뎀(300)의 스테이션 A, 스테이션 B 및 스테이션 C은 마스터 모뎀의 R상 센트럴 코디네이터, S상 센트럴 코디네이터 및 T상 센트럴 코디네이터로부터 각각의 상의 상 구분 정보를 전송받는다.
또한, 통신부(320)는 동기화 판단 모듈로부터 동기화가 이루어졌는지 여부에 관한 동기화 판단 정보를 수신한다. 여기서, 동기화 판단 정보란 동기화 판단 모듈에서 마스터 모뎀과 모뎀(300) 상호간에 동기화가 이루어졌는지 여부에 관한 판단 정보이다.
즉, 통신부(320)는 동기화 판단 모듈로부터 마스터 모뎀과 모뎀(300) 상호간에 동기화가 이루어졌다는 동기화 성공 정보 및 동기화가 이루어지지 않았다는 동기화 실패 정보를 수신할 수 있다.
저장부(330)는 제어부(340)의 제어에 따라 각종 정보를 저장한다. 예를 들면, 저장부(330)는 통신부(320)를 통하여 마스터 모뎀으로부터 전송받은 각각의 상 구분 정보를 저장할 수 있다. 또한, 저장부(330)는 동기화 판단 모듈로부터 전송받은 동기화 판단 정보를 저장할 수 있다.
제어부(340)는 모뎀(300)의 동작을 전체적으로 제어한다. 구체적으로, 제어부(340)는 시간 정보 측정부(341), 상 위치 판별부(342)와 동기화 및 네트워크 간섭 알림부(343)를 포함한다.
시간 정보 측정부(341)는 3상 전력선의 각각의 상의 위상 위치 시간 정보를 획득한다. 구체적으로, 시간 정보 측정부는 R상, S상 및 T상의 교류 전원인 사인파의 제1위치에서 제2위치까지의 측정된 시간 정보를 획득한다. 또한, 상기 시간 정보 획득부(242)는 사인파에서 마이너스에서 플러스로 위상이 바뀌는 시각 정보를 획득할 수 있다.
여기서, 시간 정보 측정부(341)는 마스터 모뎀과 동기화부(310)에 의하여 설정된 시간 간격 내에서 시간이 동기화되었기 때문에 마스터 모뎀에서 측정된 위상 위치 시간 정보와 동일하게 시간 정보를 측정한다.
상 위치 판별부(342)는 동기화 판단 모듈로부터 동기화가 이루어졌다는 동기화 성공 정보를 수신할 경우, 상 구분 정보와 위상 위치 시간 정보를 비교하여, 3상 전력선의 각각의 상의 위치를 판별한다. 구체적으로, 상 위치 판별부(342)는 동기화 판단 모듈로부터 동기화가 이루어졌다는 동기화 성공 정보를 수신할 경우, 마스터 모뎀으로부터 전송받은 상 구분 정보와 시간 정보 측정부(341)에서 측정한 위상 위치 시간 정보를 비교하여, 3상 전력선의 각각의 상의 위치를 판별한다. 보다 구체적으로, 상 위치 판별부(342)는 마스터 모뎀으로부터 전송받은 상 구분 정보와 시간 정보 측정부(341)에서 측정한 위상 위치 시간 정보를 비교하여, 모뎀(300)의 스테이션 A, 스테이션 B 및 스테이션 C가 각각 마스터 모뎀의 R상 센트럴 코디네이터, S상 센트럴 코디네이터 및 T상 센트럴 코디네이터 중 어느 센트럴 코디네이터와 연결되어 있는지 판별한다.
따라서, 상 위치 판별부(342)는 마스터 모뎀과 모뎀(300) 상호간에 동기화가 이루어진 경우에는 다음 단계로 모뎀(300)이 마스터 모뎀과 모뎀(300) 사이에 신호 간섭에 의하여 물리적인 전력선 구성과 네트워크 구성이 일치하지 않는지 여부를 판단할 수 있다.
동기화 및 네트워크 간섭 알림부(343)는 동기화 판단 모듈로부터 동기화가 이루어지지 않았다는 동기화 실패 정보를 통신부(320)를 통하여 수신할 경우, 관리자 단말로 동기화 실패 정보를 알려준다.
또한, 동기화 및 네트워크 간섭 알림부(343)는 동기화 판단 모듈로부터 동기화가 이루어졌다는 동기화 성공 정보를 수신하였지만, 상 위치 판별부(342)에서 상의 위치가 일치하지 않았다고 판별될 경우, 3상 전력선이 신호 간섭에 의해 연결되었다는 정보를 관리자 단말로 알려준다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 모뎀(300)에서는 상 구분 정보와 위상 위치 시간 정보를 비교하여, 3상 전력선의 각각의 상의 위치를 판별할 수 있기 때문에 신호 간섭에 의하여 네트워크가 구성되었는지 여부를 판단할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 모뎀(300)에서는 동기화 판단 모듈로부터 동기화가 이루어지지 않았다는 동기화 실패 정보를 수신할 경우, 신호 간섭에 의하여 네트워크가 구성된 것이 아닌, 동기화 실패가 이루어졌다는 정보를 관리자 단말로 전송할 수 있어, 관리자의 편의성을 향상시켜 주는 장점이 있다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 동기화 판단 모듈, 3상 전력선의 특징 및 상 구분 적용을 위한 전제 조건을 설명하기 위한 도면이다. 도 4a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 동기화 판단 모듈의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다. 먼저, 도 4a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 동기화 판단 모듈(400)은 통신부(410) 및 동기화 판단부(420)를 포함한다.
통신부(410)는 마스터 모뎀 및 모뎀으로부터 내부 시간을 수신하여, 동기화가 이루어졌는지 여부에 관한 동기화 판단 정보를 모뎀으로 전송한다. 구체적으로, 통신부(410)는 마스터 모뎀 및 모뎀으로부터 각각 내부 시간을 수신하여, 동기화가 이루어졌다는 동기화 성공 정보 또는 동기화가 이루어지지 않았다는 동기화 실패 정보를 모뎀으로 전송한다.
동기화 판단부(420)는 수신한 내부 시간을 기반으로, 동기화가 이루어졌는지 여부를 판단한다. 구체적으로, 동기화 판단부(420)는 마스터 모뎀 및 모뎀으로부터 각각 수신한 내부 시간을 기반으로, 내부 시간의 차이가 설정된 오차범위 이내이면 동기화 성공으로 판단하고, 내부 시간의 차이가 설정된 오차범위 밖이면 동기화 실패로 판단한다. 상기 동기화 판단부에서 동기화 실패로 판단된 경우에 상기 동기화 판단 모듈에서는 절대시간정보를 마스터 모뎀 및 모뎀으로 전송해 줄 수 있다. 이러한 절대시간정보는 GPS를 이용할 수도 있다.
그러면, 마스터 모뎀 및 모뎀은 상기 절대시간정보를 이용하여 내부 시간을 수정하여 동기화할 수 있다.
도 4b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 3상 전력선의 특징을 설명하기 위한 도면이다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 3상 전력선의 각 상은 120도의 위상 차이가 발생한다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 3상 전력선의 각 상인 R상, S상 및 T상은 각각 120도의 위상 차이가 발생한다. 즉, 3상 전력선의 특성상 R상과 S상은 120도 위상 차이가 발생하고, S상과 T상도 120도의 위상 차이가 발생하며, T상과 R상 역시 120도의 위상 차이가 발생한다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 3상 전력선의 한 주기를 시간으로 표현하면, 3상 전력선의 특성상 60Hz(Hertz) 전력 주파수를 기준으로 할 때 16.66ms(millisecond)이며, 120도의 차이의 시간은 5.55ms이 된다.
도 4c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 상 구분 적용을 위한 전제 조건을 설명하기 위한 도면이다. 먼저, 본 발명의 일 실시 예에 따른 마스터 모뎀과 모뎀은 설정된 시간 간격 내에서 시간을 동기화한다. 예를 들면, 도 4c에 도시된 바와 같이, 동기화 시간 오차는 각 상 사이의 간격 시간인 5.55ms이내 이어야 하며, 구체적으로 오차 내에서 어떤 쪽 상에 가까운지 판별해야 하므로 5.55ms의 절반 값인 2.77ms이내 이어야 한다.
즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 마스터 모뎀과 모뎀에서의 동기화 시간 오차는 60Hz를 기준으로 R상, S상 및 T상의 차이 시간인 2.77ms이내 이어야 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 PLC 네트워크에서 3상 전력선 위상 측정을 이용한 신호 간섭 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 먼저, 도 5에 도시된 바와 같이, 동기화 판단 모듈(130)에 의해 마스터 모뎀 및 모뎀의 동기화가 이루어진다(S505).
마스터 모뎀은 3상 전력선의 각각의 상의 상 구분 정보를 수집하고, 수집된 상 구분 정보를 각각 3상 전력선으로 연결된 모뎀으로 전송한다(S510).
이후, 모뎀은 3상 전력선의 각각의 상의 위상 위치 시간을 측정한다(S530).
이후, 모뎀은 측정된 위상 위치 시간 정보와 상 구분 정보를 비교하여, 3상 전력선이 신호 간섭에 의해 연결되었는지 여부를 판단한다(S540). 그 결과, 신호간섭이 발생하였다고 판단되면 모뎀에서는 동기화 판단 모듈(130)에 동기화 검사 요청신호를 전송하고, 동기화 판단 모듈에서는 동기화 검사를 시행한다.
즉, 동기화 판단 모듈은 마스터 모뎀 및 모뎀으로부터 설정된 내부 시간을 각각 수신하여, 마스터 모뎀 및 모뎀에서 동기화가 이루어졌는지 여부를 판단한다(S550).
동기화 판단 모듈에서 동기화가 정상적으로 이루어졌다고 판단되면 동기화 판단 모듈에서는 해당 모뎀으로 동기화 성공신호를 전송하고, 상기 모뎀에서 동기화 성공신호를 수신하면 관리자 단말로 신호간섭을 알려주는 알람을 발생시킨다.
동기화 판단 모듈에서 동기화가 정상적으로 이루어지지 않았다고 판단되면 동기화 판단 모듈에서는 해당 모뎀으로 동기화 실패신호 및 절대시간정보를 전송하고, 마스터 모뎀 및 모뎀에서는 상기 절대시간정보를 이용하여 동기화를 시행한다.
반대로, S540 단계에서 신호간섭이 발생하지 않은 것으로 판단되면 모뎀에서는 반복하여 마스터모뎀으로부터 전송된 데이터 패킷을 분석하여 상 정보 및 위상 위치 시간을 측정한다.
본 명세서에서, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능 (들) 을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또한, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
본 명세서에 개시된 실시 예들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계는 프로세서에 의해 실행되는 하드웨어, 소프트웨어 모듈 또는 그 2 개의 결합으로 직접 구현될 수도 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM 또는 당업계에 알려진 임의의 다른 형태의 저장 매체에 상주할 수도 있다. 예시적인 저장 매체는 프로세서에 커플링되며, 그 프로세서는 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있다. 다른 방법으로, 저장 매체는 프로세서와 일체형일 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 주문형 집적회로 (ASIC) 내에 상주할 수도 있다. ASIC는 사용자 단말기 내에 상주할 수도 있다. 다른 방법으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기 내에 개별 컴포넌트로서 상주할 수도 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시 예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110 마스터 모뎀 111 R상 센트럴 코디네이터
112 S상 센트럴 코디네이터 113 T상 센트럴 코디네이터
120 모뎀 121 스테이션 A
122 스테이션 B 123 스테이션 C
131 내지 133 3상 전력선 200 마스터 모뎀
210 동기화부 220 통신부
230 저장부 240 제어부
241 상 정보 획득부 242 시간 정보 획득부
243 상 구분 정보 수집부 300 모뎀
310 동기화부 320 통신부
330 저장부 340 제어부
341 시간 정보 측정부 342 상 위치 판별부
343 동기화 및 네트워크 간섭 알림부 400 동기화 판단 모듈
410 통신부 420 동기화 판단부

Claims (5)

  1. 마스터 모뎀(master modem)과 모뎀(modem)이 3상(three phase) 전력선으로 연결된 PLC 네트워크(Power Line Communication network)에 있어서,
    상기 3상 전력선의 각각의 상(phase)의 상 구분 정보를 수집하여, 상기 수집된 상 구분 정보를 각각 3상 전력선으로 연결된 상기 모뎀으로 전송하는 상기 마스터 모뎀;
    상기 상 구분 정보는 상 정보 및 상의 위상 위치 시간을 포함하고,
    상기 3상 전력선의 각각의 상의 위상 위치 시간을 측정하고, 상기 측정된 위상 위치 시간 정보와 상기 상 구분 정보를 비교하여, 상기 3상 전력선이 신호 간섭에 의해 연결되었는지 여부를 판단하는 모뎀; 및
    상기 마스터 모뎀 및 상기 모뎀으로부터 내부 시간을 각각 수신하여, 상기 마스터 모뎀 및 상기 모뎀에서 동기화가 이루어졌는지 여부를 판단하는 동기화 판단 모듈을 포함하는, PLC 네트워크 신호 간섭 판단 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마스터 모뎀은,
    상기 모뎀과 설정된 시간 간격 내에서 시간을 동기화하는 동기화부;
    상기 3상 전력선을 구성하는 R상, S상 및 T상에 관한 상 정보를 획득하는 상 정보 획득부;
    상기 3상 전력선의 각각의 상의 위상 위치 시간 정보를 획득하는 시간 정보 획득부;
    상기 획득된 상 정보 및 위상 위치 시간 정보를 기반으로, 상기 상 구분 정보를 수집하는 상 구분 정보 수집부; 및
    상기 수집된 상 구분 정보를 각각 3상 전력선으로 연결된 상기 모뎀으로 전송하고, 상기 내부 시간을 상기 동기화 판단 모듈로 전송하는 통신부를 포함하는, PLC 네트워크 신호 간섭 판단 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 모뎀은,
    상기 마스터 모뎀과 설정된 시간 간격 내에서 시간을 동기화하는 동기화부;
    상기 3상 전력선의 각각의 상의 위상 위치 시간 정보를 획득하는 시간 정보 측정부;
    상기 마스터 모뎀으로부터 상기 상 구분 정보를 수신하고, 상기 동기화 판단 모듈로 상기 내부 시간을 전송하여, 상기 동기화 판단 모듈로부터 상기 동기화가 이루어졌는지 여부에 관한 동기화 판단 정보를 수신하는 통신부;
    상기 동기화 판단 모듈로부터 상기 동기화가 이루어졌다는 동기화 성공 정보를 수신할 경우, 상기 상 구분 정보와 상기 위상 위치 시간 정보를 비교하여, 상기 3상 전력선의 각각의 상의 위치를 판별하는 상 위치 판별부; 및
    상기 동기화 판단 모듈로부터 상기 동기화가 이루어지지 않았다는 동기화 실패 정보를 수신할 경우, 관리자 단말로 상기 동기화 실패 정보를 알려주고, 상기 상의 위치가 일치하지 않을 경우, 상기 3상 전력선이 신호 간섭에 의해 연결되었다는 정보를 관리자 단말로 알려주는 동기화 및 네트워크 간섭 알림부를 포함하는, PLC 네트워크 신호 간섭 판단 시스템.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 동기화 판단 모듈은,
    상기 마스터 모뎀 및 상기 모뎀으로부터 상기 내부 시간을 수신하여, 상기 동기화가 이루어졌는지 여부에 관한 동기화 판단 정보를 상기 모뎀으로 전송하는 통신부; 및
    상기 수신한 내부 시간을 기반으로, 상기 동기화가 이루어졌는지 여부를 판단하는 동기화 판단부를 포함하는, PLC 네트워크 신호 간섭 판단 시스템.
  5. 마스터 모뎀과 모뎀이 3상 전력선으로 연결된 PLC 네트워크에 있어서,
    상기 마스터 모뎀에서, 상기 3상 전력선의 각각의 상의 상 구분 정보를 수집하는 단계;
    상기 상 구분 정보는 상 정보 및 상의 위상 위치 시간을 포함하고,
    상기 마스터 모뎀에서, 상기 수집된 상 구분 정보를 각각 3상 전력선으로 연결된 상기 모뎀으로 전송하는 단계;
    상기 모뎀에서, 상기 3상 전력선의 각각의 상의 위상 위치 시간을 측정하는 단계;
    상기 모뎀에서, 상기 측정된 위상 위치 시간 정보와 상기 상 구분 정보를 비교하여, 상기 3상 전력선이 신호 간섭에 의해 연결되었는지 여부를 판단하는 단계; 및
    동기화 판단 모듈에서, 상기 마스터 모뎀 및 상기 모뎀으로부터 설정된 내부 시간을 각각 수신하여, 상기 마스터 모뎀 및 상기 모뎀에서 동기화가 이루어졌는지 여부를 판단하는 단계를 포함하는, PLC 네트워크 신호 간섭 판단 방법.
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