KR102076126B1 - 스마트 그리드 데이터 집중장치 콘솔 모니터링 무선 시스템 - Google Patents

스마트 그리드 데이터 집중장치 콘솔 모니터링 무선 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스마트그리드의 스마트미터로부터 검침정보를 제공받는 데이터집중장치와 호스트장치간에 데이터를 전달하도록 하는 USB 동글을 포함하고, USB 동글은, 안테나에 수신되는 데이터를 전달하고, 변조된 데이터를 RF 신호로 변환하여 안테나를 통해서 데이터집중장치에 송신되도록 하는 RF부; RF부에 의해, 데이터집중장치로부터 제공되는 데이터를 호스트장치에 전달하도록 제어함과 아울러, 호스트장치로부터 제공되는 데이터를 데이터집중장치에 전달하도록 제어하는 마이컴; 마이컴에 의한 데이터의 전달시 보안 알고리즘에 의해 암호화를 수행하도록 하는 보안모듈; ISO/IEC 29157 표준을 만족시키고, 데이터를 송신시 공동 전송으로 인한 경쟁을 제어함과 아울러 전송로의 이상유무를 검출하는 ISO/IEC 29157 MAC 레이어; 및 마이컴의 제어에 의해 데이터를 호스트장치에 전달하거나, 호스트장치로부터 데이터를 전달받아 마이컴에 제공하기 위하여, 호스트장치에 접속되는 USB인터페이스;를 포함하도록 한 스마트 그리드 데이터 집중장치 콘솔 모니터링 무선 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 스마트 그리드 데이터 집중장치의 무선 콘솔 모니터링에 관한 기술로서, 국내외 규격인 ISO/IEC 29157 기반 기술을 이용하여, 기능 및 성능을 향상시킬 수 있고, ISO/IEC 29157 기술기반으로 구현된 MAC을 이용하여 900MHz 대역으로 변경이 불가능한 현 무선 시스템의 문제점을 해결할 수 있다.

Description

스마트 그리드 데이터 집중장치 콘솔 모니터링 무선 시스템{Console monitoring wireless systems of smart grid data concentrator}
본 발명은 스마트 그리드 데이터 집중장치 콘솔 모니터링 무선 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스마트 그리드 데이터 집중장치의 무선 콘솔 모니터링에 관한 기술로서, 국내외 규격인 ISO/IEC 29157 기반 기술을 이용하여, 기능 및 성능을 향상시키고, ISO/IEC 29157 기술기반으로 구현된 MAC을 이용하여 900MHz 대역으로 변경이 불가능한 현 무선 시스템의 문제점을 해결하도록 하는 스마트 그리드 데이터 집중장치 콘솔 모니터링 무선 시스템에 관한 것이다.
최근에는 전력 산업분야의 새로운 개념인 스마트 그리드에 대한 관심이 높아지면서, 전력 시스템들의 연계와 통합에 대한 관심 또한 높아지고 있다.
스마트 그리드는 기존 전력망에 정보기술을 접목해 전력공급자와 소비자가 양방향으로 실시간 정보를 교환할 수 있도록 통신망을 연결하고, 이러한 정보를 분석할 수 있는 관리시스템을 구축함으로써 에너지 효율을 극대화시키도록 한다.
이러한 스마트 그리드 환경에서 전력을 효율적으로 관리하기 위하여 검침 데이터를 수집하게 되는데 이와 관련되는 기술로는 한국등록특허 제10-1249395호의 "원격 검침 시스템에서 익명 데이터를 이용한 전력 제어 장치 및 방법과 그 시스템"이 제시된 바 있다. 이는 스마트 그리드 환경에서 전력 단말 장치로부터 검침된 데이터를 수신하고, 검침 데이터를 익명화하여 전송하는 스마트 미터; 상기 익명화된 검침 데이터를 수신하고, 상기 검침 데이터의 전송이 요청될 시 상기 익명화된 검침 데이터를 전송하는 미터 데이터 관리장치; 및 상기 익명화된 검침 데이터를 수신하여 분류하고, 데이터 마이닝을 통해 미래 상황을 예측하며, 이를 통해 전력 분배 및 생산을 제어하는 전력 제어 시스템을 포함한다.
그러나, 종래 기술 뿐만 아니라 기존의 스마트 그리드 기술 기반 계량기 원격검침용 데이터집중장치의 모니터링 시스템은, 무선의 경우 2.4GHz의 Wi-Fi 무선 주파수를 사용하고 있어, 주위의 주파수 혼선으로 인한 문제점을 유발하고 있고, 고대역폭으로 주파수 낭비 및 외부 채널 간섭을 초래할 뿐만 아니라, 전력소비가 크며, 데이터 집중장치간 네트워크 형성이 불가능하여, 시스템의 효율성 및 시스템 유지보수 업무에 많은 어려움이 따르는 문제점을 가지고 있었다.
상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 스마트 그리드 데이터 집중장치의 무선 콘솔 모니터링에 관한 기술로서, 국내외 규격인 ISO/IEC 29157 기반 기술을 이용하여, 기능 및 성능을 향상시키고, ISO/IEC 29157 기술기반으로 구현된 MAC을 이용하여 900MHz 대역으로 변경이 불가능한 현 무선 시스템의 문제점을 해결하며, 200KHz 대역의 채널을 사용하여, 메시망 구성이 가능한 하도록 구현하는데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적들은 이하의 실시례에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일측면에 따르면, 스마트그리드의 스마트미터로부터 검침정보를 제공받는 데이터집중장치와 호스트장치간에 데이터를 전달하도록 하는 USB 동글을 포함하고, 상기 USB 동글은, 안테나에 수신되는 데이터를 전달하고, 변조된 데이터를 RF 신호로 변환하여 상기 안테나를 통해서 상기 데이터집중장치에 송신되도록 하는 RF부; 상기 RF부에 의해, 상기 데이터집중장치로부터 제공되는 데이터를 호스트장치에 전달하도록 제어함과 아울러, 상기 호스트장치로부터 제공되는 데이터를 상기 데이터집중장치에 전달하도록 제어하는 마이컴; 상기 마이컴에 의한 데이터의 전달시 보안 알고리즘에 의해 암호화를 수행하도록 하는 보안모듈; ISO/IEC 29157 표준을 만족시키고, 상기 데이터를 송신시 공동 전송으로 인한 경쟁을 제어함과 아울러 전송로의 이상유무를 검출하는 ISO/IEC 29157 MAC 레이어; 및 상기 마이컴의 제어에 의해 데이터를 상기 호스트장치에 전달하거나, 상기 호스트장치로부터 데이터를 전달받아 상기 마이컴에 제공하기 위하여, 상기 호스트장치에 접속되는 USB인터페이스;를 포함하는, 스마트 그리드 데이터 집중장치 콘솔 모니터링 무선 시스템이 제공된다.
상기 USB 동글에 데이터를 제공하는 상기 데이터집중장치를 더 포함하고, 상기 데이터집중장치는, 상기 스마트미터로부터 제공되는 데이터를 데이터집중장치보드가 수집하여 시리얼인터페이스를 통해 제공하는 DCU호스트보드 ; 및 상기 DCU호스트보드의 시리얼인터페이스와 접속을 위한 시리얼인터페이스가 마련되고, 마이컴이 상기 USB 동글과의 데이터 전달을 위한 제어를 수행하며, RF부에 의해 안테나에 수신되는 데이터를 전달함과 아울러, 변조된 데이터를 RF 신호로 변환하여 상기 안테나를 통해서 상기 USB 동글에 송신되도록 하고, ISO/IEC 29157 MAC 레이어에 의해 송수신 MAC(Medium Access Control) 기능을 수행하면서 ISO/IEC 29157 표준을 만족시키도록 하는 무선모뎀;을 포함할 수 있다.
상기 마이컴은, 상기 USB 동글이 다수로 이루어져서 무선 메쉬 네트워크를 구성하도록 하는 제어를 수행하기 위하여, 노드 각각을 구성하는 다수의 USB 동글 중에서 어느 하나의 USB 동글이 마스터 USB 동글로 선택되고, 상기 마스터 USB 동글의 주위에 위치하는 USB 동글로부터 RSSI 시그널과 ID를 수신하여, 수신된 RSSI 값을 상위 순위로 하여 정해진 갯수의 USB 동글을 서브마스터 USB 동글로 설정함과 아울러, 상기 서브마스터 USB 동글에 서브마스터 권한과 최대 홉수를 전달하는 서브마스터 설정을 진행하며, 상기 서브마스터 USB 동글이 상기 서브마스터 설정을 반복 진행하여 하위의 서브마스터 USB 동글을 설정하되, 상기 서브마스터 설정이 상기 최대 홉수 - 1의 횟수로 진행되고, 모든 서브마스터 USB 동글이 획득한 노드 정보를 상기 서브마스터 USB 동글의 루트를 통하여 상기 마스터 USB 동글에 전달하며, 상기 서브마스터 USB 동글이 상기 마스터 USB 동글로부터 수신된 정보를 통해서 자기가 거느린 하위의 서브마스터 USB 동글을 확인하여, 이들 중에서 자기가 상위임을 하위의 서브마스터 USB 동글에게 알리고, 상기 서브마스터 USB 동글은 자기가 거느린 하위의 서브마스터 USB 동글에게 동기신호를 전달하여 동기화시킴으로써, 하위의 서브마스터 USB 동글이 자신이 속하는 상위의 서브마스터 USB 동글로부터만 동기 신호를 수신받아 동기화되도록 하며, 상기 서브마스터 USB 동글은 자기가 속한 상위의 서브마스터 USB 동글과 정보의 전달을 위하여 송수신함과 아울러, 자기가 거느린 하위의 서브마스터 USB 동글과 정보의 전달을 위하여 송수신할 수 있다.
상기 마스터 USB 동글은, 상기 서브마스터 USB 동글 및 그 하위의 서브마스터 USB 동글에서 중복되는 노드 정보를 삭제하고, 그 정보를 해당하는 서브마스터 USB 동글 각각으로 상기 서브마스터 USB 동글의 루트를 통하여 전달할 수 있다. 상기 서브마스터 USB 동글 각각은, 상기 마스터 USB 동글이 전달한 서브노드 번호를 가지고 있고, 자기가 거느린 하위의 서브마스터 USB 동글의 송수신 시간을 정하여 줌으로써, 상기 무선 메쉬 네트워크 내에서 모든 서브마스터 USB 동글이 언제 송신 및 수신해야 하는지 알도록 할 수 있다.
상기 마스터 USB 동글과 상기 서브마스터 USB 동글 각각은, 하위의 서브마스터 USB 동글이 4개로 이루어짐으로써, 4개의 노드를 기본적으로 가지도록 하고, 상기 마스터 USB 동글에 의해, 상기 서브마스터 USB 동글에 대한 노드 정보의 추가 및 삭제가 이루어지도록 할 수 있다.
본 발명에 따른 스마트 그리드 데이터 집중장치 콘솔 모니터링 무선 시스템에 의하면, 스마트 그리드 데이터 집중장치의 무선 콘솔 모니터링에 관한 기술로서, 국내외 규격인 ISO/IEC 29157 기반 기술을 이용하여, 기능 및 성능을 향상시킬 수 있고, ISO/IEC 29157 기술기반으로 구현된 MAC을 이용하여 900MHz 대역으로 변경이 불가능한 현 무선 시스템의 문제점을 해결할 수 있으며, 200KHz 대역의 채널을 사용하여, 메시망 구성이 가능하도록 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시례에 따른 스마트 그리드 데이터 집중장치 콘솔 모니터링 무선 시스템이 적용되는 전체 시스템을 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 스마트 그리드 데이터 집중장치 콘솔 모니터링 무선 시스템을 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시례에 따른 스마트 그리드 데이터 집중장치 콘솔 모니터링 무선 시스템에 의한 무선 메쉬 네트워크 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시례에 따른 스마트 그리드 데이터 집중장치 콘솔 모니터링 무선 시스템에 의한 실제 필드 구성의 일례를 도시한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러 가지 실시례를 가질 수 있는 바, 특정 실시례들을 도면에 예시하고, 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니고, 본 발명의 기술 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 식으로 이해되어야 하고, 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시례에 한정되는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시례를 상세히 설명하며, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 이에 대해 중복되는 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시례에 따른 스마트 그리드 데이터 집중장치 콘솔 모니터링 무선 시스템이 적용되는 전체 시스템을 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 스마트 그리드 데이터 집중장치 콘솔 모니터링 무선 시스템을 도시한 구성도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시례에 따른 스마트 그리드 데이터 집중장치 콘솔 모니터링 무선 시스템은 스마트그리드의 스마트미터(400)로부터 검침정보를 제공받는 데이터집중장치(200)와 호스트장치(300)간에 데이터를 전달하도록 하는 USB 동글(100)을 포함한다.
USB 동글(100)은 RF부(110), 마이컴(120), 보안모듈(130), ISO/IEC 29157 MAC 레이어(140) 및 USB인터페이스(150)를 포함할 수 있다.
RF부(110)는 안테나(111)에 수신되는 데이터를 전달하고, 변조된 데이터를 RF 신호로 변환하여 안테나(111)를 통해서 데이터집중장치(200)에 송신되도록 한다. 한편, 안테나(111)를 이용하여 송수신되는 데이터에 대한 증폭 처리를 위하여 증폭기(112)가 마련될 수 있음은 물론이다.
데이터집중장치(200)는 스마트 그리드로부터 제공되는 검침정보 등의 데이터를 스마트미터(400)로부터 모뎀(410)을 통해서 전달받고, 이러한 검침정보 등을 USB 동글(100)을 통해서 DCU(Data Concentration Unit) 콘솔에 해당하는 호스트장치(300)에 제공할 뿐만 아니라, 검침서버(800)에 제공할 수 있다. 검침서버(800)는 제공되는 검침정보 등을 SG(Smart Grid) 운영센터(600)에 의해 운영되는 통합플랫폼(500)에 제공하거나, 통합플랫폼(500)으로부터 제공되는 DR신호, 요금정보 등을 데이터집중장치(200)에 제공함으로써 모뎀(410)을 통해 스마트홈(420)으로 제공되도록 할 수도 있다.
통합플랫폼(500)은 수요 반응, 정전 정보, 원격 부하 차단, 변압기 부하 관리, 위약 관리 및 전기 품질 관리 등을 수행하도록 하는데, AMI운영시스템(510)과 MDMS(520)을 포함한다. DR신호는 수요 반응 신호인데, 수요 반응은 현재 전력량의 수요에 맞추기 위해 전기 사용자가 사용량을 변화시키는 것이다. 전기는 쉽게 저장될 수 없으므로, 전력 공급 회사들이 과거에 그들의 발전소의 생산율을 최대로 조절하고, 온라인 혹은 오프라인 발전설비를 가리지 않고 가동하거나, 다른 전력 회사에서 수입해서 수요와 공급을 맞추게 된다. 그렇게 공급하는데에도 한계가 있는데 어떤 발전 설비들은 최대로 가동하기까지 시간이 오래 걸릴 수 있고, 어떤 설비는 가동비용이 비싸며, 어떤 때에는 수요가 전체 발전소의 생산량을 합한 것보다 클 수 있기 때문이다. 수요 반응은 공급을 조절하는 대신 수요를 조절하고자 생겨난 것이다. 전력회사들은 그들의 고객들에게 다양한 방법으로 DR 신호를 보낼 수 있는데, 전력사용이 한산한 시간대에는 전력이 비교적 저렴하게 책정되거나(오프 피크 계량), 명시적인 요청이나 가격 변동 등을 고객들에게 전달할 수 있다(스마트 계량).
AMI(Advanced Metering Infrastructure)운영시스템(510)은 에너지를 효율적으로 관리하기 위한 체계로써, 각 가정 내 설치되는 스마트미터와 각 가정의 디바이스 및 전력량을 취합하는 미터 데이터 관리 시스템(MDMS: Meter Data Management System)으로 구성된다. 소비자들은 AMI를 통해 실시간 에너지 사용량 정보를 기반으로 에너지를 관리함으로써, 가정 및 기업의 에너지 비용을 절감할 수 있으며, 전체 에너지 사용량을 효율적으로 관리할 수 있다. AMI는 최종 소비자와 전력회사 사이의 전력 서비스 정보화 인프라로서, 스마트 그리드 운용에 필수적인 스마트미터 기반의 핵심 인프라 시스템이다. 단순히 계량 값만을 읽어가는 기존의 AMR(Automated Meter Reading)과는 다르게 소비자의 수요 및 전력가격을 실시간으로 양방향 전송하는 역할을 담당한다. 또한 AMI는 기존의 AMR과는 다르게 스마트 미터를 중심으로 양방향 통신과 오픈 프로토콜(Open Protocol)에 기반하여, 원격 전력 차단(Remote Connect/Disconnect)이 가능하고, 선불형 계량(Prepayment) 인프라가 될 수 있으며, 실시간 요금제(RTP), 피크 요금제(Critical Peak Pricing), TOU(Time-of-Use) 요금제 등 다양한 요금제의 적용도 가능하다. 또한, AMI는 수요반응 메커니즘에는 없어서는 안될 내용이며, 더 나아가서는 홈 오토메이션, 홈 네트워킹과 연결되고, 결국 스마트 그리드 기본 인프라가 된다. MDMS(Meter Data Management System; 520)는 미터 데이터의 관리를 수행하는 시스템이며, 판매SI시스템(700)에 미터 데이터를 제공할 수 있다.
마이컴(120)은 RF부(110)에 의해, 데이터집중장치(200)로부터 제공되는 데이터를 호스트장치(300)에 전달하도록 제어함과 아울러, 호스트장치(300)로부터 제공되는 데이터를 데이터집중장치(200)에 전달하도록 제어한다.
보안모듈(130)은 마이컴(120)에 의한 데이터의 전달시, 보안 알고리즘에 의해 암호화를 수행하도록 하는데, 이러한 보안 알고리즘은 국가 기간 통신망 구성에 요구되는 자체(proprietary 4중 Security) 보안 체계가 적용될 수 있으며, 그 밖에도 다양한 보안 알고리즘이 사용될 수 있다.
ISO/IEC 29157 MAC 레이어(140)는 ISO/IEC 29157 표준을 만족시키고, 상기의 데이터를 송신시 공동 전송으로 인한 경쟁을 제어함과 아울러, 전송로의 이상유무를 검출하도록 하며, 917~946MHz의 무선 통신을 수행하도록 하고, 예컨대 국내 ISO/IEC 29157 기술기반으로 구현된 피코캐스트(PicoCast) 칩을 이용하여, 옥내는 물론 옥외 필드에서 무선 메쉬 네트워크 구성이 가능하도록 할 수 있다.
USB인터페이스(150)는 마이컴(120)의 제어에 의해 데이터를 호스트장치(300)에 전달하거나, 호스트장치(300)로부터 데이터를 전달받아 마이컴(120)에 제공하기 위하여, 호스트장치(300)에 접속되도록 한다. 호스트장치(300)는 일종의 PC로서, USB 동글(100)의 USB인터페이스(150)와의 접속을 위하여, USB인터페이스(310)가 마련될 수 있다.
본 발명의 일 실시례에 따른 스마트 그리드 데이터 집중장치 콘솔 모니터링 무선 시스템은 USB 동글(100)에 데이터를 제공하는 데이터집중장치(200)가 마련될 수 있다.
데이터집중장치(200)는 스마트미터(400)로부터 제공되는 데이터를 데이터집중장치보드(211)가 수집하여 시리얼인터페이스(212)를 통해 제공하는 DCU호스트보드(210)와, DCU호스트보드(210)의 시리얼인터페이스(212)와 접속을 위한 시리얼인터페이스(221)가 마련되고, 마이컴(222)이 USB 동글(100)과의 데이터 전달을 위한 제어를 수행하며, RF부(224)에 의해 안테나(226)에 수신되는 데이터를 전달함과 아울러, 변조된 데이터를 RF 신호로 변환하여 안테나(226)를 통해서 USB 동글(100)에 송신되도록 하고, ISO/IEC 29157 MAC 레이어(223)에 의해 송수신 MAC(Medium Access Control) 기능을 수행하면서 ISO/IEC 29157 표준을 만족시키는 917~946MHz의 무선 통신을 수행하도록 하는 무선모뎀(220)을 포함할 수 있다. 또한 무선모뎀(220)에는 전달하는 데이터의 증폭을 위하여 증폭기(225)가 마련될 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 마이컴(120; 도 2 참조)은 USB 동글(100)이 다수로 이루어져서 무선 메쉬 네트워크를 구성하도록 하는 제어를 수행하기 위하여, 노드 각각을 구성하는 다수의 USB 동글(100) 중에서 어느 하나의 USB 동글(100)이 마스터 USB 동글로 선택되고, 마스터 USB 동글의 주위에 위치하는 USB 동글(100)로부터 RSSI 시그널과 ID를 수신하여, 수신된 RSSI 값을 상위 순위로 하여 정해진 갯수의 USB 동글(100)을 서브마스터 USB 동글로 설정함과 아울러, 서브마스터 USB 동글에 서브마스터 권한과 최대 홉수를 전달하는 서브마스터 설정을 진행하며, 서브마스터 USB 동글이 서브마스터 설정을 반복 진행하여 하위의 서브마스터 USB 동글을 설정하되, 서브마스터 설정이 최대 홉수 - 1의 횟수로 진행되고, 모든 서브마스터 USB 동글이 획득한 노드 정보를 서브마스터 USB 동글의 루트를 통하여 마스터 USB 동글에 전달하며, 서브마스터 USB 동글이 마스터 USB 동글로부터 수신된 정보를 통해서 자기가 거느린 하위의 서브마스터 USB 동글을 확인하여, 이들 중에서 자기가 상위임을 하위의 서브마스터 USB 동글에게 알리고, 서브마스터 USB 동글은 자기가 거느린 하위의 서브마스터 USB 동글에게 동기신호를 전달하여 동기화시킴으로써, 하위의 서브마스터 USB 동글이 자신이 속하는 상위의 서브마스터 USB 동글로부터만 동기 신호를 수신받아 동기화되도록 하며, 서브마스터 USB 동글은 자기가 속한 상위의 서브마스터 USB 동글과 정보의 전달을 위하여 송수신함과 아울러, 자기가 거느린 하위의 서브마스터 USB 동글과 정보의 전달을 위하여 송수신한다.
USB 동글(100; 도 2 참조)은 무선 메쉬 네트워크의 구성을 위한 마스터 USB 동글과 서브마스터 USB 동글의 설정과 이에 따라 상기한 동기화 및 데이터의 송수신을 위한 제어를 마이컴(150)이 수행하는데, 이러한 마이컴(150)은 미리 정해진 프로그램에 따라 프로세스를 수행하며, 필요에 따라 데이터 및 프로그램 등의 저장을 위하여 메모리부가 부가적으로 마련될 수도 있다.
USB 동글(100; 도 2 참조)에서, 마스터 USB 동글은 서브마스터 USB 동글 및 그 하위의 서브마스터 USB 동글에서 중복되는 노드 정보를 삭제할 수 있고, 그 정보를 해당하는 서브마스터 USB 동글 각각으로 서브마스터 USB 동글의 루트를 통하여 전달할 수 있다. USB 동글(100; 도 2 참조)에서, 서브마스터 USB 동글 각각은 마스터 USB 동글이 전달한 서브노드 번호를 가지고 있고, 자기가 거느린 하위의 서브마스터 USB 동글의 송수신 시간을 정하여 줌으로써, 무선 메쉬 네트워크 내에서 모든 서브마스터 USB 동글이 언제 송신 및 수신해야 하는지 알도록 할 수 있다.
마스터 USB 동글과 서브마스터 USB 동글 각각은 하위의 서브마스터 USB 동글이 4개로 이루어짐으로써, 4개의 노드를 기본적으로 가지도록 하고, 마스터 USB 동글에 의해, 서브마스터 USB 동글에 대한 노드 정보의 추가 및 삭제가 이루어지도록 할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 스마트 그리드 데이터 집중장치 콘솔 모니터링 무선 시스템에 따르면, 스마트 그리드 데이터 집중장치의 무선 콘솔 모니터링에 관한 기술로서, 국내외 규격인 ISO/IEC 29157 기반 기술을 이용하여, 기능 및 성능을 향상시킬 수 있고, ISO/IEC 29157 기술기반으로 구현된 MAC을 이용하여 900MHz 대역으로 변경이 불가능한 현 무선 시스템의 문제점을 해결할 수 있으며, 200KHz 대역의 채널을 사용하여, 메시망 구성이 가능하도록 구현할 수 있다.
이와 같이 본 발명에 대해서 첨부된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시례에 한정되어서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이러한 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100 : USB 동글 110 : RF부
111 : 안테나 112 : 증폭기
120 : 마이컴 130 : 보안모듈
140 : ISO/IEC 29157 MAC 레이어 150 : USB 인터페이스
200 : 데이터집중장치 210 : DCU호스트보드
211 : 데이터집중장치보드 212 : 시리얼인터페이스
220 : 무선모뎀 221 : 시리얼인터페이스
222 : 마이컴 223 : ISO/IEC 29157 MAC 레이어
224 : RF부 225 : 증폭기
226 : 안테나 300 : 호스트장치
310 : USB 인터페이스 400 : 스마트미터
410 : 모뎀 420 : 스마트홈
500 : 통합플랫폼 510 : AMI 운영시스템
520 : MDMS 600 : SG 운영센터
700 : 판매SI시스템 800 : 검침서버

Claims (5)

  1. 스마트그리드의 스마트미터로부터 검침정보를 제공받는 데이터집중장치와 호스트장치간에 데이터를 전달하도록 하는 USB 동글을 포함하고,
    상기 USB 동글은,
    안테나에 수신되는 데이터를 전달하고, 변조된 데이터를 RF 신호로 변환하여 상기 안테나를 통해서 상기 데이터집중장치에 송신되도록 하는 RF부;
    상기 RF부에 의해, 상기 데이터집중장치로부터 제공되는 데이터를 호스트장치에 전달하도록 제어함과 아울러, 상기 호스트장치로부터 제공되는 데이터를 상기 데이터집중장치에 전달하도록 제어하는 마이컴;
    상기 마이컴에 의한 데이터의 전달시 보안 알고리즘에 의해 암호화를 수행하도록 하는 보안모듈;
    ISO/IEC 29157 표준을 만족시키고, 상기 데이터를 송신시 공동 전송으로 인한 경쟁을 제어함과 아울러 전송로의 이상유무를 검출하는 ISO/IEC 29157 MAC 레이어; 및
    상기 마이컴의 제어에 의해 데이터를 상기 호스트장치에 전달하거나, 상기 호스트장치로부터 데이터를 전달받아 상기 마이컴에 제공하기 위하여, 상기 호스트장치에 접속되는 USB인터페이스;
    를 포함하고,
    상기 마이컴은,
    상기 USB 동글이 다수로 이루어져서 무선 메쉬 네트워크를 구성하도록 하는 제어를 수행하기 위하여, 노드 각각을 구성하는 다수의 USB 동글 중에서 어느 하나의 USB 동글이 마스터 USB 동글로 선택되고, 상기 마스터 USB 동글의 주위에 위치하는 USB 동글로부터 RSSI 시그널과 ID를 수신하여, 수신된 RSSI 값을 상위 순위로 하여 정해진 갯수의 USB 동글을 서브마스터 USB 동글로 설정함과 아울러, 상기 서브마스터 USB 동글에 서브마스터 권한과 최대 홉수를 전달하는 서브마스터 설정을 진행하며, 상기 서브마스터 USB 동글이 상기 서브마스터 설정을 반복 진행하여 하위의 서브마스터 USB 동글을 설정하되, 상기 서브마스터 설정이 상기 최대 홉수 - 1의 횟수로 진행되고, 모든 서브마스터 USB 동글이 획득한 노드 정보를 상기 서브마스터 USB 동글의 루트를 통하여 상기 마스터 USB 동글에 전달하며, 상기 서브마스터 USB 동글이 상기 마스터 USB 동글로부터 수신된 정보를 통해서 자기가 거느린 하위의 서브마스터 USB 동글을 확인하여, 이들 중에서 자기가 상위임을 하위의 서브마스터 USB 동글에게 알리고, 상기 서브마스터 USB 동글은 자기가 거느린 하위의 서브마스터 USB 동글에게 동기신호를 전달하여 동기화시킴으로써, 하위의 서브마스터 USB 동글이 자신이 속하는 상위의 서브마스터 USB 동글로부터만 동기 신호를 수신받아 동기화되도록 하며, 상기 서브마스터 USB 동글은 자기가 속한 상위의 서브마스터 USB 동글과 정보의 전달을 위하여 송수신함과 아울러, 자기가 거느린 하위의 서브마스터 USB 동글과 정보의 전달을 위하여 송수신하는, 스마트 그리드 데이터 집중장치 콘솔 모니터링 무선 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 USB 동글에 데이터를 제공하는 상기 데이터집중장치를 더 포함하고,
    상기 데이터집중장치는,
    상기 스마트미터로부터 제공되는 데이터를 데이터집중장치보드가 수집하여 시리얼인터페이스를 통해 제공하는 DCU호스트보드 ; 및
    상기 DCU호스트보드의 시리얼인터페이스와 접속을 위한 시리얼인터페이스가 마련되고, 마이컴이 상기 USB 동글과의 데이터 전달을 위한 제어를 수행하며, RF부에 의해 안테나에 수신되는 데이터를 전달함과 아울러, 변조된 데이터를 RF 신호로 변환하여 상기 안테나를 통해서 상기 USB 동글에 송신되도록 하고, ISO/IEC 29157 MAC 레이어에 의해 송수신 MAC(Medium Access Control) 기능을 수행하면서 ISO/IEC 29157 표준을 만족시키도록 하는 무선모뎀;
    을 포함하는, 스마트 그리드 데이터 집중장치 콘솔 모니터링 무선 시스템.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 마스터 USB 동글은,
    상기 서브마스터 USB 동글 및 그 하위의 서브마스터 USB 동글에서 중복되는 노드 정보를 삭제하고, 그 정보를 해당하는 서브마스터 USB 동글 각각으로 상기 서브마스터 USB 동글의 루트를 통하여 전달하며,
    상기 서브마스터 USB 동글 각각은,
    상기 마스터 USB 동글이 전달한 서브노드 번호를 가지고 있고, 자기가 거느린 하위의 서브마스터 USB 동글의 송수신 시간을 정하여 줌으로써, 상기 무선 메쉬 네트워크 내에서 모든 서브마스터 USB 동글이 언제 송신 및 수신해야 하는지 알도록 하는, 스마트 그리드 데이터 집중장치 콘솔 모니터링 무선 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 마스터 USB 동글과 상기 서브마스터 USB 동글 각각은,
    하위의 서브마스터 USB 동글이 4개로 이루어짐으로써, 4개의 노드를 기본적으로 가지도록 하고, 상기 마스터 USB 동글에 의해, 상기 서브마스터 USB 동글에 대한 노드 정보의 추가 및 삭제가 이루어지도록 하는, 스마트 그리드 데이터 집중장치 콘솔 모니터링 무선 시스템.
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