KR102082178B1 - Plc 기반 ami 통신망을 구성하는 데이터 수집 장치와, 그의 보안 관리 방법 및 보안 시스템 - Google Patents

Plc 기반 ami 통신망을 구성하는 데이터 수집 장치와, 그의 보안 관리 방법 및 보안 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 PLC 기반 AMI 통신망을 구성하는 데이터 수집 장치의 보안 시스템에 따르면, 블록체인 방식의 보안키 기능이 구비된 데이터 수집 장치의 각종 검출 정보, 도어의 개방 이력을 AMI 서버에서 관리하고, 인증되지 않은 도어의 개방 시도 시 경고 기능을 실행하여 허가된 사용자에 대하여만 도어가 개방되도록 함으로써, 지상에 설치되는 데이터 수집 장치에 대하여 높은 보안 수준으로 관리할 수 있으며 승인받지 않은자의 무단 해킹 또는 불법 사용 등에 의한 문제점을 해소할 수 있고, 데이터 수집 장치에 대한 작업 이력이 기록되도록 하는 효과가 있다.

Description

PLC 기반 AMI 통신망을 구성하는 데이터 수집 장치와, 그의 보안 관리 방법 및 보안 시스템{DCU FOR PLC-BASED AMI NETWORKS, METHOD FOR MANAGING SECURITY AND SECURITY SYSTEM THEREOF}
본 발명은 PLC(Power Line Carrier) 기반 AMI(Advanced Metering Infrastructure) 통신망을 구성하는 데이터 수집 장치와, 그의 보안 관리 방법 및 보안 시스템에 관한 것으로, 블록체인 방식의 보안키 기능이 구비된 데이터 수집 장치의 각종 검출 정보, 도어의 개방 이력을 AMI 서버에서 관리하고, 인증되지 않은 도어의 개방 시도 시 경고 기능을 실행하여 허가된 사용자에 대하여만 도어가 개방되도록 보안 관리하는 PLC 기반 AMI 통신망을 구성하는 데이터 수집 장치와, 그의 보안 관리 방법 및 보안 시스템에 관한 것이다.
지능형 검침인프라인 AMI는 전력회사 중앙통제실에서 실시간 전력 사용량을 모니터링 하고, 원격으로 전력사용량을 제어할 수 있도록 하는 시스템을 말한며, 지능형 검침인프라를 통해 모든 고객의 실시간 계량정보를 획득하고, 해당 데이터를 바탕으로 전력 수요를 효율적으로 조절할 수 있다는 장점을 갖는다.
일반적으로 데이터 수집 장치(DCU)는 각 수용가 계량기로부터 검침 데이터를 수집하여, AMI 관리 서버로 전송할 수 있으며, 이때, 데이터 수집 장치와 AMI 관리 서버 간의 통신은 통신 회선료 및 현장의 통신환경 등을 고려하여 유선 통신 방식 또는 2G, 3G, LTE, 5G와 같은 무선 통신 방식이 이용될 수 있다.
이러한 데이터 수집 장치(DCU)는 일반적으로 지상의 외부 구조물에 설치되고, 데이터 수집 장치의 관리자는 주기적으로 도어를 개방하여 내부 시설물의 상태를 점검하며, 필요시 유지 보수를 시행한다.
위와 같은 데이터 수집 장치의 도어는 외부에 있기 때문에 허가된 사람 이외의 사람에게 무단으로 개방되는 것을 방지하기 위하여 단순한 기계적인 잠금장치를 갖추고 있으나 쉽게 개방되는 구조로 되어 있다.
따라서 분실된 열쇠를 습득하거나, 만능키 등의 열쇠를 이용하는 비인가자 등에 의해 데이터 수집 장치가 무단 개방되어 기기의 손상 자료 유출이 될 수 있는 문제점이 있었다. 본 보안 시스템은 데이터 수집 장치(DCU)뿐만 아니라 전력운영 설비 FRTU(Feeder Remote Terminal Unit)와 배전설비 패드 함체에도 동일하게 적용할 수 있다.
대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2014-0106067호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 블록체인 방식의 보안키 기능이 구비된 데이터 수집 장치의 각종 검출 정보, 도어의 개방 이력을 AMI 서버에서 관리하고, 인증되지 않은 자에게 도어 개방 시도 시 경고 기능을 실행하여 허가된 사용자에 대하여만 도어가 개방되도록 한다. 지상에 설치되는 데이터 수집 장치에 대하여 높은 보안 수준으로 관리할 수 있어, 불법 사용 등에 의한 문제점을 해소할 수 있고, 데이터 수집 장치에 대한 작업 이력이 기록되도록 하는 PLC 기반 AMI 통신망을 구성하는 데이터 수집 장치의 보안 시스템을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 PLC 기반 AMI 통신망을 구성하는 데이터 수집 장치의 보안 시스템은 복수의 데이터 수집 장치가 구비되고, 각각의 데이터 수집 장치는 주변 데이터 수집 장치의 도어를 개방시키기 위한 검증용 인증키를 내장하며; 사용자 단말기를 통하여 어느 하나의 데이터 수집 장치의 도어를 개방시키기 위한 개방용 인증키가 해당 데이터 수집 장치로 입력되면, 해당 데이터 수집 장치로부터 주변 데이터 수집 장치로 도어 개방을 위한 개방용 인증키 정보가 송신되고; 도어 개방을 위한 개방용 인증키 정보를 수신한 주변 데이터 수집 장치로부터 해당 개방용 인증키 정보와 검증용 인증키가 매칭되어 허용된 개방용 인증키라는 알림이 해당 데이터 수집 장치로 수신되면; 해당 데이터 수집 장치의 도어가 개방되도록 하는 것을 특징으로 한다.
도어 개방을 위한 개방용 인증키 정보의 검증에 참여한 주변 데이터 수집 장치는 원격지의 AMI 서버로 검증 참여 이력 정보를 전달할 수 있다.
사용자 단말기를 통하여 해당 데이터 수집 장치의 도어가 개방되면, 해당 데이터 수집 장치로부터 원격지의 AMI 서버로 도어의 개방 이력 정보가 전달될 수 있다.
도어 개방을 위한 개방용 인증키 정보를 수신한 주변 데이터 수집 장치로부터 해당 개방용 인증키 정보와 검증용 인증키가 매칭되지 않아서, 허용되지 않은 개방용 인증키라는 알림이 해당 데이터 수집 장치로 수신되면, 사용자 단말기로 이에 대한 경고 메시지가 전달될 수 있다.
정전으로 인해 데이터 수집 장치의 도어가 잠기게 되면, AMI 서버에서 원격으로 데이터 수집 장치의 도어를 개방시키거나 또는 관리자 단말기를 통하여 마스터 인증키로 데이터 수집 장치의 도어를 개방시킬 수 있다.
그리고, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 PLC 기반 AMI 통신망을 구성하는 데이터 수집 장치의 보안 시스템은 복수의 데이터 수집 장치가 구비되고, 각각의 데이터 수집 장치는 주변 데이터 수집 장치의 도어를 개방시키기 위한 검증용 인증키를 내장하며; 사용자 단말기를 통하여 어느 하나의 데이터 수집 장치의 도어를 개방시키기 위한 개방용 인증키가 해당 데이터 수집 장치로 입력되면, 해당 데이터 수집 장치로부터 주변 데이터 수집 장치로 도어 개방을 위한 개방용 인증키 정보가 송신되고, 이와 동시에 원격의 AMI 서버로 도어의 개방 요청 정보가 송신되고; 도어 개방을 위한 개방용 인증키 정보를 수신한 주변 데이터 수집 장치로부터 해당 개방용 인증키 정보와 검증용 인증키가 매칭되어 허용된 개방용 인증키라는 알림이 원격지의 AMI 서버로 각각 송신되면; AMI 서버로부터 해당 개방용 인증키 정보가 허용된 개방용 인증키라는 알림이 해당 데이터 수집 장치로 송신되어, 해당 데이터 수집 장치의 도어가 개방되도록 한다.
검침데이터를 수집하기 위하여, 각각의 데이터 수집 장치는 계량기로부터 검침데이터를 수집하는 검침모뎀과 연결되어 전력선 통신을 수행하는 것으로, 검침모뎀은 318MHz 주파수를 캐리어 주파수로 이용해 통신을 수행하는 하이브리드 모뎀일 수 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에서 제공하는 데이터 수집 장치는 LC 기반 AMI 통신망으로 연결된 AMI 서버 및 다수의 주변 데이터 수집 장치들과 연동하여 전력 데이터를 수집하는 데이터 수집 장치에 있어서, 상기 AMI 서버, 상기 다수의 주변 데이터 수집 장치들 및 통신망을 통해 상기 데이터 수집 장치에 접근하는 사용자 단말 장치와의 통신 인터페이스를 제공하는 통신 인터페이스부; 상기 데이터 수집 장치 도어의 개폐를 제어하는 도어 개폐부; 및 기 설정된 제어 알고리즘에 의거하여 상기 통신 인터페이스부 및 도어 개폐부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 통신 인터페이스부는 상기 사용자 단말 장치로부터 도어 개방을 위한 개방용 인증키를 수신한 후 상기 수신된 개방용 인증키의 유효성 여부를 검증받기 위해 상기 개방용 인증키를 주변의 다른 데이터 수집 장치들에게 전달하고, 상기 주변의 다른 데이터 수집 장치들로부터 상기 개방용 인증키에 대한 검증 결과를 수신하여 상기 제어부로 전달하고, 상기 제어부는 상기 검증 결과에 의거하여 상기 도어 개폐부의 동작을 제어하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에서 제공하는 데이터 수집 장치의 보안 관리 방법은 PLC 기반 AMI 통신망으로 연결되고, 주변 데이터 수집 장치들의 도어를 개방시키기 위한 검증용 인증키를 내장하는 다수의 데이터 수집 장치들 각각의 보안을 관리하기 위한 데이터 수집 장치의 보안관리 방법에 있어서, 상기 다수의 데이터 수집 장치들 중 어느 하나인 제1 데이터 수집 장치가 통신망으로 연결된 사용자 단말 장치로부터 도어 개방을 위한 개방용 인증키를 수신하는 인증키 수신 단계; 상기 제1 데이터 수집 장치가 상기 AMI 통신망으로 연결된 주변 데이터 수집 장치들에게 상기 개방용 인증키를 전달하는 인증키 전달 단계; 상기 개방용 인증키를 전달받은 주변 데이터 수집 장치들 각각이 기 저장된 검증용 인증키를 이용하여 상기 개방용 인증키를 검증하는 검증 단계; 상기 검증 결과, 상기 개방용 인증키가 허용된 인증키인 경우 상기 주변 데이터 수집 장치들 각각이 상기 제1 데이터 수집 장치로 허용 알림 메시지를 전달하는 허용 알림 메시지 전달 단계; 및 상기 허용 알림 메시지를 수신한 상기 제1 데이터 수집 장치가 도어를 개방하는 도어 개방 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 PLC 기반 AMI 통신망을 구성하는 데이터 수집 장치의 보안 시스템에 따르면, 블록체인 방식의 보안키 기능이 구비된 데이터 수집 장치의 각종 검출 정보, 도어의 개방 이력을 AMI 서버에서 관리하고, 인증되지 않은 도어의 개방 시도 시 경고 기능을 실행하여 허가된 사용자에 대하여만 도어가 개방되도록 함으로써, 지상에 설치되는 데이터 수집 장치에 대하여 높은 보안 수준으로 관리할 수 있으며 불법 사용 등에 의한 문제점을 해소할 수 있고, 데이터 수집 장치에 대한 작업 이력이 기록되도록 하는 효과가 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 PLC 기반 AMI 통신망을 구성하는 데이터 수집 장치의 보안 시스템을 나타낸 도면이며,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 PLC 기반 AMI 통신망을 구성하는 데이터 수집 장치의 보안 시스템을 구성하는 DCU의 도어 개방을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터 수집 장치에 대한 개략적인 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터 수집 장치의 보안 방법에 대한 처리 절차를 도시한 절차도이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 일실시예에 따른 PLC 기반 AMI 통신망을 구성하는 데이터 수집 장치의 보안 시스템은 도 1에 나타낸 바와 같이, 제1DCU(100), 제2DCU(101),제3DCU(103) 및 AMI 서버(500)가 포함되어 구성된다.
전력 사용 수용가에서 전력 사용을 검침하는 복수의 원격지 계량기들이 구비되고, 원격지 계량기들과 통신하는 통신 모뎀, 통신 모뎀을 통해 원격지 계량기들로부터 검침 데이터를 수집하는 데이터 수집 장치를 포함하고, AMI 서버(500)는 네트워크를 통해 데이터 수집 장치에 수집된 데이터들을 수신한다.
데이터 수집 장치는 표준형 계량기 사용 지역과 G-Type 계량기 사용 지역에 연결된 제1DCU(100), 원거리 지역에 연결된 제2DCU(101), E-Type 계량기 사용 지역에 연결된 제3DCU(103)가 포함되어 구비된다.
통신 모뎀은 PLC 통신 모뎀으로서, 원격지 계량기들과 RS-485 통신을 수행하고, 제1DCU(100), 제2DCU(101) 및 제3DCU(103)와 PLC 통신을 이용하여 데이터를 송/수신한다.
참고로, PLC 통신은 기존의 전력선에 통신을 추가로 변조(OFDM)해 통신하는 방법으로써, 유선통신이므로 통신 거리 제약이 있다.
일반적으로는 수용가의 거리가 약 100미터 이내에서 통신을 수행하고, 밀집지역인 경우 수용가의 거리가 약 10 ~ 20미터 이내에서 통신을 수행한다.
아울러, 수용가의 전력 사용량이 증가하면, 이에 비례하여 통신 거리 및 통신 성공률이 현저히 떨어진다.
한편, 통신 모뎀은 WISUN 통신 모뎀, ZIGBEE 통신 모뎀 또는 LTE 통신 모뎀일 수 있다.
WISUN 통신 모뎀 또는 ZIGBEE 통신 모뎀 경우, 데이터 수집 장치와 각각 WISUN 통신 방식 또는 ZIGBEE 통신 방식으로 데이터를 송/수신하는 것으로, 2.4GHz의 주파수를 캐리어 주파수로 이용해 통신한다.
2.4GHz의 주파수 대역을 사용하다 보니 WIFI와 중첩되는 부분이 발생하고, 이에 따라 WIFI 출력이 강한 지역에서는 통신이 간헐적으로 실패할 가능성이 있다.
LTE 통신 모뎀의 경우, 데이터 수집 장치와 LTE 통신 방식으로 데이터를 송/수신하는 것으로, 800MHz~1.2GHz의 주파수를 캐리어 주파수로 이용해 통신한다.
LTE 통신 방식은 통신사의 중계기가 여러 곳에 설치되어, 음영지역 및 통신 불능 지역 거의 없으며, 지중인 경우도 주파수가 WIFI 보다는 낮다보니 통신 성공률이 높지만, 주기적으로 데이터 비용이 발생하는 문제가 있었다.
본 발명에서는 통신 모뎀으로 하이브리드 모뎀(Hybrid WMODEM)을 사용한다.
하이브리드 모뎀은 318MHz의 주파수를 캐리어 주파수로 이용해 통신하도록 구성된 것으로, 318MHz는 국내에 사용하지 않으므로, 주파수 구간이 청청하고, 318MHz는 저주파대의 주파수이므로 지상에서 1KM이상, 지중에서 200M 이상까지 통신이 가능하다.
따라서, PLC 통신 모뎀이 설치된 수용가에서 PLC 통신 모뎀과 데이터 수집 장치 사이에 통신이 불량하면, PLC 통신 모뎀을 제거 후, 본 발명에 따른 하이브리드 모뎀을 설치하여 통신 불량을 해소할 수 있다.
기존에 설치된 PLC 통신 모뎀을 전부 하이브리드 모뎀으로 교체를 하게 되면, 많이 비용이 발생하므로, 일정 지역에서 통신이 제일 불량한 PLC 통신 모뎀을 하이브리드 모뎀으로 교체하고, 나머지 통신이 불량한 PLC 통신 모뎀은 WISUN 통신 모뎀 또는 ZIGBEE 통신 모뎀으로 교체할 수도 있다.
이렇게 함으로써, 하이브리드 모뎀과 WISUN 통신 모뎀 또는 ZIGBEE 통신 모뎀들끼리 서로 무선으로 데이터 수집 장치와 원활하게 통신할 수 있게 된다.
아울러, 제1DCU(100), 제2DCU(101) 및 제3DCU(103)는 주변 데이터 수집 장치의 도어를 개방시키기 위한 검증용 인증키를 각각 내장하고 있다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 사용자가 제1DCU(100)의 도어를 개방시키기 위하여, 먼저, 사용자 단말기와 제1DCU(100)를 블루투스 통신으로 연결한다.
이어서, 사용자 단말기를 조작하여, 미리 저장된 제1DCU(100)의 도어를 개방시키기 위한 개방용 인증키를 제1DCU(100)로 송신한다.
이어서, 제1DCU(100)로 개방용 인증키가 수신되면, 제1DCU(100)는 주변 데이터 수집 장치인 제2DCU(101) 및 제3DCU(103)로 수신된 개방용 인증키 정보를 송신한다.
이어서, 도어 개방을 위한 개방용 인증키 정보를 수신한 제2DCU(101) 및 제3DCU(103)는 내장된 검증용 인증키와 비교한 후, 허용된 개방용 인증키에 해당하면 이에 대한 알림을 제1DCU(100)로 송신한다.
이어서, 제1DCU(100)는 도어가 개방되도록 한다.
사용자 단말기를 통하여 제1DCU(100)의 도어가 개방되면, 제1DCU(100)로부터 원격지의 AMI 서버(500)로 도어의 개방 이력 정보가 전달되어, 작업 이력 등이 기록 된다.
이때, 도어 개방을 위한 개방용 인증키 정보의 검증에 참여한 제2DCU(101) 및 제3DCU(103)도 AMI 서버(500)로 검증 참여 이력 정보를 전달하며, 이렇게 함으로써, 허용된 사용자를 통하여 제1DCU(100)의 도어가 개방되었다는 것을 AMI 서버(500)에서 확인할 수가 있다.
제1DCU(100)로부터 원격지의 AMI 서버(500)로 도어의 개방 이력 정보가 전달되었지만, 제2DCU(101) 및 제3DCU(103)로부터 검증 참여 이력 정보가 전달되지 않으면, 실시간으로 경보 및 경고를 방출하여 허가되지 않은 사용자의 행동을 억제하게 하도록 함으로써, 데이터 수집 장치를 안전하게 보호할 수 있다.
즉, 허용되지 않은 사용자가 해킹으로 제1DCU(100)의 개방용 인증키를 변경하여 제1DCU(100)의 도어를 개방시키려 해도, 제2DCU(101) 및 제3DCU(103)로 검증되지 않으면 제1DCU(100)의 도어를 개방시킬 수 없게 되어, 해킹으로부터 데이터 수집 장치를 안전하게 보호할 수 있다.
아울러, 도어 개방을 위한 개방용 인증키 정보의 검증에 참여한 제2DCU(101) 및 제3DCU(103)로부터 AMI 서버(500)로 검증 참여 이력 정보가 전달되면, AMI 서버(500)의 알림에 제1DCU(100)의 도어가 개방되도록 할 수 있다.
따라서, 사용자 단말기를 통하여 제1DCU(100)의 도어를 개방시키기 위한 개방용 인증키가 해당 데이터 수집 장치로 입력되면, 제1DCU(100)로부터 제2DCU(101) 및 제3DCU(103)로 도어 개방을 위한 개방용 인증키 정보를 송신하고, 이와 동시에 원격의 AMI 서버(500)로 도어의 개방 요청 정보를 송신한다.
이어서, 도어 개방을 위한 개방용 인증키 정보를 수신한 제2DCU(101) 및 제3DCU(103)로부터 해당 개방용 인증키 정보와 검증용 인증키가 매칭되어 허용된 개방용 인증키라면, 이에 대한 알림을 원격지의 AMI 서버(500)로 각각 송신한다.
이어서, AMI 서버(500)로부터 해당 개방용 인증키 정보가 허용된 개방용 인증키라는 알림을 제1DCU(100)로 송신하고, 이어서, 제1DCU(100)는 도어가 개방되도록 한다.
이렇게 함으로써, 허용되지 않은 사용자가 해킹으로 제1DCU(100)의 도어를 개방시키려 해도, 제2DCU(101) 및 제3DCU(103)로부터 AMI 서버(500)로 검증 참여 이력 정보가 전달되지 않으면, 제1DCU(100)의 도어가 개방되지 않도록 함으로써 해킹으로부터 데이저 수집 장치를 보호할 수가 있다.
제2DCU(101) 또는 제3DCU(103)의 도어를 개방시킬 때도 상술한 바와 같이 제1DCU(100)의 도어를 개방시킬 때와 동일한 과정으로 수행 된다.
한편, 제1DCU(100)로부터 도어 개방을 위한 개방용 인증키 정보를 수신한 제2DCU(101) 및 제3DCU(103)에서 내장된 검증용 인증키와 비교한 후, 수신된 개방용 인증키 정보가 허용되지 않은 개방용 인증키에 해당하면 이에 대한 알림을 제1DCU(100)로 송신하고, 이를 수신한 제1DCU(100)는 도어를 개방시키지 않고, 사용자 단말기로 허용되지 않은 개방용 인증키에 대한 경고 메시지를 전달한다.
따라서, 허가되지 않은 사용자가 지정된 개방용 인증키를 사용하지 않고, 데이터 수집 장치의 도어를 개방하려는 것을 방지할 수 있다.
정전으로 인해 데이터 수집 장치의 도어가 잠기게 되면, AMI 서버(500)에서 원격으로 데이터 수집 장치의 도어를 개방시키거나 또는 마스터 인증키를 내장한 관리자 단말기를 통하여 데이터 수집 장치와 블루투스 통신으로 연결 후, 마스터 인증키로 데이터 수집 장치의 도어를 개방시킬 수 있다.
데이터 수집 장치에 적외선 센서, 화재감지 센서, 침수 및 습도 센서, 카메라 등을 설치한 후, 센싱에 따른 신호, 카메라 촬영 영상을 AMI 서버(500)로 전송되도록 한다.
각종 센싱 신호 및 촬영 영상을 AMI 서버(500)에서 모니터링 하다가, 허용되지 않은 사용자가 데이터 수집 장치의 도어를 강제로 개방시키려 할 때, 데이터 수집 장치를 파손시키려고 할 때, 이를 감지하여 실시간으로 경보 및 경고를 방출하여 허가되지 않은 사용자의 행동을 억제하게 하도록 함으로써, 데이터 수집 장치를 안전하게 보호할 수 있다.
아울러, 데이터 수집 장치 주변에 화재가 발생하는 지의 여부, 데이터 수집 장치의 누수나 침수 등의 상황 정보를 감지하여, 해당 데이터 수집 장치로 관리자를 출동시킴으로써, 데이터 수집 장치를 안전하게 보호할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 PLC 기반 AMI 통신망을 구성하는 데이터 수집 장치의 보안 시스템에 따르면, 블록체인 방식의 보안키 기능이 구비된 데이터 수집 장치의 각종 검출 정보, 도어의 개방 이력을 AMI 서버에서 관리하고, 인증되지 않은 도어의 개방 시도 시 경고 기능을 실행하여 허가된 사용자에 대하여만 도어가 개방되도록 함으로써, 지상에 설치되는 데이터 수집 장치에 대하여 높은 보안 수준으로 관리할 수 있으며, 인증받지 못한 자의 무단 불법 사용 등에 의한 문제점을 해소할 수 있고, 데이터 수집 장치에 대한 작업 이력이 기록되도록 하는 효과가 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터 수집 장치에 대한 개략적인 블록도이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 다른 데이터 수집 장치(100)는 PLC 기반 AMI 통신망으로 연결된 AMI 서버 및 다수의 주변 데이터 수집 장치들과 연동하여 전력 데이터를 수집하며, 통신 인터페이스부(I/F)(110), 제어부(120), 도어 개폐부(130), 검증부(140) 및 알림 메시지 생성부(150)를 포함한다.
통신 인터페이스부(I/F)(110)는 데이터 수집 장치(100)와 외부 통신망 장치들 간의 인터페이스를 제공한다. 특히, 통신 인터페이스부(I/F)(110)는 상기 AMI 서버(미도시), 상기 다수의 주변 데이터 수집 장치들(미도시) 및 통신망을 통해 상기 데이터 수집 장치(100)에 접근하는 사용자 단말 장치(미도시)와의 통신 인터페이스를 제공한다. 또한, 통신 인터페이스부(110)는 사용자 단말 장치로부터 개방용 인증키가 전달되면, 주변의 다른 데이터 수집 장치들에게 상기 개방용 인증키를 전송한다. 그리고, 상기 주변의 다른 데이터 수집 장치들로부터 상기 개방용 인증키에 대한 검증 결과를 수신한다. 이는 주변의 다른 데이터 수집 장치들로부터 상기 개방용 인증키의 유효성 여부를 검증받기 위함이다. 한편, 상기 사용자 단말 장치는 데이터 수집 장치(100)의 도어를 개방하고자 하는 사용자가 소지한 단말 장치를 말한다.
제어부(120)는 기 설정된 제어 알고리즘 또는 통신 I/F(110)를 통해 수신된 제어 명령에 의거하여 데이터 수집 장치(100)의 동작을 제어한다. 즉, 제어부(120)는 기 설정된 제어 알고리즘 또는 외부의 제어 명령에 의거하여 도어개폐부(130), 검증부(140), 알림 메시지 생성부(150) 각각의 동작을 제어한다. 특히, 제어부(120)는 통신 I/F(110)를 통해 상기 검증 결과를 수신하고, 그 결과에 의거하여 도어 개폐부(130)의 동작을 제어할 수 있다.
도어 개폐부(130)는 제어부(120)의 제어에 의거하여, 데이터 수집 장치(100) 도어의 개폐를 제어한다.
검증부(140)는 상기 개방용 인증키를 검증하기 위한 검증용 인증키를 내장하고, 통신 I/F(110)를 통해 상기 주변의 다른 데이터 수집 장치들 중 어느 하나로부터 개방용 인증키가 전달되면, 상기 검증용 인증키를 이용하여 상기 개방형 인증키를 검증한다. 예를 들어, 검증부(140)는 상기 검증용 인증키와 개방용 인증키를 매칭시켜, 상기 개방용 인증키가 허용된 인증키인 지 여부를 결정한다.
알림 메시지 생성부(150)는 검증부(140)의 검증 결과에 의거하여, 상기 개방형 인증키에 대한 허용 알림 메시지 또는 허용 불가 알림 메시지를 생성한다. 예를 들어, 검증부(140)에 기 저장된 검증용 인증키와 상기 개방형 인증키가 매칭되면, 허용 알림 메시지를 생성하고, 그렇지 않은 경우 허용 불가 알림 메시지를 생성한다.
이 때, 검증부(140)는 주변의 다른 데이터 수집 장치들 중 어느 하나로부터 전달된 개방용 인증키에 대한 검증을 수행한다. 따라서, 알림 메시지 생성부(150)에서 생성된 허용 알림 메시지 또는 허용 불가 알림 메시지는 통신 I/F(110)를 통해 상기 개방용 인증키를 전달한 데이터 수집 장치에게 전달된다.
한편, 주변의 다른 데이터 수집 장치들이 데이터 수집 장치(100)에 대한 개방용 인증키를 검증한 후 그 검증 결과를 전송한 경우, 제어부(120)는 통신 I/F(110)를 통해 이를 수신하고, 그 결과에 의거하여 도어 개폐부(130)를 제어한다. 예를 들어, 통신 I/F(110)를 통해 개방용 인증키에 대한 허용 알림 메시지를 수신한 경우, 제어부(120)는 그에 응답하여 도어 개폐부(130)를 제어함으로써, 데이터 수집 장치(100)의 도어를 개방할 수 있다. 만약, 통신 I/F(110)를 통해 개방용 인증키에 대한 허용 알림 메시지를 수신한 경우, 제어부(120)는 그에 응답하여 경고 메시지를 생성한 후, 데이터 수집 장치(100)로 상기 개방용 인증키를 전송한 사용자 단말 장치에게 상기 경고 메시지를 전달할 수 있다.
또한, 제어부(120)는 도어 개방 후 도어 개방 이력 정보를 생성하고, 상기 개방형 인증키 검증 후 검증 참여 이력 정보를 생성하여, 상기 도어 개방 이력 정보 및 검증 참여 이력 정보를 상기 AMI 서버로 전달할 수 있다.
이는, AMI 서버에서 해당 망에 포함된 데이터 수집 장치들 각각의 도어 개폐 현황 및 검증 참여 이력들을 통합 관리할 수 있도록 하기 위함이다.
이를 위해, 도어 개방 이력 정보는 ‘데이터 수집 장치 식별정보/도어 개방 요청한 사용자 단말 식별정보/도어 개방 일시/도어 개방 기간’정보들을 포함하고, 검증 참여 이력 정보는 ‘데이터 수집 장치 식별정보/검증 대상 장치 식별정보/검증 결과’정보들을 포함할 수 있다.
또한, 데이터 수집 장치(100)는 주변 영상을 수집하는 카메라부; 및 주변 상태를 감지하는 다수의 센서부들(예컨대, 화재 감지 센서, 적외선 센서, 침수 및 습도 센서 등)을 더 포함하고, 미리 설정된 전송 주기마다 상기 수집된 영상 또는 상태 정보들을 상기 AMI 서버로 전달할 수 있다. 이는, AMI 서버가 통신망으로 연결된 데이터 수집 장치들을 원격지에서 모니터링하고, 위급상황 발생시 대처할 수 있도록 하기 위함이다. 예를 들어, 카메라 촬영 영상으로부터, 허가되지 않은 사용자의 장치 파손 시도 여부를 미리 파악하거나, 침수 여부를 미리 파악하고 이에 대처할 수 있을 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터 수집 장치의 보안 방법에 대한 처리 절차를 도시한 절차도이다. 먼저, 도 5의 예에서, 대상 데이터 수집 장치(100a)는 상기 통신망으로 연결된 다수의 데이터 수집 장치들 중 도어 개방이 요청된 하나의 데이터 수집 장치를 말하고, 주변 데이터 수집 장치들(100b)는 상기 통신망으로 연결된 다수의 데이터 수집 장치들 중 대상 데이터 수집 장치(100a)가 수신한 개방용 인증키를 검증하기 위한 불특정 다수의 주변 데이터 수집 장치들을 말한다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터 수집 장치의 보안관리 방법은 다음과 같다. 먼저, 단계 S101에서는, 사용자 단말(10)이 대상 데이터 수집 장치(100a)의 도어를 개방하기 위해, 개방용 인증키를 전송한다. 그러면, 단계 S103에서는, 상기 개방용 인증키를 수신한 대상 데이터 수집 장치(100a)가 AMI 통신망으로 연결된 주변 데이터 수집 장치들(100b)에게 상기 개방용 인증키를 전달한다.
단계 S105에서는, 상기 개방용 인증키를 전달받은 주변 데이터 수집 장치들(100b) 각각이 기 저장된 검증용 인증키를 이용하여 상기 개방용 인증키를 검증하고, 단계 S107에서는 그 검증 결과를 확인한다.
상기 확인 결과, 상기 개방용 인증키가 허용된 인증키인 경우, 단계 S109에서는, 주변 데이터 수집 장치들(100b) 각각이 대상 데이터 수집 장치(100a)로 허용 알림 메시지를 전달한다. 또한, 단계 S111에서는, 주변 데이터 수집 장치들(100b) 각각이 AMI 서버(500)로 검증 참여 이력 정보를 전달한다. 이 때, 검증 참여 이력 정보는 ‘데이터 수집 장치 식별정보/검증 대상 장치 식별정보/검증 결과’정보들을 포함할 수 있다.
단계 S113에서는, 상기 허용 알림 메시지를 수신한 대상 데이터 수집 장치(100a)가 도어를 개방하는 도어 개방한다. 또한, 단계 S115에서는, 대상 데이터 수집 장치(100a)가 AMI 서버(500)로 도어 개방 이력 정보를 전달한다. 이 때, 도어 개방 이력 정보는 ‘데이터 수집 장치 식별정보/도어 개방 요청한 사용자 단말 식별정보/도어 개방 일시/도어 개방 기간’정보들을 포함할 수 있다.
한편, 단계 S107의 확인 결과, 상기 개방용 인증키가 허용된 인증키가 아닌 경우, 단계 S117에서는, 주변 데이터 수집 장치들(100b) 각각이 대상 데이터 수집 장치(100a)로 허용 불가 알림 메시지를 전달하고, 단계 S119에서는 이를 수신한 대상 데이터 수집 장치(100a)가 상기 개방용 인증키를 전달한 사용자 단말 장치(10)로 경고 메시지를 전달한다.
만약, 정전으로 대상 데이터 수집 장치(100a)의 도어가 잠긴 경우를 대비하기 위해, AMI 서버(500)가 원격지에서 대상 데이터 수집 장치(100a)의 도어를 개방하는 원격 개방 단계 또는 근거리 무선 통신 방식으로 마스터 인증키를 내장한 관리자 단말 장치와 대상 데이터 수집 장치(100a)를 연결한 후 상기 마스터 인증키를 이용하여 대상 데이터 수집 장치(100a)의 도어를 개방하는 마스터 개방 단계를 더 포함할 수도 있다.
또한, 다수의 데이터 수집 장치들 각각에 주변 상태를 감지할 수 있는 카메라 또는 다양한 센서들(예컨대, 화재 감지 센서, 적외선 센서, 침수 및 습도 센서 등)을 부가한 후 원격지의 AMI 서버(500)에서 상기 센서 또는 카메라로부터 수집되는 신호를 모니터링하는 단계를 더 포함하고, 상기 모니터링 결과 위급 상황이 발생한 경우 이에 대한 대처를 하도록 할 수 있다.
예를 들어, 상기 모니터링 결과, 허용되지 않은 사용자로부터 상기 제1 데이터 수집 장치 도어의 강제 개방 시도가 감지된 경우, 경보음 또는 경고 메시지를 출력할 수 있다. 또는, 상기 모니터링 결과, 대상 데이터 수집 장치(100a) 주변의 재해(예컨대, 화재, 침수 등) 발생 또는 대상 데이터 수집 장치(100a)의 동작 오류가 감지된 경우, 대상 데이터 수집 장치(100a)로 관리자를 출동시키기 위한 출동 알림 메시지를 출력하는 출동 알림 메시지를 출력할 수 있다.
이상의 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 제시하여 설명하였으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경할 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
100: 데이터 수집 장치 101: 데이터 수집 장치
103: 데이터 수집 장치 500: AMI 서버

Claims (22)

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  6. 복수의 데이터 수집 장치가 구비되고, 각각의 데이터 수집 장치는 주변 데이터 수집 장치의 도어를 개방시키기 위한 검증용 인증키를 내장하며;
    사용자 단말기를 통하여 어느 하나의 데이터 수집 장치의 도어를 개방시키기 위한 개방용 인증키가 해당 데이터 수집 장치로 입력되면, 해당 데이터 수집 장치로부터 주변 데이터 수집 장치로 도어 개방을 위한 개방용 인증키 정보가 송신되고, 이와 동시에 원격의 AMI 서버로 도어의 개방 요청 정보가 송신되고;
    도어 개방을 위한 개방용 인증키 정보를 수신한 주변 데이터 수집 장치로부터 해당 개방용 인증키 정보와 검증용 인증키가 매칭되어 허용된 개방용 인증키라는 알림이 원격지의 AMI 서버로 각각 송신되면;
    AMI 서버로부터 해당 개방용 인증키 정보가 허용된 개방용 인증키라는 알림이 해당 데이터 수집 장치로 송신되어, 해당 데이터 수집 장치의 도어가 개방되도록 하는 것을 특징으로 한 PLC 기반 AMI 통신망을 구성하는 데이터 수집 장치의 보안 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서, 검침데이터를 수집하기 위하여, 각각의 데이터 수집 장치는 계량기로부터 검침데이터를 수집하는 검침모뎀과 연결되어 전력선 통신을 수행하는 것으로, 검침모뎀은 318MHz 주파수를 캐리어 주파수로 이용해 통신을 수행하는 하이브리드 모뎀인 것을 특징으로 한 PLC 기반 AMI 통신망을 구성하는 데이터 수집 장치의 보안 시스템.
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  15. PLC 기반 AMI 통신망으로 연결되고, 주변 데이터 수집 장치들의 도어를 개방시키기 위한 검증용 인증키를 내장하는 다수의 데이터 수집 장치들 각각의 보안을 관리하기 위한 데이터 수집 장치의 보안관리 방법에 있어서,
    상기 다수의 데이터 수집 장치들 중 어느 하나인 제1 데이터 수집 장치가 통신망으로 연결된 사용자 단말 장치로부터 도어 개방을 위한 개방용 인증키를 수신하는 인증키 수신 단계;
    상기 제1 데이터 수집 장치가 상기 AMI 통신망으로 연결된 주변 데이터 수집 장치들에게 상기 개방용 인증키를 전달하는 인증키 전달 단계;
    상기 개방용 인증키를 전달받은 주변 데이터 수집 장치들 각각이 기 저장된 검증용 인증키를 이용하여 상기 개방용 인증키를 검증하고, 원격지의 AMI 서버로 검증 참여 이력 정보를 전달하는 검증 단계;
    상기 검증 결과, 상기 개방용 인증키가 허용된 인증키인 경우 상기 주변 데이터 수집 장치들 각각이 상기 제1 데이터 수집 장치로 허용 알림 메시지를 전달하는 허용 알림 메시지 전달 단계;
    상기 허용 알림 메시지를 수신한 상기 제1 데이터 수집 장치가 도어를 개방한 후, 원격지의 AMI 서버로 도어 개방 이력 정보를 전달하는 도어 개방 단계; 및
    정전으로 상기 제1 데이터 수집 장치의 도어가 잠긴 경우, 근거리 무선 통신 방식으로 마스터 인증키를 내장한 관리자 단말 장치와 상기 제1 데이터 수집 장치를 연결한 후, 상기 마스터 인증키를 이용하여 상기 제1 데이터 수집 장치의 도어를 개방하는 마스터 개방 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 수집 장치의 보안 관리 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 데이터 수집 장치의 보안 관리 방법은
    상기 검증 결과, 상기 개방용 인증키가 허용된 인증키가 아닌 경우 상기 주변 데이터 수집 장치들 각각이 상기 제1 데이터 수집 장치로 허용 불가 알림 메시지를 전달하는 허용 불가 알림 메시지 전달 단계; 및
    상기 허용 불가 알림 메시지를 수신한 제1 데이터 수집 장치가 상기 개방용 인증키를 전달한 사용자 단말 장치로 경고 메시지를 전달하는 경고 메시지 전달 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 수집 장치의 보안 관리 방법.
  17. 삭제
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  19. 제15항에 있어서, 상기 데이터 수집 장치의 보안 관리 방법은
    정전으로 상기 제1 데이터 수집 장치의 도어가 잠긴 경우,
    원격지의 AMI 서버가 원격지에서 상기 제1 데이터 수집 장치의 도어를 개방하는 원격 개방 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 수집 장치의 보안 관리 방법.
  20. 삭제
  21. 제15항에 있어서, 상기 데이터 수집 장치의 보안 관리 방법은
    상기 다수의 데이터 수집 장치들 각각에 주변 상태를 감지할 수 있는 카메라 또는 다수의 센서들을 부가하고,
    원격지의 AMI 서버에서 상기 센서들 또는 카메라로부터 수집되는 신호를 모니터링하는 모니터링 단계; 및
    상기 모니터링 결과, 허용되지 않은 사용자로부터 상기 제1 데이터 수집 장치 도어의 강제 개방 시도가 감지된 경우, 경보음 또는 경고 메시지를 방출하는 경고 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 수집 장치의 보안 관리 방법.
  22. 제21항에 있어서, 상기 데이터 수집 장치의 보안 관리 방법은
    상기 모니터링 결과, 상기 제1 데이터 수집 장치 주변의 재해 발생 또는 상기 제1 데이터 수집 장치의 동작 오류가 감지된 경우, 상기 제1 데이터 수집 장치로 관리자를 출동시키기 위한 출동 알림 메시지를 출력하는 출동 알림 메시지 출력 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 수집 장치의 보안 관리 방법.
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