KR102106267B1 - Method And Apparatus for Converting Analog Power Signal to Digital Network Signal - Google Patents

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Abstract

아날로그 전력 신호를 IP 기반의 디지털 네트워크 신호로 변환하는 방법 및 장치를 개시한다.
본 실시예는 전력선 기반 통신 기술인 PLC(Power Line Communication)과 IP(Internet Protocol) 기반 통신 기술인 이더넷(Ethernet)을 접목하여 PLC를 이더넷으로 변환하여 IoT 기기를 위한 별도 통신 선로가 구축하지 않고도 IP 기반 통신이 가능하도록 하는 아날로그 전력 신호를 IP 기반의 디지털 네트워크 신호로 변환하는 방법 및 장치를 제공한다.Disclosed is a method and apparatus for converting an analog power signal into an IP-based digital network signal.
This embodiment converts PLC to Ethernet by combining power line communication (PLC), which is a power line-based communication technology, and Ethernet, which is an IP (Internet Protocol) based communication technology, and converts the PLC into Ethernet, so that IP-based communication is not established without a separate communication line for IoT devices. Provided is a method and apparatus for converting an analog power signal to enable this into an IP-based digital network signal.

Description

아날로그 전력 신호를 IP 기반의 디지털 네트워크 신호로 변환하는 방법 및 장치{Method And Apparatus for Converting Analog Power Signal to Digital Network Signal} Method and Apparatus for Converting Analog Power Signal to Digital Network Signal

본 실시예는 아날로그 전력 신호를 IP 기반의 디지털 네트워크 신호로 변환하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present embodiment relates to a method and apparatus for converting an analog power signal into an IP-based digital network signal.

이하에 기술되는 내용은 단순히 본 실시예와 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아니다.The contents described below merely provide background information related to the present embodiment, and do not constitute a prior art.

일반적으로, 전력선 통신관련 응용 시스템은 가정 내의 정보가전기기들을 고속으로 인터넷에 접속하여 다양한 멀티미디어 서비스를 받을 수 있으며, 인터넷을 통하여 집안의 정보가전기기들을 원격에서 쉽게 제어할 수 있다.In general, a power line communication-related application system can receive various multimedia services by connecting information appliances in the home to the Internet at high speed, and can easily control information appliances in the house remotely through the Internet.

최근에는, 전력선 통신모뎀 기술이 발전함에 따라 수 Mbps 급 고속 전송이 가능하게 되면서, 전화선을 이용한 ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)이나 동축 케이블을 이용한 케이블 모뎀(Cable Modem)과도 경쟁할 수 있는 또 하나의 새로운 가입자 망(Access Network)으로 부각되고 있다.In recent years, as power line communication modem technology has been developed, high-speed transmission of several Mbps is possible, and another that can compete with an ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) using a telephone line or a cable modem using a coaxial cable. It is emerging as a new access network.

전력선 통신기술 개발이 상용화되면 전력 사업자에게서는 원격검침(Automatic Meter Reading; AMR), 배전 자동화 등 전력 정보 고도화를 위하여 망을 직접 활용할 수 있으며, 인터넷(Internet) 등 고속 정보 전송서비스 제공으로 회선 임대수익을 기대할 수 있다.When power line communication technology development is commercialized, power providers can directly utilize the network to advance power information such as automatic meter reading (AMR), distribution automation, etc., and provide line rental revenue by providing high-speed information transmission services such as the Internet. I can expect.

전력선 통신을 접목시킨 네트워크 관리 시스템에 대한 표준화가 아직까지 정해져 있지 못한 상황에 있음으로, 전력선 통신이 접목된 네트워크 관리는 각 제조사마다 서로 다른 기술로 구현되며 제조사에서 제공하는 방식으로 밖에 관리할 수 없어 통합적으로 네트워크를 관리하는데 소프트웨어적인 측면에서나 하드웨어적인 측면에서 매우 불편함에 있었다.Since the standardization of the network management system incorporating power line communication has not been established, the network management in which power line communication is grafted is implemented in different technologies for each manufacturer and can only be managed in the manner provided by the manufacturer. The integrated network management was very inconvenient in terms of software and hardware.

최근들어, 4차 산업혁명의 확산에 발맞추어 기존 설비 장치(생산용 기기, 로봇 등)에 산업용 IoT(Industrial IoT) 기기의 부착을 통해 생산용 기기의 성능을 모니터링하는 기술이 확산되고 있다.In recent years, in line with the spread of the 4th industrial revolution, technology for monitoring the performance of production equipment has been spreading by attaching industrial IoT (Industrial IoT) equipment to existing equipment (production equipment, robots, etc.).

하지만, 설비 한계로 IoT기기를 위한 별도 통신 선로가 구축되어있지 않으며, 통신 선로 공사 비용 등의 추가 투자가 필요하여 사업주 입장에서는 부담이 존재한다.However, due to the limitations of facilities, there is no separate communication line for IoT devices, and additional investments such as the cost of the construction of the communication line are required, which puts a burden on the business owner.

본 실시예는 전력선 기반 통신 기술인 PLC(Power Line Communication)과 IP(Internet Protocol) 기반 통신 기술인 이더넷(Ethernet)을 접목하여 PLC를 이더넷으로 변환하여 IoT 기기를 위한 별도 통신 선로가 구축하지 않고도 IP 기반 통신이 가능하도록 하는 아날로그 전력 신호를 IP 기반의 디지털 네트워크 신호로 변환하는 방법 및 장치를 제공하는 데 목적이 있다.This embodiment converts PLC to Ethernet by combining power line communication (PLC), which is a power line-based communication technology, and Ethernet, which is an IP (Internet Protocol) based communication technology, and converts the PLC into Ethernet, so that IP-based communication is not established without a separate communication line for IoT devices. It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for converting an analog power signal into an IP-based digital network signal.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 복수의 아날로그 전력 신호를 입력받는 신호 입력부; 상기 복수의 아날로그 전력 신호에 대한 아날로그 모드를 동기화하여 아날로그 동기화 신호를 생성하는 동기화부; 상기 아날로그 동기화 신호에서 데이터 통신 신호만을 추출하는 데이터 추출 부; 상기 데이터 통신 신호를 부호화한 부호화 신호를 생성하는 부호화부; 및 상기 부호화 신호를 IP 패킷화한 네트워크 패킷을 생성하는 IP 패킷화 부를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 변환 장치를 제공한다.According to an aspect of the present embodiment, a signal input unit for receiving a plurality of analog power signals; A synchronization unit synchronizing analog modes for the plurality of analog power signals to generate an analog synchronization signal; A data extraction unit that extracts only the data communication signal from the analog synchronization signal; An encoding unit for generating an encoded signal encoding the data communication signal; And an IP packetizer for generating a network packet obtained by IP packetizing the encoded signal.

본 실시예의 다른 측면에 의하면, 복수의 아날로그 전력 신호를 입력받는 입력 과정; 상기 복수의 아날로그 전력 신호에 대한 아날로그 모드를 동기화하여 아날로그 동기화 신호를 생성하는 동기화 과정; 상기 아날로그 동기화 신호에서 데이터 통신 신호만을 추출하는 데이터 추출 과정; 상기 데이터 통신 신호를 부호화한 부호화 신호를 생성하는 부호화 과정; 및 상기 부호화 신호를 IP 패킷화한 네트워크 패킷을 생성하는 IP 패킷화 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 아날로그 전력 신호를 IP 기반의 디지털 네트워크 신호로 변환하는 방법을 제공한다.According to another aspect of this embodiment, an input process for receiving a plurality of analog power signals; A synchronization process of synchronizing analog modes for the plurality of analog power signals to generate an analog synchronization signal; A data extraction process of extracting only a data communication signal from the analog synchronization signal; An encoding process for generating an encoded signal encoding the data communication signal; And an IP packetization process of generating a network packet obtained by IP packetizing the encoded signal. The present invention provides a method for converting an analog power signal into an IP-based digital network signal.

이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 전력선 기반 통신 기술인 PLC(Power Line Communication)과 IP(Internet Protocol) 기반 통신 기술인 이더넷(Ethernet)을 접목하여 PLC를 이더넷으로 변환하여 IoT 기기를 위한 별도 통신 선로가 구축하지 않고도 IP 기반 통신이 가능하도록 하는 효과가 있다.As described above, according to the present embodiment, a power line-based communication technology PLC (Power Line Communication) and IP (Internet Protocol) -based communication technology Ethernet (Ethernet) are grafted to convert the PLC to Ethernet to separate communication lines for IoT devices. It has the effect of enabling IP-based communication without being built.

도 1은 본 실시예에 따른 아날로그 전력 신호를 IP 기반의 디지털 네트워크 신호로 변환하는 시스템을 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 아날로그 전력 신호를 IP 기반의 디지털 네트워크 신호로 변환하는 신호 변환 장치를 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 아날로그 전력 신호를 IP 기반의 디지털 네트워크 신호로 변환하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.1 is a block diagram schematically showing a system for converting an analog power signal into an IP-based digital network signal according to the present embodiment.
2 is a block diagram schematically showing a signal conversion apparatus for converting an analog power signal into an IP-based digital network signal according to the present embodiment.
3 is a flowchart illustrating a method of converting an analog power signal into an IP-based digital network signal according to the present embodiment.

이하, 본 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, this embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 실시예에 따른 아날로그 전력 신호를 IP 기반의 디지털 네트워크 신호로 변환하는 시스템을 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.1 is a block diagram schematically showing a system for converting an analog power signal into an IP-based digital network signal according to the present embodiment.

본 실시예에 따른 신호 변환 장치(110)는 아날로그 입력부(112), 프로세서(114) 및 디지털 출력부(116)를 포함한다. 신호 변환 장치(110)에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The signal conversion device 110 according to the present embodiment includes an analog input unit 112, a processor 114, and a digital output unit 116. The components included in the signal conversion device 110 are not limited thereto.

각종 IoT(Internet of Things) 디바이스는 산업용 기기에 적용하여 통신할 때는 통신 강인성(Robustness) 보장을 위한 2개의 와이어(2-Wire)를 기반으로 IP 기술을 사용한다. 예컨대, IoT 디바이스는 통신 강인성을 보장하기 100 BASE-T1 Physical Layer 표준 IEEE 802.3BW를 기반으로 통신한다.Various Internet of Things (IoT) devices are applied to industrial devices and use IP technology based on two wires (2-Wire) to ensure communication robustness when communicating. For example, the IoT device communicates based on the IEEE 802.3BW standard of 100 BASE-T1 Physical Layer to ensure communication robustness.

IoT 디바이스는 빅데이터(Bigdata) 및 AI(Artificial Intelligence) 연계를 위한 각종 설비의 정형/비정형 실시간 데이터 수집 가능한 IP 기술 사용한다. 참고로, 실시간 스트리밍(Streaming) 기반 IP 기술 표준인 IEEE 802.1as를 이용한다.The IoT device uses IP technology that can collect structured and unstructured real-time data from various facilities for linking big data and artificial intelligence (AI). For reference, IEEE 802.1as, a real-time streaming-based IP technology standard, is used.

IoT 디바이스가 통신할 때 통신선의 중간에서 신호 변환 장치(110)는 아날로그 전력 신호 중 데이터 통신 신호를 추출하여 IP기반 네트워크로 변환한다.When the IoT device communicates, the signal converting device 110 in the middle of the communication line extracts a data communication signal from the analog power signal and converts it into an IP-based network.

신호 변환 장치(110)는 전력선 통신(PLC: Power Line Communication)을 이용한 아날로그 전력 신호를 디지털 통신 신호로 변환한다. 신호 변환 장치(110)는 각종 IoT 디바이스와 통합 연계할 수 있는 통신 미들웨어 기능을 수행한다. 신호 변환 장치(110)는 전력선 상의 실시간 통신 프로토콜 분석/추출 및 IP 패킷으로 전환한다.The signal converter 110 converts an analog power signal using a power line communication (PLC) into a digital communication signal. The signal conversion device 110 performs a communication middleware function that can be integrated with various IoT devices. The signal conversion device 110 converts real-time communication protocol analysis / extraction and IP packets on the power line.

다시 말해, 신호 변환 장치(110)는 아날로그 전력 신호 중 데이터 통신 신호를 추출한다. 신호 변환 장치(110)는 전력 신호 기반으로 데이터 통신 신호를 추출하여 IP 기반 네트워크 신호로 변환한다. In other words, the signal conversion device 110 extracts a data communication signal among analog power signals. The signal conversion device 110 extracts a data communication signal based on a power signal and converts it into an IP-based network signal.

신호 변환 장치(110)는 통신선 상에 임베디드 모듈(Embedded Module)로 구현될 수 있다.The signal conversion device 110 may be implemented as an embedded module on a communication line.

신호 변환 장치(110)는 전력선 통신(PLC)을 접목시킨 네트워크 관리 장치를 의미한다. 신호 변환 장치(110)는 TCP/IP 프로토콜 상에 정의된 애플리케이션 계층의 표준 프로토콜을 활용해 PLC 통신망을 통해 전송된 데이터를 이더넷 프레임 형태를 변환한다. 신호 변환 장치(110)는 서로 다른 기종의 IoT 디바이스들로 연결된 다중망을 통합적으로 운영 관리한다. 신호 변환 장치(110)는 외부로부터 접속된 IoT 디바이스의 IP 또는 ID 정보를 저장하는 데이터 저장부를 포함한다.The signal conversion device 110 refers to a network management device incorporating power line communication (PLC). The signal conversion device 110 converts data transmitted through the PLC communication network into an Ethernet frame form by using a standard protocol of an application layer defined on the TCP / IP protocol. The signal conversion device 110 integrally manages and manages multiple networks connected to IoT devices of different types. The signal conversion device 110 includes a data storage unit that stores IP or ID information of an IoT device connected from the outside.

아날로그 입력부(112)는 IoT 디바이스가 전송하는 각종 센싱 정보를 전력선 통신(PLC)에 적재한다.The analog input unit 112 loads various sensing information transmitted by the IoT device into the power line communication (PLC).

통상적으로 IoT 디바이스는 IP로 상시 연결되어있어 통신이 용이하나, 기 설비된 장치에 IoT 설치 시 통신선로 공사 등 추가적인 환경 필요하므로, 전력선 통신(PLC)을 이용하는 통신 방식이 보다 적합하다.Typically, IoT devices are always connected by IP, so communication is easy, but when installing IoT on an existing device, additional environment such as communication line construction is required, so a communication method using power line communication (PLC) is more suitable.

IoT 디바이스에서 측정한 값을 통신을 통해서 전달해야 한다. IoT 디바이스가 적용되는 환경이 다양하므로, 무선, 유선, 인터넷과 같이 통신 환경이 다양하게 적용된다.The value measured by the IoT device must be transmitted through communication. Since the environment in which IoT devices are applied is diverse, communication environments such as wireless, wired, and Internet are variously applied.

각종 사무용 기기에 적용되는 어떤 장치와 통신하기 위해 IoT를 적용하기 위해 별도의 전용 통신 선로를 구축해야하는 상황이 된다. 별도의 통신 선로를 구축하지 말고, 기존의 통신 선로를 활용하기 위해 PLC(전력선 통신), 이더넷(랜 통신), CAN(사업용 기기와 연동하는 통신 규격)을 그대로 이용하기 위해, 다양한 통신에 맞게 중간 변환을 위한 미들웨어가 필요하다.In order to communicate with any device applied to various office equipment, a separate dedicated communication line must be established to apply IoT. Do not build a separate communication line, and use PLC (power line communication), Ethernet (LAN communication), and CAN (communication standard interworking with business equipment) to utilize the existing communication line as it is. Need middleware for conversion.

아날로그 입력부(112)는 복수의 IoT 디바이스와 전력선 통신(PLC) 방식으로 통신을 수행한다.The analog input unit 112 performs communication with a plurality of IoT devices in a power line communication (PLC) manner.

아날로그 입력부(112)는 다양한 IoT 디바이스로부터 센싱한 각종 데이터를 RS485, RS232, 이더넷(Ethernet), 지그비(Zigbee) 등 다양한 통신 방식으로 수신하여 IoT 디바이스별 데이터 테이블(Table)에 저장한다.The analog input unit 112 receives various data sensed from various IoT devices through various communication methods such as RS485, RS232, Ethernet, and Zigbee, and stores them in a data table for each IoT device.

프로세서(114)는 전력선 통신(PLC)의 데이터 전송 필드로부터 데이터 통신 신호만을 추출한다. 프로세서(114)는 IoT 디바이스(예컨대, 센서)의 종류에 따라 디지털 또는 아날로그 형식의 데이터를 생성하며 아날로그 데이터의 디지털 변환이 필요하다.The processor 114 extracts only the data communication signal from the data transmission field of the power line communication (PLC). The processor 114 generates data in digital or analog format according to the type of IoT device (eg, sensor) and requires digital conversion of analog data.

프로세서(114)는 아날로그 입력부(112)에 접속되고, 아날로그 입력부(112)로부터 전달된 복수의 IoT 디바이스로의 데이터 포맷을 분석한다. 프로세서(114)는 분석된 데이터 포맷으로부터 필요한 데이터를 추출한다. 프로세서(114)는 추출된 데이터를 사용하여 새로운 표준 데이터 포맷으로 변경한다.The processor 114 is connected to the analog input unit 112 and analyzes the data format of the plurality of IoT devices transmitted from the analog input unit 112. The processor 114 extracts necessary data from the analyzed data format. The processor 114 uses the extracted data to change to a new standard data format.

프로세서(114)는 아날로그 입력부(112)로부터 데이터를 입력받으면 입력된 데이터 신호의 출처를 확인하기 위해 IoT 디바이스의 IP 또는 ID 확인을 위한 명령어를 순차적으로 수행한다. 프로세서(114)는 확인된 IP 또는 ID를 데이터 저장부에 저장한다.When receiving data from the analog input unit 112, the processor 114 sequentially executes an instruction for confirming the IP or ID of the IoT device in order to confirm the source of the input data signal. The processor 114 stores the identified IP or ID in the data storage unit.

프로세서(114)는 데이터 저장부에 저장되어 있는 데이터 출력 명령어를 순차적으로 수행하여 각 유동 IP별 IoT 디바이스의 통신 방식 및 프로토콜을 추적한다. 프로세서(114)는 표준화된 인터페이스 방식으로 규정된 프로토콜 방식에 따라 정의된 데이터 포맷으로 데이터를 변환한다.The processor 114 sequentially executes data output commands stored in the data storage unit to track the communication method and protocol of each IoT device for each floating IP. The processor 114 converts data into a data format defined according to a protocol method defined by a standardized interface method.

디지털 출력부(116)는 프로세서(114)의 제어에 따라 IP 패킷 생성 및 데이터를 디지털로 전송한다. 디지털 출력부(116)는 프로세서(114)의 제어에 따라 설정된 IP, UDP, TCP 설정에 따라 IP 패킷 자동 생성한다. 디지털 출력부(116)는 디지털로 변환된 패킷을 출력한다.The digital output unit 116 generates IP packets and digitally transmits data under the control of the processor 114. The digital output unit 116 automatically generates IP packets according to the IP, UDP, and TCP settings set under the control of the processor 114. The digital output unit 116 outputs a packet converted to digital.

디지털 출력부(116)는 통신 인터페이스와 통신 프로토콜이 상이한 복수의 IoT 디바이스로부터 데이터를 IP 기반의 인터페이스 및 프로토콜에 대응하는 데이터(네트워크 패킷)로 변환한다.The digital output unit 116 converts data from a plurality of IoT devices having different communication interfaces and communication protocols into data (network packets) corresponding to the IP-based interface and protocol.

외부 장치로 전달되는 네트워크 패킷은 IoT 디바이스의 IP 정보, 정보출력시간, IoT 디바이스의 일련번호, 정보저장시각, IoT 디바이스의 첫가동시작시각, 가동시 IoT 디바이스의 센싱시간, IoT 디바이스의 누적가동시간, IoT 디바이스의 자료저장위치를 하나 이상을 포함한다.The network packet delivered to the external device includes the IP information of the IoT device, the information output time, the serial number of the IoT device, the information storage time, the first start-up time of the IoT device, the sensing time of the IoT device during operation, and the cumulative operating time of the IoT device. , The data storage location of the IoT device includes one or more.

디지털 출력부(116)는 외부 장치와 무선 통신을 수행하기 위한 WCDMA, LTE, Wi-Fi 통신 모듈을 포함한다.The digital output unit 116 includes WCDMA, LTE, and Wi-Fi communication modules for performing wireless communication with external devices.

도 2는 본 실시예에 따른 아날로그 전력 신호를 IP 기반의 디지털 네트워크 신호로 변환하는 신호 변환 장치를 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.2 is a block diagram schematically showing a signal conversion apparatus for converting an analog power signal into an IP-based digital network signal according to the present embodiment.

본 실시예에 따른 신호 변환 장치(110)는 신호 입력부(210), 동기화부(220), 데이터 추출부(230), 부호화부(240) 및 IP 패킷화 부(250)를 포함한다. 신호 변환 장치(110)에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The signal conversion apparatus 110 according to the present embodiment includes a signal input unit 210, a synchronization unit 220, a data extraction unit 230, an encoding unit 240, and an IP packetization unit 250. The components included in the signal conversion device 110 are not limited thereto.

신호 입력부(210)는 아날로그 입력부(112)에 대응된다. 동기화부(220), 데이터 추출부(230), 부호화부(240)는 프로세서(114)에 대응된다. IP 패킷화 부(250)는 디지털 출력부(116)에 대응된다.The signal input unit 210 corresponds to the analog input unit 112. The synchronization unit 220, the data extraction unit 230, and the encoding unit 240 correspond to the processor 114. The IP packetization unit 250 corresponds to the digital output unit 116.

신호 변환 장치(110)에 포함된 각 구성요소는 장치 내부의 소프트웨어적인 모듈 또는 하드웨어적인 모듈을 연결하는 통신 경로에 연결되어 상호 간에 유기적으로 동작할 수 있다. 이러한 구성요소는 하나 이상의 통신 버스 또는 신호선을 이용하여 통신한다.Each component included in the signal conversion device 110 is connected to a communication path connecting a software module or a hardware module inside the device to operate organically with each other. These components communicate using one or more communication buses or signal lines.

도 2에 도시된 신호 변환 장치(110)의 각 구성요소는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 소프트웨어적인 모듈, 하드웨어적인 모듈 또는 소프트웨어와 하드웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Each component of the signal conversion device 110 shown in FIG. 2 refers to a unit that processes at least one function or operation, and may be implemented by a software module, a hardware module, or a combination of software and hardware.

신호 변환 장치(110)는 통신을 다각적으로 실시 가능한 전력선 통신(PLC)을 활용하여 인터넷 사용 및 전화통화를 위해 유선랜(wire LAN) 또는 무선랜(wireless LAN)과 같은 설비작업을 별도로 해야만하는 불편함 없이 기존에 이미 배선 완료된 전력선을 가지고도 인터넷 사용, 전화통화가 가능하도록 한다.The signal conversion device 110 is inconvenient to separately perform facility work such as wired LAN or wireless LAN for internet use and telephone call by utilizing power line communication (PLC) capable of performing communication in various ways. Without it, it is possible to use the Internet and make a phone call even if the power line has already been wired.

신호 변환 장치(110)는 전기 사용을 위해 반드시 배선되야만 하는 전력선을 이용해 전력선 통신망과 연동하고, 전력선 통신(PLC)으로 연결된 각종 IoT 디바이스로부터 정보들을 빠르고 정확하게 제공받을 수 있다. 신호 변환 장치(110)는 전력선 통신(PLC)을 수행하는 모든 IoT 디바이스와 연동하여 네트워크를 통합적으로 관리할 수 있다.The signal conversion device 110 may interwork with a power line communication network using a power line that must be wired for electricity use, and receive information quickly and accurately from various IoT devices connected by a power line communication (PLC). The signal conversion device 110 may interoperate with all IoT devices that perform power line communication (PLC) to integrally manage the network.

신호 변환 장치(110)는 별도의 유선랜(wire LAN) 또는 무선랜(wireless LAN) 개설시 소요해야만 하는 설치비용 및 시간적 낭비를 최소화시킨다.The signal conversion device 110 minimizes installation cost and time wasted when opening a separate wired LAN or wireless LAN.

신호 입력부(210)는 복수의 IoT 디바이스와 전력선 통신(PLC) 방식으로 통신을 수행한다. 신호 입력부(210)는 복수의 IoT 디바이스에 대응하는 통신 인터페이스를 포함한다.The signal input unit 210 communicates with a plurality of IoT devices in a power line communication (PLC) manner. The signal input unit 210 includes a communication interface corresponding to a plurality of IoT devices.

IoT 디바이스는 제조사별, 모델별로 통신 인터페이스(Interface) 방법, 프로토콜 타입(Protocol Type) 및, 데이터 포맷(Data Format)이 서로 상이하여 별도의 통신을 위해서는 별도의 통신 선로를 구축해야 한다.IoT devices have different communication interface methods, protocol types, and data formats for each manufacturer and model, and thus a separate communication line must be established for separate communication.

신호 입력부(210)는 IoT 디바이스로부터 복수의 아날로그 전력 신호를 입력받는다. 신호 입력부(210)는 복수의 디바이스 각각에서 수집한 각종 센싱 정보를 전력선 통신(PLC: Power Line Communication) 방식으로 복수의 아날로그 전력 신호로서 입력받는다.The signal input unit 210 receives a plurality of analog power signals from the IoT device. The signal input unit 210 receives various sensing information collected from each of a plurality of devices as a plurality of analog power signals by a power line communication (PLC) method.

신호 입력부(210)는 표준화된 통신 인터페이스(Interface) 방법으로 규정된 프로토콜 타입에 따라 정의된 데이터 포맷으로 수집된 정보 변환하여 동기화부(220)로 정보를 전달한다.The signal input unit 210 converts information collected in a data format defined according to a protocol type defined by a standardized communication interface method and transfers the information to the synchronization unit 220.

신호 입력부(210)는 USART(Universal Synchronous and Asynchronous serial and Transmitter) 통신 모듈, 복수의 PLC 통신 모듈(예컨대, INT5500 칩, INT6400칩, CR100,K2 칩 등이 적용된)을 포함한다.The signal input unit 210 includes a USART (Universal Synchronous and Asynchronous Serial and Transmitter) communication module, a plurality of PLC communication modules (for example, an INT5500 chip, an INT6400 chip, a CR100, K2 chip, etc.).

동기화부(220)는 복수의 아날로그 전력 신호에 대한 아날로그 모드를 동기화하여 아날로그 동기화 신호를 생성한다. 동기화부(220)는 복수의 아날로그 전력 신호에 대한 타임 동기화(Time Sync)를 수행하여 타임 동기화 신호를 생성한다. 동기화부(220)는 타임 동기화 신호에 대한 노이즈(Noise)를 제거하여 노이즈 제거 신호를 생성한다. 동기화부(220)는 노이즈 제거 신호에 로우 패스 필터(Low Pass Filter)를 적용하여 아날로그 동기화 신호를 생성한다.The synchronization unit 220 generates analog synchronization signals by synchronizing analog modes for a plurality of analog power signals. The synchronization unit 220 generates a time synchronization signal by performing time synchronization on a plurality of analog power signals. The synchronization unit 220 generates a noise removal signal by removing noise from the time synchronization signal. The synchronization unit 220 generates an analog synchronization signal by applying a low pass filter to the noise removal signal.

데이터 추출부(230)는 아날로그 동기화 신호에서 데이터 통신 신호만을 추출한다. 데이터 추출부(230)는 아날로그 동기화 신호에 대해 신호 샘플링을 수행하여 데이터 통신 신호만을 추출한다. 데이터 추출부(230)는 아날로그 동기화 신호의 데이터 전송 필드로부터 데이터 통신 신호를 추출한다.The data extraction unit 230 extracts only the data communication signal from the analog synchronization signal. The data extraction unit 230 performs signal sampling on the analog synchronization signal to extract only the data communication signal. The data extraction unit 230 extracts a data communication signal from the data transmission field of the analog synchronization signal.

부호화부(240)는 데이터 통신 신호를 부호화한 부호화 신호를 생성한다. 부호화부(240)는 데이터 통신 신호에 대해 양자화를 적용하거나 부호화를 적용하거나 패킷화를 적용하여 부호화 신호를 생성한다. 부호화부(240)는 IoT 디바이스(통신 대상 장치)의 종류에 따라 데이터 통신 신호에 대해 양자화, 부호화, 패킷화 중 적어도 하나의 방식으로 부호화하여 부호화 신호를 생성한다.The encoding unit 240 generates an encoded signal encoding the data communication signal. The encoder 240 generates an encoded signal by applying quantization, encoding, or packetization to the data communication signal. The encoding unit 240 generates an encoded signal by encoding data communication signals in at least one of quantization, encoding, and packetization according to the type of IoT device (communication target device).

부호화부(240)는 부호화 신호를 IoT 디바이스(통신 대상 장치)의 종류에 따라 디지털 또는 아날로그 형식의 데이터로 생성한다. 부호화부(240)는 부호화 신호가 아날로그 형식의 데이터로 생성되는 경우 디지털 형식의 데이터로 변환한다.The encoding unit 240 generates encoded signals as digital or analog data according to the type of IoT device (communication target device). The encoding unit 240 converts the encoded signal into digital format data when it is generated from analog format data.

IP 패킷화 부(250)는 부호화 신호를 IP 패킷화한 네트워크 패킷을 생성한다. IP 패킷화 부(250)는 부호화 신호에 TCP(Transmission Control Protocol)/UDP(User Datagram Protocol) 헤더 및 IP 헤더를 삽입한 후 기 설정된 통신 규격(예컨대, IEEE 802.3)으로 전송한다. IP 패킷화 부(250)는 기 설정된 통신 환경에 따라 부호화 신호의 헤더에 정보를 삽입하여 IP 패킷으로 자동으로 생성한다.The IP packetization unit 250 generates a network packet obtained by IP packetizing the encoded signal. The IP packetization unit 250 inserts a Transmission Control Protocol (TCP) / User Datagram Protocol (UDP) header and an IP header into the coded signal and transmits it to a preset communication standard (eg, IEEE 802.3). The IP packetization unit 250 automatically generates IP packets by inserting information into a header of an encoded signal according to a preset communication environment.

도 3은 본 실시예에 따른 아날로그 전력 신호를 IP 기반의 디지털 네트워크 신호로 변환하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a method of converting an analog power signal into an IP-based digital network signal according to the present embodiment.

신호 변환 장치(110)는 IoT 디바이스로부터 복수의 아날로그 전력 신호를 입력받는다(S310). 단계 S310에서, 신호 변환 장치(110)는 복수의 디바이스 각각에서 수집한 각종 센싱 정보를 전력선 통신(PLC) 방식으로 복수의 아날로그 전력 신호로서 입력받는다.The signal conversion apparatus 110 receives a plurality of analog power signals from an IoT device (S310). In step S310, the signal conversion apparatus 110 receives various sensing information collected from each of a plurality of devices as a plurality of analog power signals by a power line communication (PLC) method.

신호 변환 장치(110)는 복수의 아날로그 전력 신호에 대한 아날로그 모드를 동기화하여 아날로그 동기화 신호를 생성한다(S320). 단계 S320에서, 신호 변환 장치(110)는 복수의 아날로그 전력 신호에 대한 타임 동기화(Time Sync)를 수행하여 타임 동기화 신호를 생성한다. 신호 변환 장치(110)는 타임 동기화 신호에 대한 노이즈(Noise)를 제거하여 노이즈 제거 신호를 생성한다. 신호 변환 장치(110)는 노이즈 제거 신호에 로우 패스 필터(Low Pass Filter)를 적용하여 아날로그 동기화 신호를 생성한다.The signal conversion device 110 synchronizes analog modes for a plurality of analog power signals to generate an analog synchronization signal (S320). In step S320, the signal conversion device 110 performs time synchronization for a plurality of analog power signals to generate a time synchronization signal. The signal conversion device 110 generates a noise cancellation signal by removing noise from the time synchronization signal. The signal converter 110 generates an analog synchronization signal by applying a low pass filter to the noise removal signal.

신호 변환 장치(110)는 아날로그 동기화 신호에서 데이터 통신 신호만을 추출한다(S330). 단계 S330에서, 신호 변환 장치(110)는 아날로그 동기화 신호에 대해 신호 샘플링을 수행하여 데이터 통신 신호만을 추출한다. 신호 변환 장치(110)는 아날로그 동기화 신호의 데이터 전송 필드로부터 데이터 통신 신호를 추출한다.The signal conversion device 110 extracts only the data communication signal from the analog synchronization signal (S330). In step S330, the signal conversion device 110 extracts only the data communication signal by performing signal sampling on the analog synchronization signal. The signal conversion device 110 extracts a data communication signal from the data transmission field of the analog synchronization signal.

신호 변환 장치(110)는 데이터 통신 신호를 부호화한 부호화 신호를 생성한다(S340). 단계 S340에서, 신호 변환 장치(110)는 데이터 통신 신호에 대해 양자화를 적용하거나 부호화를 적용하거나 패킷화를 적용하여 부호화 신호를 생성한다. 신호 변환 장치(110)는 IoT 디바이스(통신 대상 장치)의 종류에 따라 데이터 통신 신호에 대해 양자화, 부호화, 패킷화 중 적어도 하나의 방식으로 부호화하여 부호화 신호를 생성한다.The signal conversion device 110 generates an encoded signal encoding a data communication signal (S340). In step S340, the signal conversion apparatus 110 generates a coded signal by applying quantization, coding, or packetization to the data communication signal. The signal conversion device 110 generates an encoded signal by encoding data communication signals in at least one of quantization, encoding, and packetization according to the type of IoT device (communication target device).

신호 변환 장치(110)는 부호화 신호를 IoT 디바이스(통신 대상 장치)의 종류에 따라 디지털 또는 아날로그 형식의 데이터로 생성한다. 신호 변환 장치(110)는 부호화 신호가 아날로그 형식의 데이터로 생성되는 경우 디지털 형식의 데이터로 변환한다.The signal conversion device 110 generates encoded signals as digital or analog data according to the type of IoT device (communication target device). The signal conversion device 110 converts the encoded signal into digital format data when it is generated from analog format data.

신호 변환 장치(110)는 부호화 신호를 IP 패킷화한 네트워크 패킷을 생성한다(S350). 단계 S350에서, 신호 변환 장치(110)는 부호화 신호에 TCP(Transmission Control Protocol)/UDP(User Datagram Protocol) 헤더 및 IP 헤더를 삽입한 후 기 설정된 통신 규격(예컨대, IEEE 802.3)으로 전송한다. IP 패킷화 부(250)는 기 설정된 통신 환경에 따라 부호화 신호의 헤더에 정보를 삽입하여 IP 패킷으로 자동으로 생성한다.The signal conversion device 110 generates a network packet obtained by IP packetizing the encoded signal (S350). In step S350, the signal conversion device 110 inserts a Transmission Control Protocol (TCP) / User Datagram Protocol (UDP) header and an IP header into the encoded signal, and then transmits it to a preset communication standard (eg, IEEE 802.3). The IP packetization unit 250 automatically generates IP packets by inserting information into a header of an encoded signal according to a preset communication environment.

도 3에서는 단계 S310 내지 단계 S350을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 다시 말해, 도 3에 기재된 단계를 변경하여 실행하거나 하나 이상의 단계를 병렬적으로 실행하는 것으로 적용 가능할 것이므로, 도 3은 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.Although FIG. 3 describes that steps S310 to S350 are sequentially executed, the present invention is not limited thereto. In other words, since the steps described in FIG. 3 may be changed and executed or one or more steps may be executed in parallel, FIG. 3 is not limited to the time series order.

전술한 바와 같이 도 3에 기재된 본 실시예에 따른 아날로그 전력 신호를 IP 기반의 디지털 네트워크 신호로 변환하는 방법은 프로그램으로 구현되고 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록될 수 있다. 본 실시예에 따른 아날로그 전력 신호를 IP 기반의 디지털 네트워크 신호로 변환하는 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록되고 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다.As described above, a method of converting an analog power signal according to the present embodiment described in FIG. 3 into an IP-based digital network signal may be implemented as a program and recorded in a computer-readable recording medium. A program for implementing a method for converting an analog power signal to an IP-based digital network signal according to the present embodiment is recorded, and a computer-readable recording medium is a record of all types in which data that can be read by a computer system is stored. Device.

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present embodiment, and those skilled in the art to which this embodiment belongs may be capable of various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present embodiment. Therefore, the present embodiments are not intended to limit the technical spirit of the present embodiment, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present embodiment is not limited by these embodiments. The protection scope of the present embodiment should be interpreted by the claims below, and all technical spirits within the equivalent range should be interpreted as being included in the scope of the present embodiment.

110: 신호 변환 장치
112: 아날로그 입력부 114: 프로세서
116: 디지털 출력부
210: 신호 입력부 220: 동기화부
230: 데이터 추출부 240: 부호화부
250: IP 패킷화 부 110: signal conversion device
112: analog input 114: processor
116: digital output
210: signal input unit 220: synchronization unit
230: data extraction unit 240: encoding unit
250: IP packetization unit

Claims (10)

복수의 아날로그 전력 신호를 입력받는 신호 입력부;
상기 복수의 아날로그 전력 신호에 대한 아날로그 모드를 동기화하여 아날로그 동기화 신호를 생성하는 동기화부;
상기 아날로그 동기화 신호에서 데이터 통신 신호만을 추출하는 데이터 추출부;
상기 데이터 통신 신호를 부호화한 부호화 신호를 생성하는 부호화부; 및
상기 부호화 신호를 IP 패킷화한 네트워크 패킷을 생성하는 IP 패킷화 부를 포함하고,
상기 데이터 추출부는,
복수의 IoT 디바이스로의 데이터 포맷을 분석하여 상기 데이터 통신 신호를 추출하고,
상기 부호화부는,
상기 복수의 IoT 디바이스의 종류에 따라 상기 데이터 통신 신호에 대해 양자화, 부호화, 패킷화 중 적어도 하나의 방식으로 부호화하여 상기 부호화 신호를 생성하며,
상기 부호화 신호를 상기 복수의 IoT 디바이스의 종류에 따라 디지털 또는 아날로그 형식의 데이터로 생성하며, 아날로그 형식의 데이터로 생성되는 경우 디지털 형식의 데이터로 변환하고,
상기 변환과 관련하여 데이터 출력 명령어를 순차적으로 수행하여, 각 유동 IP별 상기 복수의 IoT 디바이스의 통신 방식 및 프로토콜을 추적하고, 상기 프로토콜에서 정의된 데이터 포맷으로 상기 디지털 형식의 데이터로 변환되는 것을 특징으로 하는 신호 변환 장치.A signal input unit receiving a plurality of analog power signals;
A synchronization unit synchronizing analog modes for the plurality of analog power signals to generate an analog synchronization signal;
A data extraction unit that extracts only the data communication signal from the analog synchronization signal;
An encoding unit for generating an encoded signal encoding the data communication signal; And
And an IP packetizer for generating a network packet obtained by IP packetizing the encoded signal.
The data extraction unit,
Analyzing data format to a plurality of IoT devices to extract the data communication signal,
The encoding unit,
The encoded signal is generated by encoding the data communication signal in at least one of quantization, encoding, and packetization according to the type of the plurality of IoT devices,
The encoded signal is generated as digital or analog data according to the type of the plurality of IoT devices, and when generated as analog data, converted to digital data.
It is characterized by sequentially performing a data output command in connection with the conversion, tracking the communication method and protocol of the plurality of IoT devices for each floating IP, and converting the data in the digital format into a data format defined in the protocol. Signal conversion device. 제 1 항에 있어서,
상기 신호 입력부는,
복수의 디바이스 각각에서 수집한 각종 센싱 정보를 전력선 통신(PLC: Power Line Communication) 방식으로 상기 복수의 아날로그 전력 신호로서 입력받는 것을 특징으로 하는 신호 변환 장치.According to claim 1,
The signal input unit,
A signal conversion apparatus comprising receiving various sensing information collected from each of a plurality of devices as the plurality of analog power signals by a power line communication (PLC) method. 제 1 항에 있어서,
상기 동기화부는,
상기 복수의 아날로그 전력 신호에 대한 타임 동기화(Time Sync)를 수행하여 타임 동기화 신호를 생성하고,
상기 타임 동기화 신호에 대한 노이즈(Noise)를 제거하여 노이즈 제거 신호를 생성하고,
상기 노이즈 제거 신호에 로우 패스 필터(Low Pass Filter)를 적용하여 상기 아날로그 동기화 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 신호 변환 장치.According to claim 1,
The synchronization unit,
Time synchronization is performed on the plurality of analog power signals to generate a time synchronization signal,
A noise removal signal is generated by removing noise of the time synchronization signal,
And a low pass filter applied to the noise removal signal to generate the analog synchronization signal. 제 1 항에 있어서,
상기 데이터 추출부는,
상기 아날로그 동기화 신호에 대해 신호 샘플링을 수행하여 상기 데이터 통신 신호만을 추출하는 것을 특징으로 하는 신호 변환 장치.According to claim 1,
The data extraction unit,
The signal conversion device, characterized in that by performing a signal sampling for the analog synchronization signal to extract only the data communication signal. 제 4 항에 있어서,
상기 데이터 추출부는,
상기 아날로그 동기화 신호의 데이터 전송 필드로부터 상기 데이터 통신 신호를 추출하는 것을 특징으로 하는 신호 변환 장치.The method of claim 4,
The data extraction unit,
And converting the data communication signal from the data transmission field of the analog synchronization signal. 제 1 항에 있어서,
상기 IP 패킷화 부에서 외부 장치로 전달되는 네트워크 패킷은
IoT 디바이스의 IP 정보, 정보출력시간, IoT 디바이스의 일련번호, 정보저장시각, IoT 디바이스의 첫가동시작시각, 가동시 IoT 디바이스의 센싱시간, IoT 디바이스의 누적가동시간, IoT 디바이스의 자료저장위치를 포함하는 신호 변환 장치.According to claim 1,
The network packet transmitted from the IP packetizer to an external device is
The IP information of the IoT device, the information output time, the serial number of the IoT device, the information storage time, the first start-up time of the IoT device, the sensing time of the IoT device during operation, the cumulative operating time of the IoT device, and the data storage location of the IoT device. Signal conversion device comprising. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 IP 패킷화 부는,
상기 부호화 신호에 TCP(Transmission Control Protocol)/UDP(User Datagram Protocol) 헤더 및 IP 헤더를 삽입한 후 기 설정된 통신 규격으로 전송하는 것을 특징으로 하는 신호 변환 장치.According to claim 1,
The IP packetization unit,
A signal conversion apparatus characterized by inserting a Transmission Control Protocol (TCP) / User Datagram Protocol (UDP) header and an IP header into the coded signal and transmitting the data in a predetermined communication standard. 제 8 항에 있어서,
상기 IP 패킷화 부는,
기 설정된 통신 환경에 따라 상기 부호화 신호의 헤더에 정보를 삽입하여 IP 패킷으로 자동으로 생성하는 것을 특징으로 하는 신호 변환 장치.The method of claim 8,
The IP packetization unit,
Signal conversion apparatus characterized in that it is automatically generated as an IP packet by inserting information into the header of the coded signal according to a preset communication environment. 복수의 아날로그 전력 신호를 입력받는 입력 과정;
상기 복수의 아날로그 전력 신호에 대한 아날로그 모드를 동기화하여 아날로그 동기화 신호를 생성하는 동기화 과정;
상기 아날로그 동기화 신호에서 데이터 통신 신호만을 추출하는 데이터 추출 과정;
상기 데이터 통신 신호를 부호화한 부호화 신호를 생성하는 부호화 과정; 및
상기 부호화 신호를 IP 패킷화한 네트워크 패킷을 생성하는 IP 패킷화 과정을 포함하고,
상기 데이터 추출 과정에서, 복수의 IoT 디바이스로의 데이터 포맷을 분석하여 상기 데이터 통신 신호를 추출하고,
상기 부호화 과정에서, 상기 복수의 IoT 디바이스의 종류에 따라 상기 데이터 통신 신호에 대해 양자화, 부호화, 패킷화 중 적어도 하나의 방식으로 부호화하여 상기 부호화 신호를 생성하며,
상기 부호화 신호를 상기 복수의 IoT 디바이스의 종류에 따라 디지털 또는 아날로그 형식의 데이터로 생성하며, 아날로그 형식의 데이터로 생성되는 경우 디지털 형식의 데이터로 변환하고,
상기 변환과 관련하여 데이터 출력 명령어를 순차적으로 수행하여, 각 유동 IP별 상기 복수의 IoT 디바이스의 통신 방식 및 프로토콜을 추적하고, 상기 프로토콜에서 정의된 데이터 포맷으로 상기 디지털 형식의 데이터로 변환되는 것을 특징으로 하는 아날로그 전력 신호를 IP 기반의 디지털 네트워크 신호로 변환하는 방법.An input process for receiving a plurality of analog power signals;
A synchronization process of synchronizing analog modes for the plurality of analog power signals to generate an analog synchronization signal;
A data extraction process of extracting only a data communication signal from the analog synchronization signal;
An encoding process for generating an encoded signal encoding the data communication signal; And
And an IP packetization process for generating a network packet obtained by IP packetizing the encoded signal.
In the data extraction process, the data communication signal is extracted by analyzing data formats to a plurality of IoT devices,
In the encoding process, the encoded signal is generated by encoding the data communication signal in at least one of quantization, encoding, and packetization according to types of the plurality of IoT devices,
The encoded signal is generated as digital or analog data according to the type of the plurality of IoT devices, and when generated as analog data, converted to digital data.
It is characterized by sequentially performing a data output command in connection with the conversion, tracking the communication method and protocol of the plurality of IoT devices for each floating IP, and converting the data in the digital format into a data format defined in the protocol. To convert the analog power signal to a digital network signal based on IP.
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