KR102296295B1 - 원격검침 기능을 구비한 디지털 수도 계량기 및 디지털 수도 계량기 관리 시스템 - Google Patents

원격검침 기능을 구비한 디지털 수도 계량기 및 디지털 수도 계량기 관리 시스템 Download PDF

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Abstract

상수도 원격검침 시스템의 무선 통신 단말기의 기능을 디지털 수도 계량기에 내장하여 상수도 보호 용기 내의 설치 공간을 확보하고, 제조 비용을 절감하며 유지 보수를 용이하게 실행할 수 있는 원격검침 기능을 구비한 디지털 수도 계량기 및 디지털 수도 계량기 관리 시스템에 관한 것으로, 상수도 보호 용기 내에서 상수도관을 통해 사용자가 사용한 물의 양을 계량하는 기구부가 마련된 본체, 상기 본체 내에 내장되고, 표시부가 마련된 제1 회로 기판, 상기 본체 내에 내장되고, 백업용 전원부를 구비한 제2 회로 기판, 상기 본체 내에 내장되고, 통신부를 구비한 제3 회로 기판을 포함하고, 상기 제1 회로 기판, 제2 회로 기판 및 제3 회로 기판은 전기적으로 서로 연결되며, 상기 통신부는 RF 통신부 및 통신 제어부를 포함하고, 상기 제3 회로 기판에는 상기 보호 용기 내의 온도를 감지하는 감지부가 마련된 구성에 의해, 회로 설계의 단순화를 실현하며, 제조 비용을 절감할 수 있다.

Description

원격검침 기능을 구비한 디지털 수도 계량기 및 디지털 수도 계량기 관리 시스템{Digital water meter and digital water meter management system with remote meter reading function}
본 발명은 원격검침 기능을 구비한 디지털 수도 계량기 및 디지털 수도 계량기 관리 시스템에 관한 것으로, 특히 상수도 원격검침 시스템의 무선 통신 단말기의 기능을 디지털 수도 계량기에 내장하여 상수도 보호 용기 내의 설치 공간을 확보하고, 제조 비용을 절감하며 유지 보수를 용이하게 실행할 수 있는 원격검침 기능을 구비한 디지털 수도 계량기 및 디지털 수도 계량기 관리 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 수돗물은 정수장에서 정수 처리된 뒤, 시의 경우 각 구별로 큰 관을 통해 공급되고, 각 구에서는 중블록, 소블록 등으로 분류되어 수돗물을 공급한다. 그리고 각 분배점 사이에는 유량계가 설치되어 있어 분배되는 지역으로 공급되는 수돗물의 유량을 측정한다. 예를 들어, 아파트 단지와 같은 대단위 시설에는 큰 관로를 통하여 수돗물을 공급하도록 상수도관이 설치되며, 일반 가정 주택, 상가 건물 밀집 지역 등은 도로 아래 매설된 큰 관로에서 작은 관로에 연결하여 최종 사용처인 수용가로 수돗물을 공급하도록 되어 있다.
이와 같은 관로는 지방자치단체에서 관리하며, 옥내 배관 부분은 각 수용가의 책임으로 되어 있다. 그러나 각 수용가에서는 옥내 누수 여부를 감지할 수 있는 아무런 수단을 구비하고 있지 않아서 수용가에서는 대부분 누수 발생 여부를 인지하기가 곤란하다.
상기 누수의 원인 파악 방법은 주로 사람의 인력에 의지하여 상황을 인지하고 판단하여 시간 및 경제적 비용 손실이 크고, 센서 설치를 통한 위기 상황 판단의 경우에도 센서의 고장 및 오작동으로 인한 혼란이 발생할 뿐만 아니라, 유지보수의 문제가 추가로 발생하는 문제점이 있었다.
한편, 종래의 수도 계량기는 기어세트의 과도한 부하로 인하여 감도가 떨어지게 되므로 계량기를 통과하는 수돗물의 유속이 미세할 경우에는 이를 감지하지 못하여 정밀 계량을 이룰 수가 없고, 또 워터햄머 현상 또는 수도꼭지를 잠글 때 순간적으로 수돗물이 역류하는 현상이 발생하는데 이를 감지하지 못할 뿐만 아니라 수도미터기를 역방향으로 설치하게 되면 유량측정이 불가능하기 때문에 합리적인 수도료의 징수가 어렵고, 또 누수의 발생 유무를 정밀기계를 이용하지 않는 한 파악할 수가 없는 단점이 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 최근에는 디지털 수도 계량기를 사용하며, 디지털 수도 계량기로부터 실시간으로 사용량의 계측으로서 원격검침을 적용하여 데이터를 생산하고, 수집된 자료는 통신 네트워크를 통하여 수도 사업자에게 전달하며, 원격검침을 이용하여 물 사용량 절감, 누수 관리, 공급과 수요의 조절, 에너지 절감 등의 효과를 얻기 위해 연속적인 검침 값을 지속적으로 운영 시스템에 전송하여 수집된 데이터를 분석하는 기술도 개발되었다.
즉, 유무선 통신을 통해 수도 계량기의 검침값을 원격 검침 유닛에 전달해줄 수 있는 디지털 수도 계량기가 개발되었다. 그러나 이와 같은 디지털 수도 계량기와 원격 검침 유닛은 개별적으로 개발되어 사업화됨에 따라 이들 제품 사이의 원활한 연동이 어려운 점이 있다. 즉 디지털 수도 계량기와 원격 검침 유닛은 설치 위치, 교체주기, 생산자 등이 상이하여 보안, 전력배분, 호환 등의 문제가 지속적으로 발생하고 있다.
또, 각 옥내(댁내)의 수도 계량기를 수시로 점검하는 것이 사실상 불가능하며, 현실적으로는 점검 인력의 부족으로 인하여 1개월에서 길게는 3개월 단위로 누수 여부를 직접 확인할 수밖에 없으므로, 수개월 동안 발생하는 누수로 인한 피해를 방지하기 어렵다. 또 각 댁내 사용자가 직접 누수 여부를 확인하는 것이 쉽지 않은 문제점이 있다. 예를 들어, 디지털 수도 계량기를 이용한 누수 알람으로 이상 징후를 판단하기 위해 디지털 수도 계량기 내의 지시부 펌웨어 기반에 따라, 1시간 동안 1L 이상 누적 사용 유무를 판단하고, 디지털 수도 계량기 내의 지시부 펌웨어 기반 7일 이상 계속해서 물을 사용 유무를 판단하고 2가지 조건의 만족 시 디지털 수도 계량기가 미터기 상태 정보(누수) 알람을 통보할 수도 있지만, 디지털 수도 계량기 내의 디지털 지시부 펌웨어가 1시간에 한번 씩 동작하고 계량기 하부 익차(임펠라) 회전 수 누적 카운트를 통한 사용량을 검사하여 사용량을 계산하므로, 1시간 내 물 사용량이 "0"인 경우 누수가 아님에도, 누적 사용량이 1L가 넘으면, 조건을 만족하므로, 누수 판단 여부가 오류로 될 수 있다.
또한, 수도 시설에서 겨울철에 기온이 섭씨 영하 5도 이하로 떨어지는 동절기가 2일 이상 지속되면 외기에 노출된 관련 시설이 얼어 터지는 동파 현상이 빈번하게 발생된다. 이러한 동파 현상의 전단계는 용수 배관의 어디선가 얼기 시작해서 물의 흐름이 끊기는 것으로 용수가 나오지 않으면 즉시 사용 가능하도록 하기 위한 긴급조치가 필요하고, 동파를 방지하기 위해서 노출된 수도관을 보온재를 시공하거나 보온용 헝겊, 헌옷, 천 등을 이용하여 동파를 방지하게 된다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 기술의 일 예가 하기 문헌 1 내지 3 등에 개시되어 있다.
예를 들어, 하기 특허문헌 1에는 수도 사용량을 카운트해주는 디지털 수도 미터 및 상기 디지털 수도 미터에서 카운트 되는 데이터를 유무선 통신을 통해 전달받아 게이트웨이를 매개로 서버에 전송해주는 원격 검침 유닛을 포함하되, 상기 디지털 수도 미터는 계량기함 내에 설치되며, 입수구와 출수구가 구비되는 하우징, 상기 입수구와 출수구를 통해 이송되는 수돗물에 의해 회전 가능하게 설치되는 임펠러, 상기 임펠러의 회전과 연동되어 회전되는 영구자석, 상기 영구자석의 회전에 따른 자기장의 변화를 감지해주는 자기센서가 구비되는 자기감지부, 상기 자기감지부에서 감지된 자기장의 변화를 유량으로 표시해주는 디스플레이부, 상기 계량기함의 개방 시 상기 디스플레이부에 전원을 공급하여 표시해줄 수 있도록 상기 계량기함 내의 광량 변화를 감지해주는 조도센서가 구비되는 광량감지부 및 상기 자기감지부, 디스플레이부, 광량감지부를 각각 제어해주는 제어부를 포함하는 원격 수도 검침 시스템에 대해 개시되어 있다.
또, 하기 특허문헌 2에는 도 1에 도시된 바와 같이, 보호용기 내에 마련된 상수도관, 상기 보호 용기 내에서 상기 상수도관을 통해 사용자가 사용한 물의 양을 계량하는 디지털 미터기(10), 보호 용기 내의 온도를 감지하는 온도 감지 센서(21), 상기 디지털 미터기(10)와 유선으로 연결되는 인터페이스부(22), 상기 디지털 미터기(10)의 계량 데이터를 검침원이 확인할 수 있도록 표시하는 디스플레이부(23), 상기 온도 센서(21)에서 감지된 온도 정보 및 상기 계량 데이터를 관리하는 제어부(24), 상기 제어부(24)로부터의 상수도관의 온도 정보 및 계량 데이터를 상기 중계기로 전송하는 무선 통신 모듈(25), 상기 디스플레이(23), 제어부(24) 및 무선 통신 모듈(25)에 필요한 전원을 공급하는 전원부(26)를 포함하는 무선 통신 단말기(20)를 구비한 무선통신 단말 시스템에 대해 개시되어 있다.
한편, 하기 특허문헌 3에는 계량기 본체에 설치되어 상수도관을 통해 공급되는 유량을 검침하는 검침부, 상기 계량기 본체에 설치되어 상기 상수도관을 통해 전달되는 진동을 감지하는 감지부, 상기 감지부에서 감지되는 진동을 전기신호로 바꿔주는 변환부, 상기 변환부에서 변환된 전기신호의 주파수 성분을 분석하는 주파수 분석부, 분석된 전기신호의 각 주파수 성분이 미리 설정한 설정 레벨 이상으로 올라가는지 비교 및 확인하는 비교 및 처리부, 상기 비교 및 처리부의 결과를 근거로 하여 누수확률을 계산하는 판단제어부 및 상기 판단제어부에서의 판단결과를 비디오신호 및 오디오신호 중 적어도 어느 하나로 출력하는 출력부를 포함하는 상수도 계량기에 대해 개시되어 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-2163022호(2020.09.28 등록) 대한민국 등록특허공보 제10-2008089호(2019.07.31 등록) 대한민국 등록특허공보 제10-1627793호(2016.05.31 등록)
그러나 상술한 바와 같은 특허문헌 1 및 2에 개시된 기술에서는 디지털 수도 미터에서 카운트되는 데이터를 유무선 통신을 통해 전달받아 게이트웨이를 매개로 서버에 전송해주는 원격 검침 유닛을 마련하였지만, 디지털 계량기와 원격검침 단말기 2개를 설치해야 하므로, 상수도 보호통 내부 공간 부족으로 설치가 어렵다는 문제가 발생하였다. 또 원격검침 단말기와 계량기가 분리형으로 여러 부품 및 공정이 필요하여 생산 단가가 상승하며, 계량기는 상수도 분야이고 원격검침 단말기는 정보통신 분야 등 복수개의 유지보수 조직이 필요하여 유지보수 비용이 상승한다는 문제도 있었다.
또 상기 특허문헌 3에서는 진동을 감지하는 감지부를 마련하여 누수의 위치를 감지하는 기술에 대해 개시되어 있지만, 특허문헌 3에서도 디지털 계량기와 원격검침 단말기를 일체화하여 상수도 보호통 내부 공간에 설치하는 기술에 대해서는 개시되어 있지 않았다.
또, 종래의 기술에 따른 스마트미터링(원격검침시스템)의 경우 디지털 미터기(계량기)를 사용하게 되는데 기존의 기계식 미터기(계량기)에 비해 기기 단가가 비싸고, RS-232 또는 RS-485 방식을 통한 유선 통신 케이블을 통해 신호를 전달하기 때문에 디지털 미터기(계량기) 정보나 온도센서 값을 전달하는 방식에 한계가 있다. 또 디지털 미터기 자체에 온도센서를 부착하는 경우 배터리의 추가적인 소모 등으로 기술적인 한계가 있다.
또한, 기존의 스마트미터링(원격검침시스템)의 무선통신 단말기기는 무선통신 품질향상을 위해 상수도 보호통 외부에 설치하며, 이로 인해 무선통신단말기기에 온도센서가 장착되더라도 디지털 미터기와 별개의 공간으로 분리되어 있어 측정되는 온도 값의 신뢰성을 보장할 수 없거나, 상수도 보호통 내부 설치 시 공간 부족으로 보온제를 파손시켜 동파가 발생할 우려가 있었다.
본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 상수도 원격검침 시스템의 무선 통신 단말기의 기능을 디지털 수도 계량기에 내장하여 제조 비용을 절감하며 유지 보수를 용이하게 실행할 수 있는 디지털 수도 계량기 및 디지털 수도 계량기 관리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 외부에 마련된 전원 공급부에 이상이 발생하여도 지침 데이터를 유지하며, 전원 공급의 이상 상태를 관리자 또는 사용자에게 통지할 수 있는 디지털 수도 계량기 및 디지털 수도 계량기 관리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 디지털 수도 계량기내에 온도센서를 장착하여 수도관 내의 온도를 정밀하게 측정하므로, 동파사고를 미연에 방지할 수 있는 디지털 수도 계량기 및 디지털 수도 계량기 관리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 사용자에게 절수를 유도하며, 누수 등을 확인하게 할 수 있는 디지털 수도 계량기 및 디지털 수도 계량기 관리 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 상수도 보호 용기 내에서 상수도관을 통해 사용자가 사용한 물의 양을 계량하는 기구부가 마련된 본체, 상기 본체 내에 내장되고, 표시부가 마련된 제1 회로 기판, 상기 본체 내에 내장되고, 백업용 전원부를 구비한 제2 회로 기판, 상기 본체 내에 내장되고, 통신부를 구비한 제3 회로 기판을 포함하고, 상기 제1 회로 기판, 제2 회로 기판 및 제3 회로 기판은 전기적으로 서로 연결되며, 상기 통신부는 RF 통신부 및 통신 제어부를 포함하고, 상기 제3 회로 기판에는 상기 보호 용기 내의 온도를 감지하는 감지부가 마련된 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 원격검침 기능을 구비한 디지털 수도 계량기에서, 상기 제2 회로 기판에는 상기 기구부에서의 계량 데이터를 제어하는 미터 제어부가 마련되고, 상기 백업용 전원부는 전원 공급부에서의 전원 공급 이상시 대비하기 위한 비상용 전원으로서 버튼형 건전지로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 원격검침 기능을 구비한 디지털 수도 계량기에서, 상기 제1 회로 기판, 제2 회로 기판 및 제3 회로 기판은 도전성 기능을 구비한 유지부에 의해 서로 간격을 두고 적재되며, 상기 유지부는 도전성 케이블을 통해 상기 전원 공급부에 연결된 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 원격검침 기능을 구비한 디지털 수도 계량기에서, 상기 제3 회로 기판은 상기 제1 회로 기판과 제2 회로 기판 사이에 마련되고, 상기 제1 회로 기판, 제2 회로 기판 및 제3 회로 기판은 'ㄷ"자 형상으로 마련된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 디지털 수도 계량기 관리 시스템은 상술한 디지털 수도 계량기, 상기 RF 통신부에 유선으로 연결된 안테나, 상기 제1 회로 기판, 제2 회로 기판 및 제3 회로 기판에 필요한 전원을 공급하는 전원 공급부, 상기 디지털 수도 계량기에서 측정된 정보로서, 수용가의 사용한 물의 양에 대한 정보, 온도 감지 정보 및 누수 상태 정보를 음성 또는 화면으로 출력하는 사용자 단말기, 중계기를 통해 상기 디지털 수도 계량기 및 사용자 단말기와 접속되고, 상기 디지털 수도 계량기에서 전송된 정보에 따라 상기 사용자 단말기로 상기 디지털 수도 계량기의 상태 정보를 전송하는 관리 서버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 디지털 수도 계량기 관리 시스템에서, 상기 전원 공급부는 상기 디지털 수도 계량기의 교체 주기 이상의 기능을 유지하는 배터리, 상기 배터리를 내장하고 "∩"자 형상으로 마련된 외장 배터리 케이스, 도전성 케이블에 의해 상기 제1 회로 기판, 제2 회로 기판 및 제3 회로 기판에 필요한 전원을 공급하는 커넥터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 디지털 수도 계량기 관리 시스템에서, 상기 전원 공급부는 상기 디지털 수도 계량기의 입수부 측에 마련되고, 상기 안테나는 상기 디지털 수도 계량기의 외부에 마련되는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 디지털 수도 계량기 관리 시스템에서, 상기 안테나를 통한 무선 통신은 로라(LoRa, Long Range) 방식, 협대역 사물인터넷(NB-IoT) 방식, UNB(Ultra Narrow-Band) 모듈레이션 방식, Wi-Sun(Smart utility networks) 방식, 지그비(ZigBee) 방식, ISM(Industry-Science-Medical) 밴드 방식, RF 통신 방식, 블루투스(BLE) 방식 중의 어느 하나로 실행되는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 디지털 수도 계량기 관리 시스템에서, 상기 관리 서버는 사용자에 대한 정보를 관리하는 사용자 관리부, 상기 디지털 수도 계량기의 위치 및 상태 정보를 관리하는 디지털 수도 계량기 관리부, 사용자가 사용한 물의 양을 관리하는 계량 관리부, 보호 용기 내의 온도 상태에 대한 정보를 관리하는 온도 관리부를 포함하고, 상기 온도 관리부는 수집된 온도 정보가 미리 설정된 임계치를 넘는 경우, 상기 사용자 단말기로 경고를 통지하게 하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 원격검침 기능을 구비한 디지털 수도 계량기 및 디지털 수도 계량기 관리 시스템에 의하면, 상수도 원격검침 시스템의 무선 통신 단말기의 기능을 디지털 수도 계량기에 내장하므로, 회로 설계의 단순화를 실현하며, 제조 비용을 절감할 수 있다는 효과가 얻어진다.
또 본 발명에 따른 원격검침 기능을 구비한 디지털 수도 계량기 및 디지털 수도 계량기 관리 시스템에 의하면, 표시부가 마련된 제1 회로 기판, 백업용 전원부를 구비한 제2 회로 기판 및 통신부를 구비한 제3 회로 기판이 본체 내에 마련되므로, 상수도 보호 용기 내의 설치 공간을 확보할 수 있고, 유지 보수 비용을 절감할 수 있다는 효과도 얻어진다.
또 본 발명에 따른 원격검침 기능을 구비한 디지털 수도 계량기 및 디지털 수도 계량기 관리 시스템에 의하면, 백업용 전원부를 마련하므로, 외부에 마련된 전원 공급부에 이상이 발생하여도 지침 데이터를 유지하며, 전원 공급의 이상 상태를 관리자 또는 사용자에게 통지할 수 있다는 효과도 얻어진다.
또 본 발명에 따른 원격검침 기능을 구비한 디지털 수도 계량기 및 디지털 수도 계량기 관리 시스템에 의하면, 디지털 수도 계량기 내에 온도 감지부가 마련되므로, 보호 용기 내의 온도를 정밀하게 측정하여 전송할 수 있고 설치 작업을 용이하게 할 수 있고, 사용자가 사전에 상수도관의 동파를 방지할 수 있다는 효과도 얻어진다.
또 본 발명에 따른 원격검침 기능을 구비한 디지털 수도 계량기 및 디지털 수도 계량기 관리 시스템에 의하면, 디지털 수도 계량기에서 전송된 정보에 따라 사용자 단말기로 사용자가 사용한 물의 양에 대한 정보를 전송하므로, 사용자에게 절수를 유도하며, 누수 등을 확인하게 할 수 있다는 효과도 얻어진다.
또 본 발명에 따른 원격검침 기능을 구비한 디지털 수도 계량기 및 디지털 수도 계량기 관리 시스템에 의하면, 미터 제어부에서 일정 간격별 계량 정보와 온도 정보를 수집하고, 통신부를 통해 중계기로 전송하므로 전원 공급부의 배터리를 장기간 사용할 수 있다는 효과도 얻어진다.
도 1은 종래의 상수도 원격 검침용 무선통신 단말 시스템에서 무선 통신 단말기의 구성을 설명하기 위한 블록도,
도 2는 상용의 디지털 미터기의 분해 상태를 나타내는 사진,
도 3은 본 발명에 따른 원격검침 기능을 구비한 디지털 수도 계량기를 구비한 관리 시스템의 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 디지털 수도 계량기가 보호 용기 내에 장착된 상태의 일 예를 나타내는 도면,
도 5는 도 3에 도시된 디지털 수도 계량기의 구성을 설명하기 위한 블록도,
도 6은 본 발명에 적용되는 회로 기판의 배치 상태의 일 예를 설명하기 위한 도면,
도 7은 도 6에 도시된 제1 회로 기판의 구성 설명도,
도 8은 도 6에 도시된 제2 회로 기판의 구성 설명도,
도 9는 본 발명에 적용되는 회로 기판의 배치 상태의 다른 예를 설명하기 위한 도면,
도 10은 도 4에 도시된 상수도관에 전원 공급부가 장착된 상태를 나타내는 도면,
도 11은 도 10에 도시된 전원 공급부의 구조를 나타내는 도면,
도 12는 도 3에 도시된 관리 서버의 구성을 설명하기 위한 블록도.
본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부 도면에 의해 더욱 명확하게 될 것이다.
본 발명에 적용되는 디지털 수도 계량기는 보호 용기 내에 마련된 상수도관에 장착된 디지털 미터기를 적용하여 가정에서 사용하는 상수도관뿐만 아니라, 이외의 건물 등 모든 종류의 수도 사용처에서 사용하는 상수도관에 설치될 수 있다.
이러한 디지털 미터기는 상수도관 사이에 수치를 육안으로 판독할 수 있도록 마련된 유량계로서 디지털 표시부를 구비하며, 구체적으로 상기 유량계는 내부에 통상의 검침장치가 내장 설치되어 있어 내부를 통과하는 수돗물의 유속에 따라 임펠러가 회전하면서 임펠러의 회전수에 따른 유량을 검침하도록 되어 있다.
또 상기 유량계는 개별 수도 배관과 연결되면서 검침장치를 통과한 수돗물을 세대 내로 공급하는 배출구가 형성되며 타측에는 상수도 공급원으로부터의 수돗물이 유입되는 유입구가 형성되어 있다.
또한, 본 발명에 적용되는 보호 용기는 통상의 수도 계량기를 보호하기 위한 보호통 또는 보호실를 의미한다. 예를 들어, 상수도관은 15㎜ 구경에서 700㎜까지 다양한 수도 구경에 적용되며, 원격검침 기능을 구비한 디지털 수도 계량기가 내장되는 방식을 대상으로 한다.
본 발명에 따른 원격검침 기능을 구비한 디지털 수도 계량기 및 디지털 수도 계량기 관리 시스템에서는 디지털 수도 계량기 내에 표시부 등과 종래의 원격검침 단말기 통신 회로를 일체형으로 구성하여 제작한다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같은 종래의 디지털 수도 계량기와 같이, 회로를 적층하고 배터리를 포함하는 경우 높게 구성되어 상수도 보호통 내부 설치가 어려울 수 있으므로, 기존 지시부 높이를 유지할 수 있도록 회로 기판의 적층으로 마련된다. 도 2는 상용의 디지털 미터기의 분해 상태를 나타내는 사진이다.
또, 옥내 누수 검사와 같이 배터리 소모량이 많은 경우 8년 사용기간을 달성할 수 없으므로, 이를 해결하기 위해 디지털 수도 계량기의 외부에 전원 공급부를 마련하며, 전원 공급부의 단선 등으로 문제가 될 경우, 계량기의 정보 저장 및 상태 전달을 위해 회로 기판 내에 백업용 전원부로서 백업 배터리를 마련한다.
또한, 통신 환경의 개선을 위해 안테나 위치를 조정해야 하지만, 본 발명에 따른 디지털 수도 계량기 내에 안테나를 마련하는 경우, 안테나가 계량기 파이프에 고정돼야 한다. 따라서, 본 발명에서는 안테나의 방향을 조정할 수 있도록, 디지털 수도 계량기의 외부에 외장 안테나의 형태로 구성한다.
한편, 본 발명에 따른 안테나와 중계기의 통신은 예를 들어, 로라(LoRa, Long Range) 방식, 협대역 사물인터넷(NB-IoT) 방식, UNB(Ultra Narrow-Band) 모듈레이션 방식, Wi-Sun(Smart utility networks) 방식, 지그비(ZigBee) 방식, ISM(Industry-Science-Medical) 밴드 방식, RF 통신 방식, 블루투스(BLE) 방식 중의 어느 하나로 실행할 수 있다.
본 발명에 따른 원격검침 기능을 구비한 디지털 수도 계량기는 예를 들어, 일반 가정집, 상업시설 등에 사용되는 매립형 보호 용기에 적용되며, 수도관 수평 파이프에 고정 설치될 수 있다. 또 본 발명에 따른 디지털 수도 계량기는 공동 주택을 위한 소형보호통 내부 설치에 설치될 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 스마트미터링 기반 온도센서를 내장한 무선통신 단말 시스템은 아파트와 같은 각각의 주택의 내벽에 설치될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 실시 예를 도면에 따라서 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 원격검침 기능을 구비한 디지털 수도 계량기를 구비한 관리 시스템의 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 디지털 수도 계량기가 보호 용기 내에 장착된 상태의 일 예를 나타내는 도면이며, 도 5는 도 3에 도시된 디지털 수도 계량기의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
본 발명에 따른 원격검침 기능을 구비한 디지털 수도 계량기의 관리 시스템은 도 3에 도시된 바와 같이, 상수도 보호 용기 내에서 상수도관을 통해 사용자가 사용한 물의 양을 계량하는 기구부가 마련된 본체를 구비한 디지털 수도 계량기(100), 상기 보호 용기의 외부에 마련된 중계기(60)로 상기 디지털 수도 계량기(100)에서의 계량 정보 및 감지 정보를 전송하도록 디지털 수도 계량기(100)에 유선으로 연결된 안테나(200), 상기 디지털 수도 계량기(100)에 필요한 전원을 공급하는 전원 공급부(300), 상수도관이 마련된 가정의 사용자 또는 건물의 관리인 등의 사용자 단말기(400), 상기 중계기(60)를 통해 상기 디지털 수도 계량기(100) 및 사용자 단말기(400)와 접속되고, 상기 디지털 수도 계량기(100)에서 전송된 정보에 따라 사용자 단말기(30)로 수도 계량기의 상태 정보를 전송하는 관리 서버(50) 및 사용자에 관한 정보, 상기 디지털 수도 계량기(100)에서 측정된 계량 정보, 온도 감지 정보, 상수도관의 누수 정보 등을 저장하는 데이터베이스(600)를 포함한다.
상기 중계기(60)는 예를 들어, LPWA(Low-Power Wide-Area) 네트워크를 이용하여 상기 관리 서버(500)와 안테나(200) 사이에서 정보의 전송을 실행하던가 또는 통상의 네트워크를 이용하여 상기 관리 서버(500)와 사용자 단말기(400) 사이에서 정보의 전송을 실행하도록 한다.
상기 본체는 디지털 수도 계량기(100)의 외형을 이루는 하우징으로서, 내부에 상측이 개구된 수납공간이 마련되고, 도 4에 도시된 바와 같이, 상수도관(71)에 장착된다. 상기 본체의 하부 일측에는 수돗물이 유입되는 입수구가 마련되고, 타측에는 유입된 수돗물이 배출되는 출수구가 마련되며, 임펠러가 본체의 중앙 부분에 회전 가능하게 설치되며, 상기 임펠러는 입수구와 출수구를 통해 흐르는 수돗물에 의해 회전되면서 유량을 계측하기 위한 수단으로 사용된다.
한편, 상기 임펠러의 회전축 상부에 영구자석이 일체로 구비될 수 있으며, 영구자석이 임펠러의 회전과 연동되어 회전되어 사용되는 수돗물의 양을 계측할 수 있게 된다.
또한, 도 4에 도시된 예에서 상수도관(71)의 구경 15㎜~700㎜인 매립형 소형 보호 용기(70)는 일반 가정집, 상업시설 등에 사용되며, 수도 미터기인 디지털 수도 계량기(100)가 입하수도관 수평파이프에 고정 설치된다. 이러한 매립형 소형 보호 용기(70)에는 상부 보온재(72)가 매립되고, 상부에는 보호통 상부 덮개(73)가 마련되며, 보호 용기(70)의 내부에 본 발명에 따른 디지털 수도 계량기(100)가 장착된다. 상기 디지털 수도 계량기(100)와 안테나(200) 및 전원 공급부(300)는 각각 유선 케이블에 의해 연결된다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 보호 용기 내에 마련된 상기 디지털 수도 계량기(100)는 일반 가정집, 상업시설, 공동 주택, 아파트와 같은 상수도관(71)의 수평 파이프에 고정 설치될 수 있다.
상기 디지털 수도 계량기(100)는 도 5에 도시된 바와 같이, 상수도 보호 용기 내에서 상수도관을 통해 사용자가 사용한 물의 양을 계량하는 본체에 마련되고, 임펠러 등의 기구를 구비한 기구부(110), 상기 기구부(110)에 의해 계량된 유량을 표시하며 통상의 LCD(Liquid Crystal Display)로 이루어지는 표시부(120), 상기 안테나(200)와 유선으로 연결된 RF 통신부(130), 전원 공급부(300)에서의 전원 공급 이상 시, RF 통신부(130)를 통해 이상 신호를 1회 전송할 수 있으며, 지침 데이터를 백업하기 위한 전원을 공급하는 백업용 전원부(140), RF 통신부(130)의 통신 상태를 제어하는 통신 제어부(150), 상기 기구부(110)에서의 계량 데이터를 제어하는 미터 제어부(160), 본체 내의 온도, 누수 또는 침수 상태를 감지하는 감지부(170)를 포함한다.
상기 기구부(110)는 통상의 디지털 미터기에 적용되는 임펠러 등을 구비하며, 상기 표시부(120)는 LCD 등으로 이루어지고, 기구부(110)에서 계량된 데이터를 검침원이 확인할 수 있도록 하기 위한 표시 장치이며, 미터 제어부(160)에서의 제어에 의해 검침 시 해당 데이터를 표출하고, 전원 공급부(300)의 배터리 소모량을 줄이기 위해 버튼을 누른 후 일정 시간 동안만 표시되도록 한다. 또 상기 표시부(120)는 최대 지시량이 999,999m3 이며, 최소 표시단위가 0.01 L로 표시되도록 마련된다. 또한, 상기 표시부(120)에는 전원 공급부(300)에서의 전원 공급 이상 유무의 상태가 표시될 수도 있다.
상기 RF 통신부(130)는 안테나(200)를 통해 상기 미터 제어부(160)에서의 제어 정보를 관리 서버(500)로 전송하기 위한 통신 모듈로서, 저전력기반의 저용량 데이터를 송수신하는 시스템으로 설계되며, 예를 들어 로라(LoRa, Long Range) 방식, 협대역 사물인터넷(NB-IoT) 방식, UNB(Ultra Narrow-Band) 모듈레이션 방식, Wi-Sun(Smart utility networks) 방식, 지그비(ZigBee) 방식, ISM(Industry-Science-Medical) 밴드 방식, RF 통신 방식, 블루투스(BLE) 방식 중의 어느 하나로 실행될 수 있다.
상기 백업용 전원부(140)는 회로 기판상에 마련되고, 전원 공급부(300)에서의 전원 공급 이상시 대비하기 위한 비상용 전원으로서, 손목시계나 초소형 손전등, 공학용 계산기 등에 들어가는 버튼형 건전지를 적용할 수 있다. 이와 같은 버튼형 건전지를 적용하는 것에 의해 회로 기판의 높이를 그다지 증가시키지 않으므로, 회로 기판 상에 직접 적재될 수 있다.
상기 통신 제어부(150)는 마이크로프로세서와 비휘발성 메모리로 이루어진 메모리를 구비하며, 전원 공급부(300)에서의 전력소모를 줄이기 위해 일정 간격별 수집된 정보를 RF 통신부(130)로 전송하며, RF 통신부(130)를 통해 중계기(60)로 수집된 정보를 전송하도록 제어한다. 즉, 통신 제어부(150)는 RF 통신부(130)를 통해 미터 제어부(160)에서 취합된 계량 데이터와 감지부(170)에서 감지한 온도 등의 감지 정보를 관리 서버(500)로 송수신하도록 제어한다.
상기 미터 제어부(160)는 기구부(110)를 통해 사용자가 사용한 물의 양을 계량한 계량 데이터를 취합하여 통신 제어부(150)로 전송한다. 또 상기 미터 제어부(160)에서는 수용가의 유량 적산 데이터를 일정 간격, 예를 들어 1시간에 1번씩 1일 24번 간격으로 통신 제어부(150)로 전송할 수 있다. 또한, 상기 미터 제어부(160)는 전원 공급부(300)에서의 전력소모를 줄이기 위해 일정 간격별 예를 들어 동절기에 1시간 간격으로 온도 정보를 수집할 수 있으며, 수집된 온도 정보는 통신 제어부(150), RF 통신부(130) 및 안테나(200)를 통해 중계기(60)로 전송하도록 마련될 수 있다.
상기 감지부(170)는 예를 들어, 온도 감지의 기능을 실현하는 온도 감지부로서, 열을 감지하여 전기신호를 내는 센서로서 접촉식 또는 비접촉식 센서를 적용할 수 있다. 접촉식은 실제 상수도관에 직접 접촉시켜서 온도값을 측정하는 방식이며, 비접촉식은 보호 용기 내의 온도를 측정하는 방법이다. 이러한 온도 감지용 센서는 온도가 높아지면 저항값이 감소하는 부저항온도계수의 특성이 있는 전자회로용 소자를 사용하며, 본 발명에서는 온도 감지용 센서는 디지털 수도 계량기(100) 내에 마련되어 비접촉식으로 온도를 감지하게 한다. 그러나 상기 감지부(170)는 온도 감지의 기능뿐만 아니라, 보호 용기(70) 내의 침수 상태를 감지하는 침수 센서를 적용할 수도 있다. 이와 같은 침수 센서는 압전소자를 이용한 침수감지 센서, 광케이블 내에 광섬유를 삽입하여 물의 침투시 수평방향으로 광섬유가 팽창되는 것에 의해 광섬유 격자가 스트레인 효과를 발휘하여 발생하는 출력파장에 의해 침수를 감지하는 침수 센서, 감지봉에 의해 침수 여부를 감지하는 침수 센서 등을 적용할 수 있다. 이와 같은 구조로 이루어진 감지부(170)는 보호 용기(70) 내의 온도 감지 정보 또는 침수 상태 정보를 미터 제어부(160)으로 전송한다.
다음에 상술한 바와 같은 디지털 수도 계량기(100)의 본체에 마련된 회로 기판의 구조에 대해 도 6 내지 도 8에 따라 설명한다.
도 6은 본 발명에 적용되는 회로 기판의 배치 상태의 일 예를 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 도 6에 도시된 제1 회로 기판의 구성 설명도 이며, 도 8은 도 6에 도시된 제2 회로 기판의 구성 설명도이다.
본 발명에 따른 디지털 수도 계량기(100)에서는 상수도 보호 용기 내에서 상수도관을 통해 사용자가 사용한 물의 양을 계량하는 기구부(110)가 마련된 본체 내에 도 5에 도시된 표시부(120), RF 통신부(130), 백업용 전원부(140), 통신 제어부(150), 미터 제어부(160) 및 감지부(170)가 각각 도 6에 도시된 제1 내지 제3 회로 기판(101, 102, 103) 내에 마련된다. 상기 제1 내지 제3 회로 기판(101, 102, 103)은 도 6에 도시된 바와 같이 적층되며, 제1 회로 기판(101)에는 대표적으로 도 7에 도시된 바와 같이, 표시부(120)가 마련되고, 제2 회로 기판(102)에는 버튼형 건전지인 백업용 전원부(140)가 탑재되고, 미터 제어부(160)가 마련되며, 제3 회로 기판(103)에는 안테나와 유선으로 연결된 RF 통신부(130), 통신 제어부(150), 감지부(170)가 마련될 수 있다.
또, 상기 제1 회로 기판(101), 제2 회로 기판(102) 및 제3 회로 기판(103)은 도전성 기능을 구비한 유지부(104)에 의해 서로 간격을 두고 적재되며, 이 유지부(104)는 도전성 케이블을 통해 전원 공급부(300)에 연결된다.
한편, 도 6에 도시된 회로 기판 구조에서는 제1 내지 제3 회로 기판(101, 102, 103)이 서로 적층된 구조를 나타내었지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 회로 기판(101)과 제2 회로 기판(102) 사이에 제3 회로 기판(103)이 마련되어 'ㄷ"자 형상으로 마련될 수 있다. 도 9는 본 발명에 적용되는 회로 기판의 배치 상태의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
즉, 도 9에 도시된 바와 같은 회로 기판의 구조를 마련하는 것에 의해, 유지부(104)를 생략하고, 백업용 전원부(140)의 탑재 공간을 확보할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 원격검침 기능을 구비한 디지털 수도 계량기에서는 상수도 원격검침 시스템의 무선 통신 단말기의 기능을 디지털 수도 계량기에 내장하므로, 도 1에 도시된 바와 같은 종래 기술에서 무선 통신 단말기의 디스플레이부 및 인터페이스부를 생략할 수 있으므로, 회로 설계의 단순화를 실현하며, 제조 비용을 절감할 수 있다.
상기 안테나(200)는 중계기(60)로 상기 디지털 수도 계량기(100)에서의 계량 정보 및 감지 정보를 전송하기 위해 본체 내에 마련될 수도 있지만, 디지털 수도 계량기(100)가 마련된 보호 용기(70)에서 중계기(60)를 향한 방향성을 위해 안테나의 위치를 조정해야 하므로, 도 4에 도시된 바와 같이, 디지털 수도 계량기(100)의 외부에 마련된다. 상기 안테나(200)는 특정되는 것은 아니지만, 로라(LoRa, Long Range) 방식, 협대역 사물인터넷(NB-IoT) 방식, UNB(Ultra Narrow-Band) 모듈레이션 방식, Wi-Sun(Smart utility networks) 방식, 지그비(ZigBee) 방식, ISM(Industry-Science-Medical) 밴드 방식, RF 통신 방식, 블루투스(BLE) 방식 중의 어느 하나를 실행할 수 있는 안테나를 적용한다. 한편, 비정상적으로 디지털 수도 계량기(100)의 설치 위치가 심도 깊게 마련된 경우, 보호 용기(70)의 내부가 깊어 지상으로 무선 통신이 불가능할 수도 있다. 또한, 건물 내부에 설치되어 건물 외부로 무선통신이 불가능한 경우도 발생할 수 있다. 이와 같은 경우, 디지털 수도 계량기(100)에 연장 케이블을 마련하여 안테나(200)를 외장형으로 설치할 수도 있다. 즉, 상기 안테나(200)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상술한 외장 배터리 케이스에 마련될 수도 있으며, 도전성 케이블을 이용하여 안테나(200)와 디지털 수도 계량기(100)와의 연결을 실행할 수도 있다.
상기 전원 공급부(300)는 상용의 디지털 미터기에 내장된 배터리를 적용할 수 있다. 본 발명에서는 종래의 원격검침 단말기의 주요 구성인 제3 회로 기판(103)을 본체 내에 마련하여 기존의 디지털 미터기에 포함시키고, 내장 배터리를 인출하여 마련한 구조이다.
상기 전원 공급부(300)는 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 배터리(310), 외장 배터리 케이스(320), 커넥터(330)를 포함한다.
도 10은 도 4에 도시된 상수도관에 전원 공급부가 장착된 상태를 나타내는 도면이고, 도 11은 도 10에 도시된 전원 공급부의 구조를 나타내는 도면이다.
상기 배터리(310)는 도 2에 도시된 바와 같은 상용의 디지털 미터기에 적용되는 원통형 배터리로서, 배터리 성능도 디지털 수도 계량기(100)의 교체 주기 이상, 예를 들어 8년 이상의 기능을 유지하는 배터리를 적용하는 것이 바람직하다.
상기 외장 배터리 케이스(320)에는 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 상부에 원통형의 배터리(310)가 내장되며, "∩"자 형상으로 마련되어 상수도관(71)에 장착되게 한다. 즉, 본 발명에서는 도 11에 도시된 바와 같이, 디지털 수도 계량기(100)에서 본체의 공간이 부족하여 전원 공급부(300)를 내장하지 않고 외장으로 변경하였으며, 장착 위치도 디지털 수도 계량기(100)와 일체형으로 마련되어야 하므로, 디지털 수도 계량기(100)의 입수부 또는 출수부 위 공간만 가능하다. 그러나 디지털 수도 계량기(100)의 출수부 측에는 통상 도 10에 도시된 바와 같이, 역류방지 탭이 설치되어 있으므로, 외장 배터리 케이스(320)는 입수부 측에 마련된다.
상기 커넥터(330)는 도전성 케이블에 의해 제1 회로 기판(101), 제2 회로 기판(102) 및/또는 제3 회로 기판(103)의 어느 하나와 배터리를 연결된다.
상기 사용자 단말기(400)는 디지털 수도 계량기(100)에서 측정된 정보로서, 수용가의 사용한 물의 양에 대한 정보, 온도 감지 정보 및 누수 상태 정보를 음성 또는 화면으로 출력할 수 있는 기능 및 네트워크인 중계기(60)를 통해 관리 서버(500)와 데이터 통신을 할 수 있는 통신 기능을 구비한 것으로서, 스마트폰, 휴대 단말기, 이동 단말기, 개인 정보 단말기(PDA), 개인용 컴퓨터, 노트북 컴퓨터 등과 같은 다양한 단말기를 적용할 수 있다.
상기 관리 서버(500)는 통상의 서버로서, 중계기(60)를 통해 디지털 수도 계량기(100) 및 사용자 단말기(400)와 접속되고, 상기 디지털 수도 계량기(100)에서 전송된 정보에 따라 사용자 단말기(400)로 수도 계량기인 디지털 수도 계량기(100)의 상태 정보를 전송하기 위한 서비스를 제공한다. 상기 관리 서버(500)는 일종의 웹서버 또는 웹서비스 서버로서 역할을 하도록 구축될 수 있다. 예를 들어, 관리 서버(500)는 처리된 결과를 웹페이지 상에서 보여주거나, 필요한 입력 데이터를 웹페이지를 통해 전송받는다. 상기 웹페이지는 단순한 텍스트, 이미지, 멀티미디어 등 이외에도 웹 애플리케이션 등 특정 작업을 수행하기 위한 구동 소프트웨어도 포함한다. 또한, 스마트폰, 태블릿 PC 등에 설치되는 어플(또는 소프트웨어)과 인터페이스를 제공하도록 구축될 수도 있다. 또 상기 관리 서버(500)는 수용가의 디지털 수도 계량기(100)의 운용을 위한 전용 서버로 마련될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 상수도에 관한 최종 운영 주체인 상수도 사업본부에서 사용할 수 있는 서버로 마련될 수 있다. 상기 관리 서버(500)에 대해서는 도 10을 참조하여 설명한다. 도 10은 도 3에 도시된 관리 서버의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
상기 관리 서버(500)는 도 10에 도시된 바와 같이, 사용자에 대한 정보를 관리하는 사용자 관리부(510), 상기 디지털 수도 계량기(100)의 위치 및 상태 정보를 관리하는 디지털 수도 계량기 관리부(520), 사용자가 사용한 물의 양을 관리하는 계량 관리부(530), 상수도관의 온도 상태에 대한 정보를 관리하는 온도 관리부(540), 상기 디지털 수도 계량기(100) 및 사용자 단말기(400)와의 무선 통신을 실행하는 송수신부(550)를 포함한다.
상기 사용자 관리부(510)는 상기 데이터베이스(600)에 저장된 수용가의 주소, 사용자 단말기(400)의 전화번호의 변동 또는 신규 가입자에 대한 사용자 정보를 관리하며, 상기 온도 관리부(540)에서 관리에 따라 사용자에게 경고를 통지하기 위한 사용자 단말기의 전화 번호를 추출한다.
상기 디지털 수도 계량기 관리부(520)는 상기 데이터베이스(600)에 저장된 디지털 수도 계량기(100)의 설치 기간, 설치 위치 등에 대한 정보를 상기 사용자 관리부(510)와 연동하여 디지털 수도 계량기(100)가 설치된 수용가의 사용자 단말기(400)와 연동되게 관리한다.
상기 계량 관리부(53)는 디지털 수도 계량기(100)에서의 계량 데이터로부터 일정 기간 사용한 물의 양을 산출하여 주기적으로 사용자 단말기(400)로 전송하도록 관리한다.
상기 온도 관리부(540)는 디지털 수도 계량기(100)가 설치된 장소에 따라 상수도관이 동파될 환경으로서, 예를 들어 겨울철에 기온이 섭씨 영하 5도 이하로 떨어지는 동절기가 2일 이상 지속되는 온도 조건 및 보호 용기(70)의 온도 정보에 따라 사용자 단말기(400)로 경고를 통지하도록 관리한다. 즉 상기 온도 관리부(540)는 디지털 수도 계량기(100)를 통해 수집된 보호 용기(70) 내의 온도 정보가 미리 설정된 임계치를 넘는 경우, 상기 사용자 단말기(400)로 경고를 통지하게 한다.
상기 송수신부(550)는 통상의 송수신 모듈로 이루어지고, 상기 중계기(60)와 LPWA(Low-Power Wide-Area) 네트워크 또는 통상의 네트워크를 이용할 수 있도록 마련된다.
한편, 도 10에서는 상기 사용자 관리부(510), 디지털 수도 계량기 관리부(520), 계량 관리부(530) 및 온도 관리부(540)를 각각 분리한 구성으로 나타내었지만, 이에 한정되는 것은 아니고 프로그램에 의해 실행되도록 구성할 수도 있다.
상기 데이터베이스(600)는 사용자에 관한 정보, 디지털 수도 계량기(100)에 대한 정보, 디지털 수도 계량기(100)에서 측정된 계량 정보, 보호 용기(70) 내에서 감지된 온도 정보 등을 저장하는 통상의 저장장치로서, 구체적인 장치를 개발하는 데 있어서, 접근 및 검색의 용이성 및 효율성 등을 감안하여 데이터베이스 구축이론(또는 온톨로지DB 구축이론)에 의하여 구성된다. 즉 상기 데이터베이스(600)에는 상수도의 원격 관리를 위해 사용자에 관한 정보로서 수용가의 주소, 사용자 단말기(400)의 전화번호 등이 저장되고, 디지털 수도 계량기(100)의 관리번호 및 설치 위치에 대한 정보, 디지털 수도 계량기(100)에서 측정된 계량 정보로서 상수도관을 통해 사용자가 사용한 물의 양인 계량 데이터가 누적되어 저장되고, 디지털 수도 계량기(100)에 대한 정보로서 디지털 수도 계량기(100)의 설치 기간에 대한 정보, 관리번호 및 설치 위치에 대한 정보, 보호 용기(70) 내의 시간별 온도 정보가 저장된다.
다음에 본 발명에 따른 원격검침 기능을 구비한 디지털 수도 계량기 관리 시스템의 구동방법의 일 예로서 보호 용기(70) 내의 온도 관리에 대해 설명한다.
본 발명에 따른 상수도의 원격 관리는 통상적인 방법과 동일하게 보호 용기(70) 내에서 디지털 수도 계량기(100)로 상수도관(71)을 통해 사용자가 사용한 물의 양을 계량한다.
또 디지털 수도 계량기(100)에 마련된 감지부(170)로 보호 용기(70) 내의 온도 또는 상수도관(71)의 온도 상태를 감지한다.
상기 계량된 계량 정보 및 온도 정보는 디지털 수도 계량기(100)에서 일정 간격, 예를 들어 1시간 간격으로 안테나(200)를 통해 관리 서버(500)의 송수신부(550)로 전송된다.
온도 관리부(540)에서는 전송된 온도 정보가 설정 온도 이하, 예를 들어 감지부(170)에서 감지된 온도가 영하 1도를 넘는 것으로 판단되면, 상기 관리 서버(500)의 사용자 관리부(510)과 송수신부(550)를 통해 사용자 단말기(400)로 경고를 통지한다. 이와 같은 동작에 의해 사용자가 사전에 상수도관(71)의 동파를 방지할 수 있다.
상술한 과정은 반복적이며 지속적으로 실행된다.
또 상기 감지부(170)에서의 감지 동작은 전원 공급부(300)에서의 배터리 소모량을 절감하기 위해 동절기에만 실행되도록 설정할 수 있다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
즉, 상기 실시 예의 설명에서는 관리 서버의 온도 관리부에서 온도 정보가 설정 온도 이하인 것을 판단하여 사용자 단말기로 경고를 통지하는 구성에 대해 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니고, 디지털 수도 계량기의 통신 제어부에서 수집된 온도 정보가 미리 설정된 임계치를 넘는 경우에만 RF 통신부를 통해 중계기로 전송하도록 제어하는 구성을 마련할 수도 있다.
본 발명에 따른 원격검침 기능을 구비한 디지털 수도 계량기 및 디지털 수도 계량기 관리 시스템을 사용하는 것에 의해 회로 설계의 단순화를 실현하며, 제조 비용을 절감할 수 있다.
100 : 디지털 수도 계량기
200 : 안테나
300 : 전원 공급부
400 : 사용자 단말기
500 : 관리 서버
600 : 데이터베이스

Claims (9)

  1. 상수도 보호 용기 내에서 상수도관을 통해 사용자가 사용한 물의 양을 계량하는 기구부가 마련된 본체,
    상기 본체 내에 내장되고, 표시부가 마련된 제1 회로 기판,
    상기 본체 내에 내장되고, 백업용 전원부를 구비한 제2 회로 기판,
    상기 본체 내에 내장되고, 통신부를 구비한 제3 회로 기판,
    상기 제1 회로 기판, 제2 회로 기판 및 제3 회로 기판에 필요한 전원을 공급하는 전원 공급부를 포함하고,
    상기 제1 회로 기판, 제2 회로 기판 및 제3 회로 기판은 전기적으로 서로 연결되며,
    상기 통신부는 RF 통신부 및 통신 제어부를 포함하고,
    상기 전원 공급부는 디지털 수도 계량기의 교체 주기 이상의 기능을 유지하는 배터리, 상기 배터리를 내장하고 "∩"자 형상으로 마련된 외장 배터리 케이스, 도전성 케이블에 의해 상기 제1 회로 기판, 제2 회로 기판 및 제3 회로 기판에 필요한 전원을 공급하는 커넥터를 포함하고,
    상기 제3 회로 기판에는 상기 보호 용기 내의 온도를 감지하는 감지부가 마련된 것을 특징으로 하는 원격검침 기능을 구비한 디지털 수도 계량기.
  2. 제1항에서,
    상기 제2 회로 기판에는 상기 기구부에서의 계량 데이터를 제어하는 미터 제어부가 마련되고,
    상기 백업용 전원부는 전원 공급부에서의 전원 공급 이상시 대비하기 위한 비상용 전원으로서 버튼형 건전지로 이루어진 것을 특징으로 하는 원격검침 기능을 구비한 디지털 수도 계량기.
  3. 제2항에서,
    상기 제1 회로 기판, 제2 회로 기판 및 제3 회로 기판은 도전성 기능을 구비한 유지부에 의해 서로 간격을 두고 적재되며,
    상기 유지부는 도전성 케이블을 통해 상기 전원 공급부에 연결된 것을 특징으로 하는 원격검침 기능을 구비한 디지털 수도 계량기.
  4. 제2항에서,
    상기 제3 회로 기판은 상기 제1 회로 기판과 제2 회로 기판 사이에 마련되고,
    상기 제1 회로 기판, 제2 회로 기판 및 제3 회로 기판은 'ㄷ"자 형상으로 마련된 것을 특징으로 하는 원격검침 기능을 구비한 디지털 수도 계량기.
  5. 청구항 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항의 디지털 수도 계량기,
    상기 RF 통신부에 유선으로 연결된 안테나,
    상기 디지털 수도 계량기에서 측정된 정보로서, 수용가의 사용한 물의 양에 대한 정보, 온도 감지 정보 및 누수 상태 정보를 음성 또는 화면으로 출력하는 사용자 단말기,
    중계기를 통해 상기 디지털 수도 계량기 및 사용자 단말기와 접속되고, 상기 디지털 수도 계량기에서 전송된 정보에 따라 상기 사용자 단말기로 상기 디지털 수도 계량기의 상태 정보를 전송하는 관리 서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 수도 계량기 관리 시스템.
  6. 삭제
  7. 제5항에서,
    상기 전원 공급부는 상기 디지털 수도 계량기의 입수부 측에 마련되고,
    상기 안테나는 상기 디지털 수도 계량기의 외부에 마련되는 것을 특징으로 하는 디지털 수도 계량기 관리 시스템.
  8. 제7항에서,
    상기 안테나를 통한 무선 통신은 로라(LoRa, Long Range) 방식, 협대역 사물인터넷(NB-IoT) 방식, UNB(Ultra Narrow-Band) 모듈레이션 방식, Wi-Sun(Smart utility networks) 방식, 지그비(ZigBee) 방식, ISM(Industry-Science-Medical) 밴드 방식, RF 통신 방식, 블루투스(BLE) 방식 중의 어느 하나로 실행되는 것을 특징으로 하는 디지털 수도 계량기 관리 시스템.
  9. 제5항에서,
    상기 관리 서버는
    사용자에 대한 정보를 관리하는 사용자 관리부,
    상기 디지털 수도 계량기의 위치 및 상태 정보를 관리하는 디지털 수도 계량기 관리부,
    사용자가 사용한 물의 양을 관리하는 계량 관리부,
    보호 용기 내의 온도 상태에 대한 정보를 관리하는 온도 관리부를 포함하고,
    상기 온도 관리부는 수집된 온도 정보가 미리 설정된 임계치를 넘는 경우, 상기 사용자 단말기로 경고를 통지하게 하는 것을 특징으로 하는 디지털 수도 계량기 관리 시스템.
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