KR102440340B1 - 외장형 전원을 구비한 원격 검침 단말기 - Google Patents

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Abstract

원격 검침 단말기의 하우징에서의 방수 기능을 보강하고, 원격 검침 단말기에서 사용되는 무선 통신 방식에 전원을 공급하는 배터리의 수명을 연장하는 외장형 전원을 구비한 원격 검침 단말기에 관한 것으로, 사각 형상으로 이루어진 제1 격실 및 상기 제1 격실과 분리된 제2 격실을 구비한 하우징, 상기 제1 격실을 덮는 제1 덮개, 상기 제2 격실을 덮는 제2 덮개, 상기 제1 격실에 마련된 회로 기판 부재, 상기 제2 격실에 마련되고, 상기 회로 기판 부재에 전원을 공급하는 전원 공급 부재를 포함하고, 상기 제1 격실 및 제2 격실과 상기 하우징 사이의 공간부는 실리콘으로 몰딩되고, 상기 전원 공급 부재는 배터리와 상기 배터리에서 입력되는 전력을 충전하는 초고용량 커패시터를 포함하는 구성을 마련하여, 배터리의 수명을 연장하고, 필요에 따라 배터리를 교체하면서 하우징에서의 방수 기능을 보강할 수 있다.

Description

외장형 전원을 구비한 원격 검침 단말기{Remote meter reading terminal with external power supply}
본 발명은 외장형 전원을 구비한 원격 검침 단말기에 관한 것으로, 특히 원격 검침 단말기의 하우징에서의 방수 기능을 보강하고, 원격 검침 단말기에서 사용되는 무선 통신 방식에 전원을 공급하는 배터리의 수명을 연장하는 외장형 전원을 구비한 원격 검침 단말기에 관한 것이다.
일반적으로, 상수도에서 각 가정이나 아파트 및 건물 등에 수도관으로 공급되는 수도관에는 물의 공급을 차단할 수 있도록 개폐용 밸브가 연결되고, 상기 개폐용 밸브의 일측에는 각 가정에서 사용하는 도수량을 체크할 수 있도록 수도 계량기가 설치되어 있으며, 수도 계량기는 상수도의 유입량을 체크하여 숫자로 표시되는 양만큼의 수도 요금을 징수하도록 구성된다.
따라서 각 가정에서 사용하는 도수량을 계량기를 검침원이 체크하여 수도요금을 징수하게 되며, 만약 징수된 수도요금을 납부하지 않고 수차례 채납하게 되면 급수를 정지시키게 된다. 즉, 검침원이 수용가 방문 후 수도미터기 검침 값 수기측정 및 확인 후 과금부여 형태로 진행되었으며, 수용가에서 수도요금을 장기 체납 시 검침원이 수용가를 다시 방문 후 상수도 보호통 내부에 있는 수도 밸브를 강제로 잠금으로써 단속조치를 진행하였다. 이로 인해 크게는 해당 상수도사업본부의 재정운영과 상하수도의 효율적 관리에 어려움이 있었다.
한편, 상수도 보호통의 경우 대부분 지면에서 지하로 1~2M 안에 설치가 되며, 장마철 및 태풍에 의해 상수도 보호통 내부가 침수되는 일이 자주 발생한다. 상수도 보호통 내부에 침수가 발생하면, 자연적으로 배수처리가 안 되기 때문에 자연적으로 침수된 물이 기화되지 전까지 침수상태 방치되며, 내부에 설치된 디지털 수도미터기 및 원격검침 무선통신 단말기가 침수로 인해 기기 파손 및 오작동을 발생시킨다.
즉, 상수도 보호통 내에 원격검침 무선통신 단말기가 설치하는 경우, 완전침수 조건을 가정하면 방진/방수 조건 IP68(IP; Ingress Protection)을 만족해야 하고, 벽면에 설치하는 경우에는 IP66을 만족해야 2개의 케이스로 구성되며, PCB를 포함하는 PBA(Printed Board Assembly)를 케이싱 하는 구조로 이루어지며, 방수를 위해서 케이스 사이에 실리콘 링을 삽입하고, 스크루로 결합시키는 구조로 이루어지므로, 충분한 방수 기능을 달성할 수 없다는 문제가 있었다.
한편, 원격검침 단말기는 일반적으로 배터리만을 유일한 전력 공급원으로 하고 있으며, 배터리가 교체되는 상황은 그 작업의 어려움을 고려할 때 사실상 불가능하다. 따라서 한정된 용량의 배터리를 얼마나 오랫동안 효율적으로 쓸 수 있을 것인가 하는 문제는 장치의 수명을 좌우하는 결정적인 요인이 된다.
이러한 문제를 해결하기 위한 기술의 일 예가 하기 문헌 1 내지 3 등에 개시되어 있다.
예를 들어, 하기 특허문헌 1에는 PBA 실장부를 중심으로 테두리를 따라 상부 케이스와의 접면에 실리콘 개스킷이 구성되고 네모서리에는 상부 케이스와의 스크루 결합을 위한 스크루 결합부가 구성되는 하부 케이스, 상기 하부 케이스의 PBA 실장부와 배터리 포켓과 대향하여 PBA 공간부, 배터리 포켓 공간부가 분할 구성되며, PBA 공간부의 네모서리를 따라 상기 스크루 결합부와 대향하여 스크루 고정부가 포함하는 상부 케이스, 내부로 PBA를 커버하기 위하여 적재공간이 구성되며 하단으로는 PCB의 하단부에 끼워져 고정되는 고정수단을 포함하는 미들 커버를 포함하며, 상기 배터리 포켓은 에폭시가 충진되어 배터리 에폭시 몰딩 되며, 상기 PBA 실장부는 고정된 PCB가 덮이도록 에폭시가 충진된 구조로 이루어진 수도 검침기에 대해 개시되어 있다.
또 하기 특허문헌 2에는 보호 용기 내에 마련된 상수도관 및 사용자가 사용한 물의 양을 계량하는 디지털 미터기를 구비한 상수도 검침 장치에서 수도 밸브를 원격 제어할 수 있는 무선통신 단말 시스템으로서, 상기 수도 밸브에 대해 자동 잠금을 실행하는 잠금장치 및 상기 디지털 미터기와 전기적으로 연결되고, 상기 디지털 미터기에서 측정된 정보와 사용자가 사용한 물의 양에 대한 과금 정보에 따라 상기 잠금장치의 작동을 제어하는 무선통신 단말기를 포함하고, 상기 무선통신 단말기에는 상기 보호 용기 내의 침수 상태를 감지하는 침수센서를 구비한 스마트미터링 기반 침수센서 및 잠금장치와 연동하는 무선통신 단말 시스템에 대해 개시되어 있다.
한편, 하기 특허문헌 3에는 대기중에 무선신호가 감지되었을 경우에 해당 신호가 무선신호 또는 동기신호 또는 메시지가 포함되었는지를 순차적으로 판단할 수 있도록 각각의 신호를 수신하기 위한 대기시간을 설정하는 대기시간 설정 단계, 상기 대기모드에서 구동모드로 전환되었을 때, 대기중에 무선신호가 감지되는 지를 판단하는 무선신호 수신 판단 단계, 상기 무선신호 수신 판단 단계에서 무선신호가 수신되면, 상기 원격검침 단말기 내의 신호와 동기화를 시키기 위한 동기신호가 수신되는 지를 판단하는 동기신호 수신 판단 단계, 상기 동기신호 수신 판단 단계의 판단 결과, 동기신호가 있다면 설정된 대기시간 동안 상기 무선 송수신부를 온하여 동기신호를 수신하는 동기신호 수신 단계, 상기 동기신호 수신 단계에서 상기 동기신호가 수신되었다면, 검침 장비의 검침 요청 데이터가 포함된 메시지가 수신되는 지를 판단하는 메시지 수신 판단 단계, 상기 메시지 수신 판단 단계에서 메시지가 수신되면, 수신된 메시지를 저장하는 메시지 수신 단계 및 상기 메시지 수신 단계에서 메시지가 수신되면, 상기 무선 송수신부를 오프시키므로 대기모드로 전환하는 모드 변환 단계를 포함하는 원격검침 단말기의 전원 제어 방법에 대해 개시되어 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-2053947호(2019.12.03 등록) 대한민국 공개특허공보 제2019-0139576호(2019.12.18 공개) 대한민국 등록특허공보 제10-0997002호(2010.11.22 등록)
상술한 바와 같은 특허문헌 1에 개시된 기술에서는 배터리 포켓에서 에폭시가 충진되어 배터리 에폭시 몰딩 되므로, 배터리의 방전 또는 장애 발생시 배터리를 교체할 수 없다는 문제가 있었다. 즉, 유지 보수 시 제품의 일부 부품 교체가 불가하며, 제품 교환을 통한 시스템 재개통, 재등록 과정으로 유지보수 비용 증가와 행정상의 중복업무가 빈번하게 발생한다는 문제가 있었다.
또 상기 특허문헌 2 및 3에서는 디지털 미터기에서 측정된 정보를 외부에 마련된 중계기로 전송하는 원격 검침 단말기의 방수 등에 관한 문제점에 대해 개시되어 있지 않았다.
한편, 상기 특허문헌 3에서는 원격 검침 단말기의 배터리의 전원을 절약할 수 기술에 대해 개시되어 있지만, 검침 주기마다 동작 구간에서 짧은 시간 동안 급격한 전류 사용이 이루어지므로, 배터리 수명을 저하시키는 순간적인 전압강하 현상의 문제점에 대해 개시되어 있지 않았다.
또 종래의 무선 원격 검침 시스템의 경우 디지털 계량기와 원격 검침 단말기가 배터리 내장형으로 구성되기 때문에 어느 하나의 배터리 수명이 다 할 경우 전체를 교체해야 하는 문제점이 있으며, 이와 같은 문제점은 대구경 수용가 모니터링 시스템처럼 샘플링 주기가 짧은 경우 더욱 가중된다. 또한, 디지털 계량기용 전원과 원격 검침 단말기용 전원이 각각 분리되어 마련되므로, 장비의 구조가 크게된다는 문제도 있었다.
또 상술한 특허문헌 등에 개시된 기술에서는 매 주기마다 동작 구간에서 짧은 시간 동안 급격한 전류 사용이 이루어지기 때문에 순간적인 전압강하 현상이 발생되고, 이와 같이 매 주기마다 반복되는 전압강하는 배터리에 과도한 스트레스(중부하 방전)를 부과하여 배터리 수명을 저하시키는 문제를 해결하기 위한 기술이 개시되어 있지 않았다.
본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 하우징의 방수 상태를 유지하면서 보수시 배터리의 교환을 용이하게 실시 할 수 있는 외장형 전원을 구비한 원격 검침 단말기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 원격 검침 단말기에서 사용되는 무선 통신 방식에 전원을 공급하는 배터리의 수명을 연장할 수 있는 외장형 전원을 구비한 원격 검침 단말기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 디지털 계량기용 전원과 원격 검침 단말기용 전원이 하나의 외장형 전원으로 마련되므로, 장비의 소형화를 달성할 수 있는 외장형 전원을 구비한 원격 검침 단말기를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 외장형 전원을 구비한 원격 검침 단말기는 사각 형상으로 이루어진 제1 격실 및 상기 제1 격실과 분리된 제2 격실을 구비한 하우징, 상기 제1 격실을 덮는 제1 덮개, 상기 제2 격실을 덮는 제2 덮개, 상기 제1 격실에 마련된 회로 기판 부재, 상기 제2 격실에 마련되고, 상기 회로 기판 부재에 전원을 공급하는 전원 공급 부재를 포함하고, 상기 제1 격실 및 제2 격실과 상기 하우징 사이의 공간부는 실리콘으로 몰딩되고, 상기 전원 공급 부재는 배터리와 상기 배터리에서 입력되는 전력을 충전하는 초고용량 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 외장형 전원을 구비한 원격 검침 단말기에서, 상기 하우징의 외부에 마련된 무선통신 안테나 및 디지털 미터기와 상기 회로 기판 부재의 전기적 연결을 위한 케이블을 더 포함하고, 상기 케이블은 상기 하우징에 마련된 제1 홈과 상기 제1 격실에 마련된 제2 홈을 경유하고, 상기 전원 공급 부재는 상기 케이블을 통해 상기 디지털 미터기에 전원을 공급하는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 외장형 전원을 구비한 원격 검침 단말기에서, 상기 제1 홈과 제2 홈은 실리콘으로 몰딩되는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 외장형 전원을 구비한 원격 검침 단말기에서, 상기 배터리의 전압 강하를 방지하도록 제어하는 배터리 구동부를 더 포함하고, 상기 배터리와 초고용량 커패시터는 병렬로 연결된 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 외장형 전원을 구비한 원격 검침 단말기에서, 상기 배터리 구동부는 상기 배터리에서 출력되는 전류의 양에 따라 순간적으로 전압 강하가 발생하는 지의 여부를 감지하는 배터리 전압 감지부, 상기 초고용량 커패시터에서의 전류 공급을 전환하는 스위칭 소자, 상기 배터리 전압 감지부로부터의 감지 상태에 따라 상기 스위칭 소자를 제어하는 배터리 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 외장형 전원을 구비한 원격 검침 단말기에 의하면, 제1 격실 및 제2 격실과 하우징 사이의 공간부를 실리콘으로 몰딩하는 것에 의해 케이블의 인출에 따라 하우징에 마련된 제1 홈과 제1 격실에 마련된 제2 홈의 부분도 실리콘으로 충진되어 하우징에서의 방수 기능을 보강하면서, 필요에 따라 배터리를 교체할 수 있다는 효과가 얻어진다.
또 본 발명에 따른 외장형 전원을 구비한 원격 검침 단말기에 의하면, 전원 공급 부재의 전력이 케이블을 통해 디지털 계량기에 공급되고, 원격 검침 단말기용 전력으로도 공급되므로 장비의 소형화를 달성할 수 있다는 효과도 얻어진다.
또한, 본 발명에 따른 외장형 전원을 구비한 원격 검침 단말기에 의하면, 전원 공급 부재가 배터리와 배터리에서 입력되는 전력을 충전하는 초고용량 커패시터로 구성되는 것에 의해, 배터리에 부과되는 전압강하의 스트레스를 완화시킴으로써, 배터리의 수명을 회로적인 차원에서 연장시킬 수 있다는 효과도 얻어진다.
도 1은 본 발명이 적용되는 무선통신 단말 시스템의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 원격 검침 단말기의 구성을 설명하기 위한 블록도,
도 3은 본 발명에 적용되는 외장형 전원을 구비한 원격 검침 단말기의 내부 배치 상태를 나타내는 사진,
도 4는 본 발명에 적용되는 외장형 전원을 구비한 원격 검침 단말기의 분해 사시도,
도 5는 하우징의 내부에 몰당재가 충진된 상태를 나타낸 사시도,
도 6은 조립이 완료된 원격 검침 단말기의 외관 사시도,
도 7은 본 발명에 적용되는 외장형 전원의 회로도.
본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부 도면에 의해 더욱 명확하게 될 것이다.
본 발명에 적용되는 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 유량계로 이루어지며, 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.
본 발명에 적용되는 상수도관은 예를 들어, 15㎜ 구경에서 700㎜까지 다양한 수도 구경에 적용되며, 디지털 미터기(계량기)와 원격 검침 단말기가 보호 용기에 같이 내장되는 방식을 대상으로 한다.
본원에서 사용하는 용어 "원격 검침 단말기"는 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 보호 용기 내에 마련되어 상수도관을 통해 사용자가 사용한 물의 양을 계량하는 디지털 미터기(10)에서 측정된 정보를 보호 용기의 외부에 마련된 중계기(60)로 전송하는 원격 검침 단말기(20)를 의미한다. 도 1은 본 발명이 적용되는 무선통신 단말 시스템의 구성도이다.
즉, 본 발명에 따른 원격 검침 단말기(20)는 상수도관이 마련된 가정의 사용자 또는 건물의 관리인 등의 사용자 단말기(30), 사용자에 관한 정보, 상기 디지털 미터기(10)에서 측정된 계량 정보, 상기 원격 검침 단말기(20)에 대한 정보를 저장하는 데이터베이스(40) 및 상기 중계기(60)를 통해 상기 원격 검침 단말기(20) 및 사용자 단말기(30)와 접속되고, 상기 원격 검침 단말기(20)에서 전송된 정보에 따라 사용자 단말기(30)로 수도 계량기의 상태 정보를 전송하는 관리 서버(50)를 포함하는 무선통신 단말 시스템에 적용된다.
이와 같은 원격 검침 단말기(20)는 도 2에 도시된 바와 같이, 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), 무선 통신 모듈(25)에 필요한 전원을 공급하는 전원부(26), 무선통신 안테나 및 케이블을 포함할 수 있다. 도 2는 본 발명에 따른 원격 검침 단말기의 구성을 설명하기 위한 블록도 이다.
상기 무선 통신 모듈(25)은 무선통신 안테나와 연결되며, 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.
또 본원에서 사용하는 용어 "외장형 전원"은 상기 제어부(24), 무선 통신 모듈(25) 등이 마련된 회로 기판과는 별도로 마련된 전원부(26)에서 공급되는 전원을 의미하며, 디지털 미터기(10)에도 필요한 전원을 공급한다.
이하, 본 발명에 따른 실시 예를 도면에 따라서 설명한다.
도 3은 본 발명에 적용되는 외장형 전원을 구비한 원격 검침 단말기의 내부 배치 상태를 나타내는 사진이고, 도 4는 본 발명에 적용되는 외장형 전원을 구비한 원격 검침 단말기의 분해 사시도이다.
본 발명에 따른 원격 검침 단말기(20)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 대략 사각 형상으로 이루어진 제1 격실(110) 및 상기 제1 격실(110)과 분리된 제2 격실(120)을 구비한 하우징(100), 상기 제1 격실(110)을 덮는 제1 덮개(130), 상기 제2 격실(120)을 덮는 제2 덮개(140), 상기 하우징을 덮는 제3 덮개(150), 상기 제1 격실(110)에 마련된 회로 기판 부재(160), 상기 제2 격실(120)에 마련되고, 상기 회로 기판 부재(160)에 전원을 공급하는 전원부(26)인 전원 공급 부재(170)를 포함한다. 상기 하우징(100)과 제1 격실(110) 및 제2 격실(120)은 도 3에 도시된 바와 같이, 예를 들어 금형 사출에 의해 일체화 되도록 마련될 수 있다.
또 상기 원격 검침 단말기(20)에는 상기 하우징(100)의 외부에 마련된 무선통신 안테나(27) 및 디지털 미터기(10)와 상기 회로 기판 부재(160)의 전기적 연결을 위한 케이블(28)이 마련된다.
상기 무선 통신 안테나(27)는 무선 통신 모듈(25)과 유선 또는 무선으로 연결되며 중계기(60)와의 송수신 기능을 실행하며, 상기 케이블(28)은 상기 하우징(100)의 격벽에 마련된 제1 홈(101)과 상기 제1 격실(110)의 격벽에 마련된 제2 홈(111)을 경유하여 하우징(100)의 외부로 인출되어 디지털 미터기(10)와 전기적 으로 연결되며, 디지털 미터기(10)에 필요한 전원을 공급한다. 즉 본 발명에서는 디지털 계량기용 전원과 원격 검침 단말기용 전원이 하나의 외장형 전원에 의해 마련되므로, 장비의 소형화를 도모할 수 있다.
상기와 같이 디지털 미터기(10)로의 전원 공급을 위한 케이블(28)을 마련하므로 원격 검침 단말기(20)가 침수되는 경우, 상기 제1 홈(101)과 제2 홈(111)의 부분을 통해 스며든 물로 인해 상기 회로 기판 부재(160) 및 전원 공급 부재(170)를 보호할 수 없게 된다. 이를 방지하기 위해 본 발명에 따른 원격 검침 단말기(20)에서는 상기 제1 격실(110) 및 제2 격실(120)과 상기 하우징(100) 사이의 공간부를 실리콘으로 몰딩한다. 즉, 하우징(100)의 내부로 물이 스며들지 않도록, 상기 제1 홈(101)과 제2 홈(111)의 부분이 실리콘으로 충진되어 몰딩된다.
또 상기 제1 격실(110) 및 제2 격실(120)의 내부가 방수되도록, 도 3에 도시된 바와 같이 제1 격실(110) 및 제2 격실(120)의 상부에 각각 개스킷(180)이 장착된다. 이를 위해 제1 격실(110) 및 제2 격실(120)의 상부에는 개스킷(180)의 삽입을 위한 삽입구가 대략 사각형 형상으로 마련되고, 상기 제1 덮개(130) 및 제2 덮개(140)에는 상기 삽입구에 대응하여 돌기부가 마련될 수 있다. 상기 개스킷(180)은 예를 들어 실리콘 재질로 마련될 수 있으며, 하우징(100)의 침수시 제1 격실(110) 및 제2 격실(120)을 방수 상태로 유지하게 된다.
다음에 도 4 내지 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 원격 검침 단말기(20)의 조립 과정에 대해 설명한다.
도 5는 하우징의 내부에 몰당재가 충진된 상태를 나타낸 사시도이고, 도 6은 조립이 완료된 원격 검침 단말기의 외관 사시도이다.
본 발명에 따른 원격 검침 단말기(20)에서는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 금형 사출에 의해 하우징(100)과 제1 격실(110) 및 제2 격실(120)이 마련되고, 제1 격실(110) 내에는 회로 기판 부재(160)가 장착되고, 제2 격실(120)에는 전원 공급 부재(170)로서 공칭 용량 8,500㎃, 공칭 전압 3.6V인 2개의 배터리가 장착된다. 이 2개의 배터리는 직렬로 연결되고, 배터리의 음극 단자 및 양극 단자는 전원선이 제1 격실(110)과 제2 격실(120) 사이의 격벽을 관통하여 회로 기판 부재(160)의 전원 커넥터에 연결된다.
또 케이블(28)은 디지털 미터기(10)에 전원을 공급하기 위해, 케이블(28)의 일단이 회로 기판 부재(160)의 디지털 미터기(10) 연결 커넥터에 결합되고, 타단이 하우징(100)의 격벽에 마련된 제1 홈(101)과 제1 격실(110)의 격벽에 마련된 제2 홈(111)을 경유하여 하우징의 외부로 인출된다. 또한, 무선통신 안테나(27)는 하우징(100)의 격벽에서 패킹 등의 부재를 통해 장착된다.
다음에 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 격실(110) 및 제2 격실(120)의 상부에 마련된 삽입구에 각각 개스킷(180)을 삽입하고, 제1 덮개(130) 및 제2 덮개(140)의 돌기부를 개스킷(180)에 대응하여 맞춘 후 각각의 4 모서리 부분에서 나사 체결하는 것에 의해 고정된다.
이어서, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 격실(110) 및 제2 격실(120)과 상기 하우징(100) 사이의 공간부를 몰딩재(190)인 실리콘으로 충진한다. 이와 같은 몰딩에 의해 제1 홈(101)과 제2 홈(111)의 부분도 실리콘으로 충진되어 제1 격실(110) 및 제2 격실(120)이 완전 방수 처리된다. 또 상기와 같은 몰딩은 제1 덮개(130)의 상부까지 실행될 수 있다. 즉 본 발명에 따른 외장형 전원을 구비한 원격 검침 단말기에서는 배터리를 교체할 수 있도록 제2 덮개(140)의 부분만 남기고 하우징(100) 내부를 몰딩재(190)로 충진할 수도 있다.
계속해서 제3 덮개(150)로 하우징(100)의 상부를 덮고, 측면에서 나사 체결하는 것에 의해 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 원격 검침 단말기(20)가 완성된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 원격 검침 단말기(20)에서는 완전 방수를 위한 제1 격실(110)과 제2 격실(120)의 분리를 통해, 회로 기판 부재(160)와 전원 공급 부재(170)를 분리하고, 배터리는 필요에 따라 교체하여, 원격 검침 단말기(20)의 수명을 기존 8년에서 최대 16년까지 연장할 수 있다.
다음에 본 발명에 따른 원격 검침 단말기(20)에 마련된 외장형 전원의 구조에 대해 도 7에 따라 설명한다.
도 7은 본 발명에 적용되는 외장형 전원의 회로도이다.
본 발명에 따른 전원 공급 부재(170)는 도 7에 도시된 바와 같이, 배터리(171), 상기 배터리(171)의 전압 강하를 방지하도록 제어하는 배터리 구동부(172) 및 상기 배터리(171)에서 입력되는 전력을 충전하는 초고용량 커패시터(173)를 포함한다.
상기 배터리(171)는 부하(174)에 전력을 공급하는 주 전력으로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 공칭 용량 8,500㎃, 공칭 전압 3.6V인 2개의 배터리가 적용될 수 있다.
상기 배터리 구동부(172)는 상기 배터리(171)에서 출력되는 전류의 양에 따라 순간적으로 전압 강하가 발생하는 지의 여부를 감지하는 배터리 전압 감지부, 상기 초고용량 커패시터(173)에서의 전류 공급을 전환하는 스위칭 소자, 상기 배터리 전압 감지부로부터의 감지 상태에 따라 상기 스위칭 소자를 제어하는 배터리 제어부를 포함한다. 즉, 상기 배터리 구동부(172)는 주 전원인 배터리(171)로부터 부하(174)에 전원이 공급되는 라인에 전압강하가 발생되는지 여부를 감지하여 전압강하가 발생되는 경우이면, 스위칭 소자를 제어하여 배터리(171)에서 부하(174)로 공급되는 전력을 차단하고 초고용량 커패시터(173)에 저장된 전력이 부하로 공급되도록 하여 배터리(171)의 수명을 연장할 수 있게 한다.
상기 초고용량 커패시터(173)는 일반적인 콘덴서나 전해액 커패시터에 비해 압도적으로 많은 용량을 가지는 에너지 저장 디바이스로서, 순시적인 전력의 공급과 흡수를 실행하는 슈퍼커패시터(Super Capacitor) 또는 울트라 커패시터 (Ultra Capacitor)이다. 이러한 초고용량 커패시터(173)는 배터리(171)의 보조용으로 대용량의 에너지를 저장한 후, 수십 초에서 수 분 동안 높은 에너지를 발산하게 되는 동력원으로써 기존의 배터리(171)가 감당하지 못하는 성능의 특정 영역에서 사용 가능하다. 따라서, 배터리(171)의 수명 연장을 도모할 수 있다.
즉, 부하(174)는 주 전력인 배터리(171)에서 출력되는 전류를 사용하지만, 순간적으로 많은 전류가 필요한 경우 배터리(171)에서 출력되는 전류의 양이 부족하여 순간적으로 전압 강하가 발생하게 된다. 이를 방지하도록 주 전원인 배터리(171)와 부하(174) 간 버퍼 역활을 하기 위해 초고용량 커패시터(173)를 사용하여 배터리(171)에서 부족한 전류를 보충하여 부하가 안정적으로 동작하게 하며, 배터리(171)의 수명을 연장할 수 있다.
상기 부하(174)는 디지털 미터기(10), 무선 통신 모듈(25), 디스플레이(23), 제어부(24) 등을 의미한다.
상술한 바와 같이, 전원 공급 부재(170)를 마련하는 것에 의해, 매 통신 주기마다 동작 구간에서 발생되는 전압강하를 방지하여 배터리(171)에 부과되는 스트레스를 완화시킴으로써, 배터리의 수명을 회로적인 차원에서 연장시킬 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.
본 발명에 따른 외장형 전원을 구비한 원격 검침 단말기를 사용하는 것에 의해 배터리의 수명을 연장하고, 필요에 따라 배터리를 교체하면서 하우징에서의 방수 기능을 보강할 수 있다.
100 : 하우징
110 : 제1 격실
120 : 제2 격실
160 : 회로 기판 부재
170 : 전원 공급 부재

Claims (5)

  1. 사각 형상으로 이루어진 제1 격실 및 상기 제1 격실과 분리된 제2 격실을 구비한 하우징,
    개스킷의 삽입 후 상기 제1 격실을 덮는 제1 덮개,
    개스킷의 삽입 후 상기 제2 격실을 덮는 제2 덮개,
    상기 하우징을 덮는 제3 덮개,
    상기 제1 격실에 마련된 회로 기판 부재,
    상기 제2 격실에 마련되고, 상기 회로 기판 부재에 전원을 공급하는 전원 공급 부재를 포함하고,
    상기 제1 격실 및 제2 격실과 상기 하우징 사이의 공간부는 실리콘으로 몰딩되고,
    상기 전원 공급 부재는 공칭 용량 8,500㎃, 공칭 전압 3.6V인 2개의 배터리, 상기 배터리의 전압 강하를 방지하도록 제어하는 배터리 구동부 및 순간적인 전압 강하의 발생을 방지하도록 상기 배터리에서 입력되는 전력을 충전하는 울트라 커패시터를 포함하고,
    상기 배터리와 울트라 커패시터는 병렬로 연결된 것을 특징으로 하는 외장형 전원을 구비한 원격 검침 단말기.
  2. 제1항에서,
    상기 하우징의 외부에 마련된 무선통신 안테나 및
    디지털 미터기와 상기 회로 기판 부재의 전기적 연결을 위한 케이블을 더 포함하고,
    상기 케이블은 상기 하우징에 마련된 제1 홈과 상기 제1 격실에 마련된 제2 홈을 경유하고,
    상기 전원 공급 부재는 상기 케이블을 통해 상기 디지털 미터기에 전원을 공급하는 것을 특징으로 하는 외장형 전원을 구비한 원격 검침 단말기.
  3. 제2항에서,
    상기 제1 홈과 제2 홈은 실리콘으로 몰딩되는 것을 특징으로 하는 외장형 전원을 구비한 원격 검침 단말기.
  4. 삭제
  5. 제1항에서,
    상기 배터리 구동부는
    상기 배터리에서 출력되는 전류의 양에 따라 순간적으로 전압 강하가 발생하는 지의 여부를 감지하는 배터리 전압 감지부,
    상기 울트라 커패시터에서의 전류 공급을 전환하는 스위칭 소자,
    상기 배터리 전압 감지부로부터의 감지 상태에 따라 상기 스위칭 소자를 제어하는 배터리 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 외장형 전원을 구비한 원격 검침 단말기.
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