KR102467780B1 - 스마트 플러그에 연결된 전자 기기를 검출하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

스마트 플러그에 연결된 전자 기기를 검출하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 개시는 센서 네트워크(Sensor Network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication) 및 사물 인터넷(Internet of Things, IoT)을 위한 기술과 관련된 것이다. 본 개시는 상기 기술을 기반으로 하는 지능형 서비스(스마트 홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 헬스 케어, 디지털 교육, 소매업, 보안 및 안전 관련 서비스 등)에 활용될 수 있다. 본 개시에 따른 게이트웨이 장치는 스마트 플러그에 연결된 전자 기기의 전력 소비 정보를 상기 스마트 플러그로부터 주기적으로 수신하고, 상기 수신한 전력 소비 정보에 기초하여 상기 전자 기기에 대한 추가적 전력 소비 정보가 필요한지 여부를 판단하고, 상기 추가적 전력 소비 정보가 필요한 것으로 판단하면, 상기 스마트 플러그에 상기 추가적 전력 소비 정보를 요청하고, 추가적 전력 소비 정보를 상기 게이트웨이 장치에 전송할 수 있는 스마트 플러그의 최대 개수를 결정하고, 상기 게이트웨이 장치에 추가적 전력 소비 정보를 전송중인 스마트 플러그들의 개수가 상기 최대 개수보다 많은지 판단하고, 상기 게이트웨이 장치에 추가적 전력 소비 정보를 전송중인 스마트 플러그들의 개수가 상기 최대 개수보다 많으면, 상기 게이트웨이 장치에 추가적 전력 소비 정보를 전송중인 스마트 플러그들 중 적어도 일부의 데이터 전송을 제어한다.

Description

스마트 플러그에 연결된 전자 기기를 검출하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR DETECTING ELECTRONIC DEVICE CONNECTED TO A SMART PLUG}
본 발명은 스마트 플러그에 연결된 전자 기기를 검출하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 스마트 플러그가 게이트웨이 장치에 상기 전자 기기의 전력 소비 정보를 전송한 후 사용자가 상기 게이트웨이 장치로부터 상기 전자 기기에 대한 정보를 수신하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 IoT(Internet of Things, 사물인터넷) 망으로 진화하고 있다. 클라우드 서버 등과의 연결을 통한 빅데이터(Big data) 처리 기술 등이 IoT 기술에 결합된 IoE (Internet of Everything) 기술도 대두되고 있다. IoT를 구현하기 위해서, 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술과 같은 기술 요소 들이 요구되어, 최근에는 사물간의 연결을 위한 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 연구되고 있다.
IoT 환경에서는 연결된 사물들에서 생성된 데이터를 수집, 분석하여 인간의 삶에 새로운 가치를 창출하는 지능형 IT(Internet Technology) 서비스가 제공될 수 있다. IoT는 기존의 IT(information technology)기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여 스마트홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 등의 분야에 응용될 수 있다.
스마트 플러그는 전자 기기의 플러그와 벽 등에 설치된 콘센트 사이에 위치하여 전자 기기 작동시의 소비 전력을 측정하고, 상기 전자 기기의 전력 소비 정보를 기반으로 서비스를 제공하는 장치(Home Energy Manager) 또는 사용자에게 측정된 소비 전력을 알려 준다. 상기 사용자 또는 상기 Home Energy Manager는 상기 획득한 전자 기기 별 소비 전력을 이용하여 가정 내 에너지를 효율적으로 사용하거나 절약할 수 있다. 이하 Home Energy Manger는 게이트웨이 장치(Gateway Device) 또는 호스트 장치(Host Device)와 혼용될 수 있다.
Home Energy Manager 또는 사용자가 가정 내 전자 기기 별 소비 전력에 대한 정보를 수신하기 위해서는 스마트 플러그에 연결된 전자 기기를 파악하여 등록(register)하는 과정이 필요하다. 이를 위해 사용자나 관리자의 개입 없이 전자 기기를 자동으로 인식하는 발명이 출원된 바 있다.(출원번호 KR 10-2013-0136133)
각각의 스마트 플러그는 각자 연결된 전자 기기의 전력 소비 정보에 기초하여 상기 연결된 전자 기기를 식별하고, 기기 등록을 위해 식별된 전자 기기에 대한 정보를 게이트웨이 장치에 전송할 수 있다. 이 경우 기기 인식 알고리즘의 수행을 위해서 각각의 스마트 플러그가 일정 수준 이상의 하드웨어 사양을 가질 것이 요구된다. 예를 들어, 일정 수준 이상의 MCU(micro controller unit) 성능, Flash 용량, RAM 용량 및 연산능력 등이 요구되며, 이는 제조 비용 상승으로 이어지게 된다.
본 발명은 하드웨어의 업그레이드 및 소프트웨어의 개발을 최소화하면서 다수의 스마트 플러그들로부터 데이터를 수신하여 처리하기 위한 방법으로서, 전자 기기의 변경 또는 인식 동작을 각각의 스마트 플러그가 아니라 게이트웨이 장치에서 수행하는 방법을 제안한다. 본 발명은 다수의 스마트 플러그가 게이트웨이 장치에 전송하는 전력 데이터의 과도하게 많아지지 않도록 하는 방법을 제공한다.
본 발명은 다수의 스마트 플러그(단말)들에서 측정한 많은 양의 전력 데이터를 손실 없이 호스트 디바이스로 전송하여 단말에 연결된 전자 기기의 종류가 무엇인지를 자동으로 감지/등록하게 하여 사용자의 개입을 최소화시키는 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 게이트웨이 장치가 스마트 플러그의 데이터 전송을 제어하는 방법은, 스마트 플러그에 연결된 전자 기기의 전력 소비 정보를 상기 스마트 플러그로부터 주기적으로 수신하는 단계; 상기 수신한 전력 소비 정보에 기초하여 상기 전자 기기에 대한 추가적 전력 소비 정보가 필요한지 여부를 판단하는 단계; 상기 추가적 전력 소비 정보가 필요한 것으로 판단하면, 상기 스마트 플러그에 상기 추가적 전력 소비 정보를 요청하는 단계; 추가적 전력 소비 정보를 상기 게이트웨이 장치에 전송할 수 있는 스마트 플러그의 최대 개수를 결정하는 단계; 상기 게이트웨이 장치에 추가적 전력 소비 정보를 전송중인 스마트 플러그들의 개수가 상기 최대 개수보다 많은지 판단하는 단계; 및 상기 게이트웨이 장치에 추가적 전력 소비 정보를 전송중인 스마트 플러그들의 개수가 상기 최대 개수보다 많으면, 상기 게이트웨이 장치에 추가적 전력 소비 정보를 전송중인 스마트 플러그들 중 적어도 일부의 데이터 전송을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 플러그가 게이트웨이 장치와 데이터를 송수신하는 방법은, 스마트 플러그에 연결된 전자 기기의 전력 소비 정보를 주기적으로 측정하는 단계; 상기 측정된 전력 소비 정보를 게이트웨이 장치에 전송하는 단계; 상기 전자 기기에 대한 추가적 전력 소비 정보에 대한 요청을 상기 게이트웨이 장치로부터 수신하는 단계; 상기 전자 기기의 특성 및 상기 전력 소비 정보에 기초하여 상기 전자 기기가 변경된 가능성이 있는지 판단하는 단계; 및 상기 전자 기기가 변경된 가능성이 있으면 추가적 전력 소비 정보를 상기 게이트웨이 장치에 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 플러그의 데이터 전송을 제어하는 게이트웨이 장치는, 스마트 플러그와 데이터를 송수신하는 통신부; 및 상기 스마트 플러그에 연결된 전자 기기의 전력 소비 정보를 상기 스마트 플러그로부터 주기적으로 수신하고, 상기 수신한 전력 소비 정보에 기초하여 상기 전자 기기에 대한 추가적 전력 소비 정보가 필요한지 여부를 판단하고, 상기 추가적 전력 소비 정보가 필요한 것으로 판단하면, 상기 스마트 플러그에 상기 추가적 전력 소비 정보를 요청하고, 추가적 전력 소비 정보를 상기 게이트웨이 장치에 전송할 수 있는 스마트 플러그의 최대 개수를 결정하고, 상기 게이트웨이 장치에 추가적 전력 소비 정보를 전송중인 스마트 플러그들의 개수가 상기 최대 개수보다 많은지 판단하고, 상기 게이트웨이 장치에 추가적 전력 소비 정보를 전송중인 스마트 플러그들의 개수가 상기 최대 개수보다 많으면, 상기 게이트웨이 장치에 추가적 전력 소비 정보를 전송중인 스마트 플러그들 중 적어도 일부의 데이터 전송을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 게이트웨이 장치와 데이터를 송수신하는 스마트 플러그는, 게이트웨이 장치와 데이터를 송수신하는 통신부; 및 스마트 플러그에 연결된 전자 기기의 전력 소비 정보를 주기적으로 측정하고, 상기 측정된 전력 소비 정보를 상기 게이트웨이 장치에 전송하고, 상기 전자 기기에 대한 추가적 전력 소비 정보에 대한 요청을 상기 게이트웨이 장치로부터 수신하고, 상기 전자 기기의 특성 및 상기 전력 소비 정보에 기초하여 상기 전자 기기가 변경된 가능성이 있는지 판단하고, 상기 전자 기기가 변경된 가능성이 있으면 추가적 전력 소비 정보를 상기 게이트웨이 장치에 전송하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
스마트 플러그(전력 측정 장치)에 연결된 전자 기기의 인식을 위한 알고리즘 실행을 스마트 플러그가 아니라 호스트 디바이스에서 실행하므로 스마트 플러그의 하드웨어 사양의 업그레이드 및 제조비 상승을 줄일 수 있다.
도 1은 스마트 플러그를 포함하는 시스템의 구성을 도시한다.
도 2는 스마트 플러그의 외관의 일 실시예를 도시한다.
도 3은 다수의 스마트 플러그에서 게이트웨이 장치로의 데이터 전송을 나타낸다.
도 4는 가정 내에서의 스마트 플러그의 배치의 일 실시예를 나타낸다.
도 5는 스마트 플러그의 구성 모듈의 일 실시예를 나타낸다.
도 6는 게이트웨이 장치의 구성 모듈의 일 실시예를 나타낸다.
도 7은 전력 패턴 특징 추출부에서 감지할 수 있는 전력 패턴의 예시를 나타낸다.
도 8은 스마트 플러그와 게이트웨이 장치 간의 데이터 송수신을 나타낸다.
도 9는 게이트웨이 장치에 의한 추가적 전력 소비 정보 요청 과정을 나타낸다.
도 10은 플러그 연결만으로 미세 전력이 소모되는 전자 기기의 전력 변화를 나타낸다.
도 11은 게이트웨이 장치가 다수의 스마트 플러그의 데이터 전송을 제어하는 절차를 나타낸다.
도 12는 전자기기의 가동시의 전력 패턴을 나타낸다.
도 13은 각 스마트 플러그가 데이터를 전송할 시간 구역을 스케줄링한 것을 나타낸다.
도 14는 게이트웨이 장치가 스마트 플러그의 데이터 전송을 제어하는 방법을 나타낸다.
도 15는 스마트 플러그가 게이트웨이 장치와 데이터를 송수신하는 방법을 나타낸다.
도 16은 게이트웨이 장치의 구성을 나타낸다.
도 17은 스마트 플러그의 구성을 나타낸다.
본 명세서 및 청구범위에 있어서 "포함하는"은 다른 요소들 또는 동작들을 배제한다는 의미가 아니다. 본 명세서 및 청구범위에 있어서 단수 명사는 달리 특별히 언급되지 않는다면 복수 명사를 포함할 수 있다. 본 명세서 및 청구범위에 있어서 "스마트 플러그"는 전력 측정 장치와 혼용되어 사용될 수 있다. 본 명세서 및 청구범위에 있어서 "전자 기기(electronic device)"는 스마트 플러그의 콘센트에 플러그를 통해 연결되며 가전용 기기(appliance)를 포함한다. 본 명세서 및 청구범위에 있어서 "콘센트"에는 핀이 2개 또는 3개 달린 플러그가 삽입될 수 있으며, 상기 핀들의 모양, 크기, 배치에 의해 다양한 형태를 갖는다.
이하, 본 발명의 다양한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명의 실시예에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 간략화되거나 생략된다. 여기서 본 발명의 특징이 상술한 예시들로 한정되는 것은 아니며, 이하에서 설명하는 각 구성들의 형태 변경이나, 추가적인 기능들까지도 포함할 수 있다. 도면들에서, 일부 요소들의 크기는 예시를 위해 확대될 수 있으며, 크기에 비례하여 도시한 것이 아니다.
도 1은 스마트 플러그를 포함하는 시스템의 구성을 도시한다.
도 1을 참조하면, 상기 시스템은 콘센트(110), 스마트 플러그(120) 및 전자 기기(130), 게이트웨이 장치(gateway device, 140) 및 사용자 장치(user device, 150)를 포함할 수 있다.
도 1에서 콘센트(110)는 벽에 위치하는 것으로 도시하고 있지만 이에 한정되지 않으며, 바닥, 천장, 멀티 탭 등에 위치할 수 있다. 스마트 플러그(120)는 콘센트(121)와 플러그(122)를 포함하며, 게이트웨이 장치(140)와 유선 또는 무선으로 데이터를 송수신할 수 있다. 전자 기기(130)는 플러그(131)를 포함하며, 플러그(131)는 콘센트(121)에 삽입될 수 있다. 게이트웨이 장치(140)는 유선 또는 무선으로 스마트 플러그에 데이터를 송수신할 수 있다. 게이트웨이 장치(140)는 디스플레이 모듈 및 입력부를 자체적으로 포함할 수 있다. 게이트웨이 장치(140)는 디스플레이 모듈을 포함하는 사용자 장치(150), 예를 들어 TV, 패드, 스마트폰, 노트북, 냉장고,와 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다. 사용자 장치(150)의 입력부를 통해 사용자는 게이트웨이 장치(140)의 동작을 제어할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 게이트웨이 장치(140)는 스마트 플러그(120)에 부착 또는 내장되어 동작할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 사용자 장치(150)가 게이트웨이 장치(140)와 근거리 통신(예를 들어 블루투스 또는 WiFi)을 수행할 수 있는 거리 내로 이동하면, 사용자 장치(150)의 요청 없이도 게이트웨이 장치(140)가 전자 기기(130)의 기기 정보를 사용자 장치(150)에 전송할 수 있다. 이 경우 사용자 장치(150)는 전자기기(130)의 기기 정보를 디스플레이를 통해 디스플레이할 수 있다.
도 2는 스마트 플러그의 외관의 일 실시예를 도시한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 스마트 플러그(120)는 플러그(210) 및 콘센트(220)를 포함한다. 플러그(210)와 콘센트(220)는 같은 타입인 것이 일반적이지만 서로 상이한 타입일 수도 있다. 예를 들어, 플러그(210)는 원통 모양의 2개의 핀을 포함하는 반면, 콘센트(220)는 납작한 직육면체 모양의 3개의 핀을 수용할 수 있는 구조를 가질 수 있다. 플러그(210) 및 콘센트(220)는 여러 타입에 호환되도록 형성될 수도 있다. 도 2에서는 스마트 플러그(120)가 하나의 콘센트를 포함하는 것으로 도시하였지만, 2이상의 콘센트를 포함할 수 있으며 이 경우 게이트웨이 장치는 2이상의 스마트 플러그가 있는 것으로 인식할 수 있다.
도 3은 다수의 스마트 플러그에서 게이트웨이 장치로의 데이터 전송을 나타낸다.
각각의 스마트 플러그(310)는 자신에게 연결된 전자 기기의 전력 소비 정보를 게이트웨이 장치(320)에 전송할 수 있다. 상기 전력 소비 정보는 미리 정해진 주기(예를 들어 1분 또는 2분)마다 게이트웨이 장치(320)에 전송될 수 있다. 상기 전력 소비 정보는 미리 정해진 기간(예를 들어 30초 또는 1분) 동안 소비한 전력량을 포함할 수 있다. 각각의 스마트 플러그(310)는 게이트웨이 장치(320)로부터의 요청이 있으면 상기 전자 기기에 대한 추가적 전력 소비 정보를 게이트웨이 장치(320)에 전송할 수 있다. 상기 추가적 전력 소비 정보는 전력 소비 정보보다 조밀한 시간 간격(예를 들어 0.1초)으로 측정되며, 각각의 스마트 플러그(310)는 측정된 추가적 전력 소비 정보를 내장 버퍼에 임시 저장하였다가 게이트웨이 장치(320)로부터의 요청이 있으면 게이트웨이 장치(320)에 전송할 수 있다.
게이트웨이 장치(320)는 상기 전력 소비 정보를 기초로 하여 각각의 스마트 플러그(310)에 연결된 전자 기기들의 기기 정보를 판단하고, 상기 기기 정보를 사용자에게 제공할 수 있다. 상기 제공은, 게이트웨이 장치(320)에 구비된 디스플레이에 상기 기기 정보를 표시하거나 상기 게이트웨이 장치(320)에 유선 또는 무선으로 연결된 사용자 장치에 상기 기기 정보를 전송함에 의해 수행될 수 있다. 상기 기기 정보는 상기 전자 기기의 종류(예를 들어, 에어컨, 냉장고, TV, 세탁기 등) 및 상기 전자 기기의 동작 상태에 대한 정보를 포함할 수 있다. 각각의 스마트 플러그(310)와 게이트웨이 장치(320) 간의 통신에는, 예를 들어, 지그비(ZigBee) 통신이 사용될 수 있다.
도 4는 가정 내에서의 스마트 플러그의 배치의 일 실시예를 나타낸다.
도 4에서 TV(410)는 스마트 플러그(420)을 통해 전원이 연결되고, 전자레인지(430)는 스마트 플러그(440)을 통해 전원이 연결되고, 가스레인지(450)는 스마트 플러그(460)을 통해 전원이 연결된 것을 나타낸다. 도 4에서 TV(410)가 게이트웨이 장치인 것으로 가정하면, 스마트 플러그(420), 스마트 플러그(440) 및 스마트 플러그(460)는 TV(410)와 무선 통신(예를 들어 ZigBee)를 통해 데이터를 송수신할 수 있다.
도 5는 스마트 플러그의 구성 모듈의 일 실시예를 나타낸다.
도 5에 따르면 스마트 플러그는 전력 측정부(510), 누적 전력 데이터 저장부(520), 순간 전력 데이터 저장부(530), 기기 교체 감지부(540) 및 외부 인터페이스(550)를 포함한다.
전력 측정부(510)는 스마트 플러그에 연결된 전자 기기에 의한 소비 전력을 측정한다. 누적 전력 데이터 저장부(520)는 미리 정해진 시간(예를 들어 1분) 동안의 평균 전력을 저장한다. 순간 전력 데이터 저장부(530)는 미리 정해진 시간(예를 들어 0.5초) 마다의 전력 데이터를 저장한다. 순간 전력 데이터 저장부(430)가 저장하는 전력 데이터는 순시 전류, 순시 전압, 실효 전력 및 역률(power factor)을 포함할 수 있다. 기기 교체 감지부(540)는 스마트 플러그에 연결된 전자 기기가 교체되었는지에 대해 스마트 플러그에서 1차적으로 판단하여 게이트웨이 장치로의 데이터 전송량을 줄일 수 있도록 한다. 기기 교체 감지부(540)는 전자 기기가 새로 스마트 플러그에 연결되었는지 또는 스마트 플러그로부터 전자 기기가 제거되었는지도 판단한다. 외부 인터페이스(550)는 게이트웨이 장치와 유선 또는 무선 통신을 수행할 수 있도록 한다. 순간 전력 데이터 저장부(530) 및 기기 교체 감지부(540)는 스마트 플러그의 MCU(micro controller unit)에 포함될 수 있다.
도 6는 게이트웨이 장치의 구성 모듈의 일 실시예를 나타낸다.
도 6에 따르면 게이트웨이 장치는 외부 인터페이스(610), 데이터 제어부(620) 및 데이터 분석부(630)를 포함한다.
외부 인터페이스(610)는 하나 이상의 스마트 플러그 및 다른 장치와 유선 또는 무선 통신을 수행할 수 있도록 한다. 데이터 제어부(620)는 통신 상태 측정 모듈(621), 통신 노드 관리 모듈(622), 전력 데이터 전송 판단 모듈(623), 통신 제어 모듈(624), 전력 데이터 저장 모듈(625) 등을 포함할 수 있다.
통신 상태 측정 모듈(621)은 명령에 대한 응답 시간, 통신 재시도(retry) 횟수 등의 통신 이력 데이터를 기반으로 안정적으로 실시간 처리가 가능한 플러그 수(Nθ)를 예측한다. 통신 노드 관리 모듈(622)은 각 무선 디바이스의 통신에 관련된 속성을 관리한다. 예를 들어 해당 디바이스가 제어나 상태 조회 서비스만을 제공하는 디바이스인지 전력 데이터를 전송할 필요가 있는 디바이스(스마트 플러그)인지 구별한다. 전력 데이터 전송 판단 모듈(623)은 기기인식에 필요한 전력 데이터를 전송할 필요가 있는지를 판단하여 통신 트래픽이 발생하지 않도록 불필요한 전력 데이터가 전송되는 것을 억제한다. 통신 제어 모듈(624)은 전력 데이터가 효율적이고 안정적으로 전송될 수 있도록 제어 메시지를 생성하고 전송/수신한다. 전력 데이터 저장 모듈(625)은 데이터 측정 장치로부터 전송 받은 전력 데이터가 누수되지 않고 차례대로 저장되도록 한다.
데이터 분석부(630)는 전력 패턴 특징 추출부(631), Contextual 분석부(632) 및 종합 판단 모듈(633, comprehensive decision module)을 포함할 수 있다. 전자 기기는 해당 기기의 설계 시 반드시 포함되는 내부 장치 및 동작 특성으로 인해 고유의 전력 패턴을 가지고 전력을 소비한다. 전력 패턴 특징 추출부(631)는 상기 고유의 전력 소비 패턴을 기초로 전자 기기의 타입을 판단할 수 있다. 전자 기기의 타입은 예를 들어, 냉장고, TV, 전자 레인지, 다리미, 진공청소기, 세탁기, 에어컨, 오디오 기기, 커피 포트, 토스터, 쿡탑(cooktop), 건조기, 전기 히터, 전기 밥솥, 식기 세척기 및 PC(Personal Computer) 중의 하나에 해당할 수 있다. Contextual 분석부(632)는 전자 기기의 주변 환경을 분석하여 상황 인식 정보로서 수집할 수 있다. 상황 인식 정보는 전자 기기의 동작 지속 시간, 전자 기기의 사용 빈도, 전자 기기의 사용 시간대, 습도 및 온도 등의 정보를 포함할 수 있다. 종합 판단 모듈(633)은 상기 저장된 전력 데이터에 기초하여 전자 기기가 어떤 종류인지 판단하고 판단된 종류를 등록하는 등 다양한 판단을 수행할 수 있다.
도 5 및 도 6에서의 각 블록들은 기술상의 편의를 위하여 구분한 것일 뿐, 반드시 이와 같이 각 기능이 구분되어지는 것은 아니다.
도 7은 전력 패턴 특징 추출부에서 감지할 수 있는 전력 패턴의 예시를 나타낸다.
701은 2 stage turn on 으로서, off에서 유효 전력이 증가 후 3초 이내까지 flat이 유지되다 유효 전력이 다시 증가하여 flat이 3초 유지 되는 경우 이에 해당하는 것으로 판단할 수 있다. 702는 flat으로서, 매 3초의 유효 전력의 평균에 대한 편차가 5% 이내이면 이에 해당하는 것으로 판단할 수 있다. 703은 small scale vibration으로서, 인접한 유효 전력의 차이가 20W 이하의 peak가 3초에 10개 이상 존재하면 이에 해당하는 것으로 판단할 수 있다. 704는 negative spike으로서, 50W 이상의 유효 전력이 30W 이하로 3초 이내 유지되다가 다시 회복되면 이에 해당하는 것으로 판단할 수 있다. 705는 gradual rising으로서, 3초 단위의 유효 전력 평균의 증가가 30초 이상 관측되면 이에 해당하는 것으로 판단할 수 있다. 706은 pulse train으로서, 1.5초 이상의 on time이 5회 이상 유지되고 각각의 on time의 편차가 10% 이내인 경우 이에 해당하는 것으로 판단할 수 있다. 707은 large scale vibration으로서, 인접한 유효 전력의 차이가 20W 이상인 peak가 5보다 크면 이에 해당하는 것으로 판단할 수 있다. 708은 positive spike으로서, 모터의 초기 기동에 기인하는 경우가 많으며 모터가 정속으로 회전할 때의 유효 전력의 2배 이상이 3초 이내에 유지되다가 감소하면 이에 해당하는 것으로 판단할 수 있다. 709는 gradual falling으로서, 3초 단위의 유효 전력 평균의 감소가 30초 이상 관측되면 이에 해당하는 것으로 판단할 수 있다. 710은 전력 패턴의 반복의 예시를 나타낸다.
전력 패턴 특징 추출부에서 추출하는 패턴은 도 7에 예시된 패턴들에 한정되지 않는다. 전력 패턴 특징 추출부는 도 7에 예시된 패턴들 중 2이상을 결합한 패턴 또는 도 7에 예시되지 않는 패턴을 추출할 수도 있다.
도 8은 스마트 플러그와 게이트웨이 장치 간의 데이터 송수신을 나타낸다.
810 단계에서 스마트 플러그(전력 측정 장치)는 주기적으로 상기 스마트 플러그에 연결된 전자 기기의 전력 소비 정보를 게이트웨이 장치에 전달한다. 820 단계에서 상기 게이트웨이 장치는 상기 스마트 플러그에 연결된 전자 기기에 대한 추가적 전력 정보의 전송을 상기 스마트 플러그에 요청하고, 830 단계에서 상기 스마트 플러그는 게이트웨이 장치에 스마트 플러그에 연결된 전자 기기에 대한 추가적 전력 소비 정보를 전송한다. 840 단계에서 게이트웨이 장치는 계속적으로 추가적 전력 소비 정보를 전송할 것을 요청하고, 850 단계에서 스마트 플러그는 게이트웨이 장치에 추가적 전력 소비 정보를 전송한다.
860 단계에서 게이트웨이 장치는 스마트 플러그의 데이터 전송에 대한 제어가 필요한 것이라 판단한다. 이 경우 870 단계에서 스마트 플러그의 추가적 전력 소비 정보를 기초로 해당 스마트 플러그에 연결된 전자 기기의 전력 패턴이 해당 스마트 플러그의 전자 기기의 이전 전력 패턴과 동일하면 전자 기기가 변경되지 않은 것으로 판단하여 해당 스마트 플러그에 대하여 추가적 전력 소비 정보의 전송 중단을 요청한다. 870 단계와 별도로 또는 870 단계 수행 후에 여전히 스마트 플러그의 데이터 전송에 대한 제어가 필요한 것이라 판단할 경우, 880 단계에서 데이터를 전송할 시간 구역의 스케줄링을 포함하는 정보를 각 스마트 플러그에 대해 전송한다. 890 단계에서 스마트 플러그는 880 단계에서 수신한 정보에 기초하여 추가적 전력 소비 정보를 전송한다.
도 9는 게이트웨이 장치에 의한 추가적 전력 소비 정보 요청 과정을 나타낸다.
910 단계에서 게이트웨이 장치는 스마트 플러그로부터 주기적으로 전자 기기의 전력 소비 정보를 수신한다. 상기 전력 소비 정보는 스마트 플러그에 연결된 전자 기기가 미리 정해진 기간(예를 들어 1분) 동안 소비한 전력량에 해당할 수 있다. 920 단계에서 게이트웨이 장치는 상기 수신한 전력 소비 정보를 토대로 상기 전자 기기에 대한 추가적(additional) 전력 소비 정보가 필요한지 여부를 판단한다. 예를 들어, 연속되는 미리 정해진 기간 동안 소비한 전력량의 증가량이 미리 설정된 값(예를 들어 0.2Wh)보다 큰 경우 상기 추가적 전력 소비 정보가 필요한 것으로 판단할 수 있다.
930 단계에서 게이트웨이 장치는 상기 추가적 전력 소비 정보가 필요한 것으로 판단한 경우 스마트 플러그에 상기 전자 기기에 대한 추가적 전력 소비 정보 전송을 요청한다. 상기 추가적 전력 소비 정보는 높은 샘플링 레이트(예를 들어 1초에 5회)로 측정한 전류, 전압, 실효 전력 및 역률 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 추가적 전력 소비 정보 전송 요청을 받은 스마트 플러그는 추가적 전력 소비 정보를 전송할 필요가 있는지 판단할 수 있다.
스마트 플러그는 스마트 플러그가 연결된 전자 기기가 변경되지 않은 것으로 자체적으로 판단하면 추가적 전력 소비 정보를 전송할 필요가 없는 것으로 판단할 수 있다. 연결된 전자기기가 변경되었는지 여부를 판단하기 위해서 현재 스마트 플러그가 인식하고 있는 연결된 전자기기의 타입 및 전력을 고려할 수 있다. 예를 들어, 스마트 플러그에 연결된 전자기기가 플러그 연결만으로 미세 전력이 소모되는 기기에 해당하고, 미리 정해진 기간 동안의 전력 변화에서 전력이 0이 되는 시점이 없는 경우에는 전자 기기가 변경되지 않은 것으로 판단하여 추가적 전력 소비 정보를 전송하지 않으므로 전력 데이터 전송량을 줄일 수 있다. 참고적으로, 기계적으로 가동되는 선풍기 또는 히터 등이 연결된 경우 이러한 장치는 플러그 연결만으로 미세 전력이 소모되지 않으므로 스마트 플러그가 자체적으로 연결된 전자기기가 변경되었는지를 상기 판단에 의해 결정할 수 없다.
도 10은 플러그 연결만으로 미세 전력이 소모되는 전자 기기의 전력 변화를 나타낸다.
도 10에서 플러그 연결만으로 미세 전력이 소모되는 전자 기기는 플러그 연결(1010)에 의해 스파크 발생 후 미세 전력이 소모됨을 알 수 있다. 또한 플러그 연결만으로 미세 전력이 소모되는 전자 기기는 가동이 중단(turn off, 1020)된 후에도 미세 전력이 소모됨을 알 수 있다.
940 단계에서 게이트웨이 장치는 스마트 플러그로부터 상기 추가적 전력 소비 정보를 수신하면, 상기 수신한 추가적 전력 소비 정보를 토대로 상기 전자 기기의 가동 시점을 판단한다. 예를 들어 상기 수신한 추가적 전력 소비 정보에 포함된 실효전력 또는 전류가 미리 정해진 시간(예를 들어 0.5초) 동안 미리 정해진 값 이상 증가한 경우 상기 전자 기기가 가동 시작한 것으로 판단할 수 있다. 950 단계에서 게이트웨이 장치는 전자 기기가 가동 시작한 것으로 판단하면 계속적으로 가동 시점 이후의 추가적 전력 소비 정보를 전송할 것을 스마트 플러그에 요청한다. 게이트웨이 장치가 추가적 전력 소비 정보의 전송 요청을 스마트 플러그에 하지 않는 경우 스마트 플러그로부터 910 단계의 전력 소비 정보만을 주기적으로 수신하게 된다.
도 9에서 930 단계의 요청은 1회의 전송을 요청하는 것으로 가정하였으나, 이와 달리 별도의 요청이 있을 때까지 계속적으로 상기 추가적 전력 소비 정보를 전송할 것을 요청하는 것으로 설정할 수도 있다. 이 경우 940 단계에서 전자 기기가 가동 시작한 것으로 판단하면 별도의 요청을 할 필요가 없고, 가동 시작하지 않은 것으로 판단한 경우에 추가적 전력 소비 정보의 전송 중단을 요청하여야 한다.
각 스마트 플러그에서 기기 판별을 하기 위해 전송하는 추가적 전력 소비 정보 전력 데이터는 높은 샘플링 주파수로 측정된 데이터이므로 용량이 크고 지속적으로 발생하므로 장치수가 많아지면 원활한 전송이 어려워진다. 이를 방지하기 위해 본 발명은 게이트웨이 장치가 스마트 플러그들의 데이터 전송을 제어하는 방법을 제시한다.
도 11은 게이트웨이 장치가 다수의 스마트 플러그의 데이터 전송을 제어하는 절차를 나타낸다.
1110 단계에서 게이트웨이 장치는 현재의 통신 환경을 기초로 추가적 전력 소비 정보를 수신할 수 있는 스마트 플러그 최대 개수를 결정한다. 이는 도 6의 통신 상태 측정 모듈(621)에 의해 수행될 수 있다. 상기 현재의 통신 환경은 스마트 플러그들과 게이트웨이 장치 간의 채널 상태, 스마트 플러그들과 게이트웨이 장치 간의 물리적 거리 등에 기초하여 결정될 수 있다. 또는 상기 현재의 통신 환경은 구체적으로 제어 명령에 대한 응답시간 및 재시도 횟수, 최근 명령 N개에 대한 응답 시간의 평균값 등의 통신 이력 데이터에 기초하여 결정될 수 있다.
1120 단계에서 게이트웨이 장치는 현재 상기 게이트웨이 장치에 추가적 전력 소비 정보를 전송하고 있는 또는 전송하려는 스마트 플러그의 개수가 상기 최대 개수(예를 들어 5개) 보다 많은지 결정한다.
게이트웨이 장치는, 현재 추가적 전력 소비 정보를 전송하고 있는 또는 전송하려는 스마트 플러그의 개수가 상기 최대 개수보다 적거나 같으면, 현재 추가적 전력 소비 정보를 전송하고 있는 또는 전송하려는 스마트 플러그들이 안정적으로 추가적 전력 소비 정보를 전송할 수 있으므로 별도의 제어 없이 현재 방식대로 데이터 전송을 진행한다.
현재 추가적 전력 소비 정보를 전송하고 있는 또는 전송하려는 스마트 플러그의 개수가 상기 최대 개수보다 많으면, 게이트웨이 장치가 데이터 분석에 의해 기기를 인식하지 못하거나 전송 충돌이 자주 발생하거나 명령에 대한 응답 시간이 느려지거나 통신 재시도 횟수가 증가하게 된다. 이를 방지하기 위해 게이트웨이 장치가 스마트 플러그의 데이터 전송을 제어한다. 스마트 플러그의 데이터 전송 제어를 위해 게이트웨이 장치는 1130 단계에서 스마트 플러그로부터의 추가적 전력 소비 정보를 기초로 전력 패턴을 결정할 수 있다. 전력 패턴은 추가적 전력 소비 정보에서 전자 기기가 가동되는 시점 주변의 일부 구간을 기준으로 결정할 수 있다. 게이트웨이 장치는 상기 결정된 전력 패턴을 미리 정해진 기간 동안 저장하거나 또는 전자 기기가 변경된 것으로 판단할 때까지 저장할 수 있다.
1140 단계에서 상기 결정된 전력 패턴이 스마트 플러그에 대하여 이전에 저장된 전력 패턴과 동일한지 판단한다. 각각의 전자 기기는 가동(turn on)될 때마다 고유의 전력 패턴을 가지므로, 전력 패턴의 비교에 의해 전자 기기가 변경된 것인지 판단할 수 있다. 이는 도 6의 전력 데이터 전송 판단(623)에 의해 수행될 수 있다.
도 12는 전자기기의 가동시의 전력 패턴을 나타낸다.
도 12(a)는 2회에 걸쳐서 측정한 에어컨의 가동시의 전력 패턴을 나타내며, 도 12(b)는 2회에 걸쳐서 측정한 냉장고의 가동시의 전력 패턴을 나타낸다. 도 12에서 알 수 있듯이 동일한 종류의 전자기기는 가동시에 유사한 전력 패턴을 나타낸다. 한편, 동일한 전자 기기에 대하여 상기 결정된 전력 패턴이 이전에 저장된 전력 패턴이 없는 경우에는 이전에 저장된 전력 패턴과 동일하지 않은 것으로 판단할 수 있다.
전력 데이터로 기기를 판별하기 위해서는 많은 양의 데이터가 필요하지만, 스마트 플러그에 연결된 전자 기기가 이전에 사용했던 전자 기기와 동일한 기기인지 판단하기 위해서는 이전에 저장된 가동시의 전력 패턴과 비교하는 것만으로 쉽게 판별할 수 있다.
1150 단계에서 상기 결정된 전력 패턴이 이전에 저장된 전력 패턴과 동일하면, 스마트 플러그에 대해 전자 기기가 변경되지 않은 것으로 판단하고 스마트 플러그에 추가적 전력 소비 정보의 전송 중단을 요청한다.
1130 단계 내지 1150 단계는 추가적 전력 소비 정보를 전송중인 스마트 플러그에 대해서도 각각 수행되어 데이터를 전송하는 스마트 플러그의 개수를 줄일 수 있다.
1160 단계에서 게이트웨이 장치는 현재 추가적 전력 소비 정보를 전송하고 있는 스마트 플러그의 개수가 상기 최대 개수보다 많은지 다시 결정한다
1170 단계에서 게이트웨이 장치는 현재 추가적 전력 소비 정보를 전송하고 있는 스마트 플러그의 개수가 상기 최대 개수보다 여전히 많으면 각 스마트 플러그가 데이터를 전송할 시간 구역을 스케줄링하는 정보를 각각 생성한다. 이는 도 6의 통신 제어 모듈(624)에 의해 수행될 수 있다.
도 13은 각 스마트 플러그가 데이터를 전송할 시간 구역을 스케줄링한 것을 나타낸다.
도 13에서는 현재 추가적 전력 소비 정보를 전송하고 있는 스마트 플러그의 개수가 4개(Plug 1, Plug 2, Plug 3, Plug 4)인 것으로 도시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 게이트웨이 장치는 각각의 스마트 플러그에 대해 추가적 전력 소비 정보의 전송을 위한 시간 구간을 할당할 수 있다. 예를 들어 스마트 플러그 1은 매분 00초~10초를, 스마트 플러그 2는 매분 10초~20초를, 스마트 플러그 3은 매분 20초~30초를, 스마트 플러그 4는 매분 30초~40초를 각각 할당받을 수 있다. 매분 40초~60초는 추가적 전력 소비 정보 외의 정보(제어 정보 등)의 전송 또는 스마트 플러그 1-4 외의 스마트 플러그의 전송을 위해 할당할 수 있다. 이 경우 할당 주기(1310)는 1분이 되며, 스마트 플러그 1-4에게 1분마다 시간 영역이 다시 할당된다. 각각의 스마트 플러그는 자신에게 할당된 시간 영역에서 패킷들을 전송할 수 있다. 예를 들어, 스마트 플러그 1은 자신에게 할당된 시간 영역 동안 n 개의 패킷들(P1-1, P1-2, …,P1-n)을 전송할 수 있다.
도 13의 시간 할당은 예시일 뿐이며, 본 발명이 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 전력 소비 정보가 아닌 제어 정보 등은 상기 스케줄링에 영향 받지 않고 실시간으로 전송되도록 하기 위해 상기 패킷들 사이에 시간 자원을 별도로 할당하거나 상기 패킷들과 별도의 주파수 자원에 의해 전송되도록 구현할 수 있다.
1180 단계에서 게이트웨이 장치는 스마트 플러그가 데이터를 전송할 시간 구역을 스케줄링하는 정보를 스마트 플러그에 전송한다. 이에 따라 스마트 플러그는 스마트 플러그가 데이터를 전송할 시간 구역을 특정하는 정보에 의해 특정된 시간에 추가적 전력 소비 정보를 전송하게 된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면 1130 단계, 1140 단계 및 1150 단계를 생략할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면 1160 단계, 1170 단계 및 1180 단계를 생략할 수도 있다. 즉, 패턴의 동일성 판단에 관련된 절차 및 데이터를 전송할 시간 구역을 포함하는 정보에 관련된 절차 중에서 하나만 수행할 수 있다.
도 14는 게이트웨이 장치가 스마트 플러그의 데이터 전송을 제어하는 방법을 나타낸다.
1410 단계에서 게이트웨이 장치는 스마트 플러그에 연결된 전자 기기의 전력 소비 정보를 상기 스마트 플러그로부터 주기적으로 수신한다.
1420 단계에서 게이트웨이 장치는 상기 수신한 전력 소비 정보에 기초하여 상기 전자 기기에 대한 추가적 전력 소비 정보가 필요한지 여부를 판단한다. 예를 들어 게이트웨이 장치는 미리 정해진 기간 동안 상기 전자 기기가 소비한 전력량의 증가량이 미리 설정된 제1기준값보다 크면, 상기 추가적 전력 소비 정보가 필요한 것으로 판단한다.
1430 단계에서 게이트웨이 장치는 상기 추가적 전력 소비 정보가 필요한 것으로 판단하면, 상기 스마트 플러그에 상기 추가적 전력 소비 정보를 요청한다. 이에 따라 상기 스마트 플러그로부터 계속적으로 상기 전자 기기에 대한 추가적 전력 소비 정보를 수신한다.
1440 단계에서 게이트웨이 장치는 추가적 전력 소비 정보를 상기 게이트웨이 장치에 전송할 수 있는 스마트 플러그의 최대 개수를 결정한다. 1450 단계에서 게이트웨이 장치는 상기 게이트웨이 장치에 추가적 전력 소비 정보를 전송중인 스마트 플러그들의 개수가 상기 최대 개수보다 많은지 판단한다.
1460 단계에서 게이트웨이 장치는 상기 게이트웨이 장치에 추가적 전력 소비 정보를 전송중인 스마트 플러그들의 개수가 상기 최대 개수보다 많으면, 상기 게이트웨이 장치에 추가적 전력 소비 정보를 전송중인 스마트 플러그들 중 적어도 일부의 데이터 전송을 제어한다. 예를 들어, 게이트웨이 장치는 각각의 스마트 플러그에 대하여, 스마트 플러그로부터의 추가적 전력 소비 정보를 기초로 전력 소비 패턴을 결정하고, 상기 결정된 전력 소비 패턴을 저장하고, 상기 저장된 전력 소비 패턴을 이전에 저장된 전력 소비 패턴과 비교하여 동일한지 판단하고, 상기 저장된 전력 소비 패턴이 상기 이전에 저장된 전력 소비 패턴과 동일하다고 판단하면 해당 스마트 플러그에 추가적 전력 소비 정보의 전송 중단을 요청할 수 있다. 또는, 게이트웨이 장치는 각각의 스마트 플러그에 대하여, 데이터를 전송할 시간 구역을 특정하는 정보를 생성하고, 상기 생성한 데이터를 전송할 시간 구역을 특정하는 정보를 해당 스마트 플러그에 전송하고, 상기 생성한 데이터를 전송할 시간 구역을 특정하는 정보에 기초하여 각각의 스마트 플러그로부터 상기 추가적 전력 소비 정보를 포함하는 데이터를 수신할 수 있다.
1470 단계에서 상기 게이트웨이 장치는 상기 수신한 추가적 전력 소비 정보에 기초하여 상기 스마트 플러그에 연결된 전자 기기의 기기 정보를 판단할 수 있다. 1480 단계에서 상기 게이트웨이 장치는 상기 스마트 플러그에 각각 연결된 전자 기기를 포함하는 적어도 하나의 전자 기기에 대한 기기 정보에 대한 요청을 수신할 수 있다. 1490 단계에서 상기 게이트웨이 장치는 상기 요청된 적어도 하나의 전자 기기에 대한 기기 정보를 제공할 수 있다.
도 15는 스마트 플러그가 게이트웨이 장치와 데이터를 송수신하는 방법을 나타낸다.
1510 단계에서 스마트 플러그는 스마트 플러그에 연결된 전자 기기의 전력 소비 정보를 주기적으로 측정한다.1520 단계에서 스마트 플러그는 상기 측정된 전력 소비 정보를 게이트웨이 장치에 전송한다.
1530 단계에서 스마트 플러그는 상기 전자 기기에 대한 추가적 전력 소비 정보에 대한 요청을 상기 게이트웨이 장치로부터 수신한다. 상기 추가적 전력 소비 정보는 상기 전력 소비 정보보다 작은 주기로 측정된 전류, 전압, 실효전력 및 역률 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
1540 단계에서 스마트 플러그는 상기 전자 기기의 특성 및 상기 전력 소비 정보에 기초하여 상기 전자 기기가 변경된 가능성이 있는지 판단한다. 예를 들어 스마트 플러그는 이전에 확인된(identified) 상기 전자기기가 플러그 연결만으로 미세 전력이 소모되는 기기에 해당하고 미리 정해진 기간 동안의 전력 변화에서 전력이 0이 되는 시점이 없으면, 상기 전자 기기가 변경된 가능성이 없는 것으로 판단할 수 있다. 1550 단계에서 스마트 플러그는 상기 전자 기기가 변경된 가능성이 있으면 추가적 전력 소비 정보를 상기 게이트웨이 장치에 전송한다.
도 16은 게이트웨이 장치의 구성을 나타낸다.
도 16을 참조하면, 게이트웨이 장치는 통신부(1610), 저장부(1620), 입력부(1630), 표시부(1640) 및 제어부(1650)를 포함할 수 있다.
통신부(1610)는 사용자 장치 또는 스마트 플러그와 통신을 수행하여 데이터를 송수신할 수 있다. 상기 데이터는 전력 소비 정보 또는 제어 정보를 포함할 수 있다.
저장부(1620)는 게이트웨이 장치가 수집한 정보 또는 별도로 입력된 정보를 기록할 수 있다. 저장부(1620)는 상기 장치에서 수행될 수 있는 기능에 해당하는 응용 프로그램과 단말기에서 기능 수행되는 중에 발생되는 데이터 등을 저장할 수 있다.
입력부(1630)는 게이트웨이 장치의 기능 제어 및 각종 기능들의 설정과 관련되어 입력되는 신호를 제어부(1650)로 전달한다. 그리고 입력부(1630)는 터치 스크린으로 형성되거나, 일반적인 키패드로 형성될 수 있다. 또한 입력부(1630)는 기능키, 소프트키 등으로 구성될 수 있다.
표시부(1640)는 LCD(Liquid Crystal Display), LED(Light Emitting Diode) 또는 OLED(Organic Light Emitted Diode) 등으로 형성될 수 있다. 표시부(1640)는 터치 패널 상부 또는 하부에 배치될 수 있다. 예를 들어 터치스크린이 표시부(1640) 상에 터치 패널을 포함하는 형태로 구현될 수 있다. 표시부(1640)는 스마트 플러그에 연결된 전자 기기의 기기 정보를 표시할 수 있다.
제어부(1650)는 게이트웨이 장치를 구성하는 부들의 전반적인 상태 및 동작을 제어한다. 제어부(1650)는 통신부(1610)를 통해 전달받은 정보를 저장부(1620)에 저장하도록 제어할 수 있다. 제어부(1650)는 본 발명에서 설명하고 있는 다양한 실시예를 수행하도록 다른 부들을 제어할 수 있다. 예를 들어 제어부(1650)는 도 14의 동작을 제어할 수 있다.
도 17은 스마트 플러그의 구성을 나타낸다.
도 17을 참조하면, 스마트 플러그는 통신부(1710), 저장부(1720), 감지부(1730) 및 제어부(1740)를 포함할 수 있다.
통신부(1710)는 게이트웨이 장치와 데이터를 송수신할 수 있다. 상기 데이터는 전력 소비 정보 또는 제어 정보를 포함할 수 있다. 저장부(1720)는 스마트 플러그가 수집 또는 수신한 정보를 기록할 수 있다. 감지부(1730)는 전자 기기의 전력 소비 정보를 수집하기 위해 전압 및 전류를 측정할 수 있다.
제어부(1740)는 스마트 플러그를 구성하는 부들의 전반적인 상태 및 동작을 제어한다. 제어부(1740)는 통신부(1710)를 통해 전달받은 정보를 저장부(1720)에 저장하도록 제어할 수 있다. 제어부(1740)는 본 발명에서 설명하고 있는 다양한 실시예를 수행하도록 다른 부들을 제어할 수 있다. 예를 들어 제어부(1740)는 도 15의 동작을 제어할 수 있다.
도 16 및 도 17에서 게이트웨이 장치 및 스마트 플러그는 각각 다수의 블록을 포함하고 각 블록이 상이한 기능을 수행하는 것으로 기술하였지만 이는 기술상의 편의를 위한 것일 뿐, 반드시 이와 같이 각 기능이 구분되어지는 것은 아니다.
본 발명의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다.

Claims (20)

  1. 게이트웨이 장치가 스마트 플러그의 데이터 전송을 제어하는 방법에 있어서,
    스마트 플러그에 연결된 전자 기기의 전력 소비 정보를 상기 스마트 플러그로부터 주기적으로 수신하는 단계;
    상기 수신한 전력 소비 정보에 기초하여 상기 전자 기기에 대한 추가적 전력 소비 정보가 필요한지 여부를 판단하는 단계;
    상기 추가적 전력 소비 정보가 필요한 것으로 판단하면, 상기 스마트 플러그에 상기 추가적 전력 소비 정보를 요청하는 단계;
    추가적 전력 소비 정보를 상기 게이트웨이 장치에 전송할 수 있는 스마트 플러그의 최대 개수를 결정하는 단계;
    상기 게이트웨이 장치에 추가적 전력 소비 정보를 전송중인 스마트 플러그들의 개수가 상기 최대 개수보다 많은지 판단하는 단계; 및
    상기 게이트웨이 장치에 추가적 전력 소비 정보를 전송중인 스마트 플러그들의 개수가 상기 최대 개수보다 많으면, 상기 게이트웨이 장치에 추가적 전력 소비 정보를 전송중인 스마트 플러그들 중 적어도 일부의 데이터 전송을 제어하는 단계를 포함하며,
    상기 게이트웨이 장치에 추가적 전력 소비 정보를 전송중인 스마트 플러그들 중 적어도 일부의 데이터 전송을 제어하는 단계는,
    각각의 스마트 플러그에 대하여, 스마트 플러그로부터의 추가적 전력 소비 정보를 기초로 전력 소비 패턴을 결정하는 단계;
    상기 결정된 전력 소비 패턴을 저장하는 단계;
    상기 저장된 전력 소비 패턴을 이전에 저장된 전력 소비 패턴과 비교하여 동일한지 판단하는 단계; 및
    상기 저장된 전력 소비 패턴이 상기 이전에 저장된 전력 소비 패턴과 동일하다고 판단하면, 해당 스마트 플러그에 추가적 전력 소비 정보의 전송 중단을 요청하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 추가적 전력 소비 정보가 필요한지 여부를 판단하는 단계는,
    미리 정해진 기간 동안 상기 전자 기기가 소비한 전력량의 증가량이 미리 설정된 제1기준값보다 크면, 상기 추가적 전력 소비 정보가 필요한 것으로 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 제어 방법.
  3. ◈청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제1항에 있어서, 상기 추가적 전력 소비 정보의 요청 후에, 상기 스마트 플러그로부터 계속적으로 상기 전자 기기에 대한 추가적 전력 소비 정보를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 제어 방법.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 게이트웨이 장치에 추가적 전력 소비 정보를 전송중인 스마트 플러그들 중 적어도 일부의 데이터 전송을 제어하는 단계는,
    각각의 스마트 플러그에 대하여, 데이터를 전송할 시간 구역을 특정하는 정보를 생성하는 단계;
    상기 생성한 데이터를 전송할 시간 구역을 특정하는 정보를 해당 스마트 플러그에 전송하는 단계; 및
    상기 생성한 데이터를 전송할 시간 구역을 특정하는 정보에 기초하여 각각의 스마트 플러그로부터 상기 추가적 전력 소비 정보를 포함하는 데이터를 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 제어 방법.
  6. ◈청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제1항에 있어서,
    상기 수신한 추가적 전력 소비 정보에 기초하여 상기 스마트 플러그에 연결된 전자 기기의 기기 정보를 판단하는 단계;
    상기 스마트 플러그에 각각 연결된 전자 기기를 포함하는 적어도 하나의 전자 기기에 대한 기기 정보에 대한 요청을 수신하는 단계; 및
    상기 요청된 적어도 하나의 전자 기기에 대한 기기 정보를 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 제어 방법.
  7. 스마트 플러그가 게이트웨이 장치와 데이터를 송수신하는 방법에 있어서,
    스마트 플러그에 연결된 전자 기기의 전력 소비 정보를 주기적으로 측정하는 단계;
    상기 측정된 전력 소비 정보를 게이트웨이 장치에 전송하는 단계;
    상기 전자 기기에 대한 추가적 전력 소비 정보에 대한 요청을 상기 게이트웨이 장치로부터 수신하는 단계;
    상기 전자 기기의 특성 및 상기 전력 소비 정보에 기초하여 상기 전자 기기가 변경된 가능성이 있는지 판단하는 단계; 및
    상기 전자 기기가 변경된 가능성이 있으면 추가적 전력 소비 정보를 상기 게이트웨이 장치에 전송하는 단계를 포함하며,
    상기 전자 기기가 변경된 가능성이 있는지 판단하는 단계는,
    이전에 확인된(identified) 상기 전자 기기가 플러그 연결만으로 미세 전력이 소모되는 기기에 해당하고 미리 정해진 기간 동안의 전력 변화에서 전력이 0이 되는 시점이 없으면, 상기 전자 기기가 변경된 가능성이 없는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서, 상기 추가적 전력 소비 정보는 상기 전력 소비 정보보다 작은 주기로 측정된 전류, 전압, 실효전력 및 역률 중에서 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  10. ◈청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제7항에 있어서, 상기 스마트 플러그는 Zigbee를 이용하여 상기 게이트웨이와 데이터를 송수신하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  11. 스마트 플러그의 데이터 전송을 제어하는 게이트웨이 장치에 있어서,
    스마트 플러그와 데이터를 송수신하는 통신부; 및
    상기 스마트 플러그에 연결된 전자 기기의 전력 소비 정보를 상기 스마트 플러그로부터 주기적으로 수신하고, 상기 수신한 전력 소비 정보에 기초하여 상기 전자 기기에 대한 추가적 전력 소비 정보가 필요한지 여부를 판단하고, 상기 추가적 전력 소비 정보가 필요한 것으로 판단하면, 상기 스마트 플러그에 상기 추가적 전력 소비 정보를 요청하고, 추가적 전력 소비 정보를 상기 게이트웨이 장치에 전송할 수 있는 스마트 플러그의 최대 개수를 결정하고, 상기 게이트웨이 장치에 추가적 전력 소비 정보를 전송중인 스마트 플러그들의 개수가 상기 최대 개수보다 많은지 판단하고, 상기 게이트웨이 장치에 추가적 전력 소비 정보를 전송중인 스마트 플러그들의 개수가 상기 최대 개수보다 많으면, 상기 게이트웨이 장치에 추가적 전력 소비 정보를 전송중인 스마트 플러그들 중 적어도 일부의 데이터 전송을 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 제어부는,
    각각의 스마트 플러그에 대하여, 스마트 플러그로부터의 추가적 전력 소비 정보를 기초로 전력 소비 패턴을 결정하고, 상기 결정된 전력 소비 패턴을 저장하고, 상기 저장된 전력 소비 패턴을 이전에 저장된 전력 소비 패턴과 비교하여 동일한지 판단하고, 상기 저장된 전력 소비 패턴이 상기 이전에 저장된 전력 소비 패턴과 동일하다고 판단하면, 해당 스마트 플러그에 추가적 전력 소비 정보의 전송 중단을 요청하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제어부는,
    미리 정해진 기간 동안 상기 전자 기기가 소비한 전력량의 증가량이 미리 설정된 제1기준값보다 크면, 상기 추가적 전력 소비 정보가 필요한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이 장치.
  13. ◈청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제11항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 추가적 전력 소비 정보의 요청 후에, 상기 스마트 플러그로부터 계속적으로 상기 전자 기기에 대한 추가적 전력 소비 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이 장치.
  14. 삭제
  15. 제11항에 있어서, 상기 제어부는,
    각각의 스마트 플러그에 대하여, 데이터를 전송할 시간 구역을 특정하는 정보를 생성하고, 상기 생성한 데이터를 전송할 시간 구역을 특정하는 정보를 해당 스마트 플러그에 전송하고, 상기 생성한 데이터를 전송할 시간 구역을 특정하는 정보에 기초하여 각각의 스마트 플러그로부터 상기 추가적 전력 소비 정보를 포함하는 데이터를 수신하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이 장치.
  16. ◈청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제11항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 수신한 추가적 전력 소비 정보에 기초하여 상기 스마트 플러그에 연결된 전자 기기의 기기 정보를 판단하고, 상기 스마트 플러그에 각각 연결된 전자 기기를 포함하는 적어도 하나의 전자 기기에 대한 기기 정보에 대한 요청을 수신하고, 상기 요청된 적어도 하나의 전자 기기에 대한 기기 정보를 제공하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이 장치.
  17. 게이트웨이 장치와 데이터를 송수신하는 스마트 플러그에 있어서,
    게이트웨이 장치와 데이터를 송수신하는 통신부; 및
    스마트 플러그에 연결된 전자 기기의 전력 소비 정보를 주기적으로 측정하고, 상기 측정된 전력 소비 정보를 상기 게이트웨이 장치에 전송하고, 상기 전자 기기에 대한 추가적 전력 소비 정보에 대한 요청을 상기 게이트웨이 장치로부터 수신하고, 상기 전자 기기의 특성 및 상기 전력 소비 정보에 기초하여 상기 전자 기기가 변경된 가능성이 있는지 판단하고, 상기 전자 기기가 변경된 가능성이 있으면 추가적 전력 소비 정보를 상기 게이트웨이 장치에 전송하는 제어부를 포함하며,
    상기 제어부는,
    이전에 확인된(identified) 상기 전자 기기가 플러그 연결만으로 미세 전력이 소모되는 기기에 해당하고 미리 정해진 기간 동안의 전력 변화에서 전력이 0이 되는 시점이 없으면, 상기 전자 기기가 변경된 가능성이 없는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 스마트 플러그.
  18. 삭제
  19. 제17항에 있어서, 상기 추가적 전력 소비 정보는 상기 전력 소비 정보보다 작은 주기로 측정된 전류, 전압, 실효전력 및 역률 중에서 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 플러그.
  20. ◈청구항 20은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제17항에 있어서, 상기 통신부는 Zigbee를 이용하여 상기 게이트웨이와 데이터를 송수신하는 것을 특징으로 하는 스마트 플러그.
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