KR102546080B1 - 지능형 원격 검침 시스템 내에서 재해 감시 장치 및 그 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 지능형 원격 검침 시스템 내에서 재해 감시 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 스마트 미터를 통하여 취합되는 전기 에너지 사용 정보를 분석하여 정전, 화재, 침입, 인사상 사고(독거 노인 위급 상황 발생 포함)과 같은 재해를 검출하여 해당 기관에 통보함으로서 사용자의 안전 및 피해를 최소화할 수 있는 지능형 원격 검침 시스템 내에서 재해 감시 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명에 따르면, 수용가의 전기 에너지 사용 정보를 측정하여 전송하는 다수의 스마트 미터; 및 상기 다수의 스마트 미터에서 수용가의 전기 에너지 사용 정보를 전송받아 처리하여 재해 발생 여부를 확인하여 재해가 발생되면 해당 기관에 통보하는 빅데이터 제어 서버를 포함하는 지능형 원격 검침 시스템 내에서 재해 감시 장치 및 그 방법을 제공하여 사용자가 안전하게 생활할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명에 따르면, 수용가의 전기 에너지 사용 정보를 측정하여 전송하는 다수의 스마트 미터; 및 상기 다수의 스마트 미터에서 수용가의 전기 에너지 사용 정보를 전송받아 처리하여 재해 발생 여부를 확인하여 재해가 발생되면 해당 기관에 통보하는 빅데이터 제어 서버를 포함하는 지능형 원격 검침 시스템 내에서 재해 감시 장치 및 그 방법을 제공하여 사용자가 안전하게 생활할 수 있도록 한다.
Description
본 발명은 지능형 원격 검침 시스템 내에서 재해 감시 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 스마트 미터를 통하여 취합되는 전기 에너지 사용 정보를 분석하여 정전, 화재, 침입, 인사상 사고 발생과 같은 재해를 검출하여 해당 기관에 통보함으로서 사용자의 안전 및 피해를 최소화할 수 있는 지능형 원격 검침 시스템 내에서 재해 감시 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
전력네트워크에는 전력을 생산하여 공급하는 전력공급자(Utility or Provider)와 전력공급자로부터 전력을 제공받아 소모하는 소비자가 있다.
전력공급자는 소비자와 전력계약을 맺고, 전력계약에 기반한 소비자의 전력 사용량에 따라 소비자에게 요금이 과금된다.
소비자의 전력사용량은 소비자 댁내(Premise)에 설치된 미터(Meter)로 측정되어 과금이 되며, 초기에는 전력 공급자 직원이 직접 미터의 전력사용량을 읽어갔다.
그 이후 전력공급자에 소속된 직원이 AMR(Automatic Meter Reading) 네트워크를 통해 소비자 댁내에 설치된 미터의 전력사용량을 수집하는 기술로 진보하였다.
최근 첨단기술로 주목받는 AMI(Advanced Metering Infrastructure) 네트워크에서는 미터로부터 전력사용량을 읽어가는 것(Metering)뿐만 아니라 소비자에게 가격정보(Pricing) 서비스, 수요반응 전력제어(DRLC: Demand Response & Load Control) 서비스, 메시징(MSG: Messaging) 서비스, 요금정보(Billing) 서비스, 분산전원제어(DERC: Distributed Energy Resource Control) 서비스를 제공하고 있다.
AMI 네트워크 기술은 지그비 연합(ZigBee Alliance)의 표준 프로파일(Profile)인 스마트 에너지 프로파일(SEP: Smart Energy Profile)로 정의되어 있다.
AMI 네트워크에는 전력공급자와 소비자를 네트워크로 연결시켜주는 에너지 서비스 인터페이스(ESI: Energy Services Interface), 댁내의 AMI 서비스 표현을 담당하는 댁내 디스플레이(IPD: In-Premise Display or IHD/In-Home Display), 온도 조절을 위한 스마트 서머스탯(Smart thermostat), 전력 사용제어를 위한 전력 제어(LC: Load Control), 전력사용량을 수집하는 계량기(Meter), 전력자동차(Plug-In Electric Vehicle), 스마트 가전기기(Smart Appliance), 선불단말기(Pre-Payment Terminal), 댁내에너지관리시스템(Premises Energy Management System) 등을 정의하고 있으며, 계속 추가될 예정이다.
이와 같은 AMI(Advanced Metering Infrastructure) 네트워크는 에너지를 소비하는 수용가에 설치된 전기, 가스, 수도, 온수, 열량 등 각종 계량기의 사용량을 원격에서 검침하고 있으며, 이러한 검침 데이터는 주로 전기사용량에 따른 과금에 이용되며 그 이외에 에너지 절감에 한정하고 있어 그 데이터의 사용 필요성이 증대되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 필요성을 만족시키기 위한 것으로, 스마트 미터를 통하여 취합되는 전기 에너지 사용 정보를 분석하여 정전, 화재, 침입, 인사상 사고 발생과 같은 재해를 검출하여 해당 기관에 통보함으로서 사용자의 안전 및 피해를 최소화할 수 있는 지능형 원격 검침 시스템 내에서 재해 감시 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 장치의 일 측면은 수용가의 전기 에너지 사용 정보를 측정하여 전송하는 다수의 스마트 미터; 및 상기 다수의 스마트 미터에서 수용가의 전기 에너지 사용 정보를 전송받아 처리하여 재해 발생 여부를 확인하여 재해가 발생되면 해당 기관에 통보하는 빅데이터 제어 서버를 포함한다.
또한, 본 발명의 장치의 일 측면의 상기 빅데이터 제어 서버는 상기 다수의 스마트 미터가 측정하여 전송하는 수용가의 전기 에너지 사용 정보를 처리하여 재해 발생 여부를 확인하는 빅데이터 처리부; 상기 빅데이터 처리부에서 확인된 재해에 대해 해당 기관에 재해 발생 사실을 통보하는 재해 통보부; 및 상기 빅데이터 처리부에서 재해 발생 여부가 확인되면 상기 재해 통보부에서 해당 기관에 통보하도록 제어하는 제어부를 포함한다.
또한, 본 발명의 장치의 일 측면의 상기 빅데이터 제어 서버는 상기 다수의 스마트 미터가 측정하여 전송하는 수용가의 전기 에너지 사용 정보를 저장하는 빅데이터 저장부; 및 상기 다수의 스마트 미터가 측정하여 전송하는 수용가의 전기 에너지 사용 정보를 전송받아 상기 빅데이터 저장부에 저장하여 관리하며 상기 빅데이터 처리부에 제공하는 빅데이터 관리부를 더 포함한다.
또한, 본 발명의 장치의 일 측면의 상기 빅데이터 제어 서버는 상기 빅데이터 처리부의 처리 결과를 저장 관리하는 데이터베이스; 및 상기 빅데이터 제어 서버의 관리자의 접근과 제어를 제공하는 사용자 인터페이스를 더 포함한다.
또한, 본 발명의 장치의 일 측면의 상기 스마트 미터는 각 수용가의 전력 사용량을 측정하는 전력 측정부를 포함하며, 상기 빅데이터 처리부는 상기 전력 측정부에서 측정한 전력 사용량의 변화가 없는 경우에 정전이 발생한 것으로 판단하는 정전 판단기를 포함한다.
또한, 본 발명의 장치의 일 측면의 상기 스마트 미터는 각 수용가의 전력 사용량을 측정하는 전력 측정부를 포함하며, 상기 빅데이터 처리부는 상기 전력 측정부에서 측정한 전력 사용량의 변화가 일정 값 이상이 되는 경우에 화재가 발생한 것으로 판단하는 화재 판단기를 포함한다.
또한, 본 발명의 장치의 일 측면의 상기 스마트 미터는 각 수용가의 현관 전등의 온 오프를 측정하는 전력 측정부를 포함하며, 상기 빅데이터 처리부는 상기 수용가의 댁내 거주자가 외출 중에 전력 측정부에서 현관 전등의 온이 측정되면 침입이 발생한 것으로 판단하는 침입 판단기를 포함한다.
또한, 본 발명의 장치의 일 측면의 상기 스마트 미터는 각 수용가의 전력 사용량을 측정하는 전력 측정부; 각 수용가의 수도 사용량을 측정하는 수도 측정부; 및 각 수용가의 가스 사용량을 측정하는 가스 측정부를 포함하며, 상기 빅데이터 제어 서버는 상기 전력 측정부에서 측정한 전력 사용량과, 수도 측정부에서 측정한 수도 사용량 그리고 가스 측정부에서 측정한 가스 사용량에 일정 이상의 변동이 없는 경우에 인사 사고로 판단하는 인사 사고 판단기를 포함한다.
또한, 본 발명의 장치의 일 측면의 상기 빅데이터 처리부는 수집된 상기 전기 에너지 사용 정보를 제공 받으면, 상기 에너지 사용 정보의 변화량에 따라 사용자에 의해 온/오프되는 전자 기기의 사용여부를 판단하여 위급 상황 발생을 판단하는 인사 사고 판단기를 포함하고, 상기 에너지 사용량은 전력 사용량, 가스 사용량, 및 수도 사용량을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 장치의 일 측면의 상기 빅데이터 처리부는 상기 스마트 미터가 각 수용가의 전력 사용량을 측정하는 전력 측정부; 각 수용가의 수도 사용량을 측정하는 수도 측정부; 및 각 수용가의 가스 사용량을 측정하는 가스 측정부를 포함하며, 상기 빅데이터 처리부는 전력 측정부에서 측정된 전력 사용량과 수도 측정부에서 측정된 수도 사용량 그리고 가스 측정부에서 측정된 가스 사용량에 대하여 수일, 수주, 수년 동안 축적된 데이터를 기반으로 해당 년의 해당 계절의 해당 일에 일정 정도의 변화 범위를 선정하여 이러한 범위를 벗어나는 경우에 인사 사고가 발생한 것으로 판단한다.
한편, 본 발명의 장치의 다른 측면은 다수의 스마트 미터가 측정하여 전송하는 수용가의 전기 에너지 사용 정보를 처리하여 재해 발생 여부를 확인하는 빅데이터 처리부; 상기 빅데이터 처리부에서 확인된 재해에 대해 해당 기관에 재해 발생 사실을 통보하는 재해 통보부; 및 상기 빅데이터 처리부에서 재해 발생 여부가 확인되면 상기 재해 통보부에서 해당 기관에 통보하도록 제어하는 제어부를 포함한다.
또한, 본 발명의 장치의 또 다른 측면은 하나의 데이터 수집장치와 해당 데이터 수집장치에 연결된 스마트미터들로 구성되는 원격검침 필드 네트워크; 및 상기 원격 검침 필드 네트워크의 상기 스마트 미터들에서 수용가의 전기 에너지 사용 정보를 전송받아 처리하여 재해 발생 여부를 확인하여 재해가 발생되면 해당 기관에 통보하는 빅데이터 제어 서버를 포함한다.
한편, 본 발명의 방법의 일 측면은 (A) 빅데이터 제어 서버는 다수의 스마트 미터에서 수용가의 전기 에너지 사용 정보를 전송받는 단계; 및 (B) 상기 빅데이터 제어 서버는 전송받은 전기 에너지 정보를 처리하여 재해 발생 여부를 확인하여 재해가 발생되면 해당 기관에 통보하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 방법의 일 측면의 상기 (B) 단계에 있어서 상기 빅데이터 제어 서버는 상기 스마트 미터가 각 수용가의 전력 사용량을 측정하여 전송하면, 측정한 전력 사용량의 변화가 없는 경우에 정전이 발생한 것으로 판단한다.
또한, 본 발명의 방법의 일 측면의 상기 (B) 단계에 있어서 상기 빅데이터 제어 서버는 상기 스마트 미터가 각 수용가의 전력 사용량을 측정하여 전송하면, 측정한 전력 사용량의 변화가 일정값 이상이 되는 경우에 화재가 발생한 것으로 판단한다.
또한, 본 발명의 방법의 일 측면의 상기 (B) 단계에 있어서 상기 빅데이터 제어 서버는 상기 스마트 미터가 현관 전등의 온오프를 측정하여 전송하면, 수용가의 댁내 거주자가 외출중에 온 상태가 측정되면 침입이 발생한 것으로 판단한다.
또한, 본 발명의 방법의 일 측면의 상기 (B) 단계에 있어서 상기 빅데이터 제어 서버는 전력 사용량과, 수도 사용량 그리고 가스 사용량에 일정 이상의 변동이 없는 경우에 인사 사고로 판단한다.
또한, 본 발명의 방법의 일 측면의 상기 (B) 단계에 있어서 상기 빅데이터 처리부는 수집된 상기 전기 에너지 사용 정보를 제공 받으면, 상기 에너지 사용 정보의 변화량에 따라 사용자에 의해 온/오프되는 전자 기기의 사용여부를 판단하여 인사 사고 발생을 판단한다.
또한, 본 발명의 방법의 일 측면의 상기 (B) 단계에서 상기 빅데이터 처리부는 전력 측정부에서 측정된 전력 사용량에 대하여, 수도 측정부에서 측정된 수도 사용량 그리고 가스 측정부에서 측정된 가스 사용량에 대하여 수일, 수주, 수년 동안 축적된 데이터를 기반으로 해당 년의 해당 계절의 해당 일에 일정 정도의 변화 범위를 선정하여 이러한 범위를 벗어나는 경우에 인사 사고가 발생한 것으로 판단한다.
한편, 본 발명의 발명의 다른 측면은 지능형 원격 검침 시스템 내에서 재해 감시 방법에 있어서, 빅데이터 제어 서버는 전송받은 전기 에너지 정보를 처리하여 재해 발생 여부를 확인하여 재해가 발생되면 해당 기관에 통보하며, 상기 에너지 사용 정보는 전력 사용량, 가스 사용량, 수도 사용량 및 온도를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 스마트 미터를 통하여 취합되는 전기 에너지 사용 정보를 분석하여 정전, 화재, 침입, 인사상 사고 발생과 같은 재해를 검출하여 해당 기관에 통보함으로써 사용자의 안전 및 피해를 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 원격 검침 시스템 내에서 재해 감시 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 스마트 미터의 구성도이다.
도 3은 도 1의 빅데이터 처리부의 상세 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 가스 사용량과 수도 사용량의 패턴을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 전력 사용량의 패턴을 설명하기 위한 예시도이다.
도 6은 발명의 일실시예에 따른 주기적 온/오프 패턴을 설명하기 위한 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 원격 검침 시스템 내에서 재해 감시 방법의 흐름도이다.
도 2는 도 1의 스마트 미터의 구성도이다.
도 3은 도 1의 빅데이터 처리부의 상세 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 가스 사용량과 수도 사용량의 패턴을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 전력 사용량의 패턴을 설명하기 위한 예시도이다.
도 6은 발명의 일실시예에 따른 주기적 온/오프 패턴을 설명하기 위한 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 원격 검침 시스템 내에서 재해 감시 방법의 흐름도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 설명하기 위하여 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하고 이를 참조하여 살펴본다.
먼저, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 또한 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 원격 검침 시스템 내에서 재해 감시 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 원격 검침 시스템 내에서 재해 감시 장치(10)는 스마트미터(100a 내지 100n 등), 데이터 수집장치(200a 내지 200x) 및 빅데이터 제어 서버(300)가 네트워크로 연결된다.
하나의 데이터 수집장치와 해당 데이터 수집장치에 연결된 스마트미터들로 구성되는 네트워크를 원격검침 필드 네트워크라고 정의하며, 하나의 재해 감시 장치(10)는 하나의 빅데이터 제어 서버(300)와 복수개의 원격검침 필드 네트워크(12a 내지 12x)로 구성될 수 있다.
각 스마트미터(100a 내지 100n등)는 주기적으로 수용가의 유효전력량, 무효전력량, 역율, ID, 검침 시간 등의 정보를 포함하는 검침정보를 생성하여 데이터 수집장치(200a 내지 200x)를 통해 빅데이터 제어 서버(300)로 전송한다.
이와 같은 스마트 미터(100a 내지 100n등)는 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 전력, 난방, 수도 및 가스 등의 사용량을 계량하는 것으로 전력측정부(110), 수도측정부(120), 가스측정부(130) 및 난방측정부(140)를 포함한다.
상기 전력측정부(110)는 수용가로 인입되는 전력선에 설치되어 전류값을 감지하고 이에 대응되는 전기적 신호를 출력하는 전류센서를 포함하여 구성된다. 전류센서는 교류용 CT(Current Transformer)센서가 대표적이며, 그 외에 다른 형식으로 측정하는 방식의 센서가 선정되어도 무방하다.
또한, 전력측정부(110)는 전력계통으로부터의 수전량 뿐만 아니라 각 수용가의 여러 가지 전기 기기의 전력 사용량을 계량할 수 있다.
상기 전자 기기는 수용가 내의 전력선에 연결되어 전기에 의해 동작하는 기기로서, 예컨대, 컴퓨터, TV, 오디오, 세탁기, 에어컨, 냉장고 등을 의미할 수 있으며, 침입 감지를 위해서 현관 램프 등을 포함할 수 있다.
상기 수도측정부(120)는 수도관에 설치되어 수도물의 유량을 감지하고 이에 대응되는 전기적 신호를 출력하는 유량센서 및 수질의 정보를 측정하여 이에 대응되는 전기적 신호를 출력하는 수질센서를 포함하여 구성된다.
상기 유량센서로는 전자유량계, 용적식유량계, 초음파유량계 등 다양한 센싱 형식의 센서가 채택될 수 있다. 수돗물 수질의 측정항목은 질소함유량, 수소이온농도(pH), 수중에 녹아있는 산소의 양인 용존산소량(DO) 등이 될 수 있으며, 그에 따라 수질센서가 선정될 수 있다.
상기 가스측정부(130)는 가스관에 설치되어 가스의 유량을 감지하고 이에 대응되는 전기적 신호를 출력하는 유량센서를 포함하여 구성된다. 유량센서로는 전자유량계, 용적식유량계, 초음파유량계 등 다양한 센싱 형식의 센서가 채택 가능하나, 가스는 기체이므로 이에 더 적합한 센서를 선택할 수도 있다.
상기 난방측정부(140)는 난방용온수관에 설치되어 난방용온수의 유량을 감지하고 이에 대응되는 전기적 신호를 출력하는 유량센서 및 공급 측 도관과 회수 측 도관에 각각 설치되어 각각의 온도를 감지하고 이에 대응되는 신호를 출력하는 온도센서 및 온수의 유량을 감지하고 이에 대응되는 전기적 신호를 출력하는 유량센서를 포함할 수 있다.
이와 같은 복수의 스마트미터들(100a 내지 100n 등)는 각 수용가 마다 하나씩 설치되고, 스마트미터가 설치 및 제거됨에 따라 각각의 데이터 수집장치(200a 내지 200x)에 연결되는 스마트미터의 개수는 유동적이며, 데이터 수집장치(200a 내지 200x)의 수 또한 유동적으로 변경될 수 있다.
예시적으로, 도 1에서는 하나의 원격검침 서버(300)에 x개의 데이터 수집장치들(200a 내지 200x)이 연결되고, 데이터 수집장치들(200a 내지 200x) 각각에는 n1개, n2개, …, nx개의 복수의 스마트미터들이 연결되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 데이터 수집장치마다 연결된 스마트미터들의 개수가 상이할 수 있으며, 데이터 수집장치의 성능 및 상호 통신할 수 있는 네트워크 영역의 크기에 따라 연결이 허용되는 스마트미터들의 최대 개수가 정해진다.
빅데이터 제어 서버(300)는 주기적으로 전송되는 검침정보와 정전, 복전 등과 같은 다양한 이벤트 정보들을 저장하고, 이를 분석하여 사용자에게 필요한 통계정보를 생성한다.
특히, 본 발명에 따른 빅데이터 제어 서버(300)는 스마트 미터(100a 내지 100n등)가 측정한 전력, 난방, 수도, 가스 등의 사용량을 전송받아 관리한다.
그리고, 빅데이터 제어 서버(300)는 스마트 미터(100a 내지 100n등)가 측정한 전력, 난방, 수도, 가스 등을 분석하여 정전, 화재, 침입, 인사상 사고(독거 노인의 위급 상황 포함) 발생 여부를 감시하며, 재해가 발생했을 때 해당 기관으로(119/112 안전망) 또는 보호자 등에게 재해 발생 사실을 통보하여 재해가 발생한 사용자의 안전 및 피해를 최소화한다.
이를 위하여 빅데이터 제어 서버(300)는 빅데이터 저장부(310), 빅데이터 관리부(320), 빅데이터 처리부(330), 제어부(340), 데이터베이스(350), 사용자 인터페이스(360) 및 재해 통보부(370)를 포함하고 있다.
빅데이터 저장부(310)는 상기 스마트 미터(100a 내지 100n등)가 측정한 전력, 난방, 수도 및 가스 등의 사용량을 저장한다.
그리고, 빅데이터 관리부(320)는 상기 스마트 미터(100a 내지 100n등)가 측정한 전력, 난방, 수도 및 가스 등의 사용량을 전송받아 빅데이터 저장부(310)에 저장하며 빅데이터 처리부(330)의 요청이 있는 경우에 빅데이터 저장부(310)에 저장된 전력, 난방, 수도 및 가스 등의 사용량을 제공한다.
상기 빅데이터 처리부(330)는 상기 스마트 미터(100a 내지 100n등)가 측정한 전력, 난방, 수도 및 가스 등의 사용량을 전송받아 처리하여 정전 발생 여부, 화재 발생 여부, 침입 발생 여부, 인사상 사고 발생 여부(독고 노인 위급 상황 발생 포함) 등을 알아낸다.
이처럼 빅데이터 처리부(330)에서 재해 발생이 확인되면 제어부(340)는 재해 통보부(370)를 통하여 해당 기관에 통보하거나 보호자에게 통보한다.
한편, 제어부(340)는 재해 통보부(370)를 통제하여 재해 발생 사실을 해당 기관에 통보하도록 한다.
그리고, 재해 통보부(370)는 재해가 발생한 경우에 해당 사실을 해당 기간에 통보하거나 보호자에게 통보한다.
다음으로, 데이터베이스(350)는 상기 빅데이터 처리부(330)의 처리 결과를 저장 관리한다.
그리고, 사용자 인터페이스(360)는 빅데이터 서버(300)의 관리자의 접근과 제어를 제공하기 위한 것으로 입력 장치와 출력 장치를 포함한다.
도 3은 도 1의 빅데이터 처리부의 상세 구성도이다.
도 3을 참조하면, 도 1의 빅데이터 처리부는 정전 판단기(331), 화재 판단기(332), 침입 판단기(333), 인사 사고 판단기(334)를 포함하고 있다.
상기 정전 판단기(331)는 스마트 미터의 전력 측정부(110)에서 측정한 전력 사용량을 분석하여 일정 기간동안 전력 사용량에 변화가 없는 경우에 정전이 발생한 것으로 판단한다. 즉, 정전이란 전원이 차단된 상태를 의미하기 때문에 전력 사용량에 변화가 없다.
그리고, 상기 화재 판단기(332)는 상기 전력 측정부(110)에서 측정한 전력 사용량에 급격한 변화가 감지되는 경우에 화재로 판단한다. 이는 화재시에 누전 등으로 인해 전력 사용량이 급격하게 증가하기 때문이다.
물론, 상기 화재 판단기(332)는 상기 전력 측정부(110)에서 측정한 전력 사용량에 급격한 변화가 감지되고 일정 시간 후에 전력 사용량에 변화가 없는 경우에 화재로 판단할 수도 있다. 이는 화재시에 누전이 발생되면 자동 차단기가 작동되어 전력 공급이 차단되기 때문이다.
한편, 상기 침입 판단기(333)는 수용가의 댁내 거주자가 외출중인 경우에 전력 측정부(110)에서 측정된 현관 램프가 온되는 경우에 침입이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
여기에서, 수용가의 댁내 거주자가 외출중인지 여부를 여러 가지 종래 기술을 통하여 확인할 수 있으며 그 상세한 설명은 생략한다.
다음으로, 인사 사고 판단기(334)는 전력 측정부(110)에서 측정된 전력 사용량의 변화가 일정 기간 동안 없는 경우에, 또는 수도 측정부(120)에서 측정된 수도 사용량의 변화가 일정 기간 없는 경우에 인사 사고가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
또한, 인사 사고 판단기(334)는 가스 측정부(130)를 통하여 가스 사용 여부를 파악하여 가스 사용 중지가 파악되면 인사 사고가 발생한 것으로 파악하여 이를 해당 기관에 알려준다.
즉, 수용가가 단독 세대자(독거 노인을 포함함)인 경우에 인사상 사고가 발생하여 사망하거나 거주지를 이탈하게 된 경우에 전력 사용과, 가스 사용 그리고 수도 사용이 변화가 없을 수 있기 때문이다.
물론, 인사 사고 판단기(334)는 전력 사용량, 수도 사용량, 가스 사용량 등의 에너지 사용량을 제공받아 제공받은 에너지 사용량의 변화량을 기반으로 단독 세대자(독거노인 포함)의 인위적인 작동에 의해 발생되어진 에너지 사용량이 있는지를 판단하고 그 판단한 결과에 따라 단독 세대자(독거노인 포함)의 안부를 확인할 수 있다.
그래서 인사 사고 판단기(334)는 단독세대자(독거노인 포함)의 인위적인 작동에 의해 발생되어진 에너지 사용량이 없다고 판단되면, 단독세대자(독거노인 포함)의 위급 상황에 따른 적절한 대처 예컨대, 응급실이나 가족 구성원 또는 복지사 등에 유선 또는 무선으로 연락을 취하게 된다.
이때, 인사 사고 판단기(334)는 제공받은 전력 사용량, 수도 사용량, 및 가스 사용량 등의 에너지 사용량을 기반으로 해당 가정에 대한 에너지 사용량의 변화량을 산출하고 산출된 에너지 사용량의 변화량을 이용하여 단독세대자(독거노인 포함)의 인위적인 작동에 의해 발생된 에너지 사용량인지, 가정 내에서 타이머 등과 같은 것에 의해 자동으로 소모되는 에너지 사용량인지를 판단 가능한데, 이를 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 가스 사용량과 수도 사용량의 패턴을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 가스 사용량은 단독세대자(독거노인 포함)의 인위적인 작동에 의해 발생된 가스 사용량과 보일러 등과 같은 타이머에 의해 자동으로 사용되는 가스 사용량으로 판단되어 질 수 있다. 그리고 수도 사용량은 그 사용량이 있는 경우 단독세대자(독거노인 포함)에 의해 사용된 수도 사용량으로 판단되어 질 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 전력 사용량의 패턴을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 가정에서 소비되는 전력 사용량은 크게 임의변동 패턴(Random Variation Pattern), 주기적 온/오프 패턴(Periodic On/off Pattern), 및 사용자 온/오프 패턴(User On/off Pattern) 등으로 분류되는데, 이러한 각 패턴들은 서로 다른 특성을 가지고 있기 때문에 전력 사용량의 변화량을 통해 각각의 패턴으로 분류될 수 있다.
즉, 1)임의변동패턴은 가정에서 기본적으로 이용하는 소형가전, 전등 등에서 소비하는 전력 사용량의 변화량 또는 가정으로 공급되는 전력의 전류, 전압의 임의변동에 기인한 것이다. 이러한 임의 변동 패턴은 그 변화량이 매우 적기 때문에 데이터 필터링 알고리즘을 이용하여 제거되어야 한다.
2)주기적 온/오프 패턴은 냉장고 등과 같이 주기적으로 온/오프되는 전자 기기의 전력 사용량으로서, 날씨와 계절에 따라 약간의 차이가 있을 수는 있지만 거의 주기적이고 일정 크기의 변화량을 갖고 있다.
3)사용자 온/오프 패턴은 사용자 즉, 단독세대자(독거노인 포함)에 의해 온/오프되는 전자 기기의 전력 사용량으로서, 전력 사용량이 큰 변화폭을 갖는 특성을 갖고 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 주기적 온/오프 패턴을 설명하기 위한 예시도이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 두 가정에서 발생하는 주기적 온/오프 패턴을 보여주고 있는데, 전력 사용량의 변화량 또는 변동폭이 그림 (a)의 30W, 그림 (b)의 27W로 다를 뿐 각 가정마다 시간에 상관없이 일정한 전력 사용량의 변동폭과 온/오프 주기를 갖는 것을 알 수 있다.
본 발명은 이러한 주기적 온/오프 패턴의 특성을 이용하여 단독세대자(독거노인 포함)에 의해 온/오프되는 전자 기기의 사용여부를 판단하고자 하는데, 예컨대, (a)에서 주기적 온/오프 패턴의 변동폭이 주기적으로 30W의 크기를 가지고 있다면 30W 이상의 전력 사용량의 변화량이 발생할 경우 단독세대자(독거노인 포함)에 의해 인위적으로 에너지가 사용된 것으로 간주할 수 있다.
따라서 임계값을 40W(주기적 온/오프 패턴의 주기적인 변화량(30W) + 임의변동패턴의 변화량(10W))로 설정함으로써 해당 가정의 전력 사용량의 변화량이 임계값 이상일 경우 단독세대자(독거노인 포함)에 의해서 인위적으로 에너지가 사용되고 있음을 판단할 수 있다.
한편, 인사 사고 판단기(334)는 전력 측정부(110)에서 측정된 전력 사용량에 대하여, 수도 측정부(120)에서 측정된 수도 사용량 그리고 가스 측정부(130)에서 측정된 가스 사용량에 대하여 수일, 수주, 수년 동안 축적된 데이터를 기반으로 해당 년의 해당 계절의 해당 일에 일정 정도의 변화 범위를 선정하여 이러한 범위를 벗어나는 경우에 인사 사고가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 원격 검침 시스템 내에서 재해 감시 방법의 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 원격 검침 시스템 내에서 재해 감시 장법은 먼저 빅데이터 제어 서버가 다수의 스마트 미터에서 수용가의 전기 에너지 사용 정보를 전송받아 전기 에너지 사용 정보를 수집한다(S110).
이때, 상기 빅데이터 제어 서버가 수집하는 전기 에너지 사용 정보는 전력 사용량, 가스 사용량, 수도 사용량 등을 포함한다.
상기 빅데이터 제어 서버는 상기 다수의 스마트 미터를 통하여 수집된 전기 에너지 사용 정보를 빅데이터 저장부에 저장하여 관리한다.
그리고, 빅데이터 제어 서버는 수집된 전기 에너지 사용 정보를 분석하여(S114) 재해 발생 여부를 판단한다(S116).
이때, 빅데이터 제어 서버는 상기 스마트 미터가 각 수용가의 전력 사용량을 측정하여 전송하면, 상기 빅데이터 제어 서버의 빅데이터 처리부는 측정한 전력 사용량의 변화가 없는 경우에 정전이 발생한 것으로 판단한다.
한편, 빅데이터 제어 서버는 측정한 전력 사용량의 변화가 일정값 이상이 되는 경우에 화재가 발생한 것으로 판단한다.
물론, 빅데이터 제어 서버는 측정한 전력 사용량의 변화가 일정값 이상이 되고, 이후에 전력 사용량의 변화가 없는 경우에 화재가 발생한 것으로 판단할 수도 있다.
그리고, 상기 빅데이터 제어 서버는 수용가의 댁내 거주자가 외출중인 상태에서 상기 스마트 미터에서 측정한 현관 전등의 온신호가 감지되는 경우에 침입이 발생한 것으로 판단한다.
또한, 상기 빅데이터 제어 서버는 측정된 전력 사용량의 변화가 일정 기간 동안 없는 경우에, 측정된 수도 사용량의 변화가 일정 기간 없는 경우에 인사 사고가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
즉, 수용가가 단독 세대인 경우에 인사상 사고가 발생하여 주거지를 비우는 경우에 전력 사용과 수도 사용이 변화가 없을 수 있기 때문이다.
또한, 상기 빅데이터 제어 서버는 가스 사용 여부를 파악하여 가스 사용 중지가 파악되면 인사 사고가 발생한 것으로 파악하여 이를 해당 기관에 알려준다.
한편, 빅데이터 제어 서버는 수집된 상기 전기 에너지 사용 정보를 제공 받으면, 상기 에너지 사용 정보의 변화량에 따라 사용자에 의해 온/오프되는 전자 기기의 사용여부를 판단하여 위급 상황 발생을 판단한다.
이와 같이 빅데이터 제어 서버는 재해 발생이 감지되면 이를 해당 기관에 통보한다(S118).
상기와 같은 본 발명에 따르면, 스마트 미터를 통하여 취합되는 전기 에너지 사용 정보를 분석하여 정전, 화재, 침입, 인사상 사고(독거 노인의 위급 상황 발생포함)과 같은 재해를 검출하여 해당 기관에 통보함으로써 사용자의 안전 및 피해를 최소화할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 기재된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상이 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의해서 해석되어야하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 재해 감시 장치 100a 내지 100n : 스마트 미터
110 : 전력 측정부 120 : 수도 측정부
130 : 가스 측정부 200a 내지 200x : 데이터 수집 장치
300 : 빅데이터 제어 서버 310 : 빅데이터 저장부
320 : 빅데이터 관리부 330 : 빅데이터 처리부 331 : 정전 판단기 332 : 화재 판단기
333 : 침입 판단기 334 : 인사 사고 판단기
340 : 제어부 350 : 데이터베이스
360 : 사용자 인터페이스 370 : 재해 통보부
110 : 전력 측정부 120 : 수도 측정부
130 : 가스 측정부 200a 내지 200x : 데이터 수집 장치
300 : 빅데이터 제어 서버 310 : 빅데이터 저장부
320 : 빅데이터 관리부 330 : 빅데이터 처리부 331 : 정전 판단기 332 : 화재 판단기
333 : 침입 판단기 334 : 인사 사고 판단기
340 : 제어부 350 : 데이터베이스
360 : 사용자 인터페이스 370 : 재해 통보부
Claims (20)
- 하나의 데이터 수집장치와 해당 데이터 수집장치에 연결된 다수의 스마트미터들로 구성되는 원격검침 필드 네트워크; 및
상기 원격 검침 필드 네트워크의 상기 스마트 미터들에서 수용가의 전기 에너지 사용 정보를 전송받아 처리하여 재해 발생 여부를 확인하여 재해가 발생되면 해당 기관에 통보하는 빅데이터 제어 서버를 포함하고,
각각의 상기 스마트 미터는, 각 수용가의 전력 사용량을 측정하고, 각 수용가의 현관 전등의 온 오프를 측정하는 전력 측정부; 각 수용가의 수도 사용량을 측정하는 수도 측정부; 및 각 수용가의 가스 사용량을 측정하는 가스 측정부를 포함하며,
상기 빅데이터 제어 서버는, 상기 다수의 스마트 미터가 측정하여 전송하는 수용가의 전기 에너지 사용 정보를 처리하여 재해 발생 여부를 확인하는 빅데이터 처리부를 포함하고,
상기 빅데이터 처리부는,
상기 전력 측정부에서 측정한 전력 사용량의 변화가 없는 경우에 정전이 발생한 것으로 판단하는 정전 판단기;
상기 전력 측정부에서 측정한 전력 사용량의 변화가 일정값 이상이 되는 경우에 화재가 발생한 것으로 판단하는 화재 판단기;
상기 수용가의 댁내 거주자가 외출 중에 상기 전력 측정부에서 현관 전등의 온이 측정되면 침입이 발생한 것으로 판단하는 침입 판단기; 및
상기 전력 측정부에서 측정된 전력 사용량, 상기 수도 측정부에서 측정된 수도 사용량, 및 상기 가스 측정부에서 측정된 가스 사용량에 대하여, 수일, 수주, 또는 수년 동안 축적된 데이터를 기반으로 해당 년의 해당 계절의 해당 일에 일정 정도의 변화 범위를 선정하여 상기 변화 범위를 벗어나는 경우에 인사 사고가 발생한 것으로 판단하는 인사 사고 판단기
를 포함하는 지능형 원격 검침 시스템 내에서 재해 감시 장치. - 청구항 1항에 있어서,
상기 빅데이터 제어 서버는
상기 빅데이터 처리부에서 확인된 재해에 대해 해당 기관에 재해 발생 사실을 통보하는 재해 통보부; 및
상기 빅데이터 처리부에서 재해 발생 여부가 확인되면 상기 재해 통보부에서 해당 기관에 통보하도록 제어하는 제어부를 포함하는 지능형 원격 검침 시스템 내에서 재해 감시 장치. - 청구항 2항에 있어서,
상기 빅데이터 제어 서버는
상기 다수의 스마트 미터가 측정하여 전송하는 수용가의 전기 에너지 사용 정보를 저장하는 빅데이터 저장부; 및
상기 다수의 스마트 미터가 측정하여 전송하는 수용가의 전기 에너지 사용 정보를 전송받아 상기 빅데이터 저장부에 저장하여 관리하며 상기 빅데이터 처리부에 제공하는 빅데이터 관리부를 더 포함하는 지능형 원격 검침 시스템 내에서 재해 감시 장치. - 청구항 2항 또는 제3항에 있어서,
상기 빅데이터 제어 서버는
상기 빅데이터 처리부의 처리 결과를 저장 관리하는 데이터베이스; 및
상기 빅데이터 제어 서버의 관리자의 접근과 제어를 제공하는 사용자 인터페이스를 더 포함하는 지능형 원격 검침 시스템 내에서 재해 감시 장치. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 청구항 2항에 있어서,
상기 빅데이터 제어 서버는 상기 전력 측정부에서 측정한 전력 사용량과, 상기 수도 측정부에서 측정한 수도 사용량, 및 상기 가스 측정부에서 측정한 가스 사용량에 일정 이상의 변동이 없는 경우에 인사 사고로 판단하는 상기 인사 사고 판단기를 포함하는 지능형 원격 검침 시스템 내에서 재해 감시 장치. - 청구항 2항에 있어서,
상기 빅데이터 처리부는 수집된 상기 전기 에너지 사용 정보를 제공 받으면, 에너지 사용량의 변화량에 따라 사용자에 의해 온/오프되는 전자 기기의 사용여부를 판단하여 위급 상황 발생을 판단하는 상기 인사 사고 판단기를 포함하고, 상기 에너지 사용량은 전력 사용량, 가스 사용량, 및 수도 사용량을 포함하는 것을 특징으로 하는 지능형 원격 검침 시스템 내에서 재해 감시 장치. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 하나의 데이터 수집장치와 해당 데이터 수집장치에 연결된 다수의 스마트미터들로 구성되는 원격검침 필드 네트워크, 및 상기 원격 검침 필드 네트워크의 상기 스마트 미터들에서 수용가의 전기 에너지 사용 정보를 전송받아 처리하여 재해 발생 여부를 확인하여 재해가 발생되면 해당 기관에 통보하는 빅데이터 제어 서버가 운용되는, 지능형 원격 검침 시스템 내에서 재해 감시 방법에 있어서,
(A) 상기 빅데이터 제어 서버는 각각의 상기 스마트 미터에서 수용가의 전기 에너지 사용 정보를 전송받는 단계; 및
(B) 상기 빅데이터 제어 서버는 전송받은 상기 전기 에너지 정보를 처리하여 재해 발생 여부를 확인하여 재해가 발생되면 해당 기관에 통보하는 단계를 포함하고,
(B) 단계는,
상기 스마트 미터가 각 수용가의 전력 사용량을 측정하여 전송하면, 상기 빅데이터 제어 서버가, 해당 전력 사용량의 변화가 없는 경우에 정전이 발생한 것으로 판단하는 단계;
상기 스마트 미터가 각 수용가의 전력 사용량을 측정하여 전송하면, 상기 빅데이터 제어 서버가, 해당 전력 사용량의 변화가 일정값 이상이 되는 경우에 화재가 발생한 것으로 판단하는 단계;
상기 스마트 미터가 현관 전등의 온오프를 측정하여 전송하면, 상기 빅데이터 제어 서버가, 수용가의 댁내 거주자가 외출중에 온 상태가 측정되면 침입이 발생한 것으로 판단하는 단계; 및
상기 스마트 미터의 전력 측정부에서 측정된 전력 사용량, 상기 스마트 미터의 수도 측정부에서 측정된 수도 사용량, 및 상기 스마트 미터의 가스 측정부에서 측정된 가스 사용량을 전송받는, 상기 빅데이터 제어 서버가, 수일, 수주, 수년 동안 축적된 데이터를 기반으로 해당 년의 해당 계절의 해당 일에 일정 정도의 변화 범위를 선정하여 상기 변화 범위를 벗어나는 경우에 인사 사고가 발생한 것으로 판단하는 단계
를 포함하는 지능형 원격 검침 시스템 내에서 재해 감시 방법. - 삭제
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- 청구항 13항에 있어서,
상기 (B) 단계에 있어서 상기 빅데이터 제어 서버는 수집된 상기 전기 에너지 사용 정보를 제공 받으면, 상기 에너지 사용 정보의 변화량에 따라 사용자에 의해 온/오프되는 전자 기기의 사용여부를 판단하여 인사 사고 발생을 판단하는 지능형 원격 검침 시스템 내에서 재해 감시 방법 - 삭제
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Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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| KR1020160039528A KR102546080B1 (ko) | 2016-03-31 | 2016-03-31 | 지능형 원격 검침 시스템 내에서 재해 감시 장치 및 그 방법 |
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