KR102638376B1 - 카메라를 구비한 가스데이터 수집기 및 가스소비량 계측시스템 - Google Patents

카메라를 구비한 가스데이터 수집기 및 가스소비량 계측시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가스계량기의 유량지시부를 촬영하는 카메라 센서, IoT 망을 통해 무선 패킷을 송수신하는 통신 모듈 및 설정된 주기에 따라 카메라 센서로부터 캡쳐링되는 하나 이상의 이미지를 통신 모듈을 통해 무선 패킷으로 주기적으로 송출하는 프로세서를 포함하고, 주기적으로 송출되는 하나 이상의 이미지에서 가스계량기에서 소비되는 가스소비량이 계측되는, 가스데이터 수집기 및 계측시스템에 관한 것이다.

Description

카메라를 구비한 가스데이터 수집기 및 가스소비량 계측시스템{GAS DATA COLLECTING DEVICE AND GAS CONSUMPTION MEASURING SYSTEM WITH A CAMERA}
본 발명은 카메라를 구비한 가스데이터 수집기 및 가스소비량 계측시스템에 관한 것으로서 구체적으로는 구비된 카메라에서 촬영되는 이미지를 활용하여 측정 대상 가스계량기에서 소비되는 가스소비량을 계측할 수 있는 가스데이터 수집기 및 가스소비량 계측시스템에 관한 것이다.
전자, 네트워크 기술의 발전에 따라, 검침원 대신에 자동화된 검침이 가능한 AMI(AMI : Advanced Metering Infrastructure) 스마트 가스계량기가 가정이나 아파트, 업소, 기업체 등에 널리 활용되고 적용되고 있다.
AMI 가스계량기는 저전력으로 설계되어 전력 소비를 최대한 줄이면서 로라, 시그폭스, 와이선, NB-IoT, LTE Cat.M1, 자가망 등의 IoT 망에 접속하여 주기적으로 가스 소비량을 전송하는 통신모듈을 내부에 내장하거나 또는 외부에 구비한다. AMI 가스계량기는 IoT 망을 통해 서버로 가스 소비량 등의 상태를 주기적으로 전송할 수 있도록 구성된다.
기존의 가스계량기는 IoT 망에 접속 가능한 별도의 스마트 계측기를 더 구비하여 스마트 가스계량기로 구현될 수 있다. 기존 가스계량기에 탈부착하도록 구성되는 스마트 계측기는 내부에 통신모듈, 프로세서, 기존 가스계량기로부터의 가스소비신호를 수신하기 위한 신호 인터페이스를 가지고, 가스소비신호의 이벤트에 따라 단위시간별 가스소비량을 측정하고 측정된 가스소비량을 통신모듈을 통해 원격 서버로 전송하도록 구성된다.
기존 가스계량기는 내부에 단위 유량센서(예를 들어, 자석과 회전자를 가지고 흐르는 가스의 유량에 따라 회전하는 회전자를 가지는 센서)가지고 유량센서에 의해 발생하는 회전자에 동기화하여 누적 가스소비량을 전면에 구비된 유량지시부에 표시한다. 또한, 기존 가스계량기는 회전자와 연동하는 스위치(온/오프 스위치)를 더 포함하여 회전자의 1 회전에 따른 단위 유량별 펄스신호를 가스소비신호로 출력한다. 가스소비신호는 신호라인을 통해 스마트 계측기로 출력된다.
여기서, 스마트 계측기는 유선의 가스소비신호에 전적으로 의존하여 누적하여 가스소비량을 계산하는 데, 가스소비신호는 다양한 이유로 여러 노이즈나 에러가 발생한다. 가스계량기의 설치 위치나 장소에 따라 그리고 외부 여러 환경에 따라 가스소비신호에 노이즈 신호가 발생하여 스마트 계측기에서 계측되는 가스소비량과 가스계량기에서 표시되는 가스소비량의 차이가 발생하고 이는 여러 문제점을 야기한다.
본 발명은, 상술한 문제점을 해결하기 위해서 안출한 것으로서, 유량센서로부터의 신호 대신에 카메라를 활용하여 가스계량기의 가스소비량을 정확히 계측할 수 있는 가스데이터 수집기 및 가스소비량 계측시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 가스계량기의 유량지시부를 대상으로 촬영된 일련의 이미지들을 대상으로 하는 인공지능 프로그램을 통해 기존 가스계량기에서 소비되는 가스소비량을 가스계량기에 표시된 가스소비량과 동일하게 계측할 수 있는 가스데이터 수집기 및 가스소비량 계측시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 카메라를 활용한 정확한 가스소비량 계측과 함께 온도와 압력을 더 수집하여 과금 대상 가스소비량을 조절 가능한 가스데이터 수집기 및 가스소비량 계측시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 양상에 따른 가스데이터 수집기는 가스계량기의 유량지시부를 촬영하는 카메라 센서, IoT 망을 통해 무선 패킷을 송수신하는 통신 모듈 및 설정된 주기에 따라 카메라 센서로부터 캡쳐링되는 하나 이상의 이미지를 통신 모듈을 통해 무선 패킷으로 주기적으로 송출하는 프로세서를 포함하고, 주기적으로 송출되는 하나 이상의 이미지에서 가스계량기에서 소비되는 가스소비량이 계측된다.
상기한 가스데이터 수집기에 있어서, 카메라 센서에서 캡쳐링된 이미지를 저장하는 메모리를 더 포함하고, 프로세서는 설정된 제1 주기의 도래에 따라 카메라 센서에서 캡쳐링되는 이미지를 메모리에 저장하고 제1 주기보다 긴 제2 주기의 도래에 따라 제2 주기 내에 캡쳐링된 복수의 이미지를 포함하는 무선 패킷을 구성하여 통신 모듈을 통해 송출한다.
상기한 가스데이터 수집기에 있어서, 가스계량기의 가스관에서 측정되는 온도신호 및 압력신호를 수신하는 계량기신호 인터페이스를 더 포함하고, 프로세서는 온도신호에 대응하는 온도데이터와 및 압력신호에 대응하는 압력데이터를 더 포함하는 무선 패킷을 통신 모듈을 통해 주기적으로 송출하고, 온도데이터와 압력데이터는 하나 이상의 이미지에서 계측되는 가스소비량의 보정에 이용된다.
또한, 본 발명의 일 양상에 따른 가스소비량 계측시스템은 상기한 가스데이터 수집기 및 IoT 망을 통해 가스데이터 수집기에 연결되어 가스데이터 수집기로부터의 무선 패킷의 하나 이상의 이미지에서 계측 대상 가스계량기에서 소비된 가스소비량을 결정하는 계측 서버를 포함한다.
상기한 가스소비량 계측시스템에 있어서, 인공지능 프로그램을 수행하는 계측 서버는 무선 패킷에 포함되고 제1 주기에 따라 유량지시부를 촬영한 복수의 이미지에서 제1 주기보다 긴 제2 주기에서의 가스소비량을 결정한다.
상기한 가스소비량 계측시스템에 있어서, 무선 패킷의 복수의 이미지 각각은 설정된 압축포맷에 따라 압축된 이미지이고, 계측 서버는 무선 패킷에 더 포함되는 온도데이터와 압력데이터를 더 이용하여 제2 주기에서 결정되는 가스소비량을 보정한다.
상기와 같은 본 발명에 따른 가스데이터 수집기 및 가스소비량 계측시스템은 유량센서로부터의 신호 대신에 카메라를 활용하여 가스계량기의 가스소비량을 정확히 계측할 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기와 같은 본 발명에 따른 가스데이터 수집기 및 가스소비량 계측시스템은 가스계량기의 유량지시부를 대상으로 촬영된 일련의 이미지들을 대상으로 하는 인공지능 프로그램을 통해 기존 가스계량기에서 소비되는 가스소비량을 가스계량기에 표시된 가스소비량과 동일하게 계측할 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기와 같은 본 발명에 따른 가스데이터 수집기 및 가스소비량 계측시스템은 카메라를 활용한 정확한 가스소비량 계측과 함께 온도와 압력을 더 수집하여 과금 대상 가스소비량을 조절 가능한 효과가 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 예시적인 가스소비량 계측시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 가스데이터 수집기의 예시적인 내부 블록도를 도시한 도면이다.
도 3은 가스데이터 수집기에서 가스소비량의 결정에 필요한 데이터를 수집하고 수집된 데이터를 활용하여 계측 서버에서 가스소비량을 결정하는 예시적인 제어 흐름을 도시한 도면이다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술 되어 있는 상세한 설명을 통하여 더욱 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 예시적인 가스소비량 계측시스템을 도시한 도면이다.
도 1의 계측 시스템은 하나 이상의 가스계량기(200), 하나 이상의 가스데이터 수집기(100), 계측 서버(300)를 포함하여 구성될 수 있다. 계측 시스템은 그 외 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 계측 시스템의 계측 서버(300)와 가스데이터 수집기(100)는 IoT(Internet of Things) 망( 또는 사물인터넷)에 서로 연결되어 각종 데이터를 송수신할 수 있다.
도 1을 통해 계측시스템을 살펴보면, 가스계량기(200)는 가스를 가정이나 공장 등에 공급하고 공급되는 가스의 소비량을 계측하고 표시하는 기기이다. 가스계량기(200)는 전면에 유량지시부(210)를 가지고 유량지시부(210)는 가스계량기(200)를 통해 소비된 가스량을 표시한다. 유량지시부(210)는 일곱자리 또는 여덟자리의 숫자 표시판을 가지고 가스계량기(200) 내부의 유량센서(의 회전자)에 의해 총 누적된 절대 가스소비량을 표시할 수 있도록 구성된다.
예를 들어, 가스계량기(200)는 내부 유량센서의 회전자의 위치에 따라 유량지시부(210)의 마지막 숫자 표시판을 대응하는 위치로 설정하고 회전자가 1회 회전 완료함에 따라 마지막 숫자 표시판의 숫자를 1 증가시키고 상위자리의 숫자판의 숫자도 이전자리의(하위자리의) 숫자 표시판의 숫자가 9에서 0으로 변함에 따라 증가시키도록 구성된다. 이와 같이, 유량지시부(210)의 마지막 숫자판은 내부 유량센서의 회전자의 위치에 대응하여 가스소비량에 따라 아날로그 방식으로 조금씩(점진적으로) 더 높은 숫자로 변경된다.
가스데이터 수집기(100)는 하나의 가스계량기(200)에서 소비되는 가스소비량을 계측 가능한 데이터를 수집하고 수집 데이터를 계측 서버(300)로 전송한다. 가스데이터 수집기(100)는 특정 가스계량기(200)에 기구물 등을 통해 결합하고 특정 가스계량기(200)의 전면의 유량지시부(210)를 포함하는 이미지를 촬영하고 촬영된 이미지를 IoT 망을 통해 계측 서버(300)로 전송할 수 있도록 구성된다. 가스데이터 수집기(100)는 구비된 카메라 센서(110)가 가스계량기(200)(적어도 유량지시부(210))의 이미지를 촬영할 수 있도록 배치된다.
가스데이터 수집기(100)는 반드시 특정 가스계량기(200)에 기구물 등을 통해 기구적으로 결합할 필요는 없고 특정 가스계량기(200)를 바라보면서 특정 가스계량기(200)의 전면의 유량지시부(210)를 포함하는 이미지를 촬영할 수 있도록 (바람직하게) 구성된다.
가스데이터 수집기(100)는 주기적으로 가스소비량 계측에 이용되는 데이터를 수집하고 수집된 데이터를 주기적으로 계측 서버(300)로 전송할 수 있다. 여기서, 수집 주기와 전송 주기는 다를 수 있고 예를 들어, 수집 주기가 전송 주기보다 짧아 하나의 전송 주기에 다수의 수집 데이터 또는 다수의 수집 데이터에 기초한 수집 데이터가 계측 서버(300)로 전송될 수 있다.
가스데이터 수집기(100)는 촬영된 이미지 외에 다른 데이터를 더 수집할 수 있고 예를 들어, 가스계량기(200)의 공급 가스관에서의 온도데이터나 압력데이터 나아가 가스소비 데이터(가스소비신호에 따른 가스소비 데이터)를 더 수집하고 수집된 데이터를 전송 주기에 따라 계측 서버(300)로 전송할 수 있다.
가스데이터 수집기(100)에 대해서는 도 2 및 도 3에서 좀 더 살펴보도록 한다.
계측 서버(300)는 IoT 망을 통해 가스데이터 수집기(100)에 연결되어 가스데이터 수집기(100)로부터 무선 패킷을 수신하고 무선 패킷의 수집 데이터에 따라 해당 계측 대상 가스계량기(200)에서 소비된 가스소비량을 결정한다. 계측 서버(300)는 내부에 데이터베이스 등을 구비하여 가스계량기(200)별 가스소비량을 가스계량기(200)에 결합된 가스데이터 수집기(100)로부터 수신되는 수집 데이터에 따라 결정하고 결정된 가스소비량을 데이터베이스에 저장할 수 있다.
예를 들어, 계측 서버(300)는 인공지능 프로그램을 이용하여 무선 패킷의 촬영된 하나 이상의 이미지로부터 유량지시부(210) 영역을 인식하고 인식된 유량지시부(210)의 다수의 숫자 표시판의 숫자를 인식하여 가스계량기(200)에서 정확히 계측중인 가스소비량을 결정한다. 계측 서버(300)는 이미지에서 가스계량기(200)가 표시하는 가스소비량을 인식하여 유량센서와 연동하는 가스소비신호의 인식 대비 가스계량기(200)에 표시된 가스소비량과 동일한 소비량을 결정할 수 있다.
계측 서버(300)는 대용량 저장매체를 가지고 대용량 저장매체 내에 데이터베이스를 가질 수 있다. 계측 서버(300)는 다수의 계량기계측 엔트리를 가지고 계량기계측 엔트리는 가스데이터 수집기(100)의 식별자와 대응하는(결합된) 가스계량기(200)의 식별자 및 가스소비량 정보를 저장한다. 가스소비량 정보는 가스데이터 수집기(100)로부터 수신되는 수집 데이터(들)를 저장하고 수집 데이터(들)로부터 결정된 누적 총 가스소비량과 기간별 가스소비량을 저장할 수 있다. 또한, 계량기계측 엔트리는 상태 데이터를 저장하고 상태 데이터는 수집 데이터에서 특정 데이터의 인식(예를 들어, 유량지시부(210)의 인식) 여부에 따라 적어도 정상 또는 비정상의 상태를 설정할 수 있도록 구성된다.
IoT 망은 다수의 가스데이터 수집기(100)와 계측 서버(300)를 연결하여 무선의 통신 패킷을 송수신할 수 있는 네트워크이다. IoT 망은 예를 들어, 로라, 시그폭스, 와이선, NB-IoT, LTE Cat.M1 등일 수 있다. IoT 망은 특정 통신사에 의해 제공되는 통신망이 아니라 자가망으로 구성될 수도 있다.
도 2는 가스데이터 수집기(100)의 예시적인 내부 블록도를 도시한 도면이다.
도 2에 따르면, 가스데이터 수집기(100)는 카메라 센서(110), 메모리(130), 계량기신호 인터페이스(150), 통신 모듈(170) 및 프로세서(190)를 포함한다. 가스데이터 수집기(100)는 그 외 다른 블록을 더 포함할 수 있고 예를 들어, 배터리와 배터리를 이용하여 직류전원을 생성하는 전원회로를 더 포함할 수 있다.
도 2를 통해 가스데이터 수집기(100)의 구성을 살펴보면, 카메라 센서(110)는 가스데이터 수집기(100)에 결합된 가스계량기(200)를 촬영한다. 카메라 센서(110)는 렌즈, CCD 센서나 CMOS 센서 등을 포함하여 렌즈를 통해 센서에 노출되는 이미지를 캡쳐링하고 캡쳐링된 이미지를 프로세서(190)로 출력할 수 있다. 카메라 센서(110)는 프로세서(190)의 제어에 따라 이미지를 캡쳐링하고 프로세서(190)로 이미지 데이터를 출력할 수 있다. 적어도, 카메라 센서(110)는 가스계량기(200)의 유량지시부(210)를 촬영할 수 있도록 구성되고 가스데이터 수집기(100)가 설치된다.
메모리(130)는 각종 데이터와 프로그램을 저장한다. 메모리(130)는 프로세서(190)에서 이용되는 프로그램과 카메라 센서(110)에서 캡쳐링된 하나 이상의 이미지들을 저장하고 나아가 계량기신호 인터페이스(150)를 통해 수집되는 데이터들을 저장한다. 메모리(130)는 이미지 외에 온도데이터들이나 압력데이터들을 더 저장할 수 있다. 메모리(130)는 휘발성 메모리 및/또는 비휘발성 메모리일 수 있다.
계량기신호 인터페이스(150)는 가스계량기(200)로부터 출력되는 신호를 수신한다. 계량기신호 인터페이스(150)는 온도신호 단자(151), 압력신호 단자(153) 나아가 가스소비신호 단자(155)를 가진다. 계량기신호 인터페이스(150)는 온도신호 단자(151)를 통해 가스계량기(200)의 (공급) 가스관에서 측정되는 온도신호를 수신하고 압력신호 단자(153)를 통해 가스계량기(200)의 (공급) 가스관에서 측정되는 압력신호를 수신한다. 온도신호와 압력신호는 아날로그 신호이거나 디지털 신호이다.
또한, 계량기신호 인터페이스(150)는 가스소비신호 단자(155)를 통해 결합된 가스계량기(200)로부터 가스소비신호를 더 수신한다. 계량기신호 인터페이스(150)는 가스계량기(200)의 유량센서의 스위치에 의해서 발생하는 펄스 신호를 가지는 가스소비신호를 수신할 수 있다. 가스소비신호에 의해 단위 가스 유량의 소비를 인식 가능하다. 계량기신호 인터페이스(150)의 온도신호 단자(151), 압력신호 단자(153) 및 가스소비신호 단자(155) 각각은 유선의 신호선을 통해 각각의 신호를 수신할 수 있다.
통신 모듈(170)은 IoT 망을 통해 무선 패킷을 송수신한다. 통신 모듈(170)은 IoT 망을 통해 무선 패킷을 구비된 무선 안테나를 통해 송출하거나 수신할 수 있도록 구성된다. 통신 모듈(170)은 전원회로에서 출력되는 전원의 제공으로 구동시작하고 프로세서(190)의 제어에 따라 무선 패킷의 송수신을 수행할 수 있다.
가스데이터 수집기(100)의 배터리는 기본 전력을 제공하고 전원회로는 배터리에 연결되어 배터리로부터의 전원으로부터 각각의 블록에 필요한 전원으로 변환하고 해당 블록으로 전원을 공급할 수 있도록 구성된다. 전원회로는 DC-DC 컨버터, 레귤레이터, LDO 등을 포함하여 구성된다. 전원회로는 프로세서(190)로부터 수신되는 전원 제어신호에 따라 통신 모듈(170)에 전원을 공급하거나 공급중단할 수 있다.
프로세서(190)는 가스데이터 수집기(100)를 제어하여 가스소비량의 계측에 필요한 각종 데이터를 수집하고 수집된 데이터를 IoT 망을 통해 계측 서버(300)로 전송한다. 예를 들어, 프로세서(190)는 설정된 주기에 따라 주기적으로 카메라 센서(110)로부터 캡쳐링되고 메모리(130)에 저장된 하나 이상의 이미지를 통신 모듈(170)을 통해 송출한다. 주기적으로 송출되는 이 하나 이상의 이미지에서 계측 서버(300)에 의해 결합된 가스계량기(200)에서 소비되는 가스소비량이 계측된다.
프로세서(190)는 프로그램의 명령어를 수행하는 실행 유닛을 하나 이상 포함하고 메모리(130)에 저장되어 있는 프로그램의 수행에 따라 가스데이터 수집기(100)를 제어하고 필요 기능을 수행할 수 있다. 프로세서(190)는 CPU, MPU, 중앙처리장치, 마이컴 등을 나타내거나 포함할 수 있다. 여기서, 프로세서(190), 메모리(130), 계량기신호 인터페이스(150), 통신 모듈(170) 중 하나 이상의 블록은 단일 또는 복수의 칩셋 내에 통합되어 구성될 수 있다.
가스계량기(200)에서 소비되는 가스소비량을 특정하기 위해 필요한 데이터의 수집은 가스데이터 수집기(100)(프로세서(190))에 의해서 이루어지고 그 구체적인 수집 과정은 도 3을 통해 좀 더 상세히 살펴보도록 한다.
도 3은 가스데이터 수집기(100)에서 가스소비량의 결정에 필요한 데이터를 수집하고 수집된 데이터를 활용하여 계측 서버(300)에서 가스소비량을 결정하는 예시적인 제어 흐름을 도시한 도면이다.
여기서, 도 3의 가스데이터 수집기(100)에 의해서 이루어지는 제어 과정은 프로그램을 수행하는 프로세서(190)에 의한 제어로 이루어진다.
먼저, 프로세서(190)는 내부의 하나의 타이머(이하 '제1 타이머'라고 함)를 제1 주기로 설정하고 다른 하나의 타이머(이하 '제2 타이머'라 함)를 제2 주기로 설정하고 주기의 도래에 따라 데이터를 수집하고 수집된 데이터를 통신 모듈(170)을 통해 무선 패킷으로 송출한다. 제1 주기는 데이터 수집에 이용되는 주기이고 제2 주기는 무선 패킷의 송출에 이용되는 주기이고 제2 주기가 제1 주기보다는 더 긴(2배, 4배, 8배 등) 주기이다. 예를 들어, 제2 주기는 1시간의 주기일 수 있고 제1 주기는 10분의 주기일 수 있다. 프로세서(190)의 타이머는 소프트웨어 타이머이거나 하드웨어 타이머로서 주기의 도래에 따라 주기 이벤트가 반복적으로 발생시키도록 구성된다.
먼저, 제1 타이머에 의한 제1 주기의 도래(① 참조)에 따라, 가스데이터 수집기(100)(의 프로세서(190))는 데이터를 수집하고 수집된 데이터를 메모리(130)에 저장(② 참조)한다.
구체적으로, 프로세서(190)는 제1 타이머에 의한 제1 주기의 도래 이벤트의 발생의 인식에 따라 카메라 센서(110)를 제어하여 카메라 센서(110)로부터 캡쳐링되는 이미지를 수신하고 수신된 이미지를 수집 타임 스탬프(제1 주기의 도래 이벤트의 현재 발생 시각)에 매칭시켜 저장한다. 저장되는 이미지는 예를 들어, QVGA 해상도의 이미지일 수 있다.
또한, 프로세서(190)는 제1 주기의 도래 이벤트에서 계량기신호 인터페이스(150)의 온도신호 단자(151)를 통해 온도신호를 수신하고 수신된 온도신호에 대응하는 온도데이터를 수집 타임 스탬프에 매칭시켜 메모리(130)에 저장한다. 또한, 프로세서(190)는 제1 주기의 도래 이벤트에서 계량기신호 인터페이스(150)의 압력신호 단자(153)를 통해 압력신호를 수신하고 수신된 압력신호에 대응하는 압력데이터를 수집 타임 스탬프에 매칭시켜 메모리(130)에 저장한다. 이미지, 온도신호 및 압력신호의 수집 타임 스탬프는 동일한 타임 스탬프일 수 있다.
또한, 프로세서(190)는 계량기신호 인터페이스(150)의 가스소비신호 단자(155)를 통해 가스소비신호를 수신하고 가스소비신호에서 펄스 신호를 더 인식하고 인식된 펄스 신호에 대응하는 인식 시각을 메모리(130)에 더 저장할 수 있다.
후속하여 제2 타이머에 의한 제2 주기의 도래(③ 참조)에 따라, 가스데이터 수집기(100)(의 프로세서(190))는 수집된 데이터를 이용하여 무선 패킷을 구성(④ 참조)한다.
제1 주기보다 제2 주기가 더 길어, 프로세서(190)는 다수의 제1 주기의 도래 이벤트에 따라 이벤트 발생 시각별 다수의 데이터를 수집하고 메모리(130)에 저장할 수 있다.
무선 패킷의 구성 과정을 좀 더 구체적으로 살펴보면, 프로세서(190)는 무선 패킷의 페이로드에 다수의 제1 주기의 도래에 따라 캡쳐링된 제2 주기 내의 다수의 이미지들을 포함하는 무선 패킷을 구성한다. 무선 패킷 내의 이미지들 각각은 설정된 압축 포맷에 따라 프로세서(190)에 의해 압축될 수 있다. 예를 들어, 무선 패킷 내의 이미지들은 JPEG 압축 포맷 등에 따라 압축되고 각각의 이미지들은 서로 캡쳐링된 시각이나 선후관계를 알 수 있도록 무선 패킷 내의 페이로드에서 구성된다. 이미지들은 QVGA 해상도나 VGA 해상도 등을 가질 수 있다.
또한, 프로세서(190)는 온도데이터와 압력데이터를 더 포함하는 무선 패킷을 구성할 수 있다. 프로세서(190)는 제2 주기 내의 제1 주기의 도래에 따라 수집된 온도데이터들과 압력데이터들을 포함하는 무선 패킷을 구성할 수 있다. 또는, 프로세서(190)는 제2 주기 내의 제1 주기의 도래에 따라 수집된 온도데이터들의 평균 온도데이터와 수집된 압력데이터들의 평균 압력데이터를 포함하는 무선 패킷을 구성할 수 있다. 나아가 프로세서(190)는 가스소비신호에서 인식되는 펄스 신호의 인식 시각을 더 포함하는 무선 패킷을 구성할 수 있다. 무선 패킷에 더 포함되는 온도데이터와 압력데이터는 포함된 이미지에서 계측되는 가스소비량의 보정에 이용될 수 있다. 무선 패킷은 무선 패킷의 전송시각을 나타내는 타임 스탬프를 더 포함할 수 있다.
IoT 망에서의 무선 패킷은 그 패킷의 사이즈가 한정적이어서, 무선 패킷의 페이로드에 작은 해상도(예를 들어, QVGA)를 가지는 압축된 포맷의 이미지와 평균 온도데이터와 평균 압력데이터를 가지도록 구성하는 것이 바람직하다.
제2 주기의 도래에 따라 무선 패킷이 구성됨에 따라, 가스데이터 수집기(100)(의 프로세서(190))는 구성된 무선 패킷을 IoT 망을 통해 전송(⑤ 참조)한다. 프로세서(190)는 구성된 무선 패킷을 통신 모듈(170)을 통해 IoT 망으로 송출할 수 있다. 무선 패킷은 수집된 하나 이상의 이미지와 나아가 온도데이터와 압력데이터를 더 포함하여 구성될 수 있다. 프로세서(190)는 제2 주기의 도래에 따라 전원회로를 제어하여 통신 모듈(170)에 전원을 인가하고 전원의 인가에 따라 구동하는 통신 모듈(170)에 구성된 무선 패킷을 전송하여 통신 모듈(170)을 통해 무선으로 송출할 수 있다. 프로세서(190)는 무선 패킷의 송출 이후에 통신 모듈(170)에 인가되고 있는 전원을 전원회로를 제어하여 차단할 수 있다.
가스데이터 수집기(100)(의 프로세서(190))는 반복적으로 제1 주기의 도래에 따라 데이터를 수집하고 제2 주기의 도래에 따라 무선 패킷을 구성하고 IoT 망을 통해 무선 패킷을 송출하도록 구성된다.
무선 패킷의 송출에 따라, 계측 서버(300)는 IoT 망을 통해 무선 패킷을 수신하고 무선 패킷의 수집 데이터를 저장(⑥ 참조)한다.
계측 서버(300)는 무선 패킷에 포함되는 가스데이터 수집기(100)의 식별자를 가지는 계량기계측 엔트리를 검색하고 검색된 계량기계측 엔트리의 가스소비량 정보에 수집 데이터들을 저장한다. 계측 서버(300)는 무선 패킷의 수집된 이미지들, 하나 이상의 온도데이터, 하나 이상의 압력데이터 및 펄스 신호 인식 시각을 무선 패킷의 타임 스탬프에 매칭시켜 가스소비량 정보에 저장한다. 이와 같이, 계량기계측 엔트리의 가스소비량 정보에는 수신되는 무선 패킷별 수집 데이터가 저장된다.
이후, 계측 서버(300)는 가스데이터 수집기(100)에서 수집된 데이터들을 이용하여 가스데이터 수집기(100)에 결합된 가스계량기(200)에서 소비된 가스소비량을 결정(⑦ 참조)한다.
가스소비량의 결정 과정은 무선 패킷의 수신과 저장에 후속하여 바로 이루어지거나 다수의 무선 패킷의 수신 및 저장에 후속하여 계측 서버(300)에서의 설정된 결정주기 이벤트에 따라 이루어질 수 있다. 가스소비량 결정 과정은 타임 스탬프별 수집된 가스소비량 정보를 대상으로 이루어질 수 있다.
인공지능 프로그램을 수행을 통해 가스소비량을 결정하는 계측 서버(300)는 계량기계측 엔트리의 타임 스탬프별 수집된 가스소비량 정보의 이미지들에서 유량지시부(210)를 인식한다. 계측 서버(300)는 타임 스탬프의 모든 이미지들에서 복수개(예를 들어, 6개, 7개, 8개 등)의 숫자판을 가지는 유량지시부(210)가 인식되지 않는 경우 해당 계량기계측 엔트리의 상태 데이터를 비정상 상태로 설정한다. 비정상 상태의 설정에 후속하여 계측 서버(300)는 관리자의 단말기(예를 들어, 스마트폰 등)로 비정상 상태의 발생을 나타내는 이상 시그널을 전송하고 그에 따라 관리자가 확인하고 필요한 조치를 취할 수 있다.
인공지능 프로그램을 통해 가스소비량을 결정하는 계측 서버(300)는 계량기계측 엔트리의 타임 스탬프별 수집된 가스소비량 정보의 이미지들로부터 가스소비량을 결정한다. 계측 서버(300)는 제1 주기보다 긴 제2 주기에 따른 해당 타임 스탬프에서(제2 주기에서의 중간 시각이나 최종 시각)의 가스소비량을 타임 스탬프에 매칭되는 가스소비량 정보의 이미지들로부터 결정할 수 있다. 또는, 계측 서버(300)는 타임 스탬트 내의 제1 주기에서 캡쳐링된 이미지들 각각에 대한 가스소비량을 결정할 수도 있다.
인공지능 프로그램을 통해 계측 서버(300)는 가스소비량 결정 대상 이미지에서 인식되는 유량지시부(210)의 숫자판에서의 숫자들을 인식하고 (총)누적 가스소비량을 인식할 수 있다. 나아가, 계측 서버(300)는 가스소비량 결정 대상 이미지의 전 이미지와 나아가 후 이미지를 더 이용하여 결정 대상 이미지에서의 (총)누적 가스소비량을 추정할 수 있다. 제1 주기에 따른 특정 시각에 촬영된 유량지시부(210)의 숫자판의 숫자(특히 마지막 숫자판의 숫자)는 유량센서의 회전자의 위치에 연동하여 정확한 숫자 인식이 어려울 수 있다. 계측 서버(300)는 이전 이미지와 나아가 이후 이미지를 더 이용하여 결정대상 이미지에서의 (총)누적 가스소비량을 추정 가능하다.
계측 서버(300)는 추정되거나 인식된 (총)누적 가스소비량을 해당 타임스탬프(내의 제1 주기별)에서의 가스소비량으로 결정한다. 또는, 계측 서버(300)는 해당 타임 스탬프에서의 인식된 (총)누적 가스소비량에서 이전 타임 스탬프에서 인식된 (총)누적 가스소비량을 차감하여 해당 타임 스탬프 내에서 소비된 (상대적인) 가스소비량(기간별 가스소비량)을 결정할 수도 있다. 그 외, 계측 서버(300)는 이미지별 누적 또는 상대 가스소비량을 산출하도록 구성될 수도 있다.
이와 같이, 계측 서버(300)는 제1 주기보다 더 긴 제2 주기에서 수신되는 무선 패킷을 이용하여 제2 주기 내에서의 누적(누적 총 가스소비량)이나 상대적인 가스소비량(기간별 가스소비량)을 결정할 수 있다.
나아가, 계측 서버(300)는 이미지에서 결정된 가스소비량을 보정할 수 있다. 계측 서버(300)는 무선 패킷에 더 포함되어 계량기계측 엔트리의 타임 스탬프별 수집된 가스소비량 정보의 온도데이터와 압력데이터를 더 이용하여 결정된 가스소비량을 보정할 수 있다. 계측 서버(300)는 이미지만으로 결정된 (누적 또는 상대적) 가스소비량을 실측된 온도데이터와 압력데이터를 반영하여 보정한다. 이에 따라 계측 서버(300)는 온도(의 고저)와 압력(의 고저)에 의한 가스유량의 영향을 제거하거나 최소화하는 (객관적인) 가스소비량을 산출할 수 있다.
계측 서버(300)는 산출된 가스소비량 관련 정보를 가스공급사 등에 제공하고 가스공급사는 이 가스소비량 관련 정보에 기초하여 가스계량기에서 가스 소비에 따른 가스요금을 산출할 수 있다.
이상과 같은 제어 흐름을 통해, 가스계량기(200)에서 적산 출력되는 가스소비량과 동일한 가스소비량을 가스데이터 수집기(100)를 통해 원격의 계측 서버(300)가 수집된 이미지로부터 산출 가능하다. 또한, 계측 서버(300)는 가스소비량 산출을 위한 이상을 이미지를 통해 확인하고 필요한 조치를 취할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
100 : 가스데이터 수집기
110 : 카메라 센서
130 : 메모리
150 : 계량기신호 인터페이스
151 : 온도신호 단자
153 : 압력신호 단자
155 : 가스소비신호 단자
170 : 통신 모듈
190 : 프로세서
200 : 가스계량기
210 : 유량지시부
300 : 계측 서버

Claims (6)

  1. 기구물을 통해 하나의 가스계량기에 결합하여 상기 하나의 가스계량기의 가스소비량 계측에 이용되는 데이터를 수집하는 가스데이터 수집기로서,
    상기 하나의 가스계량기의 유량지시부를 촬영하는 카메라 센서;
    IoT 망을 통해 무선 패킷을 송수신하는 통신 모듈;
    상기 카메라 센서에서 캡쳐링된 이미지를 저장하는 메모리;
    상기 하나의 가스계량기의 가스관에서 측정되는 온도신호 및 압력신호를 수신하는 계량기신호 인터페이스;
    설정된 제1 주기의 도래에 따라, 상기 카메라 센서로부터 캡쳐링되는 이미지와 상기 계량기신호 인터페이스로부터의 상기 온도신호에 대응하는 온도데이터와 상기 압력신호에 대응하는 압력데이터를 상기 메모리에 저장하는 프로세서;를 포함하고,
    상기 프로세서는, 상기 제1 주기보다 긴 제2 주기의 도래에 따라, 상기 제2 주기 내에서 상기 제1 주기의 도래에 따라 캡쳐링되어 저장된 복수의 이미지, 상기 제1 주기의 도래에 따라 저장된 복수의 온도데이터에서 산출된 평균 온도데이터 및 상기 제1 주기의 도래에 따라 저장된 복수의 압력데이터에서 산출된 평균 압력데이터를 포함하는 무선 패킷을 구성하고 구성된 무선 패킷을 상기 통신 모듈을 통해 무선으로 송출하고,
    상기 무선 패킷의 복수의 이미지는 압축되고 선후관계를 식별할 수 있도록 구성되고,
    상기 제2 주기에 따라 주기적으로 송출되는 상기 무선 패킷의 선후관계를 식별 가능한 복수의 압축된 이미지와 상기 평균 온도데이터 및 상기 평균 압력데이터로부터 결합된 상기 하나의 가스계량기에서 소비되는 가스소비량이 계측되고,
    상기 IoT 망은 로라, 시그폭스, 와이선, NB-IoT 또는 LTE Cat.M1인,
    가스데이터 수집기.
  2. 제1항에 있어서,
    배터리; 및
    상기 배터리를 이용하여 직류전원을 생성하는 전원회로;를 더 포함하고,
    상기 프로세서는 상기 제2 주기의 도래에 따라 상기 전원회로를 제어하여 상기 통신 모듈에 전원을 인가하고 전원의 인가에 따라 구동하는 상기 통신 모듈을 통해 구성된 상기 무선 패킷을 무선으로 송출하고 상기 무선 패킷의 송출 이후에 상기 전원회로를 제어하여 상기 통신 모듈로 인가되는 전원을 차단하는,
    가스데이터 수집기.
  3. 삭제
  4. 제1항의 가스데이터 수집기; 및
    IoT 망을 통해 상기 가스데이터 수집기에 연결되어 상기 가스데이터 수집기로부터의 무선 패킷의 복수의 이미지에서 계측 대상 가스계량기에서 소비된 가스소비량을 결정하는 계측 서버;를 포함하는,
    가스소비량 계측시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    인공지능 프로그램을 수행하는 상기 계측 서버는, 상기 무선 패킷에 포함되고 제1 주기에 따라 상기 유량지시부를 촬영한 복수의 이미지에서 상기 제1 주기보다 긴 제2 주기에서의 가스소비량을 결정하고, 상기 복수의 이미지 모두에서 복수 개의 숫자판을 가지는 상기 유량지시부가 인식되지 않는 경우 비정상 상태의 발생을 나타내는 이상 시그널을 관리자의 단말기로 전송하는,
    가스소비량 계측시스템.
  6. 삭제
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