KR20010079098A

KR20010079098A - 적산 계량기의 무선 원격 검침시스템 및 무선 원격 검침방법

Info

Publication number: KR20010079098A
Application number: KR1020010033319A
Authority: KR
Inventors: 이종천; 하경호
Original assignee: 하경호; 주식회사 블루맥스 커뮤니케이션
Priority date: 2001-06-13
Filing date: 2001-06-13
Publication date: 2001-08-22

Abstract

본 발명은 적산 계량기의 무선 원격 검침시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 이미지센서 모듈에 의한 적산 계량기의 숫자 표시부에 나타난 숫자의 스캔 및/또는 촬상으로 생성된 적산 디지탈 숫자 이미지를 문자 인식 모듈에 의하여 숫자코드로 변환하여 무선 전송함으로써, 전기, 수도, 가스 등 어떠한 종류의 적산 계량기에도 적용하여 적산량을 무선으로 원격 검침할 수 있는 것이다.

Description

적산 계량기의 무선 원격 검침시스템 및 무선 원격 검침방법{System and method for wireless automatic meter reading}

본 발명은 전기, 수도, 가스 등의 적산량을 무선 원격 검침하기 위한 적산 계량기의 무선 원격 검침시스템 및 무선 원격 검침방법에 관한 것이다.

종래에는 전기, 가스, 수도 등의 적산 계량기를 검침하기 위해서 검침원이 수치를 육안으로 확인하여 수기로 기록한 후 기록된 수치를 지난 달 수치로 차감하여 뽑아낸 수치가 적산량에 대한 요율표에 의하여 청구서로 발행되고 있다.

이로 인해, 검침과정에서 많은 인력 비용과 검침원의 수기 오류, 빈집 및 검침거부등의 문제가 발생할 뿐만 아니라 검침 센터에서 역시 데이터를 컴퓨터에 입력 정산을 하기 위해 많은 인력과 많은 비용을 필요로 한다.

그리고, 전기의 경우 시시각각 변하는 부하전력이 최대로 걸리는 최대 수요전력(Maximum Load Power)시의 수요량을 맞추기 위해 전력의 예비율 1%의 증가는 국가적으로 엄청난 투자가 필요한 일이므로, 이를 위해 최대 수요 시간대에는 고율의 요금을 책정하고 야간의 저 부하 시간대는 저렴한 요금을 책정하기 위해서는 시간 요율별 요금제의 도입이 꼭 필요하나 이를 위해서는 원격 검침 계기의 도입이 필수적이다.

그래서, 수많은 원격 검침 계기의 개발이 이루어지고 있다. 이러한 종래의 원격 검침장치는 수치가 기록된 휠의 구조를 바꾸어 많은 센서부재를 장착하여 검침수치를 기록하는 직독식과, 매순간 변화하는 물리량과 전기량을 전기적 펄스로 변환하기 위해 아날로그 및 디지털 회로가 구비된 센서를 계기의 회전판이나 회전드럼 등의 회전부재 및 계기본체에 포토센서, 자기센서, 홀(hall)센서 등 여러 종류의 센서를 장착하여 수치를 계속 축적하여 두었다가 검침 요구시 자동으로 적산 데이터를 전송하는 AMR(Automatic Meter Reading) 계기의 개발이 이루어지고 있다.

그러나, 원격 검침의 효율과 경제성을 위해서는 전기만이 아니라 수도, 가스, 온수등의 모든 적산 계량기를 통합해서 검침하는 통합검침이 필수적이지만, 다양한 종류의 다양한 용량, 서로 상이한 규격과 서로 다른 방식의 계기에 원격 검침장치를 새롭게 장착하거나 개조하는 데는 막대한 개발비용과 장기간의 시간이 걸린다.

또한, 계기 고유의 신뢰성과 안정성 문제로, 예를 들어 번개나 서지 전류로 인한 사고로 회로가 타거나 망가질 경우 및 측정계기 고유의 신뢰성과 안정성에 미치는 영향을 검증하기 위해서는 막대한 비용과 오랜 시간이 요구되는 문제가 있다.

그리고, 원격 검침의 테스트를 위해서는 시범 설치를 하고 있으나, 수도, 가스의 경우 계기 자체의 비용도 고가이지만 교체 설치시 설치비용이 더욱 비싸다는 문제가 있다. 또한, 기존의 원격 검침장치는 배터리를 사용해서 장기간 원격 검침을 행한다는 것은 생각할 수도 없다.

이러한 문제로, 원격 검침 고장과 신뢰성 검증 문제로 원격 검침 부분이 고장나더라도 수동 검침을 못하거나 계기오차가 생기지 않도록 하기 위해 그리고 교체 설치의 문제를 해결하기 위해 대한민국에서 출원 공고된 특허(공고번호 1994-4879호)에서는 기존 계기에 센서 부착 구조를 가지는 원격 검침 모듈이 개시되어 있으나, 실제로는 계기 몸체를 개조하기 위해 분해하여 고정하고 장착해야 하므로, 신뢰성과 안정성 그리고 비용 등의 문제로 인해 실용화되지 못하고 있다.

그리고, AMR 단말기와 검침 센터 사이의 송수신하기 위해서 여러 가지 방식이 연구되어 유선의 큰 단점인 유선 라인의 가설비용과 관리비용 문제를 해결하기 위해 RF방식을 적용한 무선 방식인 개발되어 왔으나, 매순간 적산 수치를 지속적으로 업데이트 해야 하는 계기는 전력을 계속해서 소모하기 때문에 전력 공급을 위해서는 별도의 전원이 필요하나 가스, 수도 등 배터리에 의존하는 계기의 경우 지속적인 전력의 소모로 인한 배터리 교체를 위해 검침원(3∼6개월)의 정기적인 방문을 필요로 한다.

본 발명은 전기, 수도, 가스 등의 적산량의 무선 원격 검침이 가능하도록 하는 적산 계량기의 무선 원격 검침시스템 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 기존의 적산 계량기에 단지 부착 또는 장착하는 것만으로도 무선 원격 검침이 가능하도륵 하는 적산 계량기의 무선 원격 검침시스템 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 전개, 수도, 가스 등의 어떠한 종류나 유형의 적산 계량기에도 장착하여 무선 원격 검침을 할 수 있는 적산 계량기의 무선 원격 검침시스템 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 적산 계량기의 신뢰성과 안정성 검증이 필요 없는 적산 계량기의 무선 원격 검침시스템 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 적산 계량기 본체는 전혀 개조하거나 장착하지 않고 무선 원격 검침이 가능하도록 하는 적산 계량기의 무선 원격시스템 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 배터리 소모를 극소화하여 배터리 교체주기(2∼5년간)를 극대화하는 무선 원격 검침이 가능한 적산 계량기의 무선 원격 검침시스템 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 더 나아가서는 본 발명은 자체 유도전류나 태양전지, 유기 전해질 솔라셀 등의 사용으로 배터리 교체를 필요로 하지 않도록 하는 것이다.

또한, 본 발명은 시간대별 적산 수치를 일시 저장하였다가 무선 전송할 수 있도록 하는 무선 원격 검침이 가능한 적산 계량기의 무선 원격 검침시스템 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 적산 계량기의 숫자가 가리지 않도록 하여 무선 원격 검침 부분이 고장났을 때에는 수동 검침이 가능하도록 하는 적산 계량기의 무선 원격 검침시스템 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 하나의 군으로 이루어진 두 개 이상의 적산 계량기의 적산량을 하나의 데이터로 묶어 하나의 통신라인으로 전송함으로써 통화선로의 점유시간 및 통화량을 줄일 수 있도록 하는 적산 계량기의 무선 원격 검침시스템 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 전력선 통신에 의한 적산량 무선 검침을 위한 데이터의 송수신으로 적산 계량기의 위치에 관계없이 무선 원격 검침이 가능한 적산 계량기의 무선 원격 검침시스템 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 적산 계량기의 무선 원격 검침시스템을 나타낸 구성도이다.

도 2a,2b,2c,2d,2e는 도 1에서의 이미지센서 모듈의 설치구조를 나타낸 사시도이다.

도 3a,3b,3c,3d는 도 2d에서의 투명체의 여러 실시예를 나타낸 단면도이다.

도 4a,4b,4c는 본 발명에서의 여러 가지 전원을 나타낸 도면이다.

도 5는 사각지대에 설치된 적산 계량기와 RF 모듈과의 통신관계를 나타낸 개략도이다.

도 6a,6b는 도 5에서 적용된 전력 통신방식을 설명하기 위한 개략도이다.

도 7은 본 발명에 의한 무선 원격 검침시스템의 다른 실시예를 나타낸 구성도이다.

도 8은 본 발명에 의한 적산 계량기의 무선 원격 검침시스템의 동작을 나타낸 플로우 챠트이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※

1 : 이미지센서 모듈 2,5 : DMAC

3 : DSP 4: DRAM

6 : 버스 콘트롤러 7 : MPU

8 : OCR 모듈 9 : EEPROM

]0 : 명령어 디코더 11 : 플래시 롬

12 : ST 콘트롤러 13 : RF 모듈

14 : ID 제너레이터 15 : 전원

16 : 검침 센터 20,30,40,50 : 이미지센서 모듈

21,31 : 고정부재 22,42,62,72 : 케이스

23,33,43,53,63 : 표시부 32 : 투시창

51,61 : 투명체 71 : 적산 계량기

73 : 투명 태양전지 74 : 유기 전해질 솔라셀

75,79,80 : 전력선 76 :코일

77,78,81 : 유도 코일 82,83 : 커패시터

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 적산 계량기의 무선 원격 검침시스템은, 적산 계량기의 표시부를 스캔 및/또는 촬상하기 위한 소정 위치에 설치되며 상기 적산 계량기의 표시부에 나타난 숫자로 된 화상 이미지를 스캔 및/또는 촬상하여 전기적 이미지 신호로 변환하는 이미지 센서를 구비한 이미지 센서모듈과, 상기 숫자 이미지 데이터를 기억하는 DRAM과, 상기 기억된 이미지 데이터를 전처리 과정을 통해 인식을 위한 필요 성분만을 추출하는 DSP(Digital Signal Processor)와, 상기 추출된 데이터를 EEPROM에 이미 기억되어 있는 인식 라이브러리(recognition library)와 비교하여, 각 숫자 이미지에 해당하는 수치 코드를 산출하는 MPU(Main Processor Unit)와, 플래시 롬에 기억된 숫자 코드 데이터 및/또는 현재 적산 계량기의 표시부에 나타난 숫자 코드 데이터를 소정 시각마다 검침 센터에 전송하고 검침 센터로부터의 명령을 수신하는 RF 모듈과, 평상시에는 노멀 슬립 상태에 있다가, 수신된 명령의 타이밍 코드와 현재 시각이 일치할 때에만, OCR 모듈(Optical Character Reader module) 및 RF 모듈에 전원이 공급되게 하여 소비전력을 최소화시키기 위한 ST 콘트롤러(Synchronus Timer controller) 및 상기 전송된 숫자 코드 데이터를 수신 처리하고, 원격 검침을 위한 타이밍 코드 등을 송신하는 검침 센터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 이미지센서 모듈은 상기 적산 계량기 표시부의 전방에 소정거리 이격되게 설치되거나 상기 적산 계량기 표시부 전방의 투시창에 부착할 수 있다. 후자의 이미지센서 모듈은 플라스틱 고분자 트랜지스터로 구성된 판형 투명 이미지 센서를 사용함으로써 적산 계량기의 내부를 볼 수 있어 수동 검침도 가능하다.

상기 적산 계량기 표시부의 아래 및/또는 윗부분에 상기 이미지센서 모듈이 설치되고, 상기 적산 계량기의 표시부와 상기 이미지센서 모듈 사이에 상기 표시부의 숫자가 굴절되어 상기 이미지센서 모듈에 입사되도록 하는 투명체가 설치되는 것이 바람직하다.

이러한 투명체의 여러 실시예로서는 원기등 형상의 투명체나, 모서리가 라운딩 처리되고 두 면이 직각을 이루는 삼각기둥 형상의 투명체, 두 면이 직각을 이루는 삼각기등 형상의 투명체, 프리즘 등을 들 수 있다.

물론. 상기 이미지센서 모듈과 투명체가 근접되게 설치되어 일체형으로 이루어지는 경우의 상기 이미지 센서 모듈은 플라스틱 고분자 트랜지스터로 구성된 판형 투명이미지 센서를 사용함으로써 적산 계량기의 내부를 볼 수 있어 수동 검침도 가능하다.

상기 이미지센서 모듈의 설치예로서는 적산 계량기 케이스 또는 투시창의 내주면에 부착하거나 적산 계량기 케이스 또는 투시창의 외주면에 부착할 수 있을 뿐만 아니라 적산 계량기 케이스 또는 투시창의 소정 크기의 구멍을 형성하고 이미지센서 모듈을 장착하거나 혹은 적산 계량기 전체를 보호하기 위해 수납하는 케이스 또는 용기의 내주면에 부착할 수 있다.

또한, 상기 이미지센서 모듈은 적산 계량기 전체를 보호하기 위해 수납하는 케이스 또는 용기의 외주면에 부착하거나, 적산 계량기 전체를 보호하기 위해 수납하는 케이스 또는 용기에 소정 크기의 구멍을 형성한 후 장착하거나 혹은 적산 계량기의 케이스 또는 투시창의 외주면에 적산 계량기의 표시부를 향해 마이크로스코프형으로 부착할 수 있다.

그리고, 소정 구역 내에 있는 두 개 이상의 RF 모듈이 설치되어 있는 경우에는 다수개의 RF모듈 중 하나를 마스터 RF 모듈로 지정하고, 나머지를 슬레이브 RF 모듈을 지정하여, 하나의 마스터 RF 모듈과 다수개의 슬레이브 RF 모듈, 그리고 하나의 마스터 RF 모듈과 검침센터 간에 RF 모듈의 고유한 ID에 따라 데이터 송수신함으로써 통신선로의 점유율과 통화량을 줄일 수 있다.

이때 사용되는 상기 RF 모듈로서는 무선 피코 셀 모듈(radio pico cell module) 또는 블루투스 모듈(bluetooth module) 등을 들 수 있다.

한편, 상기 RF 모듈 검침 센터와의 송수신은 쌍방향 무선 호출기나 TWM(Two Way Message)와 같은 양방향 데이터 송수신이 가능한 단말기에 의해 이루어지거나, PCS-CDMA, TDMA, GSM 등의 데이터망을 이용하는 셀리메트리(cellemetry) 방식에 의해 이루어질 수 있다.

상기 OCR 모듈 및 이미지센서 모듈은 하나의 칩으로 유닛으로 구성되에 있어, 설치 및 관리 용이하다.

특히, 통신 사각지역에 적산 계량기가 설치시에는 상기 이미지센서 모듈과 RF 모듈간에 전력선 통신으로 데이터의 송수신이 이루어지는 것이 바람직하다. 이때 상기 전력선에 연결된 한 쌍의 유도 코일을 통해 송수신을 위한 데이터를 전력선에 입출력할 수 있으며, 상기 전력선에 연결된 커패시터를 통해 송수신을 위한 데이터를 전력선에 입출력할 수도 있다.

한편, OCR 모듈과 RF 모듈 등을 포함하는 시스템의 전원으로는 교체 가능한 배터리나 투명 태양전지로부터 공급되는 전원, 유기 전해질 솔라셀로부터 공급되는 전원 및 상기 적산 계량기의 코일로부터 유기되는 유기전류 등을 들 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 적산 계량기의 무선 원격 검침방법은, 적산량 표시부에 나타난 숫자로 된 화상 이미지를 스캔 및/또는 촬상하여 전기적 이미지 신호로변환하는 제 1단계와. 상기 숫자 이미지 데이터를 기억하는 제 2단계와, 상기 기억된 이미지 데이터를 전처리 과정을 통해 숫자 인식을 위한 필요 성분만을 추출하는 제 3단계와, 상기 추출된 데이터를 EEPROM에 이미 기억되어 있는 인식 라이브러리와 비교하고, 각 숫자 이미지 데이터에 해당하는 숫자 코드를 산출하는 제 4단계와, 플래시 롬에 기억된 숫자 코드 데이터 및/또는 현재 적산 계량기의 표시부에 나타난 숫자 코드 데이터를 RF 모듈을 통해 소정 시각마다 검침 센터에 전송하는 제 5단계 및 상기 전송된 숫자 코드 데이터를 수신 처리하는 제 6단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 플래시 롬에는 검침 센터로 전송하기 이전에 스캔 및/또는 촬상된 적산 계량기 표시부의 이미지 데이터에 대한 숫자 코드 데이터가 일시 저장되는 것이 바람직하다.

상기 검침센터에서 특정 적산 계량기로 전송되는 명령은 스캔 및/또는 촬상을 명령하는 명령어 코드와 해당 적산 계량기를 지정하기 위한 고유의 ID 코드를 포함하는 것이 바람직하고, 상기 각 적산 계량기에서 RF 모듈을 통해 검침센터로 전송되는 숫자 데이터는, 적산량에 대한 숫자 데이터와 해당 적산 계량기를 표시하는 고유의 ID 코드를 포함하는 것이 바람직하다.

이하에서는 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 이미지 전처리용 프로세서와 인식 및 데이터 코드 독출을 위한 프로세서, 그리고 대량의 데이터 처리를 위한 메모리를 하나의 칩으로 구성한 OCR 모듈로 크기를 최소화하고, 전원의 소모를 최소화하도록 노멀 슬립(normal sleep) 기능이 탑재된 타임 콘트롤러가 부착된 적산 계량기의 무선 원격 검침시스템이다.

도 1은 본 발명의 무선 원격 검침시스템의 구성도이며, 다양한 종류의 이미지 센서를 구비한 이미지센서 모듈(1)은 적산 계량기의 전면(前面) 및/또는 밑면 소정 위치에 고정 설치되며, 적산 계량기의 숫자 부분의 화상 이미지를 디지털 이미지로 변환한다.

이렇게 이미지센서 모듈(1)에 구비된 이미지 센서로서는 CCD(charge coupled device), BBD(bucket bridge device), PCD(plasma coupled device), C-MOS 이미지 센서, 플라스틱 고분자 트랜지스터로 구성된 판형 투명 이미지 센서 등의 고체 촬상 이미지를 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서를 사용한다. 이미지센서 모듈의 부착은 적산 계량기의 전면 또는 밑면 소정 위치에 부착하되, 육안에 의한 수동 검침이 가능하도록 한다.

즉, 도 2a,2b,2c,2d,3e와 같이 전기, 수도, 가스 등의 적산 계량기에 이미지센서 모듈을 다양한 형태로 부착 또는 설치할 수 있는데, 적산 계량기 커버 또는 케이스의 내면 또는 외면, 또는 커버 또는 케이스에 구멍을 형성하여 장착할 수 있고, 커버 또는 케이스에는 부착하지 않고 소정의 이격거리를 두고 적산 계량기의 소정 위치에 설치할 수도 있는 것은 당연하다.

도 2a 및 도 2b는 모든 적산 계량기의 표시부 위의 커버나 투시창 위에 소정거리 이격되게 부착된 구조로서, 전기용 적산 계량기의 투명 케이스(22)나 수도 또는 가스용 적산 계량기의 투시창(32) 위에 고정부재(21)(31)가 부착되고, 이 고정부재(21)(31)의 상단에 이미지센서 모듈(20)(30)이 장착되어 있어, 이미지센서 모듈(20)(30)은 소정 위치에서 표시부(23)(33)의 숫자를 스캔 및/또는 촬상할 수 있다. 물론, 이미지센서 모듈(40), 즉 플라스틱 고분자 트랜지스터로 구성된 판형 투명 이미지 센서는 도 2c와 같이 적산 계량기의 케이스(42) 혹은 다른 적산 계량기의 투시창에 바로 부착하여도 표시부(43)의 숫자를 스캔 및/또는 촬상할 수 있어, 전방으로 돌출되는 것을 막을 수 있다.

도 2d는 숫자 이미지를 굴절시켜 스캔 및/또는 촬상하기 위하여 모든 적산 계량기의 케이스 혹은 투시창 내에 부착된 구조로서, 숫자 표시부(53)와 밑면에 다양한 형태의 투명체(51)가 부착되고, 이로부터 소정거리 이격된 위치에 투명체(51)에 투시된 숫자 이미지를 스캔 및/또는 촬상하기 위한 이미지센서 모듈(50)이 설치되어 있어, 적산 계량기의 케이스 내에서도 표시부(53)의 숫자 이미지를 스캔 및/또는 촬상할 수 있다.

여기서, 적산 계량기 표시부의 숫자 이미지를 굴절시키기 위한 투명체(51)는 도3a,3b,3c,3d와 같이 원기둥 형상이나 모서리가 라운딩 처리된 직각의 삼각기둥 형상, 통상의 직각의 삼각기둥 형상, 프리즘 형상 등의 다양한 형상을 가진다. 물론, 직각의 삼각기둥 형상의 투명체(51)는 굴절각을 감안하여 밑면과 경사면과의 경사각을 고려해야 함은 당연하다.

특히, 도 3d와 같이 형상의 투명체(61)와 판형 투명 이미지 센서(60)를 적용하는 경우에는 근접된 거리에서도 투명체(61)에 투시된 숫자 이미지를 스캔/또는 촬상할 수 있어, 도 2e에서와 같이 투명체(61)와 판형 투명 이미지 센서(60)를 하나의 유닛으로 묶어 사용할 수 있다. 이는 투명체(61)와 판형 투명 이미지 센서(60) 사이의 거리를 최소화할 수 있어, 숫자 표시부(63)와 케이스(62)와의 거리가 좁은 적산 계량기에 적합하다.

제 1DMAC(2)(Data Memory Access Controller)는 이미지센서 모듈(1)로부터 입력된 이미지 디지털 신호를 이미지 전처리용 DSP(3)(Digital Signal Processer)에 의해 연산을 행하기 위해 DRAM(4)에 의해 초기치와 결과치 데이터를 버스를 통해 입출력하는 것을 제어한다. 또한, 제 2DMAC(5)는 RF 모듈(13)과 MPU(7) 사이의 데이터 입출력을 제어한다.

입력된 디지털 이미지를 숫자 인식을 위한 전처리 과정으로 잡영의 제거와 형태, 선분, 좌표, 위치값으로 빠르고 효과적으로 연산하는 DSP(3)는 DRAM(4)에 저장된 가공되지 않은 이미지 데이터를 제 1DMAC(2)을 통해 수신하여 고속 연산을 행하고 그 결과치를 다시 DRAM(4)에 전송한다. 이때 버스 콘트롤러(6)는 버스(BUS)에 연결되어 내부의 데이터 전송 속도를 조절하는 역할을 한다.

내부 기억장치인 OCR 모듈(8)(Optical Character Reader module)은 대용량의 DRAM(4)을 포함한다. 이와 같은 구성에 의해 시스템 크기의 소형화, 저전력화, 고속화가 가능하다.

위의 DRAM(4)는 이미지센서 모듈(1)로부터 입력된 이미지값을 입출력하거나 DSP(3)로부터 입력된 결과치를 기억하고 있다가 인식 연산하기 위해 EEPROM(9)에 코딩된 인식 알고리즘을 로드(load)하여 MPU(7)와의 연산을 빠르게 수행하는 기억장치로서, 이미지센서 모듈(1)과 DSP(3) 및 MPU(7)를 모두 공통 지원하는 방식으로이루어진다.

EEPROM으로 인식과 관련된 고정 기억을 행하는 메모리(9)는 높은 인식율의 소프트웨어를 데스크탑 컴퓨터로 프로그램하고 난 후, EEPROM에 옮기는 하드웨어 코딩을 EEPROM(9)에 행하고, 기억된 프로그램을 MPU(7)의 요구에 따라 DRAM(4)에 전송하는 역할을 행하는 외부 기억 불휘발성 소자이다.

플래시 롬(11)(Flash ROM)은 제 2DMAC(5)을 통하여 MPU(7)에 의해 인식되어 코드 독출된 적산 숫자를 저장하거나 전송하며, 명령어 디코더(10)(Command Decoder)에 의해 해독된 검침 센터(16)로부터의 수신 저장된 정보를 ST 컨트롤러(12)(synchronus timer)에 전송하고, ID 코드와 검침시각 및 적산 숫자 코드를 저장하여, 송신 요청시 RF 모듈(13)(예를 들면, 블루투스 모듈(bluetooth module) 등을 말한다.)에 전송한다.

MPU(7)(Main Processer Unit)는 DSP 프로세서(3)의 연산 결과값과 EEPROM(9)에서 로딩(loading)된 인식 라이브러리 값을 저장하고 있는 DRAM(4)을 사용하여 연산을 수행하고, 그 연산에서 나타난 결과 값인 인식 숫자를 코드 독출하는 기능과 ST 콘트롤러(12)의 동기 시각을 체크하여 검침 시각을 코드화하고. 명령어 디코더(10)로 전송하여, 플래시 롬(11)에 저장하는 일을 행한다.

ST 컨트롤러(12)는 검침 센터(16)로부터 수신된 검침 시각 코드를 명령어 디코더(10)의 해독을 통해, 각 부분, 즉 RF 모듈(13)과 OCR 모듈(8) 부분의 전원을 조절하여 전원(15)의 공급시간을 크게 연장하기 위해, 평상시에는 전원을 인가하지 않고, 즉 슬립 모드에 있다가, 수신된 검침 시간(1∼2분)간만 OCR 모듈(2)에인가(Awake)하거나, 수신 명령 코드에 의해 RF 모듈(13) 전원을 일정 시간(1∼2시간)만 "온" 상태를 유지하고, 정확한 송수신 동기를 위해 검침 센터(16)에서 RF모듈(13)에 보내온 시각을 표준 시간으로 설정하는 한편 검침 시각을 검침센터(16)로 보내기 위해 MPU(7)와 연동하여 시각 코드를 독출하는 일을 행한다.

명령어 디코더(10)(command decoder)는 MPU(7)와, RF 모듈(13), ST 콘트롤러(12)에서 코드를 변환하여 플래시 롬(11)에 저장하는 코드 해독기로서 역할을 하고 있다. ID 제너레이터(14)(identification generator)는 검침 센터(16)에서 무선 전송되어 온 숫자 데이터가 어떤 종류, 어떤(주소, 고유번호 등을 말한다) 적산 계량기로부터 송신된 것인지를 구분시켜 주기 위해 적산 계량기마다 고유의 식별 코드인 ID코드를 생성하는 장치이다.

위의 OCR 모듈(8)과 RF 모듈(13) 등에 구동전원을 공급하는 전원(15)(battery)은 충전식으로 수소 이온 및 박막 리튬이온 등의 충전식을 사용하며, 전력 소비 감소와 전원 충전량을 체크하기 위해 ST 컨트롤러(12)와 밀접히 연결되어 자동 감시하도록 구성되어 있다. 그리고, 본 발명에 사용되는 전원은 이미지 인식을 위한 OCR모듈(8)의 작동 및 처리시와 검침 센터(16)와의 송수신시에만 소모되어, 전원을 항상 "온"상태로 하지 않아도 되므로 전원(15)의 수명을 최소 2 내지 5년 이상 지속시킬 수 있다.

이러한 전원(15)으로는 위와 같이 충전 및 교체가 가능한 배터리를 사용할 수 있을 뿐만 아니라 도 4a,4b,4c에서와 같이 투명 태양 전기나 유기 전해질 솔라셀, 유도전류 등을 사용할 수도 있다. 여기서, 적산 계량기(71)의 케이스(72) 위에부착된 도 4a의 투명 태양전지(73)나 적산 계량기(71)의 일측에 부착된 도 4b의 유기 전해질 솔라셀(74)은 태양을 필요로 하기 때문에 옥외에 설치된 적산 계량기에 적합하고, 도 4c와 같이 전력선(75)에 연장된 코일(76)에 대향되는 유도 코일(77)로부터 발생되는 유도전류는 옥외뿐만 아니라 지하 등과 같이 햇볕이 들어오지 않는 공간에서도 사용 가능하다.

또한, 도 5와 같이 지하 등과 같은 통신 사각지역에 적산 계량기(91)가 설치된 경우에는 전력선 통신(Power Line Communication)으로 통신 가능한 옥외의 RF 모듈(97)까지 연결할 수 있다. 그리고, RF 모듈(97)을 통해 검출 센터와 데이터 전송이 가능하다. 물론, 이미지센서 모듈(92)을 포함하는 적산 계량기(91)측과 RF 모듈(97)측에는 전력선 통신을 위한 데이터로 변환하기 위한 송수신 모듈(93)(96)이 구비되어야 한다. 위의 RF 모듈(97)은 전력선(94)의 콘센트(95)를 연결되어 있어, 별도의 작업 없이도 분리 결합이 용이함으로써 바람직하다.

이때 전력선에 적산량에 대한 데이터를 실고 추출하는 방식으로는 도 6a,6b에 도시한 것처럼, 전력선(79)을 포함하는 한 쌍의 유도 코일(78)(81)을 적산 계량기측과 RF 모듈측에 각각 설치하거나, 커패시터(82)(83)를 매개로 적산 계량기의 출력측과 RF 모듈의 입력을 전력선(80)에 연결하는 방식이 이용될 수 있다. 물론, 적산 계량기와 RF 모듈의 조건에 따라 두 가지 방식을 선택적으로 사용할 수 있다.

여기서, 전력선 통신으로 전송되는 적산량에 대한 데이터는 차단용 필터에 의해 차되어, 불필요한 범위까지 전송되지 않는다.

물론, 도 7과 같이 다수개의 적산 계량기(90∼98)가 일정 구역 내에 하나의군을 형성하고 있는 경우에는 이미지센서 모듈과 한 쌍을 이루는 RF 모듈(100~108) 등을 각각의 적산 계량기에 설치하되, 하나의 RF 모듈(100)을 마스터로 하고 나머지 RF 모듈(101∼108)을 슬레이브로 구성함으로써 각각의 적산 계량기의 적산량에 대한 숫자 데이터를 하나의 데이터로 묶어 하나의 통신선로를 통해 검침 센터로 전송할 수 있다.

여기서, 검침센터와의 데이터 송수신을 위한 RF 모듈, 즉 블루투스 모듈(bluetooth module)(혹은, 무선 피코 셀 모듈(radio pico cell module)을 사용하여도 동일한 효과를 얻을 수 있다)은 은 일정 범위 내에 있는 각종 장비들의 일대일 및 일대다중의 무선 연결을 지원하기 위한 것으로서, 2.4GHz의 ISM(Industrific Scientific Medical) 방식을 이용하여 최대 1Mbps의 전송률을 제공하고, 페딩(fading) 간섭에 의한 영향을 줄여 주기 위하여 홉 송신기(hop transceiver) 기법을 적용하고, 이진(binary) FM 방법의 변조방식을 이용한다.

이를 휴대폰, 노트북, 프린터, 데스크 탑 PC, PDA, 팩스, 키보드, 조이스틱 등을 비롯한 각종 디지털 장비들에 장착하면, 무선 주파수를 이용한 각종 장비들간의 음성과 각종 데이터 통신을 위한 물리적인 케이블을 구비하지 않아도 된다.

뿐만 아니라 쌍방향 무선 호출기나 TWM(Two Way, Message)와 같은 양방향 데이터 송수신이 가능한 단말기로 RF 모듈과 검침 센터와의 데이터 송수신을 수행하여도 동일한 효과를 얻을 수 있으며, PCS-CDMA, TDMA, GSM 등의 데이터망을 이용하는 셀리메트리(Cellemetry) 방식으로도 데이터 송수신을 수행할 수 있다.

다음으로 위와 같은 시스템에 의한 무선 원격 검침에 대하여 도 8의 플로우차트에 따라 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 적산 계량기측의 ST 콘트롤러(12)에 의한 검침 센터(16)로부터 수신된 작동을 위한 검침 명령 코드의 분석결과, 슬립(sleep) 모드에서 어웨이크(awke) 모드로 변환을 위한 명령 코드인 경우 ST 콘트롤러(12)의 제어로 전원(15)이 문자 인식용 라이브러리가 저장된 OCR 모듈(8) 등에 인가된다(S1).

여기서, 검침센터에서 특정 적산 계량기로 전송되는 명령 코드를 분석해서는 스캔 및/또는 촬상을 명령하는 명령어 코드와 해당 적산 계량기를 지정하기 위한 고유의 ID 코드 등이 포함되어 있어, 무선 원격 검침을 위한 작동과 해당 작동을 위한 특정 적산 계랑기를 지정할 수 있다.

전원이 인가되면, 이미지센서 모듈(1)은 숫자가 표시된 적산 계량기의 표시부를 스캔한다(S2). 이렇게 생성된 디지털 이미지는 DRAM(4)에 저장되었다가 DSP(3)에 의해 잡영 제거, 선분, 그리고 좌표 값 등의 인식을 위한 전처리 과정을 통해 숫자 구성 요소로 수치화된다(S2).

이어서, 숫자 인식을 위해 EEFROM(9)에 내장된 인식 라이브러리가 DRAM(4)으로 옮겨진 후 MPU(7)는 옮겨진 형태 정보를 바탕으로 전처리 된 숫자 구성 수치를 비교하고 연산하여 촬상된 숫자 이미지에 대응하는 숫자 코드를 독출하여 플래시롬(11)에 저장한다(S3). 이때 MPU(7)는 숫자 코드를 저장하는 것과 동시에 ST 컨트롤러(12)의 검침 시각을 체크하고, 검침 시각 코드 및 ID 코드를 동시에 저장한다(S4).

OCR 모듈(8)의 전원(15)을 슬립모드 전원으로 "오프"시킨 상태에서 송수신을위한 송신코드를 체크하다가 RF 모듈(13)의 송수신을 위한 대기시간의 명령 코드와 동기시간이 일치되면, ST 콘트롤러(12)는 RF 모듈(13)의 전원(15)을 명령시간 동안 "온"시켜 RF 모듈(13)을 송수신 대기상태로 유지시킨다(S5).

이렇게 송수신 대기상태를 유지하던 RF 모듈(13)은 검침 센터(16)로부터 검침 전송명령 코드에 따라 지정된 시각에 동기하여 저장된 적산 수치 코드 또는 검침 시각 코드를 전송한다(S6).

여기서, 특정 적산 계량기예서 RF 모듈을 통해 검침센터로 전송되는 숫자 데이터에는 적산량에 대한 숫자 데이터와 해당 적산 계량기를 표시하는 고유의 ID 코드가 포함되어 있어, 적산 센터는 이를 분석하여 적산량에 대한 요금을 연산할 수 있을 뿐만 아니라 해당 적산 계량기가 설치된 가입자에게 요금을 청구할 수 있는 것이다.

또한, ST 콘트롤러(12)는 대기시간 내에 검침 센터(16)로부터 코드 신호를 전송 받으면 그 코드 신호를 명령어 디코더(10)에 의해 해독하여 플래시 롬(11)내에 저장하고, 검침 및 송수신 명령의 수행을 위한 명령 코드와 동기시각 등을 지속적으로 대기하는 슬립 모드(sleep mode) 상태를 유지한다(S7).

상기한 바와 같은 무선 원격 검침시스템 및 무선 인격 검침방법에 의해 상기 본 발명의 목적으로 하는 바를 충분히 달성할 수 있음을 이 발명의 기술 분야에 있는 사람은 누구라도 이해할 수 있을 것이다.

상기한 바와 같이 본 발명의 무선 원격 검침시스템 및 그 방법에 의하면, 기존의 적산 계량기를 교체하지 않고 단지 장착하는 것만으로도 무선 원격 검침시스템과 구성이 가능할 뿐만 아니라 적산 계량기의 숫자를 가리지 않아 수동 검침도 동시에 가능하다. 또한, 전기, 수도, 가스 등 어떠한 종류나 유형의 적산 계량기에도 장착하여 무선 원격 검침을 행할 수 있으며, 무선 원격 검침시스템의 오랜 기간의 검증이 요구되지 않으며, 소형 저가의 제품으로 제조하여 실용화할 수 있다는 이점을 갖는다.

또한, 본 발명은 무선 원격 검침을 위한 전원을 필요시에만 공급함으로써 배터리등의 지속시간을 연장할 수 있으며, 적산 계량기에 나타난 특정 시각의 적산량 예를 들면, 지역적인 또는 전국적인 최대 수요 전력을 짧은 시간 내에 산출하여 종합관리할 수 있을 뿐만 아니라 전기, 수도, 가스 등의 소비량에 대해선 적극적이고 신속 정확하게 대처할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

뿐만 아니라 본 발명은 하나의 군으로 이루어진 두 개 이상의 적산 계량기의 적산량을 하나의 데이터로 묶어 하나의 통신라인으로 전송함으로써 통화선로의 점유시간 및 통화량을 줄일 수 있으며, 전력선 통신에 의한 적산량 무선 검침을 위한 데이터와 송수신으로 적산 계량기의 위치에 관계없이 무선 원격 검침이 가능하다는 특징이 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술 사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims

적산 계량기의 표시부를 스캔 및/또는 촬상하기 위한 소정 위치에 설치되며 상기 적산 계량기의 표시부에 나타난 숫자로 된 화상 이미지를 스캔 및/또는 촬상하여 전기적 이미지 신호로 변환하는 이미지 센서를 구비한 이미지 센서모듈;

상기 숫자 이미지 데이터를 기여하는 DRAM;

상기 기억된 이미지 데이터를 전처리 과정을 통해 인식을 위한 필요 성분만을 추출하는 DSP(Digital Signal Processor);

상기 추출된 데이터를 EEPROM에 이미 기억되어 있는 인식 라이브러리와 비교하여, 각 숫자 이미지에 해당하는 수치 코드를 산출하는 MPU(main processor unit):

플래시 롬에 기억된 숫자 코드 데이터 및/또는 현재 적산 계량개의 표시분에 나타난 숫자 코드 데이터를 소정 시각마다 검침 센터에 전송하고 검침 센터로부터의 명령을 수신하는 RF 모듈;

평상시에는 노멀 슬립 상태에 있다가, 수신된 명령의 타이밍 코드와 현재 시각이 일치할 때에만, OCR 모듈(Optical Character Reader module) 및 SF 모듈에 전원이 공급되게 하여 소비전력을 최소화시키기 위한 ST 콘트롤러(Synchronus Timer controller); 및

상기 전송된 숫자 코드 데이터를 수신 처리하고, 원격 검침을 위한 타이밍 코드 등을 송신하는 검침 센터;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 적산 계량기의 무선 원격 검침시스템.
제 1항에 있어서,

상기 이미지 센서는, C-MOS 이미지 센서인 것을 특징으로 하는 상기 적산 계량기의 무선 원격 검침시스템.
제 1항에 있어서,

상기 적산 계량기 표시부의 전방에 소정거리 이격되게 상기 이미지센서 모듈이 설치되는 것을 특징으로 하는 상기 적산 계량기의 무선 원격 검침시스템.
제 1항에 있어서,

상기 적산 계량기 표시부 전방의 투시창에 상기 이미지센서 모듈이 부착되는 것을 특징으로 하는 상기 적산 계량기의 무선 원격 검침시스템.
제 4항에 있어서,

상기 이미지센서 모듈은, 플라스틱 고분자 트랜지스터로 구성된 판형 투명 이미지 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 적산 계량기의 무선 원격 검침시스템.
제 1항에 있어서,

상기 적산 계량기 표시부의 아래 및/또는 윗부분에 상기 이미지센서 모듈이 설치되고, 상기 적산 계량기의 표시부와 상기 이미지센서 모듈 사이에 상기 표시부의 숫자가 굴절되어 상기 이미지센서 모듈에 입사되도록 하는 투명체가 설치되는 것을 특징으로 하는 상기 적산 계량기의 무선 원격 검침시스템.
제 6항에 있어서,

상기 투명체는, 원기둥 형상의 투명체인 것을 특징으로 하는 상기 적산 계량기의 무선 원격 검침시스템.
제 6항에 있어서,

상기 투명체는, 모서리가 라운딩 처리되고 두 면이 직각을 이루는 삼각기둥 형상의 투명체인 것을 특징으로 하는 상기 적산 계량기의 무선 원격 검침시스템.
제 6항에 있어서,

상기 투명체는, 두 면이 직각을 이루는 삼각기둥 형상의 투명체인 것을 특징으로 하는 상기 적산 계량기의 무선 원격 검침시스템.
제 6항에 있어서,

상기 투명체는, 프리즘인 것을 특징으로 하는 상기 적산 계량기의 무선 원격 검침시스템.
제 6항에 있어서,

상기 이미지센서 모듈과 투명체가 근접되게 설치되어 일체형으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 적산 계량기의 무선 원격 검침시스템.
제 11항에 있어서,

상기 이미지 센서 모듈은, 플라스틱 고분자 트랜지스터로 구성된 판형 투명 이미지센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 적산 계량기의 무선 원격 검침시스템.
제 1항에 있어서,

상기 이미지센서 모듈은, 적산 계량기 케이스 또는 투시창의 내주면에 부착하는 것을 특징으로 하는 상기 적산 계량기의 무선 원격 검침시스템.
제 1항에 있어서,

상기 이미지센서 모듈은, 적산 계량기 케이스 또는 투시창의 외주면에 부착하는 것을 특징으로 하는 상기 적산 계량기의 무선 원격 검침시스템.
제 1항에 있어서,

상기 이미지센서 모듈은, 적산 계량기 케이스 또는 투시창의 소정 크기의 구멍을 형성하고, 이미지센서 모듈을 장착하는 것을 특징으로 하는 상기 적산 계량기의 무선 원격 검침시스템.
제 1항에 있어서,

상기 이미지센서 모듈은, 적산 계량기 전체를 보호하기 위해 수납하는 케이스 또는 용기의 내주면에 부착하는 것을 특징으로 하는 상기 적산 계량기의 무선 원격 검침시스템.
제 1항에 있어서,

상기 이미지센서 모듈은, 적산 계량기 전체를 보호하기 위해 수납하는 케이스 또는 용기의 외주면에 부착하는 것을 특징으로 하는 상기 적산 계량기의 무선 원격 검침시스템.
제 1항에 있어서,

상기 이미지센서 모듈은, 적산 계량기 전체를 보호하기 위해 수납하는 케이스 또는 용기에 소정 크기의 구멍을 형성하고, 장착하는 것을 특정으로 하는 상기 적산 계량기의 무선 원격 검침 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 이미지센서 모듈은, 적산 계량기의 케이스 또는 투시창의 외주면에 적산 계량기의 표시부를 향해 마이크로스코프형으로 부착하는 것을 특징으로 하는 상기 적산계량기의 무선 원격 검침시스템.
제 1항에 있어서,

소정 구역 내에 있는 두 개 이상의 RF 모듈 중 하나를 마스터 RF 모듈로 지정하고, 나머지를 슬레이브 RF 모듈을 지정하여, 하나의 마스터 RF 모듈과 다수개의 슬레이브 RF 모듈, 그리고 하나의 마스터 RF 모듈과 검침센터 간에 RF 모듈의 고유한 ID에 따라 데이터 송수신하는 것을 특징으로 하는 상기 무선 원격 검침시스템.
제 1항에 있어서,

상기 RF 모듈은, 무선 피코 셀 모듈(radio pico cell module) 또는 블루투스모듈(bluetooth module)인 것을 특징으로 하는 상기 적산 계량기의 무선 인격 검침 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 RF 모듈과 검침 센터와의 송수신은 쌍방향 무선 호출기나 TWM(Two Way Message)와 같은 양방향 데이터 송수신이 가능한 단말기에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 원격 검침 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 RF 모듈과 검침 센터와의 송수신은 PCS-CDMA, TDMA, GSM 등의 데이터망을 이용하는 셀리메트리(Cellemetry) 방식에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 원격 검침시스템.
제 1항에 있어서,

상기 OCR 모듈 및 이미지센서 모듈은 하나의 칩으로서 유닛화되어 구성되는 것을 특징으로 하는 상기 적산 계량기의 무선 원격 검침시스템.
제 1항에 있어서,

통신 사각지역에 적산 계량기 설치시, 상기 이미지센서 모듈과 RF 모듈 간에 전력선 통신으로 데이터의 송수신이 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 적산 계량기의 무선 원격 검침시스템.
제 25항에 있어서,

상기 전력선에 연결된 한 쌍의 유도 코일을 통해 송수신을 위한 데이터를 전력선에 입출력하는 것을 특징으로 하는 상기 적산 계량기의 무선 원격 검침시스템.
제 25항에 있어서,

상기 전력선에 연결된 커패시터를 통해 송수신을 위한 데이터를 전력선에 입출력하는 것을 특징으로 하는 상기 적산 계량기의 무선 원격 검침시스템.
제 1항에 있어서,

상기 전원은, 교체 가능한 배터리인 것을 특징으로 하는 상기 적산 계량기의 무선 원격 검침시스템.
제 1항에 있어서,

상기 전원은, 상기 투명 태양전지로부터 공급되는 전원인 것을 특징으로 하는 상기 적산 계량기의 무선 원격 검침시스템.
제 1항에 있어서,

상기 전원은, 유기 전해질 솔라셀로부터 공급되는 전원인 것을 특징으로 하는 상기 적산 계량기의 무선 원격 검침시스템.
제 1항에 있어서,

상기 전원은, 상기 적산 계량기의 코일로부터 유기되는 유기전류인 것을 특징으로 하는 상기 적산 계량기의 무선 원격 검침시스템.
적산량 표시부에 나타난 숫자로 된 화상 이미지를 스캔 및/또는 촬상하여 전기적 이미지 신호로 변환하는 제 1단계;

상기 숫자 이미지 데이터를 기억하는 제 2단계;

상기 기억된 이미지 데이터를 전처리 과정을 통해 숫자 인식을 위한 필요 성분만을 추출하는 제 3단계;

상기 추출된 데이터를 EEPROM에 이미 기억되어 있는 인식 라이브러리와 비교하고, 각 숫자 이미지 데이터에 해당하는 숫자 코드를 산출하는 제 4단계;

플래시 롬에 기억된 숫자 코드 데이터 및/또는 현재 적산 계량기의 표시부에 나타난 숫자 코드 데이터를 RF 모듈을 통해 소정 시각마다 검침 센터에 전송하는 제 5단계; 및

상기 전송된 숫자 코드 데이터를 수신 처리하는 제 6단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 적산 계량기의 무선 원격 검침방법.
제 32항에 있어서,

상기 플래시 롬에는 검침 센터로 전송하기 이전에 스캔 및/또는 촬상된 적산 계량기 표시부의 이미지 데이터에 대한 숫자 코드 데이터가 일시 저장되는 것을 특징으로 하는 상기 적산 계량기의 무선 원격 검침방법.
제 32항에 있어서,

상기 검침센터에서 특정 적산 계량기로 전송되는 명령은, 스캔 및/또는 촬상을 명령하는 명령어 코드와 해당 적산 계량기를 지정하기 위한 고유의 ID 코드를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 적산 계량기의 무선 원격 검침방법.
제 32항에 있어서,

상기 각 적산 계량기에서 RF 모듈을 통해 검침센터로 전송되는 숫자 데이터는, 적산량에 대한 숫자 데이터와 해당 적산 계량기를 표시하는 고유의 ID 코드를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 적산 계량기의 무선 원격 검침방법.