KR20020024316A - 계량기 사용량 체크를 위한 무선 단말기와 무선 통신망을이용한 계량기 관리 시스템 - Google Patents

계량기 사용량 체크를 위한 무선 단말기와 무선 통신망을이용한 계량기 관리 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 계량기의 사용량을 확인하기 위한 무선 단말기와 상기 무선단말기를 이용하여 전기, 수도 그리고 가스의 사용량을 검침하는 무선 네트워크를 이용하는 계량기 관리 시스템에 관한 것이다. 상기 무선 단말기는 계량기의 전면에 설치되고, 계량기의 이미지를 센싱하며, 무선 네트워크로 사용량을 전송한다. 따라서, 전기, 수도 그리고 가스의 사용량 검침 관리가 용이해진다.

Description

계량기 사용량 체크를 위한 무선 단말기와 무선 통신망을 이용한 계량기 관리 시스템{A WIRELESS TERMINAL FOR CHECKING THE AMOUNT USED OF GAUGE AND A GAUGE MANAGEMENT SYSTEM USING A WIRELESS COMMUNICATION NETWORK}
전기, 수도, 가스는 각 가정이나 빌딩 별로 설치된 계량기를 이용하여 그 사용량이 계측되고, 그 계측된 양은 그에 대응되는 요금으로 정산되어 각 가정이나 빌딩 별로 청구된다.
이러한 계량기에 표시되는 사용량은 검침원이 각 계량기가 설치된 장소를 일일이 방문하여 사용량을 육안으로 확인하여 기록함으로써 체크된다. 따라서, 이러한 종래와 같은 방문에 의존하는 사용량 확인 방법은 많은 인적 자원의 소요가 발생되었으며, 작업성이 떨어지고, 수기재에 의존함으로써 정확성이 떨어지는 문제점이 있었다.
본 발명은 계량기 사용량 체크를 위한 무선 단말기와 무선 통신망을 이용한 계량기 관리 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 계량기의 사용량을 이미지 센싱하여 무선통신망으로 전송하는 양방향 통신 가능한 계량기 사용량 체크를 위한 무선 단말기와, 전기, 수도, 가스 등의 사용량을 체크하기 위하여 설치되는 계량기에 표시되는 사용량을 무선 단말기로써 이미지 센싱하여 무선 통신망을 통하여 중심국 시스템으로 전송하고, 중심국 시스템에 연결되는 요금 관리 시스템에서 사용량에 대한 전기, 수도, 가스 등의 사용량에 대한 요금을 관리하는 무선 통신망을 이용한 계량기 관리 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 목적은 계량기에 표시되는 사용량을 이미지로 센싱하여 데이터화 하고, 사용량에 대한 데이터를 무선 통신망을 통하여 전송받아서 요금 관리 시스템에서 사용량에 대한 요금을 정산함으로써 각 가정이나 빌딩에 보급된 계량기에 표시된 가스, 수도 또는 전기의 사용량을 원격 관리함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 이미 보급된 계량기의 구조 변경없이, 계량기에 표시된 가스, 수도 또는 전기의 사용량을 이미지 센싱하는 무선 단말기를 구성하여 계량기에 설치함으로써 무선 통신만을 이용한 계량기 사용의 원격 관리를 실현함에 있다.
본 발명의 또다른 목적은 계량기에 설치되는 사용량 판독을 위한 무선 단말기를 무선 통신망을 통하여 수시로 호출하여 계량기의 상태 점검 또는 무선 단말기의 상태 점검을 실현함에 있다.
본 발명의 또다른 목적은 계량기의 사용량 판독을 위하여 설치되는 무선 단말기에 전원 공급이 중단된 경우 정전을 검출하여 백업용 배터리를 이용한 예비 전원을 공급하면서 정전 상태를 무선 통신만을 통하여 관리 호스트에 통지하여 효율적인 무선 단말기의 관리를 구현함에 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 계량기 사용량 체크를 위한 무선 단말기는 케이스에 결합된 베이스에 계량기와 결합되는 결합 부재가 구성되고, 각 부에 전원을 공급하는 전원부, 무선통신망과 양방향으로 데이터를 통신하면서, 검침 명령을 수신하고, 검침 데이터를 송신하는 데이터 송수신부, 상기 데이터 송수신부에서 송수신되는 데이터를 디코딩/엔코딩하는 슬레이브 제어부, 상기 계량기의 사용량 표시 상태를 이미지 센싱한 후 센싱된 데이터를 압축하여 사용량에 대한 디지털 정보를 출력하는 이미지 센서, 동작에 필요한 프로그램과 임시 데이터를 저장하는 메모리 및 상기 데이터 송수신부의 송수신 동작을 제어하고, 상기 슬레이브 제어부에서 디코딩된 검침 명령에 의하여 상기 이미지 센서를 구동시키며, 상기 이미지 센서로부터 출력되는 사용량에 대한 디지털 정보를 상기 메모리에 임시 저장 후 상기 슬레이브 제어부에서 엔코딩하여 출력시키는 마스터 제어부를 구비하여 이루어진다.
여기에서, 상기 전원부는, 교류 전원과 충전용 배터리를 공동으로 사용하여 상기 각 부에 직류 전원을 공급하도록 구성될 수 있으며, 정전 및 배터리 이상 감지를 위한 회로를 구비할 수 있다.
그리고, 이미지 센서는 각 픽셀 별로 밝고 어두운 상태를 대표하는 한 비트의 데이터로 이미지 데이터를 형성하는 1 차 압축과, 불필요한 영역을 판단하여 이미지 영역의 크기를 축소하는 2 차 압축과, 이미지 데이터를 해당하는 숫자에 대응되는 바이너리 데이터르 변환하는 3 차 압축을 수행하도록 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 무선 통신망을 이용한 계량기 관리 시스템은, 무선 통신망, 상기 무선 통신망을 통하여 전송되는 검침 명령을 전송하고, 검침 데이터를 수신하는 중심국 시스템, 상기 중심국 시스템에서 검침 데이터를 전달받아서 요금 정산 처리를 수행하는 요금 관리 시스템 및 케이스에 결합된 베이스에 계량기와 결합되는 결합 부재가 구성되고, 상기 무선 통신망을 통하여 수신되는 검침 명령에 의하여 계량기의 사용량을 이미지 센싱하고, 이미지 센싱에 따라 검침 데이터를 생성하여 상기 무선 통신망을 통하여 송신하는 무선 단말기를 구비하여 이루어진다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 실시예는 무선 통신망(10)에 포함되는 각 기지국들(도시되지 않음) 전용선으로 중심국 시스템(12)이 연결되고, 무선 통신망(10)은 기지국들과 중계 타워 등의 네트워크로 이루어지며 계량기(14)의 사용량을 이미지 센싱하여 데이터를 전송하는 무선 단말기(16)와 중심국 시스템(12) 간의 양방향 통신을 지원한다.
중심국 시스템(12)에는 음성 메일을 관리하는 음성사서함(VMS : Voice Mailing System)(미도시), 원격 제어를 위한 서비스와 호 데이터(Call Data) 처리를 수행하는 서비스 관리 시스템(SMS : Service Management System)(미도시), 웹 메일 메시지를 처리하는 인터넷 연계 시스템(IGS : Internet Gateway System)(미도시), 및 요금 관리 시스템(BMS : Billing Management System)(18) 등이 서브 시스템으로 연결될 수 있으며, 중심국 시스템(12)은 이들과 무선통신망(10) 간의 연계를 전체적으로 제어한다. 실시예로써 중심국 시스템(12)에는 요금 관리 시스템(18) 만 도 1에 예시되었다.
도 1에서 계량기(14)는 수도, 전기, 가스 등의 사용량을 계측하기 위하여 각가정 또는 빌딩에 설치되는 것을 예시한 것이며, 무선 단말기(16)는 이들 각 계량기에 설치된다.
무선 단말기(16)는 계량기(14)에 표시된 계측치(예를들어 전기 요금의 경우 "00583kwh")를 이미지 센싱하여 그 값을 데이터화 한 후 무선 통신망(10)을 통하여 중심국 시스템(12)으로 전송하는 것이다. 이를 위하여 무선 단말기(16)는 도 2와 같이 계량기(14)의 전면을 커버하여 사용량을 이미지 센싱하도록 외형이 착탈식으로 구성되는 한편, 이미지 센싱 및 데이터 전송을 위하여 도 3과 같이 내부가 블록다이어그램이 구성될 수 있다.
일반적으로 계량기(14)는 사람이 육안으로 수치를 확인할 수 있도록 계기판이 노출된 구조를 가지며, 이러한 계량기(14)의 계기판에 표시된 사용량을 이미지 센싱하기 위하여 무선 단말기(16)는 계량기(14)의 상부를 커버하는 형상을 가질 수 있다.
즉, 도 2와 같이 계량기(14)는 베이스(20)와 케이스(24)의 조립으로 이루어진다. 그리고, 베이스(20)의 계량기(14)와 접하는 면의 길이 방향 양변부에는 밀착판(22)이 직각으로 구성된다. 또한, 케이스(24)에는 윈도우(26)와 솔러 패널(28) 및 안테나(30)가 구성된다. 여기에서 윈도우(26)는 투명 재질의 유리나 합성수지로 제작되어서 계량기(14)의 계기판 수치를 확인하도록 구성되거나, 계량기(14)의 계기판 수치가 이미지 센싱되어 디지털화된 값이 디스플레이되도록 구성될 수 있다. 그리고, 솔러 패널(28)은 외부 빛을 집광하여 동작 전원으로 공급하기 위하여 구성된 것으로서, 무선 단말기(16)을 동작시키기 위한 전원은 후술되는 바와 같이 솔러패널(28)을 구성하는 대신 배터리를 이용하거나, 이 둘을 병행하여 구성하거나 또는 계량기(14)에 공급되는 전원을 인출하여 이용할 수 있다.
무선 단말기(16)의 내부 구성에 대하여 도 3을 참조하여 설명한다.
무선 단말기(16)는 각 부에 전원을 공급하는 전원부(40)가 구성되고, 전원부(40)는 상술한 바와 같이 솔러 패널(28)의 집광에 따라 발생된 전류를 공급받아서 직류 전원을 공급하도록 구성될 수 있고, 배터리를 이용하여 직류 전원을 공급하도록 구성될 수 있으며, 계량기(14)에 공급되는 교류 전원을 인출하여 직류로 변환한 후 각 부에 직류 전원을 공급하도록 구성될 수 있다. 이러한 전원부(40)의 구성은 제작자의 의도에 따라서 직류 전원을 각 부에 공급하도록 다양하게 변형 실시될 수 있음은 자명하다.
무선 단말기(16)는 내부에 마스터 제어부(42)와 데이터 송수신부(44), 슬레이브 제어부(46), 이미지 센서(48) 및 메모리(50)를 구비한다.
여기에서, 데이터 송수신부(44)는 마스터 제어부(42)의 제어에 의하여 무선통신망(10)을 통한 양방향 데이터의 송수신을 수행하도록 구성된다.
그리고, 슬레이브 제어부(46)는 데이터 송수신부(44)에서 제공되는 수신 데이터와 데이터 송수신부(44)로 제공하는 전송 데이터를 처리하고, 수신 데이터와 전송 데이터는 마스터 제어부(42)로 출력 또는 입력받도록 구성된다.
그리고, 이미지 센서(48)는 계량기(14) 계기판의 이미지를 센싱하여 전기적인 아날로그 신호로 변환하는 픽셀 어레이(미도시)와 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 이를 압축하여 마스터 제어부(42)로 출력하는 아날로그 디지털 컨버팅블록(미도시)을 구비한다.
그리고, 메모리(50)는 동작의 제어를 위한 프로그램 데이터와 데이터 처리를 위한 임시 데이터를 마스터 제어부(42)의 제어에 의하여 저장하도록 구성된다.
그리고, 마스터 제어부(42)는 이미지 센싱, 데이터의 송신, 데이터의 수신과 같은 동작에 필요한 각 부 동작의 제어를 수행하도록 구성된다.
여기에서, 먼저, 데이터 송수신부(44)는 데이터 송신 회로와 데이터 수신 회로를 내장하며, 데이터 수신 회로는 도 4와 같이 구성되고, 데이터 송신 회로는 도 5와 같이 구성된다.
도 4와 같이, 데이터 송수신부(44)에 내장되는 데이터 수신 회로는 안테나(52)를 통하여 수신된 미세한 전류 값을 갖는 신호를 증폭기(54)가 필터(56)로 필터링하도록 구성되며, 여기에서 300MHz 대역의 주파수를 갖는 신호가 유입되므로, 필터(56)는 밴드 패스 필터인 소우(Saw) 필터를 구성하여 해당 대역만 통과시키고 나머지 대역은 차단한다. 이와 같이 특정 대역폭을 갖는 신호가 믹서(58)에 입력되도록 구성된다.
믹서(58)는 중간주파수 신호를 증폭부(60)로 출력하도록 구성되고, 복조부(62)는 증폭부(60)에서 증폭된 중간주파수 신호를 디지털 신호로 복조하여 최종 메시지를 슬레이브 제어부(46)로 출력하도록 구성된다.
이때 믹서(58)는 반송파를 제거하고 중간주파수 신호를 출력하기 위하여 믹싱 신호를 인가받으며, 이 믹싱 신호는 수신 위상동기회로(Rx PLL)(64), VCO(66) 및 체배기(68)에 의하여 생성되어 믹서(58)에 제공된다. 여기에서 수신 위상동기회로(64)는 마스터 제어부(42)의 제어신호 MCA에 의하여 제어되도록 구성된다.
한편, 도 5와 같이 데이터 송수신부(44)에 내장되는 데이터 수신 회로는 마스터 제어부(42)의 제어신호 MCA에 의하여 제어됨으로써 반송파를 생성하는 송신 위상동기회로(Tx PLL)(70)가 구성되고, 그에 의하여 출력되는 반송파와 슬레이브 제어부(46)에 의하여 엔코딩된 결과 입력되는 검침 데이터가 VCO(72)에 입력되도록 구성된다. 이때 VCO(72) 입력단은 바리캡 소자를 사용하여 검침 데이터의 변조 폭을 결정하도록 구성됨이 바람직하다. VCO(72)는 반송파에 검침 데이터가 실린 신호를 생성하여 출력하도록 구성되고, 체배기(74)는 VCO(72)의 출력 신호를 4체배에 해당하는 주파수(약 900MHz 대역)를 갖도록 변환시켜서 출력하도록 구성된다. 그리고, 체배기(74)는 증폭기(76)로 체배된 신호를 출력하도록 구성되고, 밴드 패스 필터(78)는 증폭기(76)에서 증폭된 신호에 포함된 노이즈 및 원하지 않는 대역의 신호를 억제시키도록 구성되며, 파워 증폭기(80)는 최종적으로 신호가 중계국까지 도돌하기에 충분한 세기로 신호를 증폭하여 안테나(82)를 통하여 송신시키도록 구성된다.
상술한 바와 같이 구성되는 무선 단말기(16)는 이미지 센서(48)가 설치되는 위치와 계량기(14)의 계기판의 위치가 맞지 않는 경우가 많기 때문에 이의 위치 보정을 위하여 도 6과 같은 반사통(94)이 이용될 수 있다.
반사통(94)은 계기판의 이미지가 입사되는 입사구, 이미지가 이미지 센서로 출사되는 출사구, 및 입사구와 반사구 사이에 이미지가 전달되는 반사 경로를 갖는 통 형상을 갖는다. 여기에서, 입사구에는 입사 거울(94)이 계기판의 이미지를 반사경로를 따라 평행하게 반사하기 위한 임의 각도로 경사지게 설치되며, 출사구에는 출사 거울(96)이 반사 경로를 따라 전달된 이미지를 이미지 센서(102)로 반사하기 위한 임의 각도로 경사지게 설치되고, 출사구의 출사 거울(96)과 이미지 센서(102) 사이에는 렌즈(98)가 구성된다. 렌즈(98)는 출사 거울(96)에서 반사된 상을 이미지 센서(102)에 포커싱하는 역할을 한다. 부가적으로 이미지 센서(102)에 센싱되는 이미지의 조도를 일정하게 확보하기 위하여 램프(100)가 출사구의 렌즈(98)와 이미지 센서(102) 사이에 구성됨이 바람직하다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 무선 통신망을 이용한 계량기 관리 시스템의 실시예가 구성됨으로써 무선 검침이 이루어질 수 있다.
무선 단말기(16)를 이용한 검침은 마스터 제어부(42)가 중심국 시스템(12)으로부터 검침 명령을 전송받음으로써 이루어질 수 있다.
중심국 시스템(12)은 호출 채널을 검색하여 동기를 획등하면서 유지하고, 그 후 무선 단말기(16)의 위치를 확인하기 위하여 포인트(Point) 호출을 요구한다. 무선 단말기(16)가 위치 확인에 대한 응답을 위해서 채널 설정을 수행하면, 중심국 시스템(12)은 설정된 채널의 BUSY 여부를 판단하고 그 판단 결과를 무선 단말기(16)로 전송한다. 그러면 무선 단말기(16)는 위치등록 응답을 중심국 시스템(12)으로 전송하고, 중심국 시스템(12)는 검침 명령을 호출 채널로 전송한다.
그에 따라서, 마스터 제어부(42)는 중심국 시스템(12)으로부터 검침 명령을 전송 받으면 데이터 송수신부(44)의 도 4의 송신 회로를 통하여 증폭, 필터링, 중간주파수 신호 생성 및 복조의 과정을 거쳐서 검침 명령을 입력받는다.
그 후 마스터 제어부(42)는 검침을 위하여 이미지 센서(48)의 동작을 제어하고, 이미지 센서(48)는 계량기(14)의 계기판에 표시된 사용량을 이미지 센싱한다. 이미지 센서(48)는 계량기(14)의 계기판 숫자를 압축하여 데이터화하고, 이미지 센서(48)에서 계량기(14)의 계기판을 센싱한 데이터는 메모리(50)에 저장된다.
구체적으로, 현재 계량기(14)의 계기판에 표시된 숫자가 "00583"이라고 가정하면, 이미지 센서(48)는 한 자리씩 숫자를 확인한다.
즉, "0", "0", "5", "8", "3"의 순으로 숫자를 확인한다.
그리고, 계량기(14)의 계기판에 표시된 각 숫자는 이미지 센서(48)에 의하여 도 7a와 같이 넓은 영역으로 센싱된다. 이때 1차 데이터 압축이 이루어진다.
즉, 이미지 센서(48)는 일정한 픽셀 수(예를 들면 300×400)를 가지며, 이미지 센서(48)는 각 화소별 수광부로 입사되는 밝기에 따라서 서로 다른 레벨의 전기적 신호를 아날로그 형태로 출력하며, 이때 아날로그 신호는 이미지 센서(48) 내부의 아날로그 디지털 컨버팅 블록에서 밝고 어두운가에 따라서 "0"와 "1"로 표현되는 1비트 데이터로 변환된다.
일반적인 이미지 센서(48)는 픽셀 별로 밝고 어두움을 256 계조로 표현하여 이를 8비트 데이터로 처리하나, 본 발명에 따른 실시예는 8비트 데이터로 처리되는 계조를 1비트 데이터로 1차 압축한다. 따라서 이미지 센서(48)는 원래 픽셀 별로 8비트 데이터로 처리될 때 생성되는 120Kbyte 분량의 데이터 양에 비하여 1/8 수준으로 줄어든 15Kbyte 분량의 1차 압축된 이미지 데이터를 얻는다.
그러나, 15Kbyte는 무선 통신을 수행하기에 데이터량이 여전히 많다. 그러므로, 이미지 센서(48)에 내장된 아날로그 디지털 컨버팅 블록에서 도 7a의 이미지를 도 7b와 같이 문자 인식에 필요한 최소의 영역으로 이미지의 사이즈를 줄인다. 즉, 불필요한 영역을 삭제하는 이미지 데이터의 2차 압축이 이루어진다.
상술한 2차 압축을 위해서, 이미지 센싱된 영역을 X, Y 축으로 선을 그어 각 필셀별로 좌표값을 갖도록하고, 각 좌표별 데이터를 참조하여 문자가 센싱되지 않은 불필요한 영역이 최대한 삭제된다.
이와 같은 2차 압축이 이루어지더라도 이미지 데이터의 분량이 많기 때문에 이미지 센서(48)의 아날로그 디지털 컨버팅 블록은 도 7c 내지 도 7e과 같은 문자 인식의 통계적 특징 추출 방법을 이용하여 3차 압축을 수행한다.
즉, 도 7c와 같이 이미지가 동일 크기의 영역으로 가로, 세로 분할되고 각 영역에 대한 검정 화소의 수가 계산된다. 그에 따라서 가로, 세로 8×8로 분할된 경우 하나의 이미지는 64 차원의 벡터로 추출될 수 있다.
또한, 도 7d와 같이 주변 영역 특징의 추출 방법으로 가로, 세로 방향으로 주사하면서 특징을 추출한다. 즉, 각 주사선에 대하여 발견되는 최초의 백색 런의 길이를 계산하여 그 값을 누적시켜서 정규화한다.
또한, 도 7e와 같이 교촤 회수 특징의 추출 방법으로 수직 방향으로 스캔하면서 발생되는 획의 수를 세어서 그 값을 누적시킨다. 여기에서 누적된 값이 전체 주사선의 개수로 정규화된다. 상하 영역들에 대해서는 수직 방향 대신 수평 방향의 주사를 사용하여 특징을 추출할 수 있다.
상술한 도 7c 내지 도 7e의 방법 외에 윤곽 길이의 특징 추출, 연결되는 화소의 특징 추출, 압축 패턴의 윤곽선에 대한 퓨리에 분석에 의한 추출 등의 방법이 적용될 수 있다.
상술한 도 7c 내지 도 7e의 방법으로 획득된 데이터가 미리 저장된 기준 데이터와 비교되며, 비교된 결과 두 데이터가 90퍼센트 내지 95퍼센트 이상 일치되면 데이터로 인정할 수 있고, 예를 들어 "8"에 해당되는 결과를 얻으면 이미지 데이터는 숫자 "8"을 이진화하여 표현한 4비트 데이터로 변환되어 "1000"의 데이터로 변환된다. 따라서, 이미지 센싱한 계량기(14)의 계기판의 수가 "8"이면 이미지 센서(48)는 마스터 제어부(42)로 "1000"의 바이너리 데이터를 출력하고, 마스터 제어부(42)는 그 값을 메모리(50)에 저장한다.
이와 같이 이미지 센싱과 압축 및 저장을 수행하여 계량기(14)의 사용량이 확인되면, 마스터 제어부(42)는 슬레이브 제어부(46)로 계측된 데이터를 전송하고, 슬레이브 제어부(46)는 검침 데이터를 엔코딩하여 데이터 송수신부(44)로 출력한다.
그러면 데이터 송수신부(44)는 마스터 제어부(42)의 제어신호 MCB에 의하여 송신 위상동기회로(70)에서 발생된 반송파와 검침 데이터를 합성하여 증폭과 필터링과정을 거친 후 안테나(82)를 통하여 송신한다.
이와 같이 송신된 데이터는 무선 통신망(10)을 통하여 중심국 시스템(12)으로 전송되며, 중심국 시스템(12)은 요금 관리 시스템(18)으로 송신된 데이터를 전달하고, 무선단말기(16)로 정상 접수 결과 메시지를 송출한다. 무선단말기(16)는검침 데이터의 전송 후 정상 접수 결과 메시지를 수신하기 위하여 대기 상태를 유지하고, 정상 접수 결과 메시지를 수신하면 대기 모드로 진입한다. 한편, 요금 관리 시스템(18)은 전달된 검침 데이터를 이용하여 그에 대한 요금을 정산한다.
상술한 실시예를 적용 또는 변형하여 이미지 센싱은 스캐너 방식, 사진 촬영 방식, 타이머에 의한 모션 디텍션 방식, 롤러 방식이 선택될 수 있다.
그리고, 요금 관리 시스템(18)은 중심국 시스템(12)의 서브 시스템으로 구성되는 여러 시스템을 이용하여 전기, 수도 또는 가스의 사용량에 대한 고지서를 전자우편으로 발송하거나 오프 라인 방식의 우편으로 발송할 수 있다.
한편, 도 8과 같이 무선 통신망(10)과 무선단말기들(16) 간의 통신을 중계하기 위하여 중계국(110)이 구성될 수 있으며, 이 경우 전기, 수도 및 가스의 각각에 대한 계량을 위하여 복수개 설치되는 계량기(16)를 홈랜이나 블루투스 방식에 의한 중계시스템으로 집합시키는 경우 적용될 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 실시예는 정전을 방지하기 위하여 도 9와 같이 마스터 제어부와 전원부 사이에 정전 방지를 위한 부가적인 회로가 구성될 수 있다.
도 9의 실시예는 전원을 어덥터로 공급받는 것이 예시되었으며, 여기에서 중앙제어부(206)는 도 3의 마스터 제어부에 해당하며, 나머지 회로는 도 3의 전원부에 해당되고, VBB는 충전용 배터리이다.
구체적으로, AC220V의 교류전원이 공급되면 직류로 변환시켜서 DC5V로 출력하는 직류전원장치(200)가 구성되며, 직류전원장치(200)는 교류를 직류로 변환시키는 정류 회로(미도시), 전압을 변환시키는 변압 회로(미도시), 파형을 평활하는 평활 회로(미도시)로 이루어진다. 레귤레이터(202)가 직류전원장치(200)의 출력을 실제 무선 단말기의 동작에 필요한 3.3V의 전압으로 변환하여 출력하도록 구성되며, 두 개의 출력이 오아 게이트(204)의 입력단 IN1, IN2에 입력된다.
오아 게이트(204)는 입력단 IN1, IN2 중 어느 한 단자로도 하이로 입려되면 중앙제어부(206)가 동작할 수 있는 하이 레벨의 전압을 제공하도록 구성된다.
한편, 레귤레이터(202)의 오아게이트(204)의 입력단 IN1에 인가되는 출력은 이와 병렬로 연결된 저항 R1, 병렬 연결된 저항 R2 및 다이오드 D1을 통하여 충전용 배터리 VBB에 연결되며, 이 경로로 제공되는 전류에 의하여 충전용 배터리 VBB는 충전된다. 그리고, 저항 R1에 인가되는 전압이 중앙 제어부(206)의 포트 P1에 인가되도록 구성되고, 이로써 중앙제어부(206)는 정전 상태에 대한 감지를 수행한다. 저항 R1은 과전류 유입을 방지하는 역할도 수행한다.
그리고, 충전용 배터리 VBB로 공급되는 전류를 센싱하기 위한 저항 R3이 중앙제어부(206)의 포트 P2에 연결되며, 저항 R3에 저항 R4가 병렬로 연결되고, 저항 R4에는 충전용 배터리 VBB로써 오아게이트(204)의 입력단 IN2에 DC 3.3Vdml 전압을 제공하는 레귤레이터(208)가 구성된다. 중앙제어부(206)는 충전용 배터리 VBB의 충전상태를 포트 P1에 인가되는 전압으로 감지하며, 저항 R3은 과전류 유입 방지 역할도 병행한다. 그리고, 저항 R4는 레귤레이터(208)로 공급되는 전압의 레벨을 안정화시키고 충전용 배터리가 단락되거나 이상 동작될 전류를 안정적으로 분배하여 중앙제어부(206)과 레귤레이터(208)의 손상을 방지하는 역할을 수행한다.
상술한 바와 같이 구성됨으로써 정상적으로 직류 전원 장치로부터 전원이 안정적으로 공급되면, 오아 게이트(204)의 입력단 IN1, IN2에 하이 레벨의 전압이 입력되고 저항 R1, R2 및 다이오드 D1이 포함되는 패스를 통하여 공급되는 전류로 충전용 배터리 VBB가 충전된다. 그에 따라서 오아게이트(204)는 양측 입력단 IN1, IN2에 하이 레벨의 전압이 입력되므로 중앙제어부(206)에 동작에 필요한 하이 레벨의 전압을 공급한다.
그러나, 정전이 이루어지면 레귤레이터(202)는 오아게이트(204)의 입력단 IN1, IN2에 로우 레벨의 전압을 인가한다. 그러나, 충전용 배터리 VBB에 의하여 레귤레이터(208)로부터 하이레벨의 전압이 오아게이트(204)의 입력단 IN2로 공급되므로, 오아게이트(204)는 중앙제어부(206)에 동작에 필요한 하이 레벨의 전압을 공급한다.
한편, 중앙제어부(206)는 포트 P2에 인가되는 신호로써 정전 상태가 판단되면 그에 대한 정보를 신호 TD로 출력하고, 정전 정보인 신호 TD는 슬레이브 제어부에서 엔코딩된 후 데이터 송수신부를 통하여 중앙국 시스템에 송신된다.
또한, 중앙제어부(206)는 포트 P1에 인가되는 신호로써 충전용 배터리의 충전 상태와 동작 상태의 이상을 감지하면 그에 대한 정보를 신호 TD로 출력하고, 배터리 이상 정보인 신호 TD는 슬레이브 제어부에서 엔코딩된 후 데이터 송수신부를 통하여 중앙국 시스템에 송신된다.
이와 같이 도 9의 회로가 적용됨에 따라서 무선단말기는 정전시에도 안정적으로 동작되며, 정전이나 배터리 이상 상태가 무선으로 중앙국 시스템에 송신됨으로써 각 단말기의 동작 상태가 집중 관리될 수 있다.
여기에서 데이터의 송수신을 위하여 소모되는 전류를 감안하여 충전용 배터리는 고용량 배터리를 이용함이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 검침원이 일일이 방문하여 검침할 필요없이 무선 검침이 이루어지므로 전기, 수도 및 가스의 사용량을 체크하기 위한 인적 자원의 소모를 줄일 수 있다.
또한, 수작업으로 이루어지던 검침이 이미지 센싱에 의하여 원격 관리되므로 작업성이 개선되고 데이터의 신뢰성이 확보되는 효과가 있다.
또한, 계량기의 구조 개선 필요없이 단순한 착탈로 무선단말기의 설치가 이루어지므로 일반적인 계량기에 적용이 용이하다.
또한, 정전이나 배터리 이상 또는 계량기의 상태 등이 원격 관리되므로 시스템 운영의 효율성이 확보된다.

Claims (13)

  1. 케이스에 결합된 베이스에 계량기와 결합되는 결합 부재가 구성되고,
    각 부에 전원을 공급하는 전원부;
    무선통신망과 양방향으로 데이터를 통신하면서, 검침 명령을 수신하고, 검침 데이터를 송신하는 데이터 송수신부;
    상기 데이터 송수신부에서 송수신되는 데이터를 디코딩/엔코딩하는 슬레이브 제어부;
    상기 계량기의 사용량 표시 상태를 이미지 센싱한 후 센싱된 데이터를 압축하여 사용량에 대한 디지털 정보를 출력하는 이미지 센서;
    동작에 필요한 프로그램과 임시 데이터를 저장하는 메모리; 및
    상기 데이터 송수신부의 송수신 동작을 제어하고, 상기 슬레이브 제어부에서 디코딩된 검침 명령에 의하여 상기 이미지 센서를 구동시키며, 상기 이미지 센서로부터 출력되는 사용량에 대한 디지털 정보를 상기 메모리에 임시 저장 후 상기 슬레이브 제어부에서 엔코딩하여 출력시키는 마스터 제어부를 구비함을 특징으로 하는 계량기 사용량 체크를 위한 무선 단말기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전원부는,
    교류 전원과 충전용 배터리를 공동으로 사용하여 상기 각 부에 직류 전원을 공급하도록 구성됨을 특징으로 하는 계량기 사용량 체크를 위한 무선 단말기.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 전원부는
    상기 교류 전원을 특정 레벨의 직류 전압으로 변환하여 출력하는 직류 전원 공급 수단;
    상기 직류 전원 공급 수단에서 출력되는 전원으로 상기 충전용 배터리를 충전시키는 충전 회로;
    상기 직류 전원 공급 수단과 상기 충전용 배터리로부터 인가되는 전압 중 어느 하나가 정상이면 정상 동작을 위한 전압을 출력하는 전압 출력 수단;
    상기 직류 전원 공급 수단에서 출력되는 전원을 이용하여 상기 충전용 배터리를 충전 시키는 충전 회로; 및
    상기 충전용 배터리의 전원을 상기 정전 판단 수단으로 출력하는 충전 전압 출력 수단을 구비함을 특징으로 하는 계량기 사용량 체크를 위한 무선 단말기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 마스터 제어부는 상기 충전 회로에 흐르는 전류를 검출하여 정전 상태를 판단하여 그에 따른 정보를 슬레이브 제어부를 통하여 출력하도록 구성됨을 특징으로 하는 계량기 사용량 체크를 위한 무선 단말기.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 마스터 제어부는 상기 충전용 배터리의 출력을 센싱하여 충전용 배터리의 단락 상태를 판단하여 그에 따른 정보를 슬레이브 제어부를 통하여 출력하도록 구성됨을 특징으로 하는 계량기 사용량 체크를 위한 무선 단말기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 이미지 센서는 각 픽셀 별로 밝고 어두운 상태를 대표하는 한 비트의 데이터로 이미지 데이터를 형성하는 1 차 압축과, 불필요한 영역을 판단하여 이미지 영역의 크기를 축소하는 2 차 압축과, 이미지 데이터를 해당하는 숫자에 대응되는 바이너리 데이터르 변환하는 3 차 압축을 수행하도록 구성됨을 특징으로 하는 계량기 사용량 체크를 위한 무선 단말기.
  7. 무선 통신망;
    상기 무선 통신망을 통하여 전송되는 검침 명령을 전송하고, 검침 데이터를 수신하는 중심국 시스템;
    상기 중심국 시스템에서 검침 데이터를 전달받아서 요금 정산 처리를 수행하는 요금 관리 시스템; 및
    케이스에 결합된 베이스에 계량기와 결합되는 결합 부재가 구성되고, 상기 무선 통신망을 통하여 수신되는 검침 명령에 의하여 계량기의 사용량을 이미지 센싱하고, 이미지 센싱에 따라 검침 데이터를 생성하여 상기 무선 통신망을 통하여 송신하는 무선 단말기를 구비함을 특징으로 하는 무선 통신망을 이용한 계량기 관리 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 무선 단말기는,
    각 부에 전원을 공급하는 전원부;
    무선통신망과 양방향으로 데이터를 통신하면서, 검침 명령을 수신하고, 검침 데이터를 송신하는 데이터 송수신부;
    상기 데이터 송수신부에서 송수신되는 데이터를 디코딩/엔코딩하는 슬레이브 제어부;
    상기 계량기의 사용량 표시 상태를 이미지 센싱한 후 센싱된 데이터를 압축하여 사용량에 대한 디지털 정보를 출력하는 이미지 센서;
    동작에 필요한 프로그램과 임시 데이터를 저장하는 메모리; 및
    상기 데이터 송수신부의 송수신 동작을 제어하고, 상기 슬레이브 제어부에서 디코딩된 검침 명령에 의하여 상기 이미지 센서를 구동시키며, 상기 이미지 센서로부터 출력되는 사용량에 대한 디지털 정보를 상기 메모리에 임시 저장 후 상기 슬레이브 제어부에서 엔코딩하여 출력시키는 마스터 제어부를 구비함을 특징으로 하는 무선 통신망을 이용한 계량기 관리 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 전원부는,
    교류 전원과 충전용 배터리를 공동으로 사용하여 상기 각 부에 직류 전원을 공급하도록 구성됨을 특징으로 하는 무선 통신망을 이용한 계량기 관리 시스템.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 전원부는
    상기 교류 전원을 특정 레벨의 직류 전압으로 변환하여 출력하는 직류 전원 공급 수단;
    상기 직류 전원 공급 수단에서 출력되는 전원으로 상기 충전용 배터리를 충전시키는 충전 회로;
    상기 직류 전원 공급 수단과 상기 충전용 배터리로부터 인가되는 전압 중 어느 하나가 정상이면 정상 동작을 위한 전압을 출력하는 전압 출력 수단;
    상기 직류 전원 공급 수단에서 출력되는 전원을 이용하여 상기 충전용 배터리를 충전 시키는 충전 회로; 및
    상기 충전용 배터리의 전원을 상기 정전 판단 수단으로 출력하는 충전 전압 출력 수단을 구비함을 특징으로 하는 무선 통신망을 이용한 계량기 관리 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 마스터 제어부는 상기 충전 회로에 흐르는 전류를 검출하여 정전 상태를 판단하여 그에 따른 정보를 슬레이브 제어부를 통하여 출력하도록 구성됨을 특징으로 하는 무선 통신망을 이용한 계량기 관리 시스템.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 마스터 제어부는 상기 충전용 배터리의 출력을 센싱하여 충전용 배터리의 단락 상태를 판단하여 그에 따른 정보를 슬레이브 제어부를 통하여 출력하도록구성됨을 특징으로 하는 무선 통신망을 이용한 계량기 관리 시스템.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 이미지 센서는 각 픽셀 별로 밝고 어두운 상태를 대표하는 한 비트의 데이터로 이미지 데이터를 형성하는 1 차 압축과, 불필요한 영역을 판단하여 이미지 영역의 크기를 축소하는 2 차 압축과, 이미지 데이터를 해당하는 숫자에 대응되는 바이너리 데이터르 변환하는 3 차 압축을 수행하도록 구성됨을 특징으로 하는 무선 통신망을 이용한 계량기 관리 시스템.
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