KR20020034452A

KR20020034452A - 전력선통신을 이용한 자기번호인식형 전기장치 전원제어시스템

Info

Publication number: KR20020034452A
Application number: KR1020000064755A
Authority: KR
Inventors: 유영호; 강대기
Original assignee: 유영호; 강대기; 포윈정보기술주식회사
Priority date: 2000-11-01
Filing date: 2000-11-01
Publication date: 2002-05-09

Abstract

전력선 통신을 이용하여 자기번호인식방식으로 전기장치의 전원을 제어하는 시스템에 관한것으로서, 모든 전기장치의 전원을 제어하기 위해, 전기장치에 탑재된 자기번호인식형 피제어장치(ID_U라한다.28)를 전자적으로 제어하는 제어시스템에 있어서, 전기장치에 탑재된 자기번호인식형 피제어장치(28)를 제어하기 위하여 피제어장치의 자기번호와 제어신호를 발생하는 자기번호 및 제어신호 발생/인식장치(9), 발생된 자기번호 및 제어신호를 전력선으로 통신하기 위하여 케리어주파수로 변환하는 케리어주파수변조장치(15), 변환된 자기번호 및 제어신호를 전력선에 결합시키는 결합장치(5, 17), 전력선을 통하여 전달된 케리어주파수로 변환된 자기번호 및 제어신호를 전력선으로 부터 분리하는 분리장치(4), 분리장치로 부터 분리된 자기번호 및 제어신호를 인식하는 인식장치(9), 인식장치에 의해 인식된 제어신호에 따라 전원을 제어하는 전원제어장치(11)를 마련하였다. 또한 3상 전원이 인입되는 경우에는 부하배분을 위하여 두상의 전원을 선택하여 사용함에 있어 제어신호가 다른 상의 전원으로 전달되지 못함으로 케리어주파수의 제어신호를 통과시키기 위하여 브릿지장치(24)와 신호가 미약하였을 때 이를 증폭하면서 다른 상으로 연결시키기 위하여 신호증폭 및 브릿지장치(29)를 마련하였다.

이러한 구성으로 하는 것에 의해, 별도의 스위치나 통신선로 없이 장치의 자기번호와 제어신호를 전력선을 통하여 전기장치에 탑재된 자기번호인식형 피제어장치(28)에 전달하고 자기번호인식형 피제어장치(28)에 의해 전기장치의 전원을 원격으로 제어할 수 있다는 효과가 얻어 진다.

이러한 장치를 조명장치의 전원을 원격으로 제어하는데 사용하거나 또는 전기기기의 전원을 원격으로 제어하는데 사용함에 있어 자기번호인식형 피제어장치(28)를 조명장치 또는 전기기기에 장치하고 별도의 통신선로없이 전원선을 이용하여 자기번호인식형 피제어장치(28)가 부착된 조명장치 또는 전기기기의 전원을 원격으로 제어하기 위하여 자기번호인식형 피제어장치(28)에 전력선통신방법으로 제어신호를 발신할 수 있는 스위치가 부착된 마이크로프로세서장치(IDGC_2라 한다.27)를 마련하였다. 또한 자기번호인식형 피제어장치(28)가 부착된 다수의 조명장치나 전기기기장치의 전원을 원거리에서 집중적으로 제어하기 위하여 자기번호인식형 피제어장치(28)에 전력선통신방법으로 제어신호를 발신할 수도 있고 전력선통신방법으로 발신된 제어신호를 수신할 수도 있는 여러개의 스위치가 부착된 마이크로프로세서장치(IDGC_12 라 한다.26)를 마련하였다. 자기번호인식형 피제어장치(28)에 전력선통신방법으로 제어신호를 발신하고 수신할 수 있는 여러개의 스위치가 부착된 마이크로프로세서장치 IDGC_12(26)를 임의의 장소에 마련하여 이 장치의 스위치에 각각 고유한 자기번호를 할당한 다음 이 스위치를 누루면 고유한 자기번호와 제어신호가 마이크로프로세서장치(9)에 의해 전력선통신방법으로 전원선을 통하여 발신되면 자기번호인식형 피제어장치(28)는 전력선을 통하여 발신된 자기번호신호와 제어신호를 수신하여 자기번호와 일치하는 데이터만을 수신하고 자기번호와 다른 데이터는 버림으로써 다수 조명장치 또는 전기기기의 전원을 원격으로 안전하게 제어할 수 있다는 효과가 얻어 진다.

자기번호인식형 피제어장치(28)에 제어신호를 발신할 수 있는 마이크로프로세서 (IDGC_12, 26) 장치를 한개 이상 사용하게 되면 양쪽에서 제어신호를 발신할 경우가 발생하여 제어신호는 네크워크상에서 충돌이 일어나게 되는데 이를 회피하기 위하여서는 고가의 충돌감지가 가능한 N:N 통신프로토콜을 사용하여야만 한다. 이러한 경우 장치를 실용상 저가로 구성하기 위하여서는 어느 한개의 마이크로프로세서장치는 서버(25)로서 동작하게 하고 다른 여러개의 마이크로프로세서장치(26, 27)는 클라이언트로 동작하게 함으로서 마이크로프로세서장치가 설치되어있는 장소마다 집중적으로 자기번호인식형 피제어장치(28)가 장치되어있는 다수의 조명장치 또는 전기기기의 전원을 원격으로 안전하게 제어할 수 있다는 효과가 얻어진다.

Description

전력선통신을 이용한 자기번호인식형 전기장치 전원제어 시스템{Power Control System with Self ID Acknowledgement Function for Electric Device using Power Line Communication}

본 발명은 저가의 전력선통신을 이용한 자기번호인식형 피제어장(28)치와 이 장치에 전력선통신을 이용하여 고유한 자기번호와 제어신호를 발신 및 수신할 수 있는 마이크로프로세서장치(9)를 마련하고 1:N 통신이 가능한 저가의 통신네트워크를 구성함으로서 다수 전기장치의 전원을 개별적으로 원격집중제어하는 것을 목적으로 한다.

전력선을 이용한 통신방식은 첩(Chirp)방식의 대역확산방식인 SSC(Spread Spectrum Carrier), 다중채널 전송목적으로 Bandlimited Orthogonal Signal을 합성하기 위하여 FFT(Fast Fourier Transform)을 이용하여 주파수영역에서 여러개의 협대역 부반송파들을 동시에 전송하는 OFDM, 보낼려는 데이터에 따라 케리어주파수를 달리하는 FSK(Frequency Shift Keying),보낼려는 데이터가 1이면 일정한 케리어주파수를, 0이면 0을 보내는 ASK(Amplitude Shift Keying)등 여러방식이 있으며 각기의 방식으로 개발되어 상품화되고 있으나 전력선의 잡음에 의해 통신 데이터의 신뢰성이 떨어져 실용화가 어렵고 고가인 것이 문제이었다.

최근 전력선통신을 이용한 전기장치의 전원제어 장치가 개발되었으나 전기장치의 전원을 제어하는 단순한 기능을 구현하는 데 고가의 전용칩을 사용하여 쌍방향 통신이 가능하는 등 필요이상의 기능을 가지고 있어 일상 생활에 사용하기에는 고가이므로 광범위하게 실용적으로 사용하기가 어렵다.

따라서 본 발명의 목적은 ASK(Amplitude Shift Keying) 전력선반송통신방법을 이용하여 고속으로 통신할 필요가 없는 경우에 있어 전기장치의 전원을 원격으로 제어하기 위하여 종래의 전력선통신이 가지는 데이터통신의 신뢰성문제를 향상시키고 자기번호인식기능을 간단히 구현함으로써 저가의 신뢰성 높은 전력선통신을 이용한 전기기기 원격전원제어 장치를 제공하는 것이다.

도1은 본 발명에 따른 전력선통신을 이용한 자기번호인식형 피제어장치 (ID_U)의 블럭도

도2는 본 발명에 따른 전력선통신을 이용한 자기번호발신2스위치장치 (IDGC_2)의 블럭도

도3은 본 발명에 따른 전력선통신을 이용한 자기번호발신12스위치장치 (IDGC_12) 또는 서버장치의 블럭도

도4는 다른 상을 전원으로 사용하고 있는 경우 제어신호를 넘겨주기 위한 브릿지의 구성도

도5는 전력선통신을 이용한 본 발명장치를 전기기기 또는 조명장치의 전원제어에 사용하기 위한 시스템의 구성도

도6은 전력선 통신을 이용한 본 발명장치가 자기번호인식형 피제어장치를 제어하기 위한 통신프로토콜 설명도

도7은 신호증폭기 및 상간결합을 위한 결선도

도8은 본 발명에 따른 전력선통신을 이용한 자기번호인식형 피제어장치(ID_U)의 소프트웨어 구성도

도9는 본 발명에 따른 전력선통신을 이용한 자기번호발신2스위치장치 (IDGC_2)의 소프트웨어의 구성도

도10은 본 발명에 따른 전력선통신을 이용한 자기번호발신12스위치장치 (IDGC_12)의 소프트웨어의 구성도

도 11은 본 발명에 따른 전력선통신을 이용한 자기번호발신서버장치(Server)의 소프트웨어의 구성도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1: AC 전원선 2: 전원부 3: DC 5V

4: 신호분리부 5: 결합부 6: 2차신호분리부

7: 증폭 및 복조부 8: OPTO격리부 9: 자기번호발생/인식

및 제어처리부 10: 자기번호설정부 11: 전원제어부

12: 전원조작스위치부 13: DC12V 14: 케리어주파수발생부

15:케리어주파수변조부 16: OPTO격리부 17: 증폭 및 결합부

18: RAM 19: F-RAM 20: 스위치상태표시부

21: 470K Ohm 저항 22: 0.1 micro F 콘덴서 23: 2.5 microH 인덕터

24: 상간 브릿지 25: 서버 26: IDGC_12

27: IDGC_2 28: ID_U 29: 신호증폭기 및 상간 브릿지

본원에 있어서 개시되는 발명중 대표적인 것의 개요를 간단히 설명하면 다음과 같다.

[1] 상기목적을 달성하기 위한 본 발명의 원격 전기장치 전원제어 시스템은 전기장치에 탑재된 피제어장치(28)를 전자적으로 원격제어하는 전원제어시스템에 있어서, 전기장치에 탑재된 자기번호인식형 피제어장치(28,ID_U)를 제어하기 위하여 피제어장치의 자기번호와 제어신호를 발생하는 자기번호발생/인식 및 제어처리수단(9), 상기 발생수단에 의해 발생된 자기번호 및 제어신호를 전력선으로 통신하기 위하여 케리어주파수를 발생하는 케리어주파수발생수단(14) 디지털신호에 따라 디지털신호를 케리어주파수로 변조하는 케리어주파수변조수단(15), 변환된 자기번호 및 제어신호를 증폭하여 전력선에 결합시키는 증폭 및 결합수단(17), 전력선을 통하여 전달된 케리어주파수로 변환된 자기번호 및 제어신호를 전력선으로 부터 분리하는 신호분리수단(4), 분리수단으로 부터 분리된 신호에서 잡음을 제거하는 2차신호분리수단(6), 분리된 자기번호 및 제어신호를 증폭하여 디지털신호로 복원하는 증폭 및 복조수단(7), 디지털신호로 복원된 데이터로 부터 자기번호를 인식하는 인식수단(9), 인식수단에 의해 인식된 제어신호에 따라 전원을 제어하는 전원제어수단(11), 자기번호를 사용자의 편의에 따라 설정할 수 있는 자기번호설정수단(10), 3상중 두상을 전원으로 사용하는 경우 다른 상으로 신호를 통과시키는 브릿지수단(24), 전력선의 임피던스에 의해 신호감쇄가 일어났을 때 또는 다른 상으로 신호를 브릿지할 때 과도한 신호감쇄가 일어나는 경우 신호를 증폭하고 다른 상으로 브릿지하는 신호증폭 및 상간브릿지수단(29)으로 구성된 것을 특징으로 한다. 일반적으로 케리어주파수가 높으면 높을수록, 전송속도가 낮으면 낮을 수록 잡음에 대한 영향이 작고, 60Hz에 대한 필터링특성 등이 우수하며, 감쇄도 작아 도달거리가 멀게 되어 양호한 결과를 얻을 수 있다. 따라서 본 발명에서는 반송주파수를 300KHz - 400KHz사이의 주파수대를 사용하고 전송율을 최대 9600 bps로 하는 것을 특징으로 한다.

[2] 상기 [1]의 케리어주파수로 변환(15)하고 증폭 및 결합수단(17)에 의해 전력선에 결합된 자기번호와 제어신호는 전력선으로 전도되어 전기장치에 탑재된 자기번호인식형피제어장치(28)로 유도하고 상기 [1]의 분리수단(4)인 하이패스필터에 의해 케리어주파수만 분리한다. 전원주파수로 부터 분리된 케리어주파수는 증폭 및 복조부(7)의 OP AMP에 의해 증폭되는데 OP AMP의 주파수 특성이 케리어주파수 이하인 OP AMP을 선택하고 OP AMP의 출력단에 콘덴서를 설계하여 삽입함으로써 케리어주파수가 입력되면 1로 케리어주파수가 입력되지 않으면 0이 되게 함으로써 전력선을 통하여 입력된 신호를 증폭함과 동시에 바이너리신호로 복원하는 것을 특징으로 하는 수단을 포함한다.

[3] 상기 [1]의 자기번호인식형 피제어장치(28,ID_U)에 있어 자기번호를 설정하기 위하여 딥스위치를 장치하고 딥스위치의 간단한 조정에 의해 자기번호를 설정할 수 있는 자기번호설정 수단(10)을 포함한다.

[4] 상기 [1]의 자기번호인식형 피제어장치(28)에 제어신호를 발신하기 위하여 마이크로프로세서의 시스템클럭을 분주하여 멀티플렉서를 이용하여 바이너리신호 1일 때 케리어주파수를 발생함으로써 케리어주파수로 변조(15)하는 것을 특징으로 하는 수단을 포함한다.

[5] 상기 [1]의 자기번호 인식형 피제어장치(28)에 의해 전기기기의 전원을 제어하기 위하여 전력선통신을 이용하여 자기번호와 제어신호를 발신할 수도 있고 수신할 수도 있는 두개의 스위치를 장치한 자기번호발신2스위치(27, IDGC_2), 12개의 스위치를 장치한 자기번호발신12스위치(26, IDGC_12)를 포함한다.

[6] 상기 [1]의 자기번호인식형 피제어장치(28)에 의해 전기기기의 전원을 제어하기 위하여 스위치장치가 두개 이상이 설치되면 제어신호가 동시에 발생되어 충돌할 우려가 있고 이를 방지하기 위하여 고가의 충돌감지 및 회피가 가능한 통신 프로토콜을 사용하여야 한다. 그러나 본 시스템에서는 저가의 통신시스템을 구현하기 위하여 자기번호인식형 스위치장치(26, 27) 및 자기번호인식형 피제어장치(28)를 서버 클라이언트 구조로 네트워크를 구성함으로써 저가의 통신프로토콜을 사용하여 시스템을 구성하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면에 따라 구체적으로 설명한다.

먼저 도2는 자기번호발신2스위치(27, IDGC_2라한다)의 블럭도이다. 도2에서 자기번호발신2스위치의 전원스위치조작부(12)의 스위치에 의해 전등을 켜고 끄는방법과 같이 스위치를 ON, OFF하면 마이크로프로세서(9)에 의해 해당 스위치의 자기번호의 바이너리값에 따라 케리어주파수발생부(14)에 의해 발생된 케리어주파수를 케리어주파수변조부(15)에 의해 변조하여 OPTO격리부(16)로 격리한 후 증폭 및 결합부(17)에 의해 증폭하여 전원선에 결합됨으로써 발신한다. IDGC_2(27)에 있는 두개 스위치(12) 각각의 자기번호는 IDGC_2의 자기번호의 끝자리에 0인 번호 혹은 1인 번호를 더하여 구성된다. IDGC_2의 자기번호는 9비트로서 자기번호설정부(10)의 딥스위치에 의해 정해진다. IDGC_2는 자기가 관장하고 있는 스위치의 자기번호의 이진수가 1 또는 0에 따라 케리어주파수변조부(15)에 의해 1이면 케리어주파수의 파형이 OPTO격리부(16)에 의해 전원선과 격리되고 증폭 및 결합부(17)를 걸쳐 AC전원선으로 결합되어 전원선을 타고 데이터를 발신하는 구조로 되어있다.

도 5에서와 같이 시스템에는 여러개의 IDGC_2(27), IDGC_12(26)가 서버-클라이언트의 구조로 네트워킹되어 있으며 각각의 IDGC_2(27), IDGC_12(26)는 고유한 자기번호를 가지고 있다. 서버(25)는 반복적으로 네트워크에 연결된 모든 클라이언트의 자기번호를 호출한다. 만약 IDGC_2(27)가 호출되면 IDGC_2는 자기가 관장하고 있는 스위치의 자기번호와 스위치의 조작상태를 제어신호로 하여 서버(25)에 전력선을 통하여 도2에서 설명한 바와 같이 데이터를 발신한다. 서버(25)는 도3의 전력선 통신을 이용한 자기번호발신12스위치(26)와 같은 하드웨어를 가지고 있지만 소프트웨어는 서버로서 동작하도록 구성되어 있다. 도3에서 서버는 전력선을 통하여 전달된 IDGC_2(27)로 부터의 데이터를 신호분리부(4)에 의해 케리어주파수만을 분리하여 결합부(5)에 의하여 신호를 받아 2차신호분리부(6)로 잡음을 제거하고 증폭부 및 복원부(7)에 의해 신호를 증폭하고 2진수로 복원하여 OPTO격리부(8)에 의해 전원선과 격리되어 80196KC로 구성된 마이크로프로세서(9)에 의해 데이타를 수신하여 IDGC_2의 자기번호와 제어신호를 인식한다. 이러한 방법으로 서버(25)는 네트워크에 연결된 모든 IDGC_2(27), IDGC_12(26)의 데이터를 수신하여 전원을 조작하는 스위치의 상태를 파악하고 ID_U(28)에 데이터를 송신한다. 서버의 데이터송신은 IDGC_2(27), IDGC_12(26)과 같이 케리어주파수 발생부(14)에 의해 발생되는 케리어주파수를 2진수로 구성된 자기번호 및 제어신호 데이터의 각 비트 상태에 따라 1이면 케리어 주파수를 발생함으로써 케리어주파수로변조(15)하고 OPTO격리부(16), 증폭부 및 결합부(17)를 걸쳐 AC전원선에 결합되어 전원선을 타고 전달된다. 서버(25)에 의해 발신된 데이터에 의해 네트위크에 연결된 모든 ID_U, IDGC_2, IDGC_12는 데이터를 수신하고 자기번호를 확인하여 자기번호가 아니면 무시하고 자기번호와 일치하는 ID_U(28), IDGC_2(27), IDGC_12(26)만이 데이터를 수신한다. ID_U(28)가 데이터를 수신하는 방법은 마찬가지로 신호분리부(4)에 의해 AC전원선으로 부터 케리어 주파수를 분리(4)하고 결합부(5), 2차신호분리부(6)을 거치면서 잡음을 재거한 후 증폭 및 복원부(7)에 의해 이진수로 복원된 데이터는 OPTO격리부(8)에 의해 격리되어 자기번호발생/인식 및 제어처리부(9)인 마이크로프로세서에 의해 자기번호를 인식하여 제어신호를 분리한다. 제어신호의 값이 1이면 전원제어부(11)에 의해 전원을 ON 하여 전원을 제어한다.

서버-클라이언트 구조에서 각 클라이언트와 서버의 통신 프로토콜을 도6에 따라 설명한다. 데이터의 구조는 2바이이트로 구성되어있다. 모든 데이터 바이트의상위 한비트는 제어비트로서 두바이트의 데이터에 의해 제어비트는 2비트로 구성되며, 제어비트가 00이면 ID_U만 수신하며, 11이면 IDGC가 서버로 보내는 데이터를 의미하므로 서버만이 데이터를 수신한다. 01이면 서버가 IDGC로 보내는 데이터임을 의미하므로 자기번호가 같은 IDGC만이 데이터를 수신하고, 10이면 IDGC가 서버에게 데이터통신이 종료됨을 의미하여 서버는 다음 자기번호를 호출하게 된다. 따라서 모든 데이터바이트의 상위 첫번째 비트가 1이면 IDGC에서 서버로 향하는 데이터이므로 다른 장치는 첫번째비트만을 보고 자기에게 오는 데이터가 아니면 수신루틴을 빠져 나올 수 있어 통신부하를 감소할 수 있다.

또 각 데이터바이트의 6번 비트는 데이터바이트의 번호로서 0이면 첫번째 데이터바이트를 1이면 두번째 데이터바이트를 의미한다. 모든 데이터바이트의 1번비트에서 5번비트까지 5개비트는 자기번호이고 첫번째 데이터바이트의 0번비트는 스위치상태비트로서 0이면 스위치 OFF를 1이면 스위치 ON을 의미한다. 따라서 자기번호는 10개 비트로서 네트워크내의 모든 장치의 수는 1024개 까지 자기번호를 할당할 수 있다. 제어비트가 00인 경우에는 ID_U만이 수신하고 01인 경우에는 IDGC만이 수신하므로 이론적으로는 ID_U가 1024개, IDGC가 1024개를 둘 수 있으므로 모두 2048개의 노드를 가질 수 있다. 두번째 데이터바이트의 0번 비트는 우선비트로서 1이면 수행되지 않는 데이터를 의미하고 0이면 이미 수행된 데이터를 의미한다. 서버는 IDGC로 부터 데이터를 수신하여 우선비트가 1인 비트의 데이터가 최후에 동작된 스위치의 상태로 인지한다. 우선비트가 1인 데이터가 IDGC_2, IDGC_12에서 동시에 있으면 각각의 명령을 순차적으로 수행하므로서 어느 장소에 있는 스위치로도전원을 제어할 수 있게 한다. 우선비트가 1인 데이터를 수행한 후에는 우선비트를 0으로 하여 서버의 메모리에 저장하고 해당 IDGC에 통신하여 우선비트를 0으로 리셋함으로써 다음 통신 차례에서 IDGC가 서버로 통신할 때 우선비트가 0으로 통신하게 하여 스위치의 상태가 변경되지 않았음을 알게 된다. 서버는 관장하고 있는 모든 ID_U의 자기번호와 스위치상태, 우선비트의 상태를 일정한 번지의 메모리영역(18)에 저장하고 있으므로 이 메모리영역의 데이터를 주기적으로 통신한다. 또한 최후에 수행된 스위치의 상태는 FRAM(19)에 저장함으로써 정전후 복전이되면 정전전의 스위치 상태로 전원이 회복되므로 일일히 다시 스위치를 조작할 필요가 없다.

3상전원이 인입되는 경우에는 부하배분을 위하여 어느 두상이 전원으로 사용되는 경우에는 다른 상으로 신호가 연결되지 않거나 감쇄가 많이 일어남으로 도7과 같은 상간 브릿지를 사용하거나 도8과 같은 신호증폭기를 사용한다. 도7의 상간 브릿지(24)는 60Hz 주파수성분을 완전히 차단하고 케리어주파수만 통과시킨다. 도8의 신호증폭기(29)는 두상의 전원선으로 부터 신호를 입력하여 바이너리신호로 복원한 다음 다시 케리어주파수로 변조하여 다른상의 전원선으로 결합시킴으로써 신호증폭과 상간브릿지 역할을 동시에 한다.

도9는 자기번호인식형 피제어장치(ID_U, 28)의 소프트웨어흐름도로서 초기화를 거쳐 수신인터럽프트가 걸리면 수신하여 자기번호인가를 확인하고 자기번호이면 명령비트를 검사하여 1이면 전원을 ON하고 0이면 전원을 OFF 한다. 수신한 데이터가 자기번호가 아니면 수신인터럽프트루틴을 빠져나와 수신대기 상태가 된다.

도10은 자기번호발신2스위치장치(IDGC_2, 27)의 소프트웨어흐름도로서 스위치는 인터럽프트를 사용하고 수신은 수신포트를 계속적으로 감시하여 수신데이터가 들어오면 수신루틴을 수행한다. 스위치인터러프트가 발생하면 해당 스위치의 자기번호와 명령상태 및 우선비트로 송신데이터 페킷을 만든다. 따라서 송신페킷은 우선비트가 1로 세트된 것으로만 만들어진다. 서버에서 IDGC_2(27)의 자기번호가 송신되어 IDGC_2(27)의 수신포트에 데이터가 들어오고 이들 데이터가 GC에서 받는 데이터이면 이에 응답하여 스위치입력루틴에 의해 만들어진 송신데이터 페킷을 전송하고 전송이 완료되면 통신종료코드를 전송하고 서버가 통신종료코드를 수신하면 통신을 종료한다. 일정시간후 서버는 타이머인터러프트에 의해 다음 자기번호를 호출한다.

도11은 자기번호발신12스위치장치(IDGC_12, 26)의 소프트웨어흐름도로서 키인터럽프트이면 기능키를 구분하여 기능키가 아니면 해당키의 자기번호, 명령상태 및 우선비트로 송신데이터 페킷을 만든다. 수신인터럽프트가 걸리면 다른 장치와 같이 자기번호를 체크하여 자기번호이면 수신하고 그렇치 않으면 인터러프트루틴을 빠져나온다. 송신페킷은 우선비트가 1인 데이터만으로 구성되어 있으므로 송신페킷의 전송이 완료되면 제어비트를 통신종료로 하여 통신종료 데이터를 송신한다. 키인터럽프트에서 기능키가 눌러진 경우에는 각 스위치의 자기번호를 설정하는 것이므로 자기번호설정루틴을 실행한다. 자기번호설정은 스위치번호를 비트번호로 인식하여 스위치를 누루면 스위치번호에 해당하는 비트번호를 1로 하여 자기번호를 조합한다. 예를 들어 1번 스위치에 자기번호 1100111001를 설정할려면 기능키->10번스위치->9번스위치->6번스위치->5번스위치->4번스위치->1번스위치->기능키->1번스위치를 누루면 스위치1번에 자기번호 1100111001이 할당되어 1번스위치를 동작하면 자기번호 1100111001이 설정된 자기번호인식형 피제어장치(ID_U,28)가 탑제된 전기기기의 전원이 제어된다.

도12는 자기번호발신 서버장치(ID_Server, 25)의 소프트웨어 흐름도로서 타이머인터러프트 루틴에 의해 일정시간마다 설치된 자기번호발신장치를 호출한다. 마지막 자기번호발신장치를 호출하면 서버의 키인터러프트 루틴에서 서버에서 조작한 스위치 데이터에 의해 만들어진 송신페킷으로 자기인식형 피제어장치(ID_U, 28)에 데이터를 송신하여 전원을 조작한다.

서버에서 자기번호발신장치를 호출하면 자기번호와 일치하는 자기번호발신장치가 응답하고 그 장치의 스위치조작에 의해 작성된 송신데이터를 송신하면 서버는 송신데이터를 수신하여 자기번호인식형 피제어장치에 데이터를 송신하여 자기번호인식형 피제어장치에 의해 전원이 제어된다. 호출된 자기번호발신장치로 부터 통신종료코드를 수신하면 수신인터러프트 루틴을 종료하고 일정시간 뒤 다시 타임인터러프트에 의해 다음 자기번호발신장치를 호출한다. 따라서 자기번호발생장치(IDGC_2, IDGC_12)는 서버로 스위치조작상태 데이터를 송신하고 서버는 이 데이터를 수신하여 자기번호인식형 피제어장치(ID_U)에 데이터를 송신하고 자기번호인식형 피제어장치(ID_U, 28)에 의해 전원이 제어된다.

본 발명은 케리어주파수를 이용한 전력선반송통신이 가지는 모든 장점은 전력선통신을 이용한 다른 발명과 동일하다. 그러나 사용되는 모든 장치에 자기번호을 인식할 수 있도록 하고 서버-클라이언트구조로 네트워크를 구성하여 독특한 저가의 통신프로토콜을 사용하여 1:N의 통신 네트워크를 구성함으로써 고가의 N:N의 통신네트워크를 구성하는 다른 시스템보다 저가의 전원제어시스템을 구축할 수 있다는 효과를 얻는다. 또한 전력선 통신의 단점인 통신의 신뢰성문제에 있어, 본 발명은 서버에 모든 스위치 상태 데이터를 가지고 있고 우선비트를 설정하여 우선비트에 의해 서버의 데이터를 갱신함으로써 데이터의 신뢰성을 향상시킬수 있는 효과를 얻는다. 또한 우선비트에 의해 최후의 스위치상태를 F-RAM에 저장함으로써 정전이 일어난 경우에도 복전이 되면 정전전의 스위치 상태를 유지한다는 것이다. 또한 전력선통신의 잡음에 대한 문제는 300-400KHz의 케리어주파수를 사용함으로써 스위치나 전기기구의 동작에 의한 잡음 영향을 최소화하는 효과를 얻는다.

자기번호를 설정하는 방법이 IDGC_2와 ID_U에서는 딥스위치로 IDGC_12와 서버에서는 키 입력에 의한 소프트웨어 방식으로 용이하게 설정할 수 있는 효과를 얻는다.

따라서 본 발명에 의하면 전력선 통신에 의한 전기장치의 전원제어시스템을 저가로 구성하여 실용적으로 사용할 수 있을 뿐만아니라 본 발명에 의한 전력선 통신을 이용하여 제어감시장치의 데이터통신으로도 사용할 수 있다.

Claims

전력선반송통신의 케리어주파수를 복원함이 있어 전원선으로 부터 하이패스필터를 통하여 케리어주파수를 분리하고 OP AMP에 의해 증폭되는데 OP AMP의 주파수 특성이 케리어주파수 이하인 OP AMP을 선택하고 OP AMP의 출력단에 콘덴서를 설계하여 삽입하거나 TTL Gate소자를 삽입함으로써 케리어주파수가 입력되면 OP Amp의 출력은 케리어주파수를 따라 변화하지 못하고 전압이 약 5V 근방에서 변화게 되나 설계된 콘테서 또는 TTL Gate에 의해 디지탈 값 1의 상태로 되며, 케리어주파수가 입력되지 않으면 0이 되어 케리어주파수를 바이너리신호로 복원하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선반송통신.
전력선반송통신으로 전기기기의 전원을 제어함에 있어 전기기기의 전원을 제어하기위하여 피제어장치에 자기번호를 부여하고 자기번호에 해당하는 제어명령에 따라 전기기기의 전원을 제어하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선 반송통신을 이용한 전기기기의 전원제어 시스템.
전력선통신을 이용한 데이터통신에 있어 통신데이터의 충돌을 방지하기 위하여 서버-클라인언트 구조로 시스템을 구성하고 1:N의 통신 네트워크를 구축함에 있어 통신의 제어비트에 의하여 네트워크상에 하나의 클라이언트와 서버만이 통신을 할 수 있게 하여 CSMA/CD의 프로토콜을 사용하지 않고 통신 네트워크를 구축하는수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선반송통신.
자기번호를 이용한 피제어장치의 자기번호를 딥스위치에 의하여 간단히 변경할 수 있는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선반송통신.
본 발명에서의 서버 또는 IDGC_12에서와 같이 다수의 스위치가 부착되어 있는 경우에 자기번호를 설정함에 있어 키의 번호가 각 비트의 번호로 인식하여 비트 1인 비트번호의 키만 누름으로써 자기번호를 소프트웨어적으로 설정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선반송통신
전력선통신을 이용하여 전기기기의 전원을 제어함에 있어 통신 데이터에 우선비트를 설정하고, 우선비트가 1인 데이터의 명령이 아직 수행되지 않은 것으로 인지하여 우선적으로 실행함으로써 어느 제어 위치에서도 전기기기의 전원을 제어할 수 있는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선반송통신을 이용한 전기기기의 전원제어 시스템.
서버는 우선비트가 1인 자기번호스위치의 상태를 불휘발성 메모리에 저장하여 정전이되더라도 각각의 스위치 상태 데이터를 기억하여 복전이 되면 정전이전의 전원 상태로 복귀할 수 있는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선 반송통신을 이용한 전기기기의 전원제어 시스템.
3상전원이 인입되는 경우, 부하분담을 위하여 어느 두상을 선택하여 전원으로 사용함에 있어 다른 상으로는 케리어 주파수가 전달되지 못하는 문제를 해결하기 위하여 케리어주파수만 통과를 하는 브릿지를 사용하여 신호를 전달하는 수단을 특징으로하는 전기기기의 전원제어 시스템.
제어거리가 멀거나 전원선의 임피던스에 의하여 신호감쇄가 큰 경우 이를 신호증폭기에 의해 신호를 증폭하여 전원선으로 사용하고 있는 상과는 다른 두 상으로 전달케 함으로써 신호증폭과 상간브릿지 역할을 동시에 만족하게 하는 수단을 특징으로 하는 전력선반송통신