KR20030093497A - Data Transmission for unit Wireless Repeater using Wireless Network - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무선망을 이용한 무선 리피터 데이터 전송장치에 관한 것으로 더욱 상세히는, 수질오염, 대기오염, 지질오염등의 환경 감시 시스템및 수도, 전력, 가스등의 검침 시스템에 있어서 검침원이 각 수용가를 직접 방문 하지 아니하고, RF 모뎀 및 중계기의 무선통신을 이용하여 검침 센터에서 원격 검침 할 수 있도록 기존의 환경 감시 시스템 및 계량 검침 시스템 에 RF 모뎀을 부착하여 해당지역에 설치한 중계기에 다수의 수용가의 검침 및 감시 자료를 무선으로 전송한 후,수신된 자료를 중계기를 이용한 무선통신을 통해 검침센터에 전송할 수 있도록 발명한 것이다.The present invention relates to a wireless repeater data transmission apparatus using a wireless network, and more specifically, in the environmental monitoring system such as water pollution, air pollution, geological pollution, and meter reading systems such as water, power, and gas, the meter reader visits each customer directly. Instead, the RF modem is attached to the existing environmental monitoring system and the meter reading system so that the meter can be remotely read from the meter center by using the wireless communication between the RF modem and the repeater. After transmitting the data wirelessly, it was invented to transmit the received data to the meter reading center through wireless communication using a repeater.
종래의 일반적인 수도, 전력, 검침 방법은 검침원이 수용가를 직접 방문하여 당월에 사용한 검침 데이터를 수기로 기록하여 검침부를 작성한 다음 반복되는 전산자료의 입력과정을 거쳐서 월별 사용량을 산출한 후 사용요금을 청구한다.Conventional water, electric power, and metering methods use meter reading by writing meter reading data by visiting the customer in person, creating meter reading section, and calculating monthly usage through repetitive input of computerized data. do.
이와 같이 검침원이 일일이 돌아 다니면서 계량기의 지침을 읽어 기록할 경우에는 오검침의 문제점과 많은 인력과 시간이 필요하여 비용이 증가하는 문제점이 있다.In this way, when the meter reader reads and writes the instructions of the meter while walking around, there is a problem of an increase in cost due to a problem of a misreading meter and a lot of manpower and time.
한편, 최근에는 핸디 터미날을 이용하여 수용가를 방문 후 현장에서의 검침값을 입력한 후 검침이 완료되면 핸디 터미날을 크레들에 올려 놓아 충전함과 아울러 검침 데이터를 사용자 컴퓨터로 전송하여 전산자료의 입력과정을 대체하고 있으나, 현장에서 직접 검침과 동시에 입력 하므로서 입력과정은 단축하였으나 직접 검침에 따른 인력과 시간이 필요하여 인건비 절감에는 기여하지 못하고 오검침의 문제점이 있다.On the other hand, in recent years, after visiting the customer by using the handy terminal, input the meter reading value at the site, and when the meter reading is completed, the handy terminal is placed on the cradle to charge and the meter data is transmitted to the user's computer to input the computer data. However, the input process was shortened by inputting at the same time with the meter reading at the same time, but manpower and time required by the meter reading did not contribute to the reduction of labor cost and there was a problem of false meter reading.
또 다른 방법은 단말기에 직접 CDMA모뎀을 부착하여 현장의 데이터를 수집하고 있으나 이방식은 데이터 통신 비용과 CDMA 모뎀의 가격이 고가이므로 비용이 증가하는 문제점이 있다.Another method collects field data by attaching a CDMA modem directly to the terminal. However, this method has a problem in that the cost increases because the data communication cost and the cost of the CDMA modem are high.
본 발명은 이와같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 원격지를 검침원이 직접 방문 하지 않고 원격지의 기존 검침 시스템으로부터 RF 모뎀, 중계기를 통하여 무선 으로 전송된 원격지의 검침 자료를 검침 센터에서 확인 할 수 있도록 하여, 현장 방문 없이 원격으로 검침이 가능하며, 신속한 데이터 처리 및 정확한 측정으로 막대한 검침인력의 수요를 획기적으로 줄일 수 있고, 오검침을 방지하며, 검침원을 사칭한 다른 목적의 범죄를 막을 수 있고, 오작동에 의한 크나큰 재정적 손실을 방지할 수 있는 무선망을 이용한 무선 리피터 데이터 전송장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in order to solve such a conventional problem, and check the meter reading data of the remote site transmitted wirelessly through the RF modem, repeater from the existing meter reading system of the remote site without directly visiting the remote site It can be read remotely without on-site visits, and the rapid data processing and accurate measurement can drastically reduce the demand for huge metering personnel, prevent false readings, and prevent other purposes of pretending to be meter readers. It is an object of the present invention to provide a wireless repeater data transmission apparatus using a wireless network that can be, and prevent a large financial loss due to malfunction.
상기한 본 발명은 기존의 환경 감시 시스템 및 수도, 전력, 가스 등의 검침 시스템으로부터 입출력 되는 정형화된 펄스 및 디지털 신호를 응용프로그램이 내장된 마이크로 프로세서로 해석하여 디지털화하고, 이를 각각의 장치 고유번호와 검침값 등의 데이터를 에러 체크코드를 두어 정확하게 변복조하여 무선으로 전송하는 RF 모뎀을 통하여 중계기의 단말 통신부에 데이터를 전송하고, RF 모뎀과 중계기 단말 통신부의 상호간 전송 방식은 지정된 방식에 따라 검침값을 읽어서 그 데이터를 저장하고 양방향 무선 통신 방식으로 각각의 장치 고유번호를 가지는 다수의 원격계량기와 통신하는 프로토콜을 채용하였고, 정해진 프로토콜에 의하여 전송된 데이터는 중계기의 서버 통신부를 통하여 무선 통신방식으로 검침 센터에서 필요에 의해 자료 요청 시 전송 할 수 있도록 하므로써, 원격지로부터 데이터를 전송하는 방법 및 장치를 제공하는 목적을 달성할 수 있다.The present invention described above is digitalized by interpreting the conventional pulses and digital signals input and output from the existing environmental monitoring system and the metering system such as water, power, gas with a microprocessor embedded in the application program, and each device unique number and Data is transmitted to the terminal communication unit of the repeater through an RF modem that accurately modulates and demodulates data such as meter reading values and transmits the data wirelessly.The mutual transmission method between the RF modem and the repeater terminal communication unit is based on a specified method. It reads and stores the data and adopts a protocol to communicate with a plurality of remote meters having a unique number of each device in a two-way wireless communication method, and the data transmitted by the specified protocol is wirelessly communicated through the server communication unit of the meter reading center. Material request by need at By to be transmitted, it is possible to achieve the object to provide a method and apparatus for transmitting data from a remote location.
따라서, 수용가를 비롯한 원격지를 직접 방문하지 않고 원격으로 검침이 가능하여 신속한 데이터 처리 및 정확한 측정으로 막대한 검침인력의 수요를 획기적으로 줄이고, 검침 센터의 필요에 따라 자료를 전송함으로 통신자원 및 비용의 효과적인 사용을 가져올 수 있고, 또한 무선 리피터 전원의 상용전원 사용과 태양전지 방식을 채용하여 효율적인 운용이 가능하고 이를 복합 구성하여 이중화 할 수 있어 지속적인 운용이 가능한 것이다.Therefore, it is possible to read the meter remotely without visiting the remote site including the customer, and it is possible to effectively reduce the demand of the meter reading manpower through rapid data processing and accurate measurement, and to transmit the data according to the needs of the meter reading center. It can bring the use, and also it is possible to operate efficiently by adopting the commercial power use of the wireless repeater power source and solar cell method, and it can be combined with the dual configuration for continuous operation.
도 1은 본 발명에 의하여 다수의 원격지 데이터를 무선으로 중계기에 전송하는 형태를 보인 전체 구성도.1 is an overall configuration showing a form of transmitting a plurality of remote data to the repeater wirelessly by the present invention.
도 2의 (a)(b)는 RF모뎀과 중계기를 이용한 원격지의 데이터 전송 방법 및 장치에 관한 여러 다른 실시예를 나타낸 전체 시스템 블록도.(A) and (b) of FIG. 2 are overall system block diagrams showing various other embodiments of a method and apparatus for transmitting data remotely using an RF modem and a repeater.
도 3는 도 2중 RF 모뎀의 상세 블록 구성도.3 is a detailed block diagram of the RF modem in FIG. 2;
도 4는 도 2중 중계기의 상세 블록 구성도.4 is a detailed block diagram of a repeater in FIG. 2;
도 5은 본 발명에서 실시되는 무선 프로토콜의 프레임 구성도.5 is a frame diagram of a radio protocol implemented in the present invention.
도 6은 본 발명에서 제공하는 전원 채용 방식인 태양전지 전원부의 블록 구성도.Figure 6 is a block diagram of a solar cell power supply unit using a power supply provided in the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10 : 펄스 및 디지털 데이터 수집장치20 : RF 모뎀10: pulse and digital data acquisition device 20: RF modem
30 : 중계기 31 : 단말 통신부30: repeater 31: terminal communication unit
32 : 중계 제어부 33 : 서버 통신부32: relay control unit 33: server communication unit
28 : 반송파 감시부40 : 센터 시스템28: carrier monitoring unit 40: center system
70 : 전원부70: power supply
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명 시스템을 이용하여 각 원격지로부터 무선으로 원격 데이터를 중계기로 전송하는 형태를 보인 구성도를 나타낸 것으로, 중계기(30)에서 RF모뎀(20)에 각 원격지의 데이터 전송 요구시 펄스 및 디지털 데이터 수집장치(10)로부터 RF 모뎀(20)을 통해 각 원격지의 지침값을 순차적으로 읽어서, 중계기(30)내의 단말 통신부(31)와 RF 모뎀(20)의 양방향 무선 전송을 통해 중계 제어부(32)에 저장하게 된다.1 is a diagram showing a configuration of transmitting the remote data to the repeater wirelessly from each remote location using the system of the present invention, the repeater 30 when the request for data transmission of each remote site to the RF modem 20 and By reading the instructions value of each remote site sequentially from the digital data collection device 10 via the RF modem 20, the relay control unit (2) through the two-way wireless transmission of the terminal communication unit 31 and the RF modem 20 in the repeater 30 32).
저장된 값은 검침 센터 자료 요청시 서버 통신부(33)를 통해 무선으로 전송한다.The stored value is transmitted wirelessly through the server communication unit 33 when the meter reading data request.
이때의 단말 통신부(31)와 RF 모뎀(20)과의 데이터의 송수신에는 고유의 프로토콜과 데이터의 마지막에 에러체크 코드를 두어 송수신데이터의 오류를 방지한다.In this case, an error check code is placed at the end of a unique protocol and data to transmit and receive data between the terminal communication unit 31 and the RF modem 20 to prevent errors in the transmitted and received data.
또, 도 2의 (a)는 RF 모뎀과 중계기를 통한 원격지의 데이터 전송방법 및 장치에 관한 실시예를 나타낸 전체 시스템 블록도로서, 각 원격지의 펄스 및 디지털 데이터 수집장치(10), RF 모뎀(20)을 구비하고, 중계기(30)에는 단말 통신부(31) 와 중계 제어부(32), 서버 통신부(33)를 구비하며, 센터 시스템(40)은 호스트 컴퓨터(41)와 사용자 컴퓨터(42), 데이터 베이스(43)를 구비한다.FIG. 2 (a) is an overall system block diagram showing an embodiment of a method and apparatus for transmitting data at a remote location through an RF modem and a repeater, and includes a pulse and digital data collection device 10 and an RF modem at each remote location. 20, the repeater 30 includes a terminal communication unit 31, a relay control unit 32, a server communication unit 33, and the center system 40 includes a host computer 41, a user computer 42, A database 43 is provided.
따라서, 중계기(30)에서 각 원격지의 데이터 전송 요구시, 원격지의 펄스 및 디지털 데이터 전송장치(10)로부터 입력된 신호를 RF 모뎀(20)에서 고유의 프로토콜 및 프레임을 구성하여 무선으로 전송하게 된다.Accordingly, when the relay 30 requests data transmission from each remote location, the RF modem 20 constructs a unique protocol and frame in the RF modem 20 to wirelessly transmit signals input from the remote pulse and digital data transmission device 10. .
중계기(30)는 RF 모뎀(20)에서 전송되어 오는 데이터들을 단말통신부(31)을 통해 입력 받아 중계 제어부(32)로 보내어 각 원격지의 데이터 값을 수집하게 된다.The repeater 30 receives data transmitted from the RF modem 20 through the terminal communication unit 31 and sends the data to the relay control unit 32 to collect data values of each remote location.
이렇게 수집된 데이터는 센터 시스템의 자료 요청시 중계제어부(32)에서 서버통신부(33)을 통해 무선으로 센터 시스템(40)으로 보내어 그 내부에 있는 호스트 컴퓨터(41)를 통해 사용자 컴퓨터(42)로 수집된 데이터를 보내고 다시 데이터 베이스(43)에서 모든 데이터를 집계 처리한다.The collected data is transmitted to the center system 40 wirelessly through the server communication unit 33 from the relay control unit 32 upon request of the data of the center system, and to the user computer 42 through the host computer 41 therein. The collected data is sent and all data is aggregated again in the database 43.
도 2의 (b)는 RF 모뎀과 중계기를 통한 원격지의 데이터 전송방법 및 장치에 관한 도 2 (a)의 다른 실시예 나타낸 전체 시스템 블록도로서, 중계기에서 센터 시스템간의 모뎀 대 모뎀(modem to modem)방식을 보인 예이다.FIG. 2 (b) is a whole system block diagram of another embodiment of FIG. 2 (a) of a method and apparatus for remotely transmitting data through an RF modem and a repeater. The modem to modem between the center systems in the repeater is shown. This is an example of how to do it.
도 3은 도 2중 근거리 RF모뎀(20)의 상세 블록 구성도를 나타낸 것으로, 고유 프로토콜과 운영프로그램을 저장하고 프레임구성 및 신호처리를 위한 마이크로 프로세서(206)와, 데이터의 수신은 안테나(201)를 통하여 유기된 전파를 스프리어스 방사를 방지하기 위한 LC필터와 매칭시키고 수신된 미약한 고주파 신호를 LNA(202)를 통하여 저잡음 고주파 증폭하고, 믹서(203)를 지나 455KHz로 천이 된다.FIG. 3 is a detailed block diagram of the short-range RF modem 20 of FIG. 2. The microprocessor 206 for storing a unique protocol and an operating program, frame configuration and signal processing, and receiving data is an antenna 201. The generated radio waves are matched with the LC filter for preventing spurious radiation, and the received weak high frequency signal is amplified by the low noise high frequency signal through the LNA 202, and then passed to the mixer 203 at 455 KHz.
이때, 믹서(203)의 중간 주파수만 중간주파기(204)에서 통과시켜 복조부(205)로 인가하고, 여기서 복조된 디지털 파형이 마이크로 프로세서(206)에서 디코드하여 분석되어지며, 그 내부의 반송파 감시부(208)를 통해 신호와 잡음 여부가 판정된다.At this time, only the intermediate frequency of the mixer 203 is passed through the intermediate frequency unit 204 and applied to the demodulator 205, where the demodulated digital waveform is decoded and analyzed by the microprocessor 206, and the carrier wave therein. The monitor 208 determines whether a signal and noise are present.
UART(207)는 통신을 통하여 수신된 검침 데이터를 마이크로 프로세서(206)에서 엔코드하여 변조부(209)에서 변조된 후 루프 필터인 LPF(210)를 통과한 DC전압으로 VCO(211)를 제어하여 원하는 주파수를 만들어 내고, PAMP(212)는 파워앰프를통해 증폭한 신호를 안테나(201)를 통해 송신하게 된다.The UART 207 encodes the meter data received through the communication in the microprocessor 206 and modulates it in the modulator 209 and then controls the VCO 211 with a DC voltage passed through the loop filter LPF 210. To generate a desired frequency, and the PAMP 212 transmits the amplified signal through the power amplifier through the antenna 201.
도 4는 도 2중 중계기의 상세 구성도를 나타낸 것으로, RF 모뎀(20)과 동일한 구성(즉, 안테나(3101), LAN(3102), 믹서(3102), 중간주파기(3104), 복조부(3105), 마이크로 프로세서(3106), UART(3107), 반송파 감시주(3108), 변조부(3109), LPF(3110), VCO(3111) 및 PAMP(3112)로 구성됨)으로 된 단말 통신부(31)는 입력된 데이터를 UART(3107) 통신을 통하여 중계 제어부(32)에 전송한다.4 is a detailed configuration diagram of the repeater shown in FIG. 2, which is the same configuration as that of the RF modem 20 (ie, the antenna 3101, the LAN 3102, the mixer 3102, the intermediate frequency controller 3104, and the demodulator). 3105, a microprocessor 3106, a UART 3107, a carrier supervisor 3108, a modulator 3109, an LPF 3110, a VCO 3111, and a PAMP 3112). 31 transmits the input data to the relay control unit 32 through the UART 3107 communication.
단말 통신부(31)에서 UART(3204)통신을 통하여 수신된 검침 데이터는 마이크로 프로세서(3205)에 내장된 중계처리 프로그램에서 중계제어 프로토콜을 사용하여 중계기와 센터 시스템 사이의 송수신 데이터와 RF 모뎀과 중계기의 송수신 데이터를 서로 충돌 없이 데이터 변환 및 전송 하고, RAM(3202), ROM(3203)등에 저장한다.The meter reading data received from the terminal communication unit 31 through the UART 3204 communication is transmitted / received between the repeater and the center system and the RF modem and the repeater using the relay control protocol in the relay processing program built in the microprocessor 3205. Transmit and receive data is transmitted and received without collision with each other, and stored in RAM 3202, ROM 3203, and the like.
중계 제어부(32)내 마이크로 프로세서(3205)는 센터 시스템(40)에서 데이터 요청시 RAM(3202), ROM(3203)에 저장된 검침 데이터를 UART(3201)통신을 통하여 서버 통신부(33)에 전송한다.The microprocessor 3205 in the relay control unit 32 transmits the meter reading data stored in the RAM 3202 and the ROM 3203 to the server communication unit 33 through the UART 3201 communication when the center system 40 requests data. .
서버 통신부(33)는 CDMA, PCS, TRS, 위성 송수신 모뎀등으로 구성되고, 중계 제어부(32)로부터 UART(3304)통신을 통하여 수신된 데이터를 마이크로 프로세서(3303)에서 엔코드 하여 RF UNIT(3302)에 의하여 변조 및 증폭되어 안테나(3301)을 통해 무선으로 방사한다.The server communication unit 33 is composed of CDMA, PCS, TRS, satellite transmission and reception modem, etc., and the RF UNIT 3302 encodes the data received from the relay control unit 32 through the UART 3304 communication by the microprocessor 3303. By modulating and amplified by the radiation, the antenna is radiated wirelessly through the antenna 3301.
안테나(3301)을 통하여 유기된 무선신호는 RF UNIT(3302)에 의하여 증폭 및 복조된 후 마이크로 프로세서(3303)에서 디코드 하여 분석 되어지며, UART(3304)통신을 통하여 중계 제어부(32)에 전송된다.The radio signal induced through the antenna 3301 is amplified and demodulated by the RF UNIT 3302 and then decoded and analyzed by the microprocessor 3303, and transmitted to the relay control unit 32 through the UART 3304 communication. .
또한, 도 5는 본 발명에서 실시되는 무선 프로토콜의 프레임 구성도를 나타낸 것으로써, RF 모뎀(20)의 무선전송 프레임 구성은 RF 모뎀의 안정화를 위한 프리앰블과 데이터 프레임의 동기를 위한 싱크코드를 합쳐 36비트로 구성하고, 데이터 프레임은 각각의 제조자 식별코드와 계기의 일련번호를 포함한 고유번호와 명령코드, 데이터, 에러체크코드를 포함하여 127비트로 프레임을 구성하여 전송할 수 있도록 하였다.In addition, Figure 5 shows a frame configuration diagram of a radio protocol implemented in the present invention, the radio transmission frame configuration of the RF modem 20 is a combination of the preamble for the stabilization of the RF modem and the sync code for the synchronization of the data frame It consists of 36 bits, and the data frame is composed of 127 bits including each manufacturer's identification code and the serial number of the instrument, command code, data, and error check code.
이때, 제조자 식별코드와 계기의 일련번호를 포함한 고유번호를 확인하여 자기 호출이 아닌 경우에는 무시하고 자기 호출이 맞을 경우에는 무선 프로토콜 프레임을 구성하고 RF 모뎀을 통해 데이터를 송수신하게 된다.At this time, the identification number including the manufacturer's identification code and the instrument serial number is checked. If it is not called, it is ignored. If the call is correct, a wireless protocol frame is composed and data is transmitted and received through the RF modem.
도 6은 본 발명에서 제공하는 전원 채용 방식인 태양전지 전원부(70)의 블록 구성도를 나타낸 것으로, 낮에 태양전지판(71)을 통해 태양열에너지를 전기신호로 입력받은 콘트롤부(72)에서 충전밧데리(73)를 충전시켜 주는 방식으로 통해 본 발명 무선 리피터의 공급전원으로 이용할 수도 있다.6 is a block diagram of a solar cell power supply unit 70, which is a power supply method provided by the present invention, which is charged by the control unit 72 that receives solar energy as an electrical signal through the solar panel 71 during the day. It can also be used as a power supply for the wireless repeater of the present invention by charging the battery 73.
물론, 상용전원에 의한 전압으로도 본 발명 장치를 구동시킬 수 있다.Of course, the apparatus of the present invention can also be driven by a voltage by a commercial power supply.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 수도, 전력, 가스등의 원격검침, 수질오염, 대기오염, 지질오염등의 원격감시, 원격지의 무선제어등의 원격제어, 기타 카드단말기등 데이터의 원격 전송이 필요한 장치에 쉽고 간편하게 적용할수 있고, 독자적인 양방향 무선 프로토콜과 원격지 데이터 입력장치의 제조자 식별코드와 장치 일련번호의 고유번호에 의하여 다수(예를들어 21채널)의 채널을 탐색하여 비어 있는 채널을 통해 정확한 통신을 위해 에러체크 코드를 부가하여 주파수의 효율적인 사용과 정확한 무선통신이 가능하고, RF 모뎀을 통해 원격지에서 수집된 데이터가 중계기에 저장된 후 검침 센터에서 데이터 요청 시 전송하는 중계제어 프로토콜을 사용 하므로써 원격지의 데이터의 신속한 처리 및 시간, 데이터 통신료를 포함한 예산의 낭비를 줄일 수 있고, 또 상용 전원공급이 불가능한 지역에서는 태양전지 방식을 채용하여 단말에서 저렴하게 구성 할 수 있어 중계기에 전원 공급을 해결 하였고, 상황에 따라 상용전원 및 태양전지 사용을 복합적으로 할 수 있도록 이중화 구성을 통해 안전한 운용이 가능한 것이다.As described above, according to the present invention, remote reading of water, power, gas, etc., water pollution, air pollution, geological pollution, remote control such as remote control, remote transmission of data such as card terminal, etc. It can be easily and conveniently applied to the required device, and it searches for multiple channels (for example, 21 channels) by the unique bidirectional wireless protocol, the manufacturer identification code of the remote data input device, and the device serial number. By adding an error check code for communication, efficient use of frequency and accurate wireless communication are possible, and the data collected from the remote site through the RF modem is stored in the repeater and then transmitted through the relay control protocol when the data is requested from the meter reading center. Of data, including the timely processing and data processing costs In areas where commercial power supply is not possible to reduce the rain, and adopting solar cell method, it can be configured inexpensively at the terminal, which solves the power supply to the repeater, and it is possible to combine commercial power and solar cell use depending on the situation. Therefore, it is possible to operate safely through a redundant configuration.
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