KR20040019675A - 전력선 통신을 이용한 절전 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전력선 통신을 통해 가입자의 이동통신용 단말기에 가전 기기의 온/오프 정보를 디스플레이 하고, 이동통신용 단말기의 제어 데이터를 전력선 통신을 통해 수용가로 전송하여 가전 기기의 온/오프 제어가 이루어지도록 하기 위한 것으로, 각 전기 기기마다 고유 코드를 생성하기 위한 제어수단과; 반송파 주파수를 발진하기 위한 발진수단과; 상기 발진수단에 의해 발진된 반송파 주파수에 상기 제어수단에 의해 생성된 고유 코드를 실어 변조하기 위한 변조수단과; 상기 변조수단에 의해 변조된 반송파 주파수를 전력선 통신망을 구성하는 전기 선로에 매칭시키기 위한 트랜스포머부를 포함하는 송신회로단과, 상기 전기 선로를 통해 전달된 반송파 주파수를 복조하는 트랜스포머부와; 상기 트랜스포머부에 의해 복조된 반송파 주파수로부터 제어 데이터를 분리하는 검파수단과; 상기 검파수단에 의해 분리된 제어 데이터에서 제어대상 전기 기기의 고유 코드를 식별하고 해당 전기 기기를 온/오프 제어하는 제어수단을 포함하는 수신회로단을 포함하여 이루어지며, 설치가 간단하고 저가에 절전 장치를 구현하여 일정 장소에 설치된 전기 기기의 작동 상태를 한 눈에 확인하고 온/오프 제어할 수 있게 된다.

Description

전력선 통신을 이용한 절전 장치 {Apparatus for power-saving using power line communication}

본 발명은 가전 기기의 절전 기능에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전력선을 통해 제어 데이터를 수용가로 전송하여 가전 기기를 온/오프 제어하기에 적당하도록 한 전력선 통신을 이용한 절전 장치에 관한 것이다.

일반적으로 전력선 통신은 전력 전송선로를 통해 데이터를 전송하는 방식으로, 각 수용가로 통하는 전력선망을 이용하는 통신 방식이다.

전력 배전망의 말단에 위치한 수용가에는 다수의 전기 기기가 사용되는데, 전기 기기는 사용 여부에 따라 온/오프 제어된다. 수용가내의 전력 분배 구조는 AC220V 전기선로, 전원 스위치, 전기 기기로 구성된다. 전기 기기에 대한 전력 공급은 외부의 전력선에 연결되는 전기 선로에 의하며, 전기 기기의 온/오프 제어는 전원 스위치에 의한다.

전기 기기에 대한 전력 공급을 제어하기 위해서는 전원 스위치를 온/오프 조작하여야 한다. 그러므로 전원 스위치는 각 전기 기기마다 설치되어야 한다. 단상 2선식 전기 선로로부터 전력을 공급받는 전등의 경우를 예시하면, 각 전등마다 적어도 하나의 전기 선로에 대한 온/오프 조작을 위해 전원 스위치가 설치되며, 사용자는 이들 전원 스위치를 조작하여 각 전등을 선별적으로 점등 또는 소등한다.

즉, 절전을 위해서는 가전 기기별 전원 스위치를 사용자가 직접 조작해야 하는 것이다. 경우에 따라서는 타이머 등을 이용하여 가전 기기를 자동으로 온/오프 제어하기도 한다.

그런데 종래기술에 따르면, 다수의 장소에 전등이 설치된 경우, 전등이 설치된 각 장소마다 확인한 후 소등 또는 점등하여야 하기 때문에 문이 닫쳐 있거나 어린이들이 자신이 점유한 장소에서 전등을 직접 소등하지 않게 되면 상당한 시간 동안 전등의 켜져 있는 상태가 되어 불필요한 전력 낭비를 초래하는 문제가 있다.

또한, 타이머에 의한 자동 절전 기능에 있어서는 일정 시간에 자동적으로 전등이 온/오프 되므로, 사용자가 미리 예측하지 못한 상황이 발생되어 일예로 전등을 더 오래 점등시켜 두어야 할 필요가 있음에도 갑자기 전등의 소등되어 불편이 초래되는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 전력선 통신을 통해 가입자의 이동통신용 단말기에 가전 기기의 온/오프 정보를 디스플레이 하고, 이동통신용 단말기의 제어 데이터를 전력선 통신을 통해 수용가로 전송하여 가전 기기의 온/오프 제어가 이루어지도록 한 전력선 통신을 이용한 절전 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전력선 통신을 이용한 절전 장치는, 각 전기 기기마다 고유 코드를 생성하기 위한 제어수단과; 반송파 주파수를 발진하기 위한 발진수단과; 상기 발진수단에 의해 발진된 반송파 주파수에 상기 제어수단에 의해 생성된 고유 코드를 실어 변조하기 위한 변조수단과; 상기 변조수단에 의해 변조된 반송파 주파수를 전력선 통신망을 구성하는 전기 선로에 매칭시키기 위한 트랜스포머부를 포함하는 송신회로단과, 상기 전기 선로를 통해 전달된 반송파 주파수를 복조하는 트랜스포머부와; 상기 트랜스포머부에 의해 복조된 반송파 주파수로부터 제어 데이터를 분리하는 검파수단과; 상기 검파수단에 의해 분리된 제어 데이터에서 제어대상 전기 기기의 고유 코드를 식별하고 해당 전기 기기를 온/오프 제어하는 제어수단을 포함하는 수신회로단을 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 전력선 통신을 이용한 절전 장치의 송신회로도.

도2는 본 발명의 실시예에 따른 전력선 통신을 이용한 절전 장치의 수신회로도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

101, 203 : 제어기 102 : 발진부

103 : 변조부 104, 201 : 트랜스포머부

202 ; 검파부

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명한다.

본 실시예는 전기 기기에 대한 절전 기능을 전력선망 통신을 이용하여 구현한 것인데, 설명의 편의를 위하여 전등에 대한 절전 기능을 중심으로 실시예를 설명한다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 전력선 통신을 이용한 절전 장치의 송신회로도이며, 도2는 본 발명의 실시예에 따른 전력선 통신을 이용한 절전 장치의 수신회로도이다.

본 실시예는 각 전등의 상태를 감지하여 전력선 통신망을 통해 전송하는 송신회로와, 전력선 통신망을 통해 제어 데이터를 수신하여 디스플레이하고 각 전등을 온/오프 제어하는 수신회로로 구성된다.

송신회로는 각 전등마다 고유의 코드를 만들 수 있는 제어기(101)와, 38KHz의 반송파 주파수를 발진할 수 있는 발진부(101)와, 반송파 주파수에 고유 코드를 변조하는 변조부(103)와, 변조된 반송파 주파수를 전기 선로에 매칭시키는 트랜스포머부(104)로 구성된다.

수신회로는 전기 선로로부터 전달된 변조된 반송파 주파수를 복조하는 트랜스포머부(201)와, 복조된 반송파 주파수를 증폭하여 제어 데이터를 분리하는 검파부(202)와, 분리된 제어 데이터에서 제어대상 전등의 고유 코드를 식별하고 해당 전등을 온/오프 제어하는 제어기(203)로 구성된다. 수신회로는 각 전등에 대한 제어 데이터와 온/오프 상태를 표시하는 디스플레이부(204)를 더 포함할 수도 있다.

송신회로와 수신회로는 직류 전원회로(105)(205)에 의해 각각 구동된다. 직류 전원회로(105)(205)는 동작전압(VCC)을 공급한다.

이러한 장치에 따른 동작은 다음과 같다.

전등을 온/오프 하는 스위치(SW101)는 통상 가정의 벽면에 설치된다. 전등(100)이 소등된 상태에서는 송신회로에 전원이 공급되지 않아 동작하지 않으며, 스위치(SW101)를 켜면 정전압 직류 전원회로(105)를 통해 직류전원이 공급되어 송신회로가 동작한다.

그러면 변조부(103)에서 로직 하이 상태일 때에는 발진부(104)가 구동되도록 하고, 로직 로우일 때에는 발진부(104)가 구동되지 않도록 하여 송신회로의 제어기(101)에 의해 발생된 고유 코드의 변조가 변조되도록 한다. 이때 고유 코드는 각 전등(100)마다 고유하게 할당되어 있으며, 반송파 주파수에 실려 변조된다.

변조된 고유 코드는 트랜스포머부에 의해 전기 선로에 실려 전력선 통신망을 통해 전송된다.

일반적으로 전력선 통신망은 기타의 데이터 통신망과 연동한다. 무선 통신망과 연동하는 경우를 예시하면, 전력선 통신망을 통해 전송된 고유 코드는 연동된 무선 통신망을 통해 전송된 후, 해당 수용가에 대해 등록된 이동통신용 단말기로 전송된다. 그러면 이동통신용 단말기에 전등별 온/오프 상태가 디스플레이 된다. 이처럼 이동통신용 단말기에 디스플레이된 전등별 온/오프 상태 정보는 차후에도 임의로 검색할 수 있도록 한다.

가입자가 이동통신용 단말기에 디스플레이된 전등별 온/오프 상태 정보를 확인하여 임의의 전등을 소등하고자 하면, 해당 전등을 선택함으로써 소등 명령이 포함된 제어 데이터가 생성되도록 한다.

이동통신용 단말기는 제어 데이터를 무선 통신망을 통해 전송하는데, 이 제어 데이터는 제어대상이 되는 전등의 고유 코드를 포함한다. 중앙국의 교환기가 제어 데이터를 전력선 통신망으로 전송하고, 전력선 통신망은 반송파 주파수에 해당 제어 데이터를 실어 변조한 후 수용가로 전송한다.

수용가내 수신회로는 전력선 통신망을 통해 전송된 반송파 주파수를 트랜스포머부(201)를 통해 AC220V 전원과 분리한 후 증폭한다.

검파부(202)는 증폭된 반송파 주파수에서 제어 데이터만을 추출하여 제어기(203)로 전달한다.

제어기(203)는 제어 데이터로부터 제어대상이 되는 전등의 고유 코드와 제어 명령을 식별하고, 제어 명령에 따라 제어대상 전등을 소등한다. 이로써 전기 기기에 대한 절전 기능 또는 제어 기능이 달성된다.

한편, 송신회로와 수신회로를 운용함에 있어서, 송신회로에서 점등된 각 전등의 고유 코드를 전기 선로를 통해 전송하면, 외부의 전력선 통신망을 이용하지 않고 수신회로에서 해당 고유 코드를 직접 수신하여 점등된 전등(100)을 디스플레이부(204)에 표시하도록 할 수도 있다. 즉, 디스플레이부(204)에 각 전등마다 발광다이오드(LD201~LD204)를 배정하여 송신회로로부터 점등된 전등(100)에 대한 고유 코드를 받아 점등된 전등에 배정된 발광다이오드를 선별적으로 점등시킴으로써, 전체 전등 중에서 어떤 전등의 점등되어 있고 어떤 전등이 소등되어 있는지를 한 눈에 확인할 수 있도록 표시한다. 따라서 사용자는 전등별 점등/소등 상태를 확인하고 불필요한 전등을 직접 소등할 수 있게 된다. 이 방식은 수용가 외부의 전력선통신망이나 무선 통신망과의 연동에 의한 제약이 없다.

도면에 사용된 참조 부호를 설명하면 다음과 같다.

SW101 : 각 가정에 설치된 전등 스위치.

EL101 : 각 가정에 설치된 전등.

T101, T201 : 변조된 고유 코드 신호를 전기선로에 대해 변조하거나 복조하는 매칭 트랜스포머.

C101, C102, C201, C202 : 신호 결합용 캐패시터.

RV1 : 신호의 크기를 조절하여 전송거리를 제한하는 가변저항기.

R101, R102, R203, R205, R206 : 전원 바이어스 저항.

X101 : 반송파 주파수 발진기.

X102, X201 : 마이크로 프로세서 구동용 발진기.

R103, R104, R105, R106 : 고유 코드 설정용 저항.

T102, T2012 : 정전압용 트랜스포머.

LED201~LED204 : 전등의 상태를 표시하는 발광다이오드.

이상 설명한 실시예는 본 발명의 다양한 변화, 변경 및 균등물의 범위에 속한다. 본 발명은 간단한 변화를 통해 전등 뿐만 아니라 가정, 사무실, 공공장소 등에 설치된 다수의 전기 기기를 온/오프 제어하기 위해 사용될 수 있다. 따라서 실시예에 대한 기재내용으로 본 발명이 한정되지 않는다.

본 발명의 전력선 통신을 이용한 절전 장치에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

우선, 이동통신용 단말기를 이용하여 일정 장소내 설치된 전기 기기의 작동 상태를 확인하고 온/오프 제어할 수 있게 된다.

그리고 모든 전기 기기의 작동 상태를 한 장소에 설치된 디스플레이 수단을 통해 표시함으로써 불필요하게 작동되고 있는 전기 기기가 있는지 여부를 한 눈에 모니터링할 수 있게 된다. 따라서 각 전기 기기를 일일이 확인하지 않고 불필요하게 작동되는 전기 기기를 즉시 확인하여 효과적으로 절전할 수 있게 된다.

또한 건물내 각 전기 기기에 대한 전원 공급을 위해 가설된 전기 선로를 사용한 데이터 교환을 수행하기 때문에 설치가 간단하고 저가에 구현할 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 각 전기 기기마다 고유 코드를 생성하기 위한 제어수단과; 반송파 주파수를 발진하기 위한 발진수단과; 상기 발진수단에 의해 발진된 반송파 주파수에 상기 제어수단에 의해 생성된 고유 코드를 실어 변조하기 위한 변조수단과; 상기 변조수단에 의해 변조된 반송파 주파수를 전력선 통신망을 구성하는 전기 선로에 매칭시키기 위한 트랜스포머부를 포함하는 송신회로단과,

   상기 전기 선로를 통해 전달된 반송파 주파수를 복조하는 트랜스포머부와; 상기 트랜스포머부에 의해 복조된 반송파 주파수로부터 제어 데이터를 분리하는 검파수단과; 상기 검파수단에 의해 분리된 제어 데이터에서 제어대상 전기 기기의 고유 코드를 식별하고 해당 전기 기기를 온/오프 제어하는 제어수단을 포함하는 수신회로단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 이용한 절전 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 수신회로단은,

   상기 제어수단의 제어를 받아 상기 식별된 제어대상 전기 기기의 온/오프 상태를 디스플레이 하기 위한 디스플레이 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 이용한 절전 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 송신회로단에서 전송한 상기 반송파 주파수를 전송하며, 무선 통신망을통해 수신되는 상기 제어 데이터를 상기 수신회로단으로 전송하는 전력선 통신망과;

   상기 전력선 통신망에 연동되어 상기 반송파 주파수를 가입자의 이동통신용 단말기로 전송하며, 이동통신용 단말기로부터 제어 데이터를 수신하여 반송파 주파수에 실어 상기 전력선 통신망으로 전송하는 무선 통신망과;

   상기 무선 통신망을 통해 전송된 상기 반송파 주파수를 수신 처리하여 상기 제어대상 전기 기기별 온/오프 상태를 디스플레이 하며, 각 전기 기기에 대한 제어 데이터를 생성하여 상기 무선 통신망으로 전송하는 이동통신용 단말기를 더 포함하는 것을 전력선 통신을 이용한 절전 장치.