KR20040021327A

KR20040021327A - 무선 검침 단말기와 그를 이용한 무선 원격 검침 시스템

Info

Publication number: KR20040021327A
Application number: KR1020020052937A
Authority: KR
Inventors: 김종석
Original assignee: (주)티지더블유
Priority date: 2002-09-03
Filing date: 2002-09-03
Publication date: 2004-03-10
Also published as: KR100513934B1

Abstract

본 발명은 무선 검침 단말기와 그를 이용한 무선 원격 검침 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 검침대상의 상태정보를 검침하는 무선 검침부, 무선 통신망과 양방향으로 무선 통신하면서, 검침 명령을 수신하고, 검침 데이터를 중계기/핸드 터미널로 송신하기 위한 무선송수신모듈부와 조작 감시부 및 침수 감시부를 갖는 무선 검침 단말기와, 상기 무선 검침 단말기로부터 송출되는 검침 데이터를 양방향으로 무선 통신하면서, 검침 명령을 수신하고, 검침 데이터를 양방향 무선 통신하도록 제어하는 중계기/핸드 터미널과 상기 중계기/핸드 터미널로부터 송출된 데이터를 이동통신망 및 기지국을 통해 전송되며, 상기 전송된 데이터는 인터넷을 통해 중앙 컴퓨터의 관리 서버로 전송되도록 구성되며, 상기 이동통신망은 PCS망을 이용하여 검침 데이터를 송신하고 관리 서버로부터 제어 명령을 수신하기 위한 PCS 무선 통신 모뎀인 CDMA모뎀과, PACKET DATA망을 위한 데이터 패킷 모뎀과, TRS망을 위한 TRS 인터페이스 모듈로 구성되어 선택적으로 사용할 수 있는 것을 특징으로 하는 무선 검침 단말기를 이용한 무선 원격 검침 시스템에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 현재 펄스 방식의 계량기를 사용하는 수용가 또는 기관, 사회 간접 시설물에 부착되어 있는 전기, 가스, 수도 계량기 등의 복합 검침이 가능하며, 검침된 데이터를 관리 서버로 전송함에 있어 국내에서 서비스되고 있는 모든 이동통신망에 접목될 수 있도록 설계함으로써, 이동통신망을 선택적으로 이용할 수 있으며, 운용 비용 또한 최소화하여 원격 검침 시스템 분야에 있어서 시스템 신뢰성 향상 및 실용화를 촉진하는 효과가 있다.

Description

무선 검침 단말기와 그를 이용한 무선 원격 검침 시스템{wireless remote detector and wireless remote detecting system thereof}

본 발명은 전기, 가스 , 수도 등의 사용량을 검침하기 위한 무선 검침 단말기와 상기 무선 검침 단말기를 이용한 무선 원격 검침 시스템에 관한 것이다.

종래의 전기, 가스, 수도 등의 계기 검침을 하기 위하여 검침원이 육안으로 수기 기록하여 기록된 수치를 지난 달 검침 치로 차감하여 뽑아낸 수치를 요율표에 의하여 청구서를 발행해 왔었다.

이로 인해, 많은 인력 비용과 검침원의 수기 오류, 빈 집 및 검침 거부 등의 문제점이 있었고, 또한 검침 센터의 경우 데이터를 컴퓨터에 입력 정산을 하기 위해 많은 인력과 많은 비용이 소요되었다.

일반적으로 원격 검침 관련 분야는 그 필요성에 의하여 수많은 개발이 이루어지고 있는 실정이며, 원격 검침의 효율과 경제성을 위해서는 전기뿐만 아니라, 수도, 가스, 온수 등의 모든 적산 계량기를 통합해서 검침하는 통합검침이 필수적이지만, 다양한 종류의 다양한 용량, 서로 상이한 규격과 서로 다른 방식의 계기에 원격 검침 장치의 문제로 인해 측정 계량기 고유의 신뢰성과 안정성에 미치는 영향을 검증하기 위해서는 막대한 비용과 오랜 시간이 요구되는 문제점이 있었다.

또한, 계량기에 부착된 계량기의 사용량 체크를 위한 무선 단말기에 인위적인 조작을 가해 정상적인 검침 동작이 이루어지지 못하는 행위들이 발생할 가능성이 있으며, 계량기 보호는 물론 계량기에 부착되어 있는 무선 단말기의 안전 관리에 많은 문제점이 있었다.

예를 들면, 지하에 매설된 수도 계량기의 경우는 많은 강우나 수도관 파열/누수 등에 의하여 침수가 빈번히 이루어지기 때문에 계량기 자체는 방수 처리가 되어 있지만, 상기 무선 단말기는 방수 특성이 우수하지 않으면 물에 잠기는 경우, 현재 보통 기기는 아이피6 또는 아이피7(방수 기준 단위) 정도의 방수 특성을 갖고 있으므로 장시간 물에 잠기게 되면 기기의 안전을 보장할 수 없는 문제점이 있었다.

그리고, AMR 단말기와 검침 센터와 송수신하기 위하여 여러 가지 방식이 연구되어 유선의 큰 단점인 유선 라인의 가설 비용과 관리비용 문제를 해결하기 위해 RF방식을 적용한 무선 방식이 개발되어 왔으나 매순간 적산 수치를 지속적으로 업데이트 해야하는 계기는 전력을 계속 소모하기 때문에 전력 공급을 위해서는 별도의 전원이 필요하나, 가스, 수도 등 배터리에 의존하는 계기의 경우 지속적인 전력의 소모로 인한 배터리 교체를 위해 검침원의 방문이 필요한 문제점이 있었다.

원격 검침 시스템에 관한 종래 기술(한국공개번호 턱 제 2001-0097842)로, 이동 통신 단말기를 이용한 무선 원격 검침 시스템에 관한 것으로, 상기 발명은 지역적인 제한성으로 인한 단점을 보완하고자 이동통신망을 이용한 기술이 도입되어, 계량기에 부착되는 검침 단말기에 이동 통신 단말기를 부착시켜 망 구축에 있어서의 효율성과 전국 단위의 통합 검침 방법을 특징으로 하고 있으나, 현재 PCS망을 사용할 경우 과다한 통신비용으로 인해 원격 검침 사업화에 있어서 경제성 부분에막대한 손실이 있을 뿐만 아니라, 대용량/고압 검침에 관련된 고가의 계량 시스템에 한정되어 적용되어야 하므로, 시스템을 실용화하기에는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 하는 것으로서,

본 발명의 목적은 계량기 펄스 신호에 포함되어 있는 노이즈의 완전한 필터링과 함께 정확한 검침 결과를 도출하고, 계량기로부터 송출되는 펄스 신호의 검출과정에서 소모되는 전류소비를 최소하기 위한 펄스신호 검출 방법과 전용 센서 모듈 그리고 절전모드로 동작하고 있는 마이크로 콘트롤러(MCU)를 무선 신호로 웨이크업 시키기 위한 웨이크업 동기회로를 채용한 특정 소출력 무선 송수신 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 검침 단말기의 인의적 조작 및 안테나 제거 등의 무선 통신 방해 조작 그리고 지하에 설치된 검침 단말기의 침수에 대한 감시등을 수행할 수 있는 회로를 내장하여 상술된 검출 단말기의 문제점 해결에 관한 회로를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은 이동 통신망 사용시 경제적 및 운용의 효율성을 높이기 위하여 현재 국내에서 서비스되고 있는 이동통신망 (PCS/TRS/PACKET DATA 망)등에 모두 접목이 될 수 있는 기능을 내장하여 기간 망의 운영에 있어서 선택의 폭을 넓게 하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 무선 검침 단말기의 전체 구성을 도시한 블록도.

도 2는 본 발명의 무선 검침 단말기에 포함되는 검출 센서 모듈의 회로도.

도 3은 본 발명의 무선 검침 단말기의 검출 센서 모듈에 탑재된 제어 프로 그램의 흐름도.

도 4는 본 발명인 무선 검침 단말기에 포함되는 무선 송수신 모듈의 구성을 도시한 블록도.

도 5는 본 발명인 무선 검침 단말기에 포함되는 조작 감지부와 침수 감지부 의 회로도.

도 6은 본 발명인 무선 검침 단말기의 내부에 위치한 조작 감지부와 침수 감지부의 설치도.

도 7은 본 발명인 무선 검침 단말기에 포함되는 조작 감지부의 기구도.

도 8은 본 발명인 무선 검침 단말기에 포함되는 다른 형태의 조작 감지 부의 기구도.

도 9는 본 발명인 무선 검침 단말기에 포함되는 침수 감지부의 기구도.

도 10은 본 발명인 무선 원격 검침 시스템을 도시하는 블록도,

도 11은 본 발명인 무선 검침 단말기를 이용한 무선 원격 검침 시스템의 중 계기/ 핸드터미널의 전체 구성을 도시한 블록도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10: 마이크로콘트롤러 100: 무선검침부

13: 센서모듈 어레이 블록

15: 무선 송수신 모듈(RF) 16: 직렬 통신부

17: 조작 감지부 18: 침수 감지부

19: 계량기 펄스 인터페이스 부 20: 전원부

21: 검출 전용 프로세서 22: MCU 인터페이스 부

30: 센서 입력 신호 31: 센서입력 감지신호

34: 센서입력 감지 해제신호 33: 웨이크업 신호

120: 안테나 조작감지 신호 58,59: 마그네틱

60: 무선 검침 단말기 커버 61: 무선 검침 단말기 본체

62: 안테나

65: 인서트 몰딩 66: 침수/조작 감지 인에이블 신호

67: 침수 감지 신호 68: 커버 개폐/안테나 조작 감지신호

90: 메인 프로세서 91: 무선 송수신 모듈(RF)

110: 이동통신망 99: 직렬 통신 콘트롤러

101: GPS 인터페이스 102: LCD 표시부

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 무선 검침 단말기와 그를 이용한 무선 원격 검침 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 계량기의 펄스 신호 검출 시 오차를 방지하여, 계수 오차를 근본적으로 방지하는 검출 센서 모듈, 기기 자체에 안전회로를 탑재하여 기기의 손상 또는 외부의 인의적 조작 등을 감지할 수 있는 안전 감지회로인 조작 감시부, 지하에 설치된 수도 계량기에 부착하는 경우 지하의 침수 등을 감지할 수 있는 침수 감지부, 전지의 1회 장착으로 그 수명을 6년 이상 보장할 수 있는 초절전 모드로 절환 가능하도록 구성된 무선 검침 단말기와 상기 무선 검침 단말기로부터 송출되는 데이터를 수집하여 보관하며, 이동통신망을 통해, 빌링 시스템과 연결되는 관리 서버로 전송하는 기능을 하는 중계기/핸드 터미널을 이용한 무선 원격 검침 시스템에 관한 것이다.

이하에는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명인 무선 검침 단말기의 전체 구성을 도시한 블록이며, 도 2는 본 발명인 무선 검침 단말기에 포함되는 계량기 펄스 검출 센서의 회로도를 나타낸 것이다.

도 3은 계량기 펄스 검출 센서에 탑재된 제어 프로그램을 나타낸 흐름도이며, 도 4는 본 발명인 무선 검침 단말기에 포함되는 웨이크업 동기 회로를 포함한 특정 소출력 무선 모듈의 구성을 도시한 블록도를 나타낸 것이며, 도 5는 본 발명인 무선 검침 단말기에 포함되는 침수 감지 회로도와 조작 감지부 회로도 및 기구도면, 설치도를 나타낸 것이다.

우선, 도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명인 무선 검침 단말기는 전기, 수도, 가스등의 계량기에 연결된 것으로, 커버와 안테나를 구비한 케이스 형상을 가진다.

본 발명인 무선 검침 단말기(150)는 상기 계량기의 사용량을 검침하는 무선 검침부(160)와 웨이크업 동기회로를 구비하고, 검침 데이터를 중계기/핸드터미널로 송신하기 위한 특정 소출력 무선 송수신 모듈(RF)(15)과 상기 무선 검침 단말기의 침수 상태를 감지 할 수 있는 침수 감지부(18)와 무선 검침 단말기의 인위적인 조작을 감시하는 조작 감지부(17)와 상기 각 구성부에 전원을 공급하는 전원부(20)로 구성된다.

상기 조작 감지부(17)는 커버 개폐로 인한 인위적 조작을 감지 할 수 있는 커버 개폐 감지부 와 안테나 제거 등의 인위적인 조작을 감지하는 안테나 조작 감지부(17)를 포함한다.

상기 무선 검침부(160)는 검침계량기 펄스 인터페이스부(19)를 통하여 유입되는 계량기의 출력 펄스의 정상 펄스신호와 왜곡된 펄스신호를 정확히 판독하며, 상기 검출된 계량기 펄스 신호에 대한 계수가 정확히 이루어 질 수 있도록 하는 마이크로콘트롤러(MCU)(10)와 신호 인터페이스를 운용하는 프로그램이 탑재된 검출센서모듈(11)로 구성된 센서 모듈 어레이 블록(13)을 통해 전기/가스/수도 등의 계량기 펄스 신호를 검출한다.

상기 검출된 데이터를 중계기/핸드 터미널로 전송하기 위한 무선 통신 프로토콜과 상기 무선 통신 프로토콜 운영을 위한 설정 파라메타 입력을 받을 수 있는 직렬 통신부(16)와 검침 데이터를 저장 할 수 있는 비휘발성 메모리(14)와 상기 계량기 펄스 인터페이스(19)를 운용하는 운용 소프트웨어를 다운 받을 수 있는 다운로드 블록(12)등을 포함한다.

상기 마이크로콘트롤러(10)는 상기 각 구성부의 제어를 수행하는 메인 역할을 하며, 상기 무선 검침 단말기는 전류의 소비를 최소화하기 위해 절전모드로 절환 가능하도록 동작하도록 웨이크업 이벤트를 생성하기 위한 타이머(9)가 더 포함된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 무선 검침 단말기의 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명인 무선 검침 단말기를 나타낸 도 1 및 검출 센서 모듈의 회로도를 나타낸 도 2, 계량기 펄스 신호의 정상 판독을 위한 프로그램의 흐름도를 나타낸 도 3을 참조하면, 상기 무선 검침 단말기(150)의 검침 과정은 가스/전기/수도 등의 펄스방식 계량기측(35)으로부터 출력되는 마그네틱 접점 스위치(36)의 펄스 신호는 무선 검침 단말기 내부에 각각 따로 구성된 계량기 펄스신호(30) 인터페이스부(19)를 통하여 센서모듈(11)의 입력 신호라인(30)으로 전달된다. 캐패시터(25)를 통하여 고주파 성분이 제거된 신호는 계량기 측에서 유입되는 서지 노이즈 유입 방지용 다이오드(23)를 거쳐 전용 프로세서(21) 입력 신호선으로 전달된다.

상기 전달된 신호는 계량기 펄스의 정상 판독을 위해 사용하는 프로그램에 의하여 정상신호를 분석한다.

상기 계량기 펄스 신호가 정상적인 신호로 분석되는 과정을 살펴보면,

검출 센서 모듈의 프로그램은 계량기의 펄스 신호가 입력되면, 메타 펄스 모니터링 및 세팅된 초기 파라메타(S300)를 시점으로, 입력된 펄스 신호의 감시를 시작하며(S310), 상기 입력된 펄스의 주기를 체크하여(S320), 하이 펄스 주기가 체크되면(S330), 상기 하이 펄스 신호가 정상신호인지를 판단하여(S340) 상기 하이 펄스 신호가 정상일 경우는 로우펄스 주기를 체크 설정 후(S350), 상기 설정된 로우 펄스 주기를 감시하도록 한다.

상기 하이 펄스 신호가 정상신호로 판독되지 아니한 경우(S340)에는 상기 신호는 다시 감시를 받도록 구성한다.

상기 서술한 것과 같이 순환되면서, 펄스 신호를 감시하면서 펄스 신호 주기가 로우 펄스 주기가 체크되면(S360), 상기 로우 펄스가 정상 신호인지를 판독하며(S370), 상기 판독된 신호가 정상신호일 경우, 하이펄스 주기를 체크 설정하고(S380), 웨이크업 신호 및 펄스 래치 신호를 발생시킨다(S390).

상기 하이펄스 주기를 체크 설정(S380)은 순환되는 감시 제어가 이루어질 수 있도록 하는 것이다.

만약, 상기 로우 펄스가 정상 신호로 판독되지 않을 경우, 상기 로우 펄스는 감시 제어가 이루어질 수 있도록 구성된다.

상기 로우 펄스가 정상신호로 판독되어, 발생시킨 웨이크업 및 펄스 래치 신호는 마이크로 콘트롤러(10)로부터 상기 신호에 대한 처리가 완료되어 센서 모듈로 발생시키는 래치 해제 신호를 판독하여(S400)한 후, 상기 발생된 신호가 래치해제 신호로 판독되면, 펄스 이벤트를 종료시킨다(S410).

만약 래치 해제 신호로 판독되지 않을 경우, 발생된 웨이크업 신호 및 래치 신호는 초기 단계로 돌아가 다시 신호의 펄스를 감시 받는다.

상기와 같이 구동되는 프로그램은 항상 펄스의 신호를 감시 제어되도록 순환되면서, 정상 신호를 판독한다.

상기 프로그램에 의하여 정상신호로 분석이 되면, 절전 모드를 수행하고 있는 마이크로콘트롤러(10)를 기동시키기 위한 웨이크업 신호 라인(33)에 원쇼트 로우(LOW)클럭을 발생시킴과 동시에 마이크로콘트롤러(10)가 계량기 펄스가 1회 발생하였음을 감지 할 수 있도록 해주는 센서 입력 감지 신호(31)라인에 로우(LOW)출력을 발생시킨다.

상기 마이크로콘트롤러(10) 웨이크업을 위한 신호는 0.03초 동안 로우 상태를 유지 한 다음, 바로 하이(High)상태로 환원되어, 차후에 발생하는 계량기의 펄스 신호(30)에 대응할 수 있는 준비가 되도록 한다.

또한, 마이크로콘트롤러(10)는 상기 웨이크업 신호에 의하여 절전 모드를 중단하고 정상 운전 모드로 환원되어 센서모듈(11)의 내의 전용 프로세서(21)로부터 출력되어 있는 센서입력 감지신호(31)출력 래치(Latch)상태를 체크하여, 계수 동작을 수행하고 계수 완료된 데이터를 비휘발성 메모리(14)에 저장함과 동시에 센서모듈(11)의 전용 프로세서(21)로 래치해제 신호(34)라인에 로우(LOW)신호를 출력한 다음, 센서입력 감지신호(31) 레벨이 하이(High)상태로 변경되면 래치해제 신호(34)를 하이(High)로 출력하며, 검출센서모듈(11)의 전용프로세서(21)는 마이크로콘트롤러(10)로부터 송출되는 래치해제 신호(34)의 원쇼트 로우(LOW)신호가 입력되면 마이크로콘트롤러(10)에서 입력 펄스(30)에 대한 계수동작이 완료된 것으로 판단하고, 센서입력 감지신호(31)를 하이(High)로 출력한다. 상기와 같이 입력신호에 대한 계수처리가 완료되는 것으로서 검침 과정이 완료된다.

마이크로콘트롤러(10)는 중계기로 데이터를 송출해야 할 시간이 경과되지 않은 경우, 절전 모드로 절환된다.

상기 마이크로콘트롤러(10)와의 인터페이스를 위한 신호의 기본 레벨 값을 유지하기 위하여 저항(28,27,26)을 사용하며, 저항(29)은 보호용 소자이다.

상기 무선 송수신 모듈은 도 4를 참조하여 상세히 설명하면, 웨이크업 회로(132,133,134)를 내장한 특정 소출력 무선 송수신 모듈(91)은 송신기로부터 웨이크업을 위한 송신출력 데이터 신호파형(137)이 전송되면, 안테나(120)를 통하여 신호가 유입되고, 밴드패스 필터(121)를 통과한 신호는 초퍼회로(132)로 유입된다. 초퍼회로(132)에서는 송신기로부터 출력된 FM변조의 웨이크업을 위한 송신출력 데이터 신호 파형(137)을 초퍼를 이용하여 진폭변조 파형과 유사한 AM신호로 변환한 다음 이를 디텍터(133)로 전달하여, 특정 레벨이상의 신호와 주파수를 갖는 신호인지 분석한 다음, 웨이크업회로(134)로 전달하여 웨이크업 신호(135)를 발생시켜 마이크로 콘트롤러(10)에 전달하게 된다.

상기 웨이크업 신호는 웨이크업 회로(132,133,134)에만 전원을 인가하여 주 수신회로(120 ~ 131) 소자들에게는 전원이 인가되지 않게 하여 전류소비를 줄일 수 있게 하며, 상기 웨이크업 회로(132~134) 내부에서 사용되는 전원에 대한 전류소비를 줄이기 위하여, 간헐 동작 방식을 사용하여 일정 시간 간격으로 웨이크업회로(132~134)를 기동시키고, 그 외의 시간에 대해서는 동작을 금지 시켜 전류소비를 최소화한다.

또한 웨이크업 회로(132~134)의 전류소비를 줄이기 위한 간헐 동작은 무선검침 단말기에 부착된 타이머(9)를 이용하여 검침 주기와 연동시켜 해당 검침일을 제외한 기간동안에는 상기 웨이크업 회로는 구동되지 않도록 한다.

상기 웨이크업회로(132~134)로부터 발생된 웨이크업 신호(135)로 인하여 웨이크업 된 마이크로 콘트롤러(10)는 송신기로부터 송출되는 정상 송신 데이터 신호파형(138)을 수신하기 위하여 웨이크업 회로(132~134)의 전원을 차단하고, 주 수신회로(120 ~ 131)의 전원을 인가하여 수신동작을 수행한다. 안테나(120)를 통하여 수신된 FM변조 신호는 밴드패스 필터(121)와 1차 증폭기(122)를 거쳐 로컬 믹서(123)로 전달되고, 이는 다시 2차 증폭기(125)와 로우패스필터(126) 그리고 IF 믹서(127)와 455Khz IF(129)를 거쳐 디모듈레이터(130)로 전달되고, 이곳에서 복조된 송신 데이터 출력(131)이 마이크로콘트롤러(10)로 전달되게 된다.

상기 주 수신회로 동작은 슈퍼헤테로다인 방식의 수신회로로, 회로 동작 설명은 제외하기로 한다.

본 발명인 무선 검침 단말기(150)의 조작감지부(17)와 침수감지부(18)를 도 5 및 도 6, 도 7을 참조하여 더욱 상세히 설명하면,

우선, 도 5를 참조하여 조작 감지부와 침수 감지부의 회로 동작을 살펴보면, 마이크로콘트롤러(10)를 통해 정해진 시간이 경과하여 타이머(9)에서 발생되는 웨이크업 신호로 인하여 절전모드에서 기동모드로 절환 된 다음 침수/조작 감지 인에이블 신호(66)를 로우(LOW)로 출력한다. 상기 출력된 침수/조작 감지 인에이블 신호(66)로 인하여 트랜지스터(50)가 기동되고(Turn on) 조작 감지부(17)와 침수감지부(18)의 침수 검출봉(63,64)에 전원이 인가된다.

상기 조작 감지부(500)에 전원이 인가되면, 상기 조작 감지부(17)의 회로동작에 있어서 케이스 커버(70) 또는 안테나(62)가 부착되어 있다면, 마그네틱(71,74)과 리드 스위치(72)의 자력에 의한 접점이 상시 클로우즈(Close)되어 있으므로 저항(52,53)과 연결되어 있는 케이스커버 개폐감지신호(68)와 안테나 조작감지신호(120) 양단은 로우(Low)레벨을 유지하게 된다. 만일 마그네틱(71,74)과 리드 스위치(72)구조에서 1개의 마그네틱(71,74)과 리드스위치(72)구조가 변경되면, 저항(52,53)에 연결되어 있는 케이스커버 개폐감지신호(68)와 안테나 조작감지신호(120)중 구조가 변경된 부분에 부착되어 있는 신호레벨이 하이(High)상태가 되어, 마이크로콘트롤러(10)는 케이스의 커버 개폐감지신호(68)와 안테나 조작감지신호(120)를 판독하여 조작 유/무를 검출 할 수 있다.

한편, 상기 침수 감지부(18)에 전원이 인가되면, 침수 검출봉의(+)측(64)에 전원 공급되고, 침수상태(65)가 되면 두극 사이에 전기적 도통상태가 이루어져 침수 검출봉의(-)측(63)에 전류가 흐르게 되어 이 전류와 전압은 트랜지스터(51)를 구동시켜 트랜지스터(51)에디터 단에 연결되어 있는 저항(121)에 연결되어 있는 침수감지신호(67)레벨이 하이(High)가 유지되게 된다. 침수상태(65)가 되지 않는 조건에서 저항(121)에 연결되어 있는 침수감지신호(67)레벨은 트랜지스터(51)의오프(Turn Off)상태로 인해 인가되는 전원이 없으므로 저항(121)의 반대편 접지(Ground)와의 연결로 인한 로우(Low)레벨을 유지하게 된다.

따라서 마이크로콘트롤러(10)는 케이스커버 개폐감지신호(68)와 안테나 조작감지신호(120) 그리고, 침수감지신호(67)가 로우(Low)가 감지되면 이어서 침수/조작 감지 인에이블 신호(66)레벨을 하이(High)로 출력하여 전류소비를 억제한 후, 감지 결과가 이상이 있을 경우에는 상태정보 코드를 생성하여, 무선송수신모듈(15)을 통하여 중계기 또는 핸드 터미널로 상태정보를 송출한다.

상기 조작 감시부(17)는 본 발명인 무선 검침 단말기 케이스 외곽에 표시된 위치(58,59)에 마그네틱(71,74)을 부착하고, 회로기판(73)에 리드 스위치(72)를 부착하여 고정하되, 리드 스위치(72)의 구동이 이루어질 수 있도록 근접 설치하여 리드스위치(72) 동작이 이루어질 수 있도록 한다.

도 7과 도 8은 조작 감지부의 서로 다른 형태를 나타낸 것으로, 도 7은 커버 케이스(70)안쪽에 부착된 각형의 마그네틱(71)을 사용한 것을 나타낸 것이며, 도 8은 원형의 형상을 가진 마그네틱을 안테나 주위에 부착된 것을 보인 것이다.

상기 침수 감지부(18)는 지하에 매설된 수도 계량기 등에 필요한 것으로서, 상기 침수 감지부(18)는 도9와 같이 케이스 본체에 원형 인서트(65)를 삽입하여 그 내부에 침수검출봉(+)(64),침수검출봉(-)(63)을 삽입하여 인서트를 관통하여 무선 검침 단말기 내부로 유입된 검출봉 끝에 신호선을 연결하여 상기 케이스의 외곽의 하단부에 설치한다.

상기 침수 검출봉(63, 64)은 인서트 내부공간(68)에 는 공기가 주입되어 있으므로 물이 채워지지 않는 점을 감안하여, 봉끝을 물의 표면장력으로 차 오른 부위(69)까지 길게 연장을 하여 접촉이 원활하게 하고, 인서트는 케이스(70) 외곽 면을 타고 흐르는 수분에 대하여 오동작을 하지 않도록 케이스 하단부 안쪽으로 설치된다.

상기와 같이 구성된 무선 검침 단말기로부터 송출되는 계량 검침 데이터는 중계기/핸드터미널을 통해 검침한 데이터를 멀리 떨어진 검침센터로 가지 않고도 무선통신망을 통해 중앙 컴퓨터의 관리서버로 전송한다.

도 10은 본 발명의 무선 원격 검침 시스템을 도시하는 블록도로,

본 발명인 무선 원격 검침 시스템은 계량기측(35)으로부터 출력되는 펄스 신호를 검침하는 무선 검침 단말기(150)와, 상기 무선 검침 단말기(150)로부터 송출되는 검침 데이터를 양방향으로 무선 통신하면서, 검침 명령을 수신하고, 검침 데이터를 양방향 무선 통신하도록 제어하는 중계기/핸드 터미널(200)과 상기 중계기/핸드 터미널(200)로부터 송출된 데이터를 이동통신망(210)을 통해 기지국(220)으로 전송되며, 상기 전송된 데이터는 인터넷망(230)을 통해 중앙 컴퓨터의 관리 서버(240)로 전송되도록 구성된다.

도 11을 참조하여, 상기 중계기/ 핸드 터미널(200)을 상세히 설명하면,

상기 중계기/핸드 터미널(200)은 무선 검침 단말기(150)로부터 송출되는 계량 검침 데이터 수신하고 제어 명령을 송신하기 위한 웨이크업 동기회로를 채용한 특정 소출력 무선 송수신 모듈(91)과 수신된 계량 검침 데이터를 저장하고, 관리 서버로의 전송을 수행하기 위한 무선 통신 프로토콜을 사용하며, 제어용 프로그램운용을 위해 응용 프로그램과 같은 주요 프로그램을 저장하기 위한 비휘발성 메모리(94)와 착탈식 메모리 카드 인터페이스 부(95), 관리 서버로의 전송을 위한 이동통신망(210)과 GPS 모듈을 운용 할 수 있는 GPS 인터페이스부(101), 중계기와 핸드 터미널 상에서 동작상태와 검침 데이터를 확인 할 수 있도록 하는 LCD 표시부(102), 핸드 터미널을 이용 기기 검사를 위한 디버그 직렬 통신 콘트롤러(99), 외부센서 신호입력 및 외부 기기 제어출력 등을 포함한 외부센서입력부/외부출력제어부(105,106),사용자 메뉴선택 및 기능의 시작 정지 등의 조작을 위한 입력부(103), 상기 검침 데이터를 보호하기 위해 정전시 데이터 백업을 위한 메모리부(92,93), 상술된 각 구성부의 통신 프로토콜 및 사용자 인터페이스 제어와 검침 데이터를 이동통신망을 통하여 관리 서버로 전송하기 위한 데이터 모뎀 제어 등을 운용하는 메인 프로세서(90)를 포함한 것을 특징으로 한다.

상기 메인 프로세서(90)는 소정의 검침 절차를 수행하여 무선송수신모듈(91)로부터 수신된 검침 데이터를 메모리(92,93)에 저장하고, 직렬통신 콘트롤러(99)를 통해 관리서버로 전송한다.

즉, 상기 중계기 또는 핸드 터미널(200)은 무선 검침 단말기(150)로부터 긴급상태 정보를 무선 송수신모듈(91)을 통하여 수신하고, 긴급상태 정보를 분석하여 하여 관리서버로의 상태 전송을 위하여 CDMA모뎀(96), DATA PACKET모뎀(97),TRS등의 이동통신망(98)을 통하여 송출한다.

상기 이동통신망(210)은 PCS망을 이용하여 검침 데이터를 송신하고 관리 서버로부터 제어 명령을 수신하기 위한 PCS 무선 통신 모뎀(96) 과 PACKET DATA망을위한 PACKET DATA 무선 통신 모뎀(97),TRS망을 위한 TRS 무선 통신 인터페이스부(98)를 통해 선택적으로 사용 가능하다.

상기 직렬통신 콘트롤러(99)는 CDMA모뎀(96), DATA PACKET모뎀(97),TRS 인터페이스(98) 제어를 위한 비동기식 시리얼 통신(109)을 관리한다.

또한, 무선 검침 단말기로부터 전송되는 검침 데이터를 정전시 백업을 위하여 비휘발성 메모리(94)와 메모리 카드(95)에 저장 한 후, 추후 관리서버로부터 전송요구가 있을 경우, 복구하여 송출하며, 상기 메모리 카드(95)는 탈 부착이 가능한 것으로서 기기 점검자가 탈착하여 저장된 데이터를 별도로 추출하기가 용이하다.

상기 입력부(103)는 기기의 초기 설치 시 시스템 설정 변수들을 입력하거나 사용자 메뉴 등의 조작을 위해서 터치 스크린 입력을 받아들이고, LCD 표시부(102)는 상술된 조작을 위한 메뉴와 저장되어 있는 검침 데이터를 화면으로 표시한다.

상기 중계기/핸드터미널(200)은 이동통신망(210)을 사용함에 있어서, CDMA/DATA PACKET/TRS망과의 접속을 모두 지원할 수 있으며, 통신 장애가 발생하였을 때에도 데이터 수신을 원활히 수행할 수 있는 프로토콜을 내장한 것으로, 원격 검침 시스템 분야에 있어서 시스템 신뢰성 향상 및 실용화를 촉진하는 효과가 있다.

이상의 실시예들은 본원 발명을 설명하기 위한 것으로 본원 발명의 범위는 상기한 실시예들에 한정되지 않으며 첨부된 청구 범위에 의거하여 정의되는 본원 발명의 범주 내에서 당업자들에 의하여 변형 또는 수정될 수 있다.

본 발명에 의하면, 무선 원격 시스템은 종래의 무선 원격 검침 시스템에서의 계량기 신호 검출 방식과 함께 검출 방식에 있어서의 신뢰도를 향상시키고, 기기 자체의 보안 기능과 설치된 장소의 환경변화 등을 감지 할 수 있으며, 동조회로를 포함한 무선 모듈을 구비함으로서 무선 통신 운용에 있어서 소비전류를 최소화 할 수 있는 무선 검침 단말기와 현재 국내에서 서비스되고 있는 여러 이동 통신 망에 모두 접목 가능하여 이동 통신망을 선택적으로 이용할 수 있으며, 비용적인 면에서 경제성을 고려하여, 시스템 설비비와 운영비용에 있어서 비용을 최소화 할 수 있는 시스템을 구축할 수가 있다.

또한, 수동 검침이 동시에 가능하며, 전기, 수도, 가스 등 모든 계량기에 장착하여 무선 원격 검침을 행할 수 있을 뿐만 아니라, 원격 검침 시스템 분야에 있어서 시스템 신뢰성 향상 및 실용화를 촉진하는 효과가 있다.

Claims

커버를 가진 케이스의 형상을 가지며, 안테나를 부착한 것으로, 전기, 가스, 수도 계량기와 연결되어, 계량기의 사용량에 대한 데이터를 이동 통신망을 통하여 중계기/핸드 터미널로 전송하는 무선 검침 단말기에 있어서,

상기 계량기의 사용량을 검침하는 무선 검침부와;

상기 계량기와 무선 통신망과 양방향으로 무선 통신하면서, 검침 명령을 수신하고, 검침 데이터를 중계기/핸드 터미널로 송신하기 위한 무선송수신모듈부와;

상기 케이스의 외곽에 위치하여, 상기 커버의 개폐로 인한 인위적 조작 및 안테나 제거 등 무선 통신 방해 조작의 감시를 수행하는 조작 감지부와;

상기 케이스 본체에 삽입하여 침수 상태를 감지할 수 있는 침수 감지부와;

상기 각 부에 전원을 공급하는 전원부로 구성되어, 전기, 가스, 수도 계량기의 복합 검침이 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 무선 검침 단말기.
제 1항에 있어서,

상기 무선 검침부는 상기 계량기로부터 유입되는 출력 펄스의 정상 펄스 신호와 왜곡된 펄스 신호를 정확하게 판독하는 계량기 펄스 인터페이스부와;

상기 계량기 펄스 인터페이스부를 통해 검출된 계량기 펄스 신호에 대한 계수가 정확히 이루어질 수 있도록 하며, 전류의 소비를 최소화하기 위해 절전모드로동작하는 마이크로 콘트롤러와;

상기 계량기의 펄스 신호를 검출하여 펄스 신호에 대한 계수의 오차를 근본적으로 방지하기 위한 센서모듈 어레이 블록과;

상기 계량기로부터 검출한 데이터를 저장할 수 있는 비휘발성 메모리와;

상기 계량기로부터 검출한 데이터를 중계기/핸드 터미널로 전송하기 위한 무선 통신 프로토콜과;

상기 무선 통신 프로토콜 운영을 위한 설정 파라메타 입력을 받을 수 있는 직렬 통신부와;

상기 계량기 펄스 인터페이스를 운용하는 운용 소프트웨어를 다운 받을 수 있는 다운로드 블록으로 구성된 것을 특징으로 하는 무선 검침 단말기.
제 2항에 있어서,

상기 센서 모듈 어레이 블록은 계량기 펄스의 정상 판독을 위한 프로그램을 사용하는 전용 프로세서를 탑재한 검출센서 모듈로 구성된 것을 특징으로 하는 무선 검침 단말기.
제 2항에 있어서,

상기 마이크로 콘트롤러는 전반적인 동작을 제어하며, 중계기/ 핸드 터미널로 검출된 데이터를 송출해야 할 시간이 경과되지 않은 경우, 절전 모드로 절환 가능하도록 웨이크업 이벤트를 생성하기 위한 타이머가 포함된 것을 특징으로 하는 무선 검침 단말기.
제 2항에 있어서,

상기 무선 송수신 모듈은 중계기/핸드 터미널과 무선 통신 시 전류 소비를 최소화 할 수 있는 웨이크업 동조 회로가 내장된 것을 특징으로 하는 무선 검침 단말기.
제 1항에 있어서,

상기 조작 감시부는 기기의 인위적 조작을 감시할 수 있는 케이스 커버 개폐 감시 신호와 안테나의 조작을 감시할 수 있는 안테나 조작 감시신호로 구성되며, 상기 케이스의 외곽에 마그네틱과 리드 스위치를 부착하여 조작되어 구조가 변경된 부분에 부착되어 있는 신호레벨을 상기 마이크로 콘트롤러를 통해 판독하여 조작 유/무를 검출하는 것을 특징으로 하는 무선 검침 단말기.
제 1항에 있어서,

상기 침수 감지부는 케이스 하단부 안쪽으로 설치된 원형 인서트와;

상기 원형 인서트 내부에 삽입된 침수 검출봉(+,-)으로 구성된 것을 특징으로 하는 무선 검침 단말기.
계량기로부터의 상태정보를 검침하는 무선 검침부와, 상기 무선 검침부를 통해 검침된 데이터를 원격 검침을 위해 송신하도록 구비된 무선송수신모듈부와 조작 감지부 및 침수 감지부를 포함하는 무선 검침 단말기와 상기 무선 검침 단말기로부터 송출되는 검침 데이터를 양방향으로 무선 통신하면서, 검침 명령을 수신하고, 검침 데이터를 양방향 무선 통신하도록 제어하는 중계기/핸드 터미널과 상기 중계기/핸드 터미널로부터 송출된 데이터를 이동통신망을 통해 기지국으로 전송되며, 상기 전송된 데이터는 인터넷망을 통해 중앙 컴퓨터의 관리 서버로 전송되어 원격 검침이 가능한 무선 원격 검침 시스템에 있어서,

상기 이동통신망은 PCS망을 이용하여 검침 데이터를 송신하고 관리 서버로부터 제어 명령을 수신하기 위한 PCS 무선 통신 모뎀인 CDMA모뎀과, PACKET DATA망을 위한 데이터 패킷 모뎀과, TRS망을 위한 TRS 인터페이스 모듈로 구성되어 선택적으로 사용할 수 있는 것을 특징으로 하는 무선 검침 단말기를 이용한 무선 원격 검침 시스템.