KR20040036747A - 중계방식 무선 셀망 통신기법을 이용한 자동 원격검침방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선원격검침에 관한 것으로 중계방식 셀망 통신기법을 사용하여 별도의 유선망 건설이 불필요하며 시분할 방식을 이용하여 각 검침장비가 자신의 고유시간에만 특정정보메시지를 방사하므로 주파수가 동일하더라도 간섭되지 않으며 또한 주파수를 재사용할 수도 있으며 임의의 하나의 특정주파수를 선택할 수 있어 하나의 채널만 사용하여도 다수 계량기의 무선검침이 가능하고 동심원형태로 전파를 방사하여 일정범위 내의 모든 계량기를 빠짐없이 검침할 수 있으며 반사파 캔슬링기법을 이용하여 동심원 형태로 특정정보메시지를 방사할 경우 역방향으로 방사되는 전파를 효과적으로 제거할 수 있으며 파이프라인기법을 사용하여 짧은 시간 내에 많은 계량기를 검침할 수 있고 검침된 데이터를 검침원에 의하지 않고 무선중계방식에 의해 호스트검침장치로 전송 할 수 있도록 함을 목적으로 한다.

이러한 목적을 구현하기 위해서, 본 발명은 중계방식 무선 셀망 통신기법을 이용한 원격검침기법에 관한 것이다.

Description

중계방식 무선 셀망 통신기법을 이용한 자동 원격검침방법{AUTOMATIC REMOTE-MEASURING_METHOD UTILIZING RELAY-WIRELESS-CELL NETWORK-COMMUNICATION}

본 발명은 중계방식 무선 셀망 통신기법을 이용한 원격검침에 관한 것으로서, 무선 중계방식 소형 셀망 통신기법과 반사파 캔슬링(cancelling)기법, 시분할을 통한 주파수 재사용방법, 파이프라인기법에 의한 중계방식 무선 셀망 통신기법을 이용한 원격검침방법에 관한 것이다.

종래에도 계량기를 검침하기 위해서 다양한 방법이 제시되어 왔으며 그 예로서는 먼저 단말기(MS)와 무선구간의 데이터 전송을 담당하는 기지국(BTS) 사이의 접속프로토콜을 의미하는 IS-95C 망을 이용한 검침방법이 있었다. 그러나 이는 고가이며 별도로 망사용료를 지불해야 하는 문제점이 있었다.

두 번째로 유선 네트워크를 이용한 검침(RS-485)을 이용한 방법이 있으나 이는 건물건설시에 미리 유선망을 매설해야 하므로 이미 건설된 건물에 이용하기 불가능하며 설사 유선망을 매설하더라도 투자비용이 과도하게 소요될 수 있는 문제점이 있었다.

셋째로 전화선을 이용한 검침이 있으나 이는 모뎀을 이용하여 계량기 당 전화번호를 지정해야 하며 별도의 전화요금을 지불해야 하는 문제점이 있으며

넷째로 적외선 포트를 이용한 근거리 원격 검침이 있으나 이는 별도의 검침원에 의한 수작업이 필요하다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은 중계방식 셀망 통신기법을 사용하여 별도의 유선망 건설이 불필요한 중계방식 무선 셀망 통신기법을 이용한 원격검침방법을 제공하고자 함이다.

본 발명의 다른 목적은 시분할방식을 이용하여 각 검침장비가 자신의 고유시간에만 특정정보메시지를 방사하므로 주파수가 동일하더라도 간섭되지 않으며 또한 주파수를 재사용할 수도 있는 중계방식 무선 셀망 통신기법을 이용한 원격검침방법을 제공하고자 함이다.

본 발명의 또 다른 목적은 임의의 하나의 특정주파수를 선택할 수 있어 하나의 채널만 사용하여도 다수 계량기의 무선검침이 가능한 중계방식 무선 셀망 통신기법을 이용한 원격검침방법을 제공하고자 함이다.

본 발명의 또 다른 목적은 동심원형태로 전파를 방사하여 일정범위 내의 모든 계량기를 빠짐없이 검침할 수 있는 중계방식 무선 셀망 통신기법을 이용한 원격검침방법을 제공하고자 함이다.

본 발명의 다른 목적은 반사파 캔슬링 기법을 이용하여 동심원 형태로 특정정보메시지를 방사할 경우 역방향으로 방사되는 전파를 효과적으로 제거할 수 있는 중계방식 무선 셀망 통신기법을 이용한 원격검침방법을 제공하고자 함이다.

본 발명의 다른 목적은 파이프라인기법을 사용하여 짧은 시간 내에 많은 계량기를 검침할 수 있는 중계방식 무선 셀망 통신기법을 이용한 원격검침방법을 제공하고자 함이다.

본 발명의 다른 목적은 검침된 데이터를 검침원에 의하지 않고 무선중계방식에 의해 호스트검침장치로 전송 할 수 있는 중계방식 무선 셀망 통신기법을 이용한 원격검침방법을 제공하고자 함이다.

상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 아래 단계를 포함하는 중계방식 무선 셀망 통신기법을 이용한 원격검침방법을 제공한다.

A단계 ; 검침 센터는 검침을 원하는 계량기의 ID를 호스트검침장비에 전달하고, 호스트검침장비는 그 계량기를 검침하기 위한 특정정보메시지를 방출한다.

B단계 ; 상기에서 방출된 특정정보메시지는 전파 도달 거리에 있는 슬레이브 검침장비에 수신된다.

C단계 ; 상기에서 수신된 특정정보메시지가 재입력된 특정정보메시지에 해당하는지 여부를 판단하여, 재입력된 특정정보메시지에 해당될 경우에는 특정정보메시지를 방사하지 않고, 재입력된 특정정보메시지에 해당되지 않을 경우에는 특정정보메시지를 저장한다.

D단계; 상기에서 재입력된 특정정보메시지에 해당하지 않아 특정정보메시지가 저장된 경우에는 특정정보메시지에서 검침을 요청하는 계량기의 고유ID와 특정정보메시지를 수신한 검침장비의 고유ID를 비교 판단하여 상호 일치하면 계량기를 검침하고 상호 일치하지 않으면 특정정보메시지를 재방출하여 다른 슬레이브 검침 장비에 전송한다.

E단계; 상기에서 고유ID가 상호 일치하면 계량기를 검침하여 그 데이터를 일시 저장한 후 검침데이터를 방출한다.

F단계; 상기에서 방출된 검침데이터는 A단계 ~ E단계와 동일한 과정을 거쳐 호스트검침장비가 수신하여 저장한다.

도 1은 본 발명에 따른 검침장비의 동작 알고리즘을 나타낸 블럭도

도 2는 본 발명에 따른 방법에 의해 검침장비의 RF모듈 사이에서 특정정보메시지를 전송하는 과정을 도시한 개략도

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

1 : 호스트검침장비 2a,2b,2c : 슬레이브검침장비

3a,3b,3c,3e,3d : 슬레이브검침장비 4, 6: 정방향

5 : 역방향

이하 본 발명의 일실시예로서 도시된 첨부도면을 참조하여 그 구성 작용 및 효과를 상세히 설명한다.

다만 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지의 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위하여 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 검침장비의 동작 알고리즘을 나타낸 블록도로서 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 본 발명을 실시하고자 할 때 각 계량기에 슬레이브검침장비를 설치하고 각 슬레이브검침장비는 인근 슬레이브검침장비로부터 50M 이내에 존재하도록 하는 것이 바람직하다. 이는 본 발명에 따른 검침장치에 구비된 RF모듈에서 방사된 특정정보메시지가 0M에서 50M 내외에서 전파되도록 하는 것이 전력의 소비를 최소로 하고 검침장비의 생산단가를 줄일 수 있기 때문이다.

각 검침장비는 공지된 바와 같이 각 검침장비에 할당된 고유시간을 인식할 때마다 저장된 특정정보메시지를 인근 슬레이브검침장비에 전송하고 타 검침장비에서 방사된 특정정보메시지를 수신하는 역할을 담당하는 RF모듈, 검침장비에 입력된 특정정보메시지가 재입력된 특정정보메시지에 해당하는지 여부를 판단하기 위해 입력된 특정정보메시지를 일시 저장할 때나 계량기를 검침한 후에 검침된 데이터를 일시 저장할 때 등에 이용되는 버퍼, 연산제어장치인 마이크로콘트롤러, 해당 검침장비의 고유시간에 해당될 때만 검침장비를 가동하게 하는 동기화 타이머, 리셋기능을 구비하고 상기 마이크로콘트롤러와 연결된 타이머 등을 포함하고 있다.

각 슬레이브검침장비에는 자체적으로 고유ID가 할당되고 평소에는 대기상태 즉 노멀 슬립 상태에 있다가 인근 검침장비의 RF모듈로부터 방사된 특정정보메시지가 RF모듈에 수신된 경우에 작동되도록 하여 검침장비에서 소비되는 전력을 최소화한다.

또한 각각의 검침장비는 인근 슬레이브검침장비에서 전파를 방사하는 시간에는 전파를 방사하지 않도록 자신만의 고유시간(1분동안 특정 초)을 가짐으로서 자신의 고유시간에 해당될 때만 전파를 방사하는 즉 시간에 동기화되어 동작하며 이는 상기 타임동기화콘트롤러에 의해 실현된다.

따라서 본 발명에 따른 방법을 이용할 경우에는 자신만의 고유시간에 전파를 방사하므로 단일 RF주파수만을 사용하여도 전파의 간섭현상이 없이 다수의 계량기의 검침이 가능하며 또한 단일RF주파수를 사용함에 따라 하나의 통신 채널만을 사용하여도 다수의 계량기를 검침할 수 있다.

우선 유선 네트워크(Ethernet)를 통해 호스트(Host)검침장비와 연결된 검침센터에서 원하는 계량기에 대한 검침을 요청하면 호스트검침장비에서 이를 인식하고 해당 계량기에 대한 특정정보메시지를 공중망에 방사한다. 이때 각 슬레이브검침장비는 대기단계로 RF모듈을 제외하고 노멀슬립상태에 있으며 특정정보메시지를 RF모듈에서 수신하게 되면 그 때 비로소 검침장비전체에 전력이 공급된다.

이 경우 방사의 형태는 동심원형태이며 따라서 인근 검침장비는 빠짐없이 특정정보메시지를 수신하게 되며 특정정보메시지의 예시로서 STX [계량기 고유 ID] [검침요청] ETX, BCC 과 같은 형식을 들 수 있으나 이는 일실시예로서 반드시 이에 한정되지 않는다. 상기에서 검침센터란 각 계량기의 데이터를 접수하여 그에 따라 계량기의 이용료를 계산하는 등의 업무를 처리하는 기관을 말한다.

방사된 특정정보메시지를 인근 슬레이브검침장비들의 RF모듈이 수신하게 되면 수신된 특정정보메시지를 버퍼에 저장하고 먼저 이를 재입력된 특정정보메시지인지 여부에 대해 판단하게 된다. 상기에서 재입력 특정정보메시지란 본 발명에 따른 전파형태가 동심원형태이기에 발생하는 것으로 특정정보메시지를 수신한 슬레이브검침장비가 자신에 대한 검침요청이 아니라고 판단함으로써 인근 슬레이브검침장비에게 전송한 특정정보메시지를 다시 재전송받는 경우의 특정정보메시지를 말한다.

재입력된 특정정보메시지인지 여부를 판단하는 방법으로 본 발명에서는 타이머에 의해 계산된 일정시간(ex.24시간) 내 수신되는 특정정보메시지를 재입력된 특정정보메시지라고 판단하여 수신 후 재방사하지 않는 방법을 택하고 있으며 본 발명에서는 이를 반사파 캔슬링기법이라 칭한다.

이에 대해서 자세히 설명하자면, 특정정보메시지를 수신한 검침장비 내에 설치된 타이머가 작동되어 수신된 특정정보메시지가 특정정보메시지를 방사한 후에 일정시간(24시간) 내에 재수신된 것이라고 판단되면 이를 다시 방사하지 않는 방법이다. 즉 초기화된 시간에서 일정시간(24시간) 내에 수신되는 특정정보메시지는 모두 재방출되지 않으며 이는 상기에서 언급한 바와 같이 검침장비에서 방출되는 데이터가 동심원형태로 방사되어, 검침장비가 수신된 특정정보메시지를 인근 검침장비에 방사한 후에 인근 검침장비에서 방사된 데이터를 다시 수신하게 되는 비효율성을 개선하고자 함이다.

상기의 재입력 특정정보메시지인지 여부를 판단한 결과 재입력 특정정보메시지라고 판단된다면 특정정보메시지를 버퍼에서 RF모듈로 이동시켜 다시 인근 슬레이브검침장비로 방사한다.

재입력 특정정보메시지가 아니라고 판단되면 버퍼에 계속 저장하여 하기의 과정을 거친다. 즉 버퍼에 일시적으로 저장된 특정정보메시지는 다시 마이크로콘트롤러에 의해 특정정보메시지의 검침요청 계량기의 고유ID와 특정정보메시지를 수신한 슬레이브검침장비의 고유ID가 상호 일치하는지 여부에 대해 판단할 것이며 일치할 경우에는 특정정보메시지의 검침요청에 따라 검침장치는 작동되어 해당 계량기를 검침하게 되고 일치하지 않는 경우 전송받은 특정정보메시지를 다시 공중에 방사한다.

결국 상기와 같이 특정정보메시지를 수신하여 검침장비의 고유ID가 상호 일치하는지 여부를 판단하고 불일치시에는 특정정보메시지를 다시 방사하는 과정은, 검침을 원하는 슬레이브검침장비와 특정정보메시지를 수신받은 슬레이브검침장비가 상호 일치할 때까지 반복된다.

고유ID가 상호 일치할 경우 해당 검침장비는 검침을 수행하고 검침된 데이터를 디지털 신호로 변환한 후에 버퍼에 일시저장시키고 검침장비에 할당된 고유시간에 해당할 경우에는 다시 공중망에 검침된 데이터를 방사한다. 이 경우에도 상기 검침요청 검침장비로 특정정보메시지를 전송하는 방법이 이용되며 다만 최종목표 검침장비를 호스트검침장비로 하고 특정정보메시지 대신에 검침데이터로 대체하여 호스트검침장비에까지 검침데이터를 전송한다.

또한 본 발명에 의한 원격검침방법은 프로세서에 의한 단계가 연속적이고, 다소 겹치는 것을 의미하는 파이프라인 기법을 이용하여 어느 한 검침장비를 호출한 후에 그에 대한 검침데이터를 받기 전에 다른 검침장비를 호출할 수 있도록 하고 있다. 따라서 이를 통해서 본 발명에 따른 원격검침방법은 다수의 계량기에 대해 짧은 시간 내에 검침할 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 방법에 의해 검침장비의 RF모듈 사이에서 특정정보메시지를 전송하는 과정을 도시한 개략도로서 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 호스트검침장비(1)는 동심원형태로 전파를 방사하여 인근 슬레이브검침장비(2a,2b,2c)에 특정정보메시지를 전송하며 그 방향은 정방향(4)으로 검침하고자 하는 슬레이브검침장비를 향하도록 한다.

이 경우 호스트검침장비의 위치는 슬레이브검침장비들의 중앙에 위치할 수도 있으며 본 도면과 같이 한 쪽 구석에 위치할 수도 있다.

인근 슬레이브검침장비(2a,2b,2c)는 특정정보메시지를 수신한 후 특정정보메시지의 검침요청 계량기 고유ID와 자신의 고유ID가 일치하는지 여부를 판단하고 일치하지 않을 경우 특정정보메시지를 다시 방사한다.

전파 방사의 형태는 동심원의 형태를 띠고 있으므로, 방사된 특정정보메시지를 수신한 인근 슬레이브검침장비는, 한편으로는 특정정보메시지를 수신하여 자신의 고유ID와 일치하는지에 대한 판단을 할 필요가 있는 (슬레이브)검침장비(3a,3b,3c,3d,3e)역할과, 다른 한편으로 다시 호스트검침장비(1)로 전파를 방사하는 중계기 역할을 할 수 있다. 본 발명에서는 이를 정방향(6)과 역방향(5)으로 각각 표현하고 있다.

그러나 역방향(5)으로의 전파방사는 불필요하므로 상기에서 언급한 반사파캔슬링기법에 의해 역방향(5)으로의 전파된 특정정보메시지는 이를 수신한 검침장비에서 재방사하지 않고 자체적으로 소멸시킨다.

다만 본 발명은 본 명세서에서 제시된 실시 예에 한정되지 않으며 발명의 사상과 범위 내에서 여러 형태로의 변형 또는 수정은 이 분야의 당업자에게 명백한 것이며 따라서 그러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것은 당연하다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 중계방식 무선 셀망 통신기법을 이용한 원격검침은

첫째로 초소형 무선 네트워크를 사용하여 별도의 유선망의 건설이 불 필요하므로 기존의 주택에서도 사용이 가능하고

둘째로 전파의 도달길이를 50M 이하로 하여 소비전력을 최소로 할 수 있으며제품의 생각 단가를 감소시킬 수 있으며

셋째로 무선으로 전파를 전송하므로 별도의 망사용료가 없으며 또한 별도로 검침원에 의한 수작업이 불필요하고

넷째로 임의의 하나의 특정주파수를 선택할 수 있어 하나의 채널만을 사용하여도 다수의 계량기의 무선검침이 가능하며

다섯째로 초기 투자비용이 소요되기는 하지만 그 후에는 비용이 거의 소요되지 않으므로 결과적으로는 기존 검침방법에 비해 훨씬 경제적인 장점을 구비하며

여섯째 무선의 방사상 형태로 전파를 방사하므로 빠짐없이 계량기를 검침할 수 있다.

일곱째 검침하는데 사용되는 전파의 도달 거리가 매우 짧아 전파 관리국의 규제 없이 어떠한 전파도 사용할 수 있다.

Claims (5)

1. 검침센터와 연결되어 검침센터의 요청이 있는 경우 특정정보메시지를 전송하고 검침데이터를 수신하는 호스트검침장비와, 각각의 고유ID가 할당되고 각 계량기에 설치되는 슬레이브검침장비를 이용하여,

   상기 호스트검침장비가 특정정보메시지를 방출하는 A단계;

   상기에서 방출된 특정정보메시지를 슬레이브검침장비에서 수신하는 B단계;

   상기에서 수신된 특정정보메시지가 재입력된 특정정보메시지에 해당하는지 여부를 판단하여 재입력된 특정정보메시지에 해당될 경우에는 특정정보메시지를 방사하지 않고 재입력된 특정정보메시지에 해당되지 않을 경우에는 특정정보메시지를 저장하는 C단계;

   상기에서 재입력된 특정정보메시지에 해당하지 않아 특정정보메시지가 저장된 경우에 특정정보메시지에서 검침을 요청하는 계량기의 고유ID와 특정정보메시지를 수신한 검침장비의 고유ID를 비교판단하여 상호 일치하면 계량기를 검침하고 상호 일치하지 않으면 특정정보메시지를 방출하는 D단계;

   상기에서 고유ID가 상호 일치하여 계량기를 검침하여 그 데이터를 일시저장한 후 검침데이터를 방출하는 E단계;

   상기에서 방출된 검침데이터를 호스트검침장비가 수신하여 저장하는 F단계;를

   포함하는 중계방식 무선 셀망 통신기법을 이용한 원격검침방법
2. 제1항에 있어서,

   상기 A단계, D단계, E단계에서의 호스트검침장비와 각각의 슬레이브검침장비는 인근 검침장비와의 관계에서 시분할방식에 의해 자신의 고유시간을 할당받으며 자신의 고유시간에만 저장된 특정정보메시지를 방출함을 특징으로 하는 중계방식 무선 셀망 통신기법을 이용한 원격검침방법
3. 제1항에 있어서,

   상기 C단계에서 재입력된 특정정보메시지에 해당하는지 여부를 판단함에 있어서, 검침장비 내에 설치된 타이머가 초기화된 뒤 일정시간 내에 동일한 특정정보메시지가 입력된 경우에는 이를 재입력된 특정정보라고 판단하여 재전송하지 않는 반사파 캔슬링기법에 의함을 특징으로 하는 중계방식 무선 셀망 통신기법을 이용한 원격검침방법
4. 제1항에 있어서,

   상기 A단계에서 호스트검침장비는 파이프라인기법을 이용하여 한 계량기의 검침을 위해 특정정보메시지를 방사한 후 상기 특정정보메시지에 해당하는 검침데이터를 받기 전에 다른 계량기의 검침을 위해 특정정보메시지를 방출함을 특징으로 하는 중계방식 무선 셀망 통신기법을 이용한 원격검침방법
5. 제1항에 있어서,

   상기 F단계에서 검침된 검침장비에서 호스트검침장비로 검침된 데이터를 전송함에 있어서 특정정보메시지를 검침데이터로 하여 상기 A단계 내지 D단계를 거쳐 전송함을 특징으로 하는 중계방식 무선 셀망 통신기법을 이용한 원격검침방법.