KR200406987Y1 - 지그비 알에프모듈을 이용한 범용 원격 검침시스템 - Google Patents

지그비 알에프모듈을 이용한 범용 원격 검침시스템 Download PDF

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KR200406987Y1
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박근형
이대영
김종헌
정의용
이윤섭
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(주) 테크윈
충북대학교 산학협력단
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Abstract

본 고안은 지그비 알에프모듈을 이용한 범용 원격 검침시스템에 관한 것으로, 그 목적은 가스, 전기, 수도 등의 사용량을 검침하는 기계식, 펄스형 및 디지털계량기 등의 각종 계량기에서 발생되는 데이터를 그 종류에 맞게 디지털화한 다음 저전력하의 지그비(ZigBee) 기반의 주파수를 사용하는 RF송신/수신 수단을 구비하여 일정거리 안에서 상호 선택적으로 송수신하여 정보를 교환하는 유비쿼터스 환경의 자율적인 센싱, 저전력 통신기능 제공 및 수천 개 이상의 노드 객체들로 무선센서 네트워크를 구성하여 원격검침하는 원격 검침시스템을 제공하는 데 있다.
본 고안의 구성은 범용 계량기에 따라 연결되는 범용연결수단을 구비하여 계량기로부터 입력되는 아날로그신호, 디지털신호, 펄스 신호 중에서 입력된 어느 하나의 신호에 따라 입력된 데이터를 적산 저장하는 센서모듈과, 이 센서모듈과 착탈되어 결합하는 검침기용 지그비 알에프모듈로 구성된 검침기와; 일정 거리 내에 존재하는 다수의 상기 검침기와 원격 연결되어 선택적으로 아이디 식별하여 상호통신하고, 수신된 정보를 PC 또는 서버에 출력하는 수집기용 알에프모듈로 구성된 수집기와; 상기 개별 수집기 다수개로부터 각각의 개별 계량기 정보를 입력받아 사용량에 따른 징수액을 부가하는 PC 또는 서버로 구성된 지그비 알에프모듈을 이용한 범용 원격 검침시스템을 특징으로 한다.
지그비, 알에프모듈, 원격검침, 센서모듈, 센서IC

Description

지그비 알에프모듈을 이용한 범용 원격 검침시스템{Wireless meter reading system using ZigBee RF module}
도 1은 무선원격검침을 위한 본 고안 시스템의 구성도(기계식 계량기와 연결시),
도 2는 무선원격검침을 위한 본 고안 시스템의 구성도(펄스식, 디지털식 계량기와 연결시),
도 3은 적산 및 검침을 위한 흐름도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
(10) : 범용 계량기 (20) : 센서모듈
(30) : 검침기용 지그비 알에프모듈 (40) : 수집기용 알에프모듈
(50) : PC 또는 서버 (211, 311) : 커넥터
(212) : AD변환부 (213) : 센서IC
(312, 413) : 마이크로컨트롤러 서킷 유니트
(313, 412) : 알에프 트랜스시버 서킷
(314, 411) : 안테나 (414)커넥터(RS232)
(415)보조기억장치
본 고안은 지그비 알에프모듈을 이용한 범용 원격 검침시스템에 관한 것으로, 자세하게는 저전력을 사용하는 지그비(ZigBee,IEEE 802.15.4) 무선네트워크 규격의 송신모듈과 이로부터 자동으로 데이터를 수신받는 수신모듈을 사용하여 가정이나 공장 사무실 등에 있는 가스, 수도, 전기 계량기 등의 사용량을 검침원의 직접방문에 의한 검침 없이 원격 검침을 할 수 있는 원격검침장치에 관한 것이다.
현재 가스, 전기, 수도와 같은 공공 에너지를 검침하는 방법은 각각의 계량기를 검침원이 직접 방문하여 검침하는 방법이 일반적이다.
구체적인 검침 방법을 설명하자면 검침원의 눈으로 직접 계량기의 변화량 표시부를 보고 그 검침량을 점검표에 적거나 PDA 등의 통신수단에 검침량을 직접 검침 후 기록하여 사용량에 다른 비용을 청구하는 각각의 공급자에게 유무선으로 전송하여 공급자가 사용량을 통합적으로 계산하게 하는 방식이 일반적이다.
하지만 이와 같은 종래의 수단은 계량기가 부적정한 장소에 있을 때에는 정확한 검침이 어렵고 계량기가 있는 가정이나 공장 사무실 등에 사람이 없을 때에는 검침을 할 수가 없다는 단점이 있다.
또한 상기 PDA를 이용한 방식도 검침원의 수작업에 의한 검침 없이는 그 정보를 입력할 방법이 없어서 이전 방법의 문제점인 계량기가 부적정한 장소에 있을 때에는 정확한 검침이 어렵고 계량기가 있는 가정이나 공장 사무실 등에 사람이 없을 때에는 검침을 할 수가 없다는 단점이 재현되고 있는 실정이다.
상기와 같은 종래의 검침방법과 같은 공간적 문제점을 해결하기 위한 해결책으로 유·무선 검침 즉, 원격 검침방법이 기업이나 연구소 등에서 시범사업으로 진행하고 있지만 그 설치비용이 고가라는 문제점과 이를 구현하기 위한 장치 및 방법이 복잡하여 현실적이지 않다는 문제점이 있다.
구체적인 이와 같은 유무선 검침에 대한 종래 기술을 살펴보면 대한민국 공개특허 공개번호 94-25377호가 있는데, 이는 원격검침시스템의 미터기 적산 방법에 관한 것으로, 그 주된 내용은 미터기로부터 발생 된 디지털신호 등의 신호를 분석하여 유효한 정보를 추출하고 이를 적산하는 방법에 관한 것이다. 하지만 이와 같은 종래 특허에서는 구체적인 미터기의 정보를 수집하는 수단이나 정보가 개시되어 있지 않아 원격검침 시스템을 이루기 위한 구체적 방법이 결여되었다는 단점이 있다.
또한 대한민국 공개특허 공개번호 92-10524호가 있는데, 이는 무선원격검침시스템과 그 제어방법에 관한 것이다. 그 주된 내용은 검침센터와 검침대상 미터기를 보유한 가입자간의 정보 교환을 무선페이징 및 유선을 복합적으로 사용한다는 것이 주된 내용이다. 하지만 이와 같은 구성에는 필수적으로 페이징 송신수단과 이를 수신하는 수단이 필요하고 또한 기존의 유선망이 연결되도록 하는 수단이 필요하며, 검침뿐 아니라 기타 상황에 따른 정보교환이 가능하도록 하는 수단을 구비해 야 하므로 매우 복잡한 시스템으로 구현되어야 한다는 문제점과, 또한 상기와 같이 구체적인 미터기의 정보를 수집하는 수단이나 정보가 개시되어 있지 않아 원격검침 시스템을 이루기 위한 구체적 방법이 결여되었다는 단점이 있다.
또한 대한민국 등록실용신안공보 20-213126호가 있는데, 이는 무선원격검침장치에 관한 것으로, 그 기본적인 구성은 수용가의 가스, 전력, 수도 등의 사용량을 누적시켜 저장하고 있다가 검침원의 요구에 따라 누적된 계량값을 즉시 무선으로 전송하여 주기 위한 계량기와, 상기 계량기가 설치되어 있는 집과 일정한 거리를 유지하면서 무선주파수 통신으로 계량값을 검침할 수 있도록 하는 휴대용 검침단말기와, 상기 휴대용 검침단말기로부터 검침된 데이터를 수집하여 통합 관리할 수 있도록 키 입력장치 및 모니터가 구비되어 검침대상의 수용가의 정보를 제공하는 운용 PC가 연결된 구성을 특징으로 한다.
하지만 상기와 같은 구성을 가진 종래 일반적인 무선주파수 통신방식에 의한 검침은 무선검침을 이루기 위한 구성이 복잡할 뿐만 아니라 계량기의 작동을 유지시키기 위한 전력이 과도하게 소요되는 문제점이 있다. 즉, 상기 무선시스템에서의 가장 큰 단점은 전력을 많이 소모한다는 것과 시스템 제작 비용이 든다는 것이다. 따라서 상기와 같은 시스템이 구현된다 할지라도 시스템을 유지하기 위한 전력비 및 제작비용의 과다로 인해 경제성이 없다는 문제점이 있다.
또한 상기 특허는 수도, 가스, 전기 검침시 계량기의 성격이 아날로그식, 펄스형, 디지털 형식에 따라 상기 계량기의 구성이 달라지게 되는데 이에 대한 아무 언급도 없어 범용의 구조인지 아닌지가 개시되어 있지 않아 실제 실시하기가 어려운 구성이라는 단점이 있다.
한편, 원격 검침에 사용되는 무선호출기로 사용 가능한 무선네트워크 규격에는 여러 가지가 있는데, 무선랜(IEEE 802.11x) 규격, 블루투스(BLUETOOTH, IEEE 802.15.1) 규격, 지그비(ZigBee,IEEE 802.15.4)규격 등이 있다.
우선 무선랜은 보안성이 뛰어난 반면 프로토콜 규격이 복잡하고, 불필요한 신호에 대한 전파간섭이 심하며, 소비전력이 커서 배터리를 자주 교환해야하는 불편함이 있다.
블루투스는 음성신호를 주고받기에 적합한 통신규격으로써, 다기능을 요구하는 통신장치에 유용하지만 상대적으로 단가가 높으며 이 또한 역시 소비전력이 크다는 문제점이 있다.
이에 반해, 최근 주목받고 있는 무선 규격으로 지그비가 있는데, 지그비는 1~100m의 짧은 거리에서 20~250Kbps의 속도로 데이터를 전송할 수 있으며, 이 지그비의 가장 주목할 만한 특징 중 하나는 바로 저전력 소모로써, 외부에서 신호를 보낼 때까지 '휴면' 모드로 유지되어 전력 소모가 매우 낮기 때문에 배터리가 수개월에서 수년간 지속 될 수 있으며, 블루투스나 무선랜 프로토콜보다 훨씬 간단하여 소형화에 유리하고, 그에 따라 시스템에 지그비를 구현하는 비용 또한 저렴하다는 장점이 있다. 또한, 지그비 통신 모드가 마스터-슬레이브 방식을 기본으로 하고 있지만, 'Mesh Mode'라 불리우는 점대점 방식의 네트워킹이 가능하여 하나의 대역 내 에 수용되어 있는 수많은 기기들이 동일한 레벨로서 상호 양방향 통신을 하게 된다는 장점이 있다.
근래 상기의 장점을 가진 지그비(ZigBee)를 이용한 출원 현황을 보면 대한민국특허 출원번호 10-2004-0083081호(지그비 네트워크에서 멀티캐스트 방법)가 있는데 그 주된 내용은 종래 지그비 네트워크를 구성하고 있는 노드들 중 일부의 노드들로 패킷을 전송하는 두 방안은 단점을 가지고 있다. 즉, 유니캐스트로 패킷을 전송할 경우 송신노드는 목적지 어드레스만 상이한 패킷을 복수 회에 걸쳐 전송하여야 하고 또한, 브로드캐스트로 전송하는 경우 원하는 지 않는 노드들이 패킷을 수신함으로서 부하의 증가를 초래한다는 문제점을 해결하기 위해 지그비 네트워크를 구성하고 있는 노드들 중 특정 그룹을 구성하고 있는 노드들로 데이터 패킷을 효율적으로 전송할 수 있는 방안, 정보를 저장하는 메모리의 크기를 감소시킬 수 있는 방안, 지그비 네트워크를 구성하고 있는 각 노드가 동일한 데이터 패킷을 중복하여 전송함으로서 발생된 부하를 감소시킬 수 있는 방안, 그룹을 구성하고 있는 노드들로 전송할 데이터 패킷을 상기 그룹의 외부로 전달되는 것을 방지할 수 있는 방안을 그 주된 구성으로 하고 있다.
따라서 상기 지그비를 이용한 선행기술은 전기, 가스, 수도 등의 검침을 위한 원격검침구성을 개시하고 있지 않아 이를 직접적으로 원격검침 시스템에 적용할 수 없다는 문제점이 있다.
이 밖에도 지그비를 이용한 기술로는 대한민국특허 출원번호 10-2005-0077772호(지그비 무선네트워크 규격을 적용한 양방향 호출시스템) , 대한민국특허 출원번호 10-2005-0080300호(지그비 통신을 이용한 비상시 방향표시 장치), 대한민국특허 출원번호 20-2005-0015327(지그비 표준을 이용한 무선 제어시스템 )등이 있는데, 이러한 선행 기술들은 모두 지그비의 기본 원리를 개시한 고안들로 각각의 목적을 달성하기 위한 기술일 뿐 가스, 수도, 전기등의 사용 유량을 검침하는 계량기 및 이러한 계량기로부터 발생된 데이터를 원격검침할 수 있는 구체적 구성이 개시되어 있지 않아 이를 직접적으로 원격검침 시스템에 적용할 수 없다는 문제점이 있다.
상기에서 살펴본 바를 포함한 지금까지의 검침 방법은 검침원의 직접방문에 의한 검침은 공간적 시간적 문제점 및 검침량의 오차와 같은 문제점이 있다.
또한 상기와 같은 검침원의 직접 검침에 따른 문제점을 해결하기 위한 무선검침 관련 기술들 역시 그러한 기술을 구현하기 위해서는 각각의 계량기의 성격에 맞는 개별적인 검침 계량 수단을 구비해야 하고, 이를 검출하는 검침수단을 휴대장치 또는 원격 검침 장치로 구현시 복잡한 구조로 이루어진 유무선통신수단을 구비후 공급자와 원격접속되어야 한다는 시스템 구성상의 복잡함과 이러한 시스템 구현에 드는 비용이 과다하다는 문제점과, 또한 이러한 개개의 계량기로부터 정보를 입력받고 지속적인 원격 검침을 위한 송수신 장치 수단들을 유지하기 위한 전력소모 및 비용이 과다하다는 문제점이 있다.
또한 상기 원격 검침시의 고전력 소비 및 망 구성을 포함한 전체 시스템의 문제점을 해결하기 위한 방식으로 대두되고 있는 지그비 방식이 있으나, 아직 이러한 지그비 방식을 이용한 원격 검침 관련 기술이 개발되고 있지 않고 있다는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 고안의 목적은 가스, 전기, 수도 등의 사용량을 검침하는 기계식, 펄스형 및 디지털계량기 등의 각종 계량기에서 발생되는 데이터를 그 종류에 맞게 디지털화한 다음 저전력하의 지그비(ZigBee) 기반의 주파수를 사용하는 RF송신/수신 수단을 구비하여 일정거리 안에서 상호 선택적으로 송수신하여 정보를 교환하는 유비쿼터스 환경의 자율적인 센싱, 저전력 통신기능 제공 및 수천 개 이상의 노드 객체들로 무선센서 네트워크를 구성하여 원격검침하는 검침시스템을 제공하는 데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 고안은 지그비(ZigBee)를 기반으로 하는 알에프모듈을 사용한 검침 시스템을 특징으로 한다.
본 고안에서 사용되는 지그비(ZigBee)에 대한 제반 기술을 재차 설명하면 다음과 같다. 지그비는 IEEE 802.15.4에 기반한 하드웨어와 소프트웨어 표준규격이 다. 지그비(ZigBee)에 대해서 개략적으로 전술한 바 있지만 보다 구체적으로 보충 설명하자면 지그비는 저속 전송속도를 갖는 홈오토메이션 및 데이터 네트워크를 위한 표준기술로서 버튼 하나의 동작으로 집안 어느 곳에서나 전등 제어 및 홈보안시스템, VCR on/off 등을 가능하고 인터넷을 통한 전화접속으로 홈오토메이션을 더욱 편리하게 이용하려는 것에서부터 출발한 기술이다.
IEEE802.15.4 Task Group에서는 PHY, MAC의 표준화를 진행하고 있고, ZigBee Alliance에서는 PHY, MAC, Data Link, Network, Application Layer까지 표준화를 진행하고 있다. 듀얼 PHY 형태로 주파수 대역은 2.4GHz, 868/915MHz를 사용하고, 모뎀방식은 DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum), MAC은 CSMA/CA를 사용하며, 데이터 전송속도는 20kbps에서 250kbps까지 가능하다.
또한 통신 가능 거리는 약 100~500m이고, 전력 소모량은 500㎼이하의 저전력을 소모한다.
본 고안은 상기와 같은 지그비 기반기술을 토대로 하여 수용가의 가스, 전력, 수도 등의 범용 계량기로부터 사용된 양을 누적하여 저장하고 있다가 검침원의 요구에 따라 누적된 계량값을 무선으로 전송하는 송신수단과, 상기 송신수단과 일정 거리를 유지하면서 무선주파수 통신으로 계량값을 검침할 수 있도록 하는 휴대용 수신수단과, 상기 휴대용 수신수단으로부터 검침된 데이터를 수집하여 통합 관리하는 PC 또는 서버로 이루어진 원격 검침시스템에 있어서,
상기 범용 계량기에 따라 연결되는 범용연결수단을 구비하여 계량기로부터 사용된 양을 누적하여 저장하고 있다가 검침원의 요구에 따라 누적된 계량값을 무선으로 전송하는 송신수단과, 상기 송신수단과 일정 거리를 유지하면서 무선주파수 통신으로 계량값을 검침할 수 있도록 하는 휴대용 수신수단과, 상기 휴대용 수신수단으로부터 검침된 데이터를 수집하여 통합 관리하는 PC 또는 서버로 이루어진 원격 검침시스템에 있어서,
상기 계량기와 연결되어 계량기로부터 입력되는 아날로그신호, 디지털신호, 펄스 신호 중에서 입력된 어느 하나의 신호에 따라 입력된 데이터를 적산 저장하는 센서모듈과, 이 센서모듈과 착탈되어 결합하는 검침기용 지그비 알에프모듈로 구성된 검침기와;
일정 거리 내에 존재하는 다수의 상기 검침기와 원격 연결되어 선택적으로 아이디 식별하여 상호통신하고, 수신된 정보를 PC 또는 서버에 출력하는 수집기용 알에프모듈로 구성된 수집기와;
상기 개별 수집기 다수개로부터 각각의 개별 계량기 정보를 입력받아 사용량에 따른 징수액을 부가하는 PC 또는 서버로 구성된 것을 특징으로 한다.
이하 본 고안의 실시 예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 무선원격검침을 위한 본 고안 시스템의 구성도(기계식 계량기와 연결시), 도 2는 무선원격검침을 위한 본 고안 시스템의 구성도(펄스식, 디지털식 계량 기와 연결시)를 도시하고 있는데, 도시된 바와 같이 본 고안의 전체 시스템 구성은 가스, 전력, 수도 등의 사용량을 측정하도록 사용처에 설치된 범용 계량기(10)와;
상기 범용 계량기(10)에 따라 연결되는 범용연결수단을 구비하여 계량기(10)로부터 입력되는 아날로그신호, 디지털신호, 펄스 신호 중에서 입력된 어느 하나의 신호에 따라 입력된 데이터를 적산 저장하는 센서모듈(20)과, 이 센서모듈(20)과 착탈되어 결합하는 검침기용 지그비 알에프모듈(30)로 구성된 검침기와;
일정 거리 내에 존재하는 다수의 상기 검침기와 원격 연결되어 선택적으로 아이디 식별하여 상호통신하고, 수신된 정보를 PC 또는 서버에 출력하는 수집기용 알에프모듈(40)로 구성된 수집기와;
상기 개별 수집기 다수개로부터 각각의 개별 계량기 정보를 입력받아 사용량에 따른 징수액을 부가하는 PC 또는 서버(50)로 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 범용연결수단은 센서모듈(20)을 말하는데 센서모듈은 범용 계량기의 계량 방법이 기계식, 펄스식 또는 디지털식 인가에 따라 달리 구성된다.
먼저 기계식 센서모듈(20)은 기계식 계량기(10)와 연결되는 커넥터(211)와, 이 커넥터(211)를 통해 입력된 아날로그 데이터를 디지털형식의 펄스 또는 디지털 데이터로 변환하는 AD변환부(212)와, 이 AD변화부(212)로부터 입력된 펄스형 데이터를 카운팅하는 카운터(도시없음)와 카운팅데이터를 저장하는 레지스터(도시없음)를 포함하여 구성된 센서IC(213)로 구성된다.
또한 펄스식 또는 디지털식 센서모듈(20)은 계량기와(10) 연결되는 커넥터 (211)와, 이 커넥터를 통해 입력된 펄스 또는 디지털 데이터를 카운팅하는 카운터(도시없음)와 카운팅데이터를 저장하는 레지스터(도시없음)를 포함하는 센서IC(213)로 구성된다.
상기 검침기용 및 수집기용 지그비 알에프모듈(30, 40)은 정보처리를 담당하는 마이크로컨트롤러 서킷 유니트(MCU: Microcontroller Circuit Unit)와, 마이크로컨트롤러 서킷 유니트에서 처리된 정보를 지그비 기반하에 양방향으로 무선통신케 하는 알에프 트랜스시버 서킷(RF Transceiver Circuit)과, 알에프 트랜스시버 서킷의 정보를 말단에서 송수신하는 안테나와, 상기 마이크로컨트롤러 서킷 유니트와, 알에프 트랜스시버 서킷에 전원을 공급하는 배터리(도시없음)와, 타 장치와의 정보교환을 위한 커넥터로 동일하게 구성된다.
보다 구체적으로 검침기용 지그비 알에프모듈(30)은 센서모듈(20)의 커넥터와 착탈식으로 결합하기 위한 커넥터(311)와, 이 커넥터(311)로부터 디지털 신호를 받아 처리함과 동시에 검침기로부터의 수신명령을 처리하는 마이크로컨트롤러 서킷 유니트(MCU: Microcontroller Circuit Unit, 312)와, 마이크로컨트롤러 서킷 유니트(312)에서 처리된 정보를 지그비 기반하에 양방향으로 무선통신케 하는 알에프 트랜스시버 서킷(RF Transceiver Circuit, 313)과, 이 정보를 전파로 내보내고, 수집기로부터 전파를 포착하는 안테나(314)의 순서로 회로구성되고,
수집기용 지그비 알에프모듈(40)일 경우는 검침기로부터의 전파를 포착하고, 수집기의 명령을 전파로 내보내는 안테나(411)와, 이로부터 송수신되는 정보가 지 그비 기반하에 양방향으로 무선통신케 하는 알에프 트랜스시버 서킷(RF Transceiver Circuit, 412)과 이로부터 전달받은 정보 또는 내보내야 할 정보를 처리하는 마이크로컨트롤러 서킷 유니트(MCU: Microcontroller Circuit Unit, 413)와, 마이크로컨트롤러 서킷 유니트(MCU: Microcontroller Circuit Unit, 413)에서 처리된 정보를 저장한 보조기억장치(415)의 정보를 PC 또는 서버에 출력하기 위해 설치된 커넥터(RS232, 414)와, 상기 검침기로부터 수신된 정보를 처리한 마이크로컨트롤러 서킷 유니트(MCU: Microcontroller Circuit Unit, 413)로부터의 정보를 누적하여 저장하도록 연결된 보조기억장치(415)로 회로구성된다.
상기 송수신용 지그비 알에프모듈은 2.4GHz 주파수 대역에서 16채널을 지원하여 많은 사용자를 수용할 수 있어서 통신 부하가 걸리지 않게 된다.
또한 전송속도는 250kbps, 소모전력량은 500μW 미만의 송신전력을 사용하고, 전원으로는 3V의 소형 배터리를 사용하여 그 수명이 5~7년간 장시간 사용할 수 있다.
또한 지그비(ZigBee)의 통신 가능거리는 100~500m이다.
도 3은 적산 및 검침을 위한 흐름도를 도시하고 있는데, 이를 참조하여 본원 고안의 검침 방법을 설명하자면 센서IC가 계량기의 사용량을 센싱하는 단계와(S100); 센싱된 정보를 센서IC가 적산 저장하는 단계와(S110); 계량기 정보를 적산 저장하고 있는 검침기가 수집기의 명령을 대기하는 단계와(S120); 수집기 명령이 있으면 검침기가 적산 저장된 자료 및 계량기 ID를 지그비 기반의 프로토콜을 이용 수집기로 전송하는 단계와(S130); 수집기에서 검침기가 전송한 계량기 ID의 에러를 확인하는 단계와(S140): 이후 수집기에서 검침기가 전송한 적산데이터의 에러를 확인하는 단계와(S150); 이후 수집기에서 검침기가 전송한 계량기 ID와 적산데이터를 수신하는 단계(S160)로 구성된다.
상기 계량기 정보를 적산 저장하고 있는 검침기가 수집기의 명령을 대기하는 단계(S120)에서 명령이 없으면 다시 센서IC가 계량기의 사용량을 센싱하는 단계(S100)로 되돌아 간다.
상기 수집기에서 검침기가 전송한 계량기 ID의 에러를 확인하는 단계(S140)에서 에러가 있으면 수집기 명령이 있으면 검침기가 적산 저장된 자료 및 계량기 ID를 지그비 기반의 프로토콜을 이용 수집기로 전송하는 단계(S130)로 되돌아 간다.
상기 수집기에서 검침기가 전송한 적산데이터의 에러를 확인하는 단계(S150)에서 에러가 있으면 검침기가 적산 저장된 자료 및 계량기 ID를 지그비 기반의 프로토콜을 이용 수집기로 전송하는 단계(S130)로 되돌아 간다.
본 고안은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
상기와 같은 본 고안은 종래와 같이 검침원의 직접방문에 의한 검침 방법 대신에 일정 거리 내에 접근하면 자동으로 상호통신하는 지그비(ZigBee/IEEE 802.15.4) 기반의 알에프모듈을 이용하여 양방향으로 송수신하며 검침함으로써 공간적 시간적 제약을 극복하여 네트워크화하였다는 장점과, 또한 이러한 구성을 하면서도 개별 통신모듈의 사용전력이 500㎼이하의 저전력이 소모되어 3V배터리 사용시 5~7년 정도 사용할 수 있어 각 계량기의 의무 교환주기 시기인 5년보다 많아지게 됨으로써 추가적인 부가비용 없이 안정적으로 검침 네트워크를 유지할 수 있다는 장점과, 계량기의 종류에 상관없이 범용으로 지그비 통신모듈을 설치 사용할 수 있어 검침시스템 및 네트워크를 구현시 종래와 같은 복잡하고 장비 및 과다한 비용 없이 구축할 수 있다는 장점을 가진 유용한 고안으로 산업상 그 이용이 크게 기대되는 고안인 것이다.

Claims (5)

  1. 수용가의 가스, 전력, 수도 등의 범용 계량기로부터 사용된 양을 누적하여 저장하고 있다가 검침원의 요구에 따라 누적된 계량값을 무선으로 전송하는 송신수단과, 상기 송신수단과 일정 거리를 유지하면서 무선주파수 통신으로 계량값을 검침할 수 있도록 하는 휴대용 수신수단과, 상기 휴대용 수신수단으로부터 검침된 데이터를 수집하여 통합 관리하는 PC 또는 서버로 이루어진 원격 검침시스템에 있어서,
    상기 범용 계량기에 따라 연결되는 범용연결수단을 구비하여 계량기로부터 입력되는 아날로그신호, 디지털신호, 펄스 신호 중에서 입력된 어느 하나의 신호에 따라 입력된 데이터를 적산 저장하는 센서모듈과, 이 센서모듈과 착탈되어 결합하는 검침기용 지그비 알에프모듈로 구성된 검침기와;
    일정 거리 내에 존재하는 다수의 상기 검침기와 원격 연결되어 선택적으로 아이디 식별하여 상호통신하고, 수신된 정보를 PC 또는 서버에 출력하는 수집기용 알에프모듈로 구성된 수집기와;
    상기 개별 수집기 다수개로부터 각각의 개별 계량기 정보를 입력받아 사용량에 따른 징수액을 부가하는 PC 또는 서버로 구성된 것을 특징으로 하는 지그비 알에프모듈을 이용한 범용 원격 검침시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 범용연결수단은 기계식 계량기와 연결되는 커넥터와, 이 커넥터를 통해 입력된 아날로그 데이터를 디지털형식의 펄스 또는 디지털 데이터로 변환하는 AD변환부와, 이 AD변화부로부터 입력된 펄스형 데이터를 카운팅하는 카운터와 카운팅데이터를 저장하는 레지스터를 포함하여 구성된 센서IC로 구성된 기계식 센서모듈인 것을 특징으로 하는 지그비 알에프모듈을 이용한 범용 원격 검침시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 범용연결수단은 펄스식 또는 디지털식 계량기와 연결되는 커넥터와, 이 커넥터를 통해 입력된 펄스 또는 디지털 데이터를 카운팅하는 카운터와 카운팅데이터를 저장하는 레지스터를 포함하는 센서IC로 구성되는 펄스식 또는 디지털식 센서모듈인 것을 특징으로 하는 지그비 알에프모듈을 이용한 범용 원격 검침시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 검침기용 지그비 알에프모듈은 센서모듈의 커넥터와 착탈식으로 결합하기 위한 커넥터와, 이 커넥터로부터 디지털 신호를 받아 처리함과 동시에 검침기로부터의 수신명령을 처리하는 마이크로컨트롤러 서킷 유니트와, 마이크로컨트롤러 서킷 유니트에서 처리된 정보를 지그비 기반하에 양방향으로 무선통신케 하는 알에 프 트랜스시버 서킷과, 이 정보를 전파로 내보내고, 수집기로부터 전파를 포착하는 안테나의 순서로 회로구성된 것을 특징으로 하는 지그비 알에프모듈을 이용한 범용 원격 검침시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 수집기용 지그비 알에프모듈은 검침기로부터의 전파를 포착하고, 수집기의 명령을 전파로 내보내는 안테나와, 이로부터 송수신되는 정보가 지그비 기반하에 양방향으로 무선통신케 하는 알에프 트랜스시버 서킷과 이로부터 전달받은 정보 또는 내보내야 할 정보를 처리하는 마이크로컨트롤러 서킷 유니트와, 마이크로컨트롤러 서킷 유니트에서 처리된 정보를 저장한 보조기억장치의 정보를 PC 또는 서버에 출력하기 위해 설치된 커넥터와, 상기 검침기로부터 수신된 정보를 처리한 마이크로컨트롤러 서킷 유니트로부터의 정보를 누적하여 저장하도록 연결된 보조기억장치로 회로구성된 것을 특징으로 하는 지그비 알에프모듈을 이용한 범용 원격 검침시스템.
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