KR20050078277A - 원격검침 무선모뎀의 전원 절전장치 및 그 방법 - Google Patents

원격검침 무선모뎀의 전원 절전장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 원격검침 무선모뎀의 전원 절전장치 및 그 방법에 관한 것으로, 본 발명에 의한 전원 절전장치는 중계기에서 송신한 RF 신호를 안테나를 통해 수신하는 수신부로 배터리로부터 공급받은 전원을 정류하여 인가하는 제1스위칭 레귤레이터; 수신된 RF 신호에 대응되는 응답 신호를 안테나를 통해 중계기로 송신하는 송신부로 배터리로부터 공급받은 전원을 정류하여 인가하는 제2스위칭 레귤레이터; 수신부를 통해 전달받은 RF 신호를 IF 신호로 변환하고 변환된 IF 신호의 세기 값인 RSSI 값을 산출하는 IF 처리부로 배터리로부터 공급받은 전원을 정류하여 인가하는 제3스위칭 레귤레이터; 계량기와 통신하도록 인터페이싱하는 계량기 인터페이스부로 배터리로부터 공급받은 전원을 정류하여 인가하는 제4스위칭 레귤레이터; 및 내부 타이머의 클럭신호를 계수하여 현재 시간을 산출하고, 산출된 시간이 기 설정된 계량기 검침 시간에 일치하면 전체 구성요소로의 전원인가를 차단하는 모드에서 전체 구성요소로의 전원인가를 허용하는 모드로 전환하여 제1 내지 제4스위칭 레귤레이터를 온 동작시키고, 전체 구성요소로 전원이 인가된 상태에서 IF 처리부에서 산출된 RSSI 값이 기준치 이상인지를 판단하여 기준치 이상이면 일부분의 구성요소로 인가되는 전원만을 차단하는 모드로 전환하여 제1 및 제2스위칭 레귤레이터를 오프 동작시키고, 일부분의 구성요소로 인가되는 전원만이 차단된 상태에서 계량기 검침 동작을 수행하여 그 결과인 검침 데이터를 중계기로 송신한 후, 전체 구성요소로의 전원인가를 차단하는 모드로 전환하는 중앙처리부;를 포함한다.

Description

원격검침 무선모뎀의 전원 절전장치 및 그 방법{Apparatus and method for saving electric source power of wireless modem for remote telemetering}
본 발명은 원격검침 무선모뎀의 전원 절전장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 배터리를 통해 전원을 공급받는 원격검침 무선모뎀의 동작시 소모되는 전력을 감소시키는 원격검침 무선모뎀의 전원 절전장치 및 그 방법에 관한 것이다.
상수도, 가스, 전기 등에 대한 종래의 계량기 검침 방법은 검침원들이 직접 계량기를 찾아가서 계량기 수치를 확인하고, 확인한 데이터를 기록한 후, 다시 기록한 내용을 컴퓨터에 입력하는 과정으로 이루어져 있다. 그러므로, 이러한 과정을 수행하는 중에 착오가 발생될 경우, 착오에 대한 문제는 수요자 또는 국가의 손실로 이어진다. 또한, 이러한 계량기는 정기적인 점검과 교환이 이루어져야 하지만, 교환시기와 정기점검시기에 대한 정보가 없기 때문에 교환과 점검을 위해 구입한 부품들이 방치되어 막대한 자금을 낭비하는 경우가 발생하고 있다. 따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해 여러 가지 방식의 원격 검침 시스템이 제안되고 있다. 이러한 원격 검침 시스템은 인건비 증가, 검침원의 데이터 기록 오류, 계량기의 정기점검 및 교환 등의 문제를 해결해 준다는 장점이 있다.
이와 같은 원격 검침 시스템에서 특히, 계량기와 직접적인 통신을 수행하는 원격검침 무선모뎀은 전기 사용량을 검침하는 경우, 전력량계에 항상 공급되는 전원을 사용하여 동작하는 반면에, 상수도, 가스등의 사용량을 검침하는 경우에는 폭발 위험성이나 습기로 인한 누전 및 전원 공사비 과다 등의 이유로 별도의 배터리를 사용하고 있다.
하지만, 이러한 원격검침 무선모뎀은 전력 소비량이 매우 큰 편이어서 배터리를 사용할 경우, 원격검침 무선모뎀의 사용시간에 제약이 따른다는 문제점이 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위한 방법으로, 원격검침 무선모뎀이 미리 설정된 소정 개수의 검침 시간을 제외한 나머지 시간에는 슬립 상태를 유지하도록 하고, 송수신 데이터의 양을 줄여 데이터 송수신에 소요되는 시간을 줄임으로써 원격검침 무선모뎀의 전력 소모를 줄이는 방법[대한민국 특허 공개번호 제11943(2003.02.11)(발명의 명칭 : 초저전력 상수도 무선 검침 장치 및 그 방법)]이 종래 기술로서 공개되어 있다.
그러나, 상술한 종래 기술은 원격검침 무선모뎀을 정해진 검침 시간 이외의 시간에는 슬립 상태로 유지하고, 송수신 데이터의 양을 줄여 데이터 송수신 시간을 줄임으로써 원격검침 무선모뎀의 전력 소모를 감소시켜 줄 수는 있으나, 계량기 검침 동안에 실질적으로 전력 소모가 가장 많이 발생하는 원격검침 무선모뎀의 RF 인터페이스부[예컨대, LNA(Low Noise Amplifier)부, 고출력 증폭부(Power AMP) 등]에서 소모되는 전력을 감소시켜 주지는 못하고 있다.
따라서, 본 발명은 원격검침 무선모뎀에서 전력 소모가 가장 많이 발생하는 RF 인터페이스부의 전력 소모를 감소시키기 위해 안출된 것으로서, 중계기에서 원격검침 무선모뎀으로 수신되는 RF 신호의 세기를 고려하여 원격검침 무선모뎀의 계량기 검침 동안에도 RF 인터페이스부로 인가되는 전원을 차단함으로써 원격검침 무선모뎀의 전력 소모를 감소시킬 수 있도록 한 원격검침 무선모뎀의 전원 절전장치 및 그 방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 원격검침 무선모뎀의 전원 절전장치는 수용가의 에너지 사용량을 측정하는 계량기와 통신하여 검침 데이터를 수집하고 수집한 검침 데이터를 중계기로 전송하는 원격검침 무선모뎀의 사용 전원을 절전하는 장치에 있어서, 중계기에서 송신한 RF 신호를 안테나를 통해 수신하는 수신부로 배터리로부터 공급받은 전원을 정류하여 인가하는 제1스위칭 레귤레이터; 수신된 RF 신호에 대응되는 응답 신호를 안테나를 통해 중계기로 송신하는 송신부로 배터리로부터 공급받은 전원을 정류하여 인가하는 제2스위칭 레귤레이터; 수신부를 통해 전달받은 RF 신호를 IF 신호로 변환하고 변환된 IF 신호의 세기 값인 RSSI 값을 산출하는 IF 처리부로 배터리로부터 공급받은 전원을 정류하여 인가하는 제3스위칭 레귤레이터; 계량기와 통신하도록 인터페이싱하는 계량기 인터페이스부로 배터리로부터 공급받은 전원을 정류하여 인가하는 제4스위칭 레귤레이터; 및 내부 타이머의 클럭신호를 계수하여 현재 시간을 산출하고, 산출된 시간이 기 설정된 계량기 검침 시간에 일치하면 전체 구성요소로의 전원인가를 차단하는 모드에서 전체 구성요소로의 전원인가를 허용하는 모드로 전환하여 제1 내지 제4스위칭 레귤레이터를 온 동작시키고, 전체 구성요소로 전원이 인가된 상태에서 IF 처리부에서 산출된 RSSI 값이 기준치 이상인지를 판단하여 기준치 이상이면 일부분의 구성요소로 인가되는 전원만을 차단하는 모드로 전환하여 제1 및 제2스위칭 레귤레이터를 오프 동작시키고, 일부분의 구성요소로 인가되는 전원만이 차단된 상태에서 계량기 검침 동작을 수행하여 그 결과인 검침 데이터를 중계기로 송신한 후, 전체 구성요소로의 전원인가를 차단하는 모드로 전환하는 중앙처리부를 포함한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 원격검침 무선모뎀의 전원 절전방법은 수용가의 에너지 사용량을 측정하는 계량기와 통신하여 검침 데이터를 수집하고 수집한 검침 데이터를 중계기로 전송하는 원격검침 무선모뎀의 사용 전원을 절전하는 방법에 있어서, (a) 내부 타이머의 클럭신호를 계수하여 산출된 시간이 기 설정된 계량기 검침 시간에 일치하는지를 비교하여 일치하면, 원격검침 무선모뎀의 중앙처리부를 제외한 전체 구성요소로의 전원인가를 차단하는 모드인 슬립 모드에서 전체 구성요소로의 전원인가를 허용하는 모드인 액티브 모드로 전환하는 단계; (b) 액티브 모드로 전환하여 전체 구성요소로 전원을 인가시킨 상태에서, 중계기의 계량기 검침 대기 명령에 따라 수신된 RF 신호의 세기 값인 RSSI 값이 기준치 이상인지를 판단하는 단계; (c) (b)단계에서 RSSI 값이 기준치 이상이면 현재 모드인 액티브 모드에서 원격검침 무선모뎀의 일부분의 구성요소로 인가되는 전원만을 차단하는 모드인 바이패스 모드로 전환하고, 그렇지 않으면 현재 모드인 액티브 모드를 유지하는 단계; 및 (d) (c)단계를 통해 설정된 모드 상태에서, 중계기의 계량기 검침 명령에 따라 계량기와 통신하여 검침 데이터를 수집하고 수집된 검침 데이터를 중계기로 송신한 후, 현재의 모드에서 슬립 모드로 전환하는 단계를 포함한다.
이하, 본 발명에 따른 원격검침 무선모뎀의 전원 절전장치 및 그 방법에 대한 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 원격검침 무선모뎀의 전원 절전장치를 구비한 원격검침 무선모뎀의 운영 환경인 원격 검침 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 원격 검침 시스템에는 계량기(100), 본 발명에 따른 원격검침 무선모뎀(SCU)(200), 중계기(MCU)(300), FEP(Front End Processor)(400), LAN 망(500), 원격검침서버(AMR 서버)(600) 및 데이터베이스(700)를 포함하여 구성되어 있다.
계량기(100)는 전자식 계량기 또는 반전자식 계량기를 포함하며, 수용가의 에너지 사용량을 측정하여 내부 메모리(도시생략)에 저장하고, 검침 데이터 전송명령에 의해 내부 메모리에 저장된 검침 데이터와 함께 해당 수용가의 고유 ID를 전송하는 역할을 수행한다. 계량기(100)는 착탈식 모뎀을 부착하여 무선방식의 원격검침이 가능하여야 한다.
본 발명에 따른 원격검침 무선모뎀(200)은 계량기(100)와 일정 규격에 준수한 통신 방식(예컨대, 직렬 통신, 펄스 데이터 인터페이스, 적외선 통신)을 이용하여 통신하고, 계량기(100)로부터 취득한 검침 데이터를 중계기(300)로 전송하는 역할을 수행한다. 또한, 원격검침 무선모뎀(200)은 인터페이스 케이블을 이용하여 PC용 프로그램과 통신이 가능하며, 원격검침 무선모뎀(200)의 초기화시는 특정 중계기의 ID, 자신의 ID 및 사용될 주파수를 설정 및 수정할 수 있다.
상기에서 설명한 본 발명에 따른 원격검침 무선모뎀(200)의 계량기 검침 데이터 취득 및 전송과정은 원격 검침 시스템에서 이루어지는 원격검침 무선모뎀(200)의 기본 동작이다. 한편, 본 발명에 따른 원격검침 무선모뎀(200)은 상술한 기본 동작을 수행하되, 원격검침 무선모뎀(200)의 동작에 사용되는 전원을 절전하는 동작을 수행하며, 이에 대한 구체적인 설명은 도 2를 참조하여 하기에서 설명한다.
중계기(300)는 본 발명에 따른 원격검침 무선모뎀(200)과 FEP(400) 사이에 위치하여, 본 발명에 따른 원격검침 무선모뎀(200)과의 무선통신 방식을 통해 획득한 계량기(100)의 각종 데이터를 FEP(400)로 전송하고, FEP(400)로부터 수신한 데이터를 원격검침 무선모뎀(200)으로 전송하는 중계 기능 및 데이터 변환 기능을 수행한다. 그리고, 도 1에는 중계기(300)에 하나의 원격검침 무선모뎀(200)만이 결합되어 있는 것으로 도시되어 있지만, 각 계량기(100)의 수에 따라 다수개의 원격검침 무선모뎀(200)이 결합되어 있다. 중계기(300)는 수용가의 원격검침 무선모뎀(200)과 일대일 또는 일대다 통신하고, 각 원격검침 무선모뎀(200)의 모든 파라미터를 조회, 수정, 변경할 수 있다.
또한, 중계기(300)는 자신의 영역밖에 존재하는 원격검침 무선모뎀(200a)이 있을 경우, 자신의 영역 내에 존재하는 임의의 원격검침 무선모뎀(예컨대, 200)을 통해 영역밖에 있는 원격검침 무선모뎀(200a)의 검침 데이터를 수집하도록 설정할 수 있다. 따라서, 중계기(300)의 영역 내에 존재하며 중계기(300) 영역 밖의 다른 원격검침 무선모뎀(200a)의 검침 데이터를 수집하도록 설정된 특정 원격검침 무선모뎀(200)은 영역 밖의 원격검침 무선모뎀(200a)으로부터 검침 데이터를 수집하여 중계기(300)로 중계할 수 있는 기능을 포함하여야 한다.
FEP(400)는 중계기(300)와 상호 연결되어 있으며, 최대 16개의 다이얼 업 회선을 수용할 수 있는 통신처리모듈을 4개까지 탑재할 수 있는 확정성을 가지고, TCP/IP, SLIP, PPP, Async Protocol 등을 지원하며, 각종 통신망(예컨대, IMT-2000, PCS, Cellular, PST(D)N, CATV, TRS, 저궤도 위성 통신망 등)을 이용하여 중계기(300)와 데이터를 교환하고, 통신장비와 회선의 장애로 인한 문제점을 최소화하는 기능을 수행한다. 또한, FEP(400)는 AMR 서버(600)로부터 인가되는 중계기 번호, 원격검침 무선모뎀 번호, 검침주기, 계기고유번호 등의 초기 정보를 수신하여 자동 설정하고, 중계기(300)로부터 취득한 검침 데이터를 설정된 통신망[예컨대, LAN 망(500)]을 통해 AMR 서버(600)로 전송한다.
AMR 서버(600)는 LAN 망(500)을 통해 FEP(400)와 상호 연결되어 있으며, 데이터베이스(700)를 관리하는 서버로서, 주전산기의 요금관리시스템과의 고객정보, 검침 데이터의 송수신 연계 기능을 수행하며, FEP(400)로부터 수신한 검침 데이터를 관리하는 기능을 수행한다. 또한, AMR 서버(600)는 주전산기로부터 받은 데이터베이스 정보를 이용하여 고객 마스터용 데이터베이스를 신규 생성, 자동 갱신, 검침 통계관리를 담당하는 데몬 형태의 프로세서를 가지며, 해당 정보를 인터넷을 통하여 조회하는 기능을 포함하고 있다.
이상과 같이 도 1을 참조하여 설명한 원격 검침 시스템의 각 구성요소별 동작은 원격 검침 시스템에서 이루어지는 각 구성요소들의 기본 기능이므로, 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.
이하에서는 본 발명에 따른 원격검침 무선모뎀의 동작시 사용되는 전원을 절전하는 과정에 대하여 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 원격검침 무선모뎀의 전원 절전장치를 구비한 원격검침 무선모뎀에 대한 개략적인 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 원격검침 무선모뎀(200)은 배터리(210), 계량기 인터페이스부(220), 전원 절전장치(230), RF 인터페이스부(240), IF 처리부(250), 필터(260) 및 안테나(270)를 포함하여 구성된다. 여기서, 전원 절전장치(230)는 중앙처리부(CPU)(231), 제1 내지 제4스위칭 레귤레이터(232, 233, 234, 235)를 포함하고, RF 인터페이스부(240)는 LNA(Low Noise Amplifier) 전원부(241), LNA 부(242), 송신 전원부(243) 및 고출력 증폭부(Power AMP)(244)를 포함하며, IF 처리부(250)는 혼합기(Mixer)(251), 국부 발진부(252) 및 IF 검출부(253)를 포함한다.
배터리(210)는 전원 절전장치(230)의 중앙처리부(231) 및 제1 내지 제4스위칭 레귤레이터(232, 233, 234, 235)에 각각 연결되어 본 발명에 따른 원격검침 무선모뎀(200)의 동작에 필요한 전원을 공급한다.
계량기 인터페이스부(220)는 각종 계량기(예컨대, 전자식 계량기, 반전자식 계량기)(도 1의 100)로부터 입력되는 데이터의 형식, 동작 속도 및 동작 타이밍을 조절하여 입출력 데이터를 처리 규격에 맞도록 인터페이싱하는 역할을 수행한다.
전원 절전장치(230)에서 중앙처리부(231)는 클럭신호를 출력하는 타이머(2311)와, 원격검침 무선모뎀(200)의 전체 동작을 수행하기 위한 프로그램을 저장하는 ROM(2312)과, 계량기(100)를 검침하기 위한 시간 정보(즉, 계량기 검침 시간정보)와 프로그램 수행 도중 발생되는 각종 변수 및 데이터를 저장하는 RAM(2313)과, IF 처리부(250)에서 출력되는 소정 신호를 디지털 데이터로 변환하는 AD 컨버터(2314)를 내부에 포함하고, 배터리(210)로부터 전원을 항상 공급받는다.
전원 절전장치(230)에서 중앙처리부(231)는 ROM(2312)에 저장된 프로그램을 실행하여 본 발명에 따른 원격검침 무선모뎀(200)의 동작을 수행한다.
즉, 중앙처리부(231)는 내부의 타이머(2311)에서 출력되는 클럭신호를 계수하여 시간을 산출하고, 산출된 시간이 RAM(2313)에 저장되어 있는 계량기 검침 시간에 일치하는지를 판단한다.
그리고, 현재 산출된 시간이 계량기 검침 시간에 일치하지 않으면, 중앙처리부(231)는 내부의 타이머(2311)에서 출력되는 클럭신호에 의거한 시간이 계량기 검침 시간에 일치하는지를 판단하는 과정을 반복적으로 수행한다.
한편, 현재 산출된 시간이 계량기 검침 시간에 일치하면, 중앙처리부(231)는 원격검침 무선모뎀(200)의 전체 구성요소[즉, RF 인터페이스부(240), IF 처리부(250) 및 계량기 인터페이스부(220)]로 전원인가를 차단하는 모드[이하, 슬립(Sleep)모드라 한다]에서 RF 인터페이스부(240), IF 처리부(250) 및 계량기 인터페이스부(220)로 전원인가를 허용하는 모드[이하, 액티브(Active) 모드라 한다]로 전환하여, 제1 내지 제4스위칭 레귤레이터(232, 233, 234, 235)가 온(ON)동작되도록 제어한다.
이때, 전원 절전장치(230)에서 제1 내지 제4스위칭 레귤레이터(232, 233, 234, 235)는 중앙처리부(231)의 제어명령에 따라 각각 온 동작하여 배터리(210)로부터 공급받는 전원을 정류하여 각각의 RF 인터페이스부(240)의 LNA 전원부(241), RF 인터페이스부(240)의 송신 전원부(243), IF 처리부(250) 및 계량기 인터페이스부(220)로 인가한다.
상술한 바와 같이, 전원 절전장치(230)의 중앙처리부(231)는 계량기 검침 시간에 맞추어 슬립 모드에서 액티브 모드로 전환하여 제1 내지 제4스위칭 레귤레이터(232, 233, 234, 235)를 온 동작시킴으로써 RF 인터페이스부(240), IF 처리부(250) 및 계량기 인터페이스부(220)로 전원을 인가한다.
이후, 본 발명에 따른 원격검침 무선모뎀(200)이 액티브 모드인 상태에서, 원격검침 무선모뎀(200)의 각 구성요소에서 이루어지는 동작을 설명하면, 먼저, 필터(260)는 대역선택필터(Band select filter)로서, 안테나(270)를 통해 수신된 RF 신호에서 원하는 주파수 대역만을 필터링한다. 이때, 안테나(270)로 수신된 RF 신호에는 중계기(도 1의 300)에서 송신한 계량기 검침 대기 명령(예컨대, Alive 메시지)이 실려 있다.
RF 인터페이스부(240)의 LNA 부(242)는 원격검침 무선모뎀(200)의 액티브 모드에 따라 LNA 전원부(241)로부터 전원을 인가받고, 필터(260)를 통해 필터링된 RF 신호(여기서, RF 신호에는 계량기 검침 대기 명령이 실려 있으므로, 이하에서는 검침 대기 명령 RF 신호라 한다)를 소정 레벨 증폭한다. 여기서, LNA 부(242)의 동작과정은 본 기술분야의 당업자에게 널리 알려진 것이므로 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.
IF 처리부(250)의 혼합기(251), 국부 발진부(252) 및 IF 검출부(253)는 원격검침 무선모뎀(200)의 액티브 모드에 따라 전원 절전장치(230)의 제3스위칭 레귤레이터(234)로부터 전원을 인가받고, IF 처리부(250)의 혼합기(251)는 LNA 부(242)에서 소정 레벨 증폭된 검침 대기 명령 RF 신호(이때, 해당 신호의 주파수를 f1이라 가정한다)와 국부 발진부(252)에서 생성된 소정 주파수를 갖는 신호(이때, 해당 신호의 주파수를 f2라 가정한다)를 혼합(conversion)하여 그 결과를 IF 검출부(253)로 전달한다. 여기서, 국부 발진부(252)는 안테나(270)로 수신된 검침 대기 명령 RF 신호를 IF 신호(즉, 검침 대기 명령 IF 신호)로 변환시키기 위한 주파수를 갖는 신호를 생성한다. 한편, 혼합기(251) 및 국부 발진부(252)의 동작과정은 본 기술분야의 당업자에게 널리 알려진 것이므로 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.
그리고, IF 처리부(250)의 IF 검출부(253)는 혼합기(251)를 통해 혼합된 신호(여기서, 해당 신호는 f1+f2, f1-f2의 주파수를 갖는 검침 대기 명령 IF 신호이다)에서 주파수가 하향 변환된 신호(즉, f1-f2의 주파수를 갖는 검침 대기 명령 IF 신호)를 검출한다. 이때, IF 검출부(253)에서 검출된 주파수 하향 변환된 검침 대기 명령 IF 신호는 IF 검출부(253) 내의 RSSI(Received Signal Strength Indicator)포트(2531)로 입력되고, RSSI 포트(2531)는 입력받은 신호의 세기를 소정 범위의 전압(예컨대, 0.8 ~ 2.0 V)으로 변환한다. 이때, RSSI 포트(2531)를 통해 변환된 결과 값을 RSSI 값이라 한다.
전원 절전장치(230)에서 중앙처리부(231)의 AD 컨버터(2314)는 IF 처리부(250)를 통해 출력되는 검침 대기 명령 IF 신호의 RSSI 값을 입력받아 디지털 RSSI 값으로 변환한다.
이때, 중앙처리부(231)는 AD 컨버터(2314)에서 변환된 검침 대기 명령 IF 신호의 디지털 RSSI 값이 기준치 이상인지를 판단하여, 그 결과에 따라 현재의 액티브 모드를 유지하거나 또는 현재의 액티브 모드에서 RF 인터페이스부(240)로 인가되는 전원만을 차단하기 위한 모드[이하, 바이패스(By-Pass) 모드라 한다]로 전환하여, 제1 및 제2스위칭 레귤레이터(232, 233)가 오프(OFF) 동작되도록 제어한다.
여기서, 중앙처리부(231)는 모드 전환에 앞서, 중계기(300)의 계량기 검침 대기 명령에 대응되는 응답을 중계기(300)로 송신하기 위해 IF 처리부(250)의 국부 발진부(252)를 제어한다. 이때, 국부 발진부(252)는 중앙처리부(231)의 제어명령에 따라 계량기 검침 대기 명령에 대응되는 응답을 실은 소정 주파수의 신호(이하, 검침 대기 응답 신호라 한다)를 생성하여 RF 인터페이스부(240)의 고출력 증폭부(244)로 전달한다. 그러면, RF 인터페이스부(240)의 고출력 증폭부(244)는 원격검침 무선모뎀(200)의 액티브 모드에 따라 송신 전원부(243)로부터 전원을 인가받고, IF 처리부(250)의 국부 발진부(252)로부터 전달받은 검침 대기 응답 신호를 소정 레벨 증폭하여 필터(260) 및 안테나(270)로 전달한다. 이후, 소정 레벨 증폭된 검침 대기 응답 신호는 필터(260) 및 안테나(270)를 거쳐 중계기(300)로 송신된다.
상술한 과정을 수행한 후, 중앙처리부(231)는 검침 대기 명령 IF 신호의 디지털 RSSI 값이 기준치 이상인지를 판단하여 그 결과 기준치 미만인 것으로 판단되면, 현재 모드인 액티브 모드를 유지하여 RF 인터페이스부(240), IF 처리부(250) 및 계량기 인터페이스부(220)로 계속해서 전원이 인가되도록 제1 내지 제4스위칭 레귤레이터(232, 233, 234, 235)를 온 동작시킨다.
이와 같이, 원격검침 무선모뎀(200)이 액티브 모드로 유지 결정된 상태에서, 중계기(300)에서 송신한 계량기 검침 명령을 실은 RF 신호(이하, 검침 명령 RF 신호라 한다)가 원격검침 무선모뎀(200)으로 수신되면, 원격검침 무선모뎀(200)은 계량기 인터페이스부(220)를 통해 계량기(100)와 통신하여 계량기(100)의 검침 데이터를 수집하는 동작을 수행한다. 여기서, 검침 명령 RF 신호는 안테나(270), 필터(260), RF 인터페이스부(240)의 LNA 부(242), IF 처리부(250)를 통해 전원 절전장치(230)의 중앙처리부(231)로 전달되며, 이 경우의 각 구성요소는 이미 상술한 바와 같이 동작한다.
그리고, 계량기(100)의 검침 데이터가 수집 완료되면, 원격검침 무선모뎀(200)의 전원 절전장치(230)에서 중앙처리부(231)는 수집된 검침 데이터를 중계기(300)로 송신하기 위해 IF 처리부(250)의 국부 발진부(252)를 제어한다.
이때, 국부 발진부(252)는 중앙처리부(231)의 제어명령에 따라 검침 데이터를 실은 소정 주파수의 신호(이하, 검침 데이터 송신 신호라 한다)를 생성하여 RF 인터페이스부(240)의 고출력 증폭부(244)로 전달한다.
그러면, RF 인터페이스부(240)의 고출력 증폭부(244)는 원격검침 무선모뎀(200)의 액티브 모드 유지에 따라 송신 전원부(243)로부터 전원을 인가받고, IF 처리부(250)의 국부 발진부(252)로부터 전달받은 검침 데이터 송신 신호를 소정 레벨 증폭하여 필터(260) 및 안테나(270)로 전달한다. 이후, 소정 레벨 증폭된 검침 데이터 송신 신호는 필터(260) 및 안테나(270)를 거쳐 중계기(300)로 송신된다. 여기서, 원격검침 무선모뎀(200)이 중계기(300)로부터 계량기 검침 명령을 전달받고, 그에 따라 계량기(100)와 통신하여 검침 데이터를 수집한 후, 수집된 검침 데이터를 중계기(300)로 송신하는 동작은 원격검침 무선모뎀(100)의 기본 동작이므로, 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.
한편, 중앙처리부(231)는 검침 대기 명령 IF 신호의 디지털 RSSI 값이 기준치 이상인지를 판단하여 그 결과 기준치 이상인 것으로 판단되면, 현재 모드인 액티브 모드에서 바이패스 모드로 전환하여, RF 인터페이스부(240)로 인가되는 전원만이 차단되도록 제1 및 제2스위칭 레귤레이터(232, 233)를 오프 동작시키고, IF 처리부(250) 및 계량기 인터페이스부(220)로는 계속해서 전원이 인가되도록 제3 및 제4스위칭 레귤레이터(234, 235)를 온 동작시킨다.
결국, 전원 절전장치(230)의 제1 및 제2스위칭 레귤레이터(232, 233)는 중앙처리부(231)의 제어명령에 따라 각각 오프 동작하여 RF 인터페이스부(240)의 LNA 전원부(241) 및 송신 전원부(243)로 인가되는 전원을 차단한다. 또한, RF 인터페이스부(240)의 LNA 전원부(241) 및 송신 전원부(243)로 인가되는 전원이 차단됨에 따라 각각의 LNA 부(242) 및 고출력 증폭부(244)로 인가되는 전원이 차단된다.
이와 같이, 원격검침 무선모뎀(200)이 액티브 모드에서 바이패스 모드로 전환된 상태에서, 중계기(300)에서 송신한 검침 명령 RF 신호가 원격검침 무선모뎀(200)으로 수신되면, 원격검침 무선모뎀(200)은 계량기 인터페이스부(220)를 통해 계량기(100)와 통신하여 계량기(100)의 검침 데이터를 수집하는 동작을 수행한다.
여기서, 원격검침 무선모뎀(200)이 바이패스 모드인 상태에서 중계기(300)에서 송신한 검침 명령 RF 신호가 원격검침 무선모뎀(200)으로 수신될 경우, 원격검침 무선모뎀(200)의 IF 처리부(250) 및 중앙처리부(231)는 원격검침 무선모뎀(200)이 액티브 모드일 경우와 동일하게 동작한다.
그러나, 원격검침 무선모뎀(200)의 RF 인터페이스부(240)[엄밀히 말하면, LNA 부(242), 고출력 증폭부(244)]는 원격검침 무선모뎀(200)이 액티브 모드일 경우와 다르게 동작한다. 즉, 원격검침 무선모뎀(200)이 바이패스 모드일 경우, RF 인터페이스부(240)의 LNA 부(242)는 LNA 전원부(241)로부터 전원이 차단되어 안테나(270) 및 필터(260)를 통해 수신된 검침 명령 RF 신호를 증폭하지 않고 그대로 IF 처리부(250)로 전달하고, RF 인터페이스부(240)의 고출력 증폭부(244)는 송신 전원부(243)로부터 전원이 차단되어, 국부 발진부(252)로부터 전달받은 검침 데이터 송신 신호를 증폭하지 않고 그대로 필터(260)로 전달한다.
마지막으로, 원격검침 무선모뎀(200)의 전원 절전장치(230)에서 중앙처리부(231)는 계량기의 검침이 완료되면, 현재 모드를 슬립 모드로 전환하여, RF 인터페이스부(240), IF 처리부(250) 및 계량기 인터페이스부(220)로 인가되는 전원이 차단되도록 제1 내지 제4스위칭 레귤레이터(232, 233, 234, 235)를 오프 동작시킨다.
도 3은 본 발명에 따른 각 모드별 원격검침 무선모뎀의 전원 상태를 나타낸 예시도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 원격검침 무선모뎀이 슬립 모드일 경우, RF 인터페이스부(240)[즉, LNA 전원부(241), LNA 부(242), 송신 전원부(243), 고출력 증폭부(244)], IF 처리부(250) 및 계량기 인터페이스부(220)는 전원이 차단된 상태(즉, OFF 상태)이다. 그리고, 본 발명에 따른 원격검침 무선모뎀이 액티브 모드일 경우, RF 인터페이스부(240), IF 처리부(250) 및 계량기 인터페이스부(220)는 전원이 인가된 상태(즉, ON 상태)이다. 한편, 본 발명에 따른 원격검침 무선모뎀이 바이패스 모드일 경우, RF 인터페이스부(240)만이 전원 차단 상태이고, 그 밖의 IF 처리부(250) 및 계량기 인터페이스부(220)는 전원이 인가된 상태이다. 따라서, 본 발명에 따른 원격검침 무선모뎀이 바이패스 모드일 경우, 원격검침 무선모뎀의 RF 인터페이스부(240)로 전원이 인가되지 않음을 알 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 원격검침 무선모뎀의 전원 절전방법에 대한 처리 흐름도이다. 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 원격검침 무선모뎀의 전원 절전장치(이하, 본 발명에 따른 전원 절전장치라 한다)(도 2의 230)는 기 구비된 타이머에서 출력되는 클럭신호를 계수하여 현재의 시간을 산출하고(s100), 산출된 시간이 기 설정된 계량기 검침 시간에 일치하는지를 판단한다(s105).
s105단계에서 현재 시간이 계량기 검침 시간에 일치하면, 본 발명에 따른 전원 절전장치(230)는 현재 모드인 슬립 모드에서 액티브 모드로 전환하여 원격검침 무선모뎀(200)의 전체 구성요소[즉, RF 인터페이스부(240), IF 처리부(250), 계량기 인터페이스부(220)]로 전원이 인가되도록 동작한다(s110). 여기서, 원격검침 무선모뎀(200)은 계량기(100)를 검침하지 않는 동안(즉, 계량기 검침 시간이 아닌 동안)에는 슬립 모드로 동작한다. 한편, 본 발명의 슬립 모드 및 액티브 모드에 대한 설명은 도 2를 참조하여 이미 언급되었으므로 중복된 설명은 생략한다.
이어서, 본 발명에 따른 전원 절전장치(230)는 액티브 모드 상태에서 중계기(300)에서 송신한 검침 대기 명령 RF 신호를 수신하고(s115), 수신된 검침 대기 명령 RF 신호의 RSSI 값을 산출한다(s120). 여기서, RSSI 값 산출과정은 도 2를 참조한 원격검침 무선모뎀(200)의 동작 설명시 이미 언급되었으므로 중복된 설명은 생략한다.
그리고, s120단계에서 산출된 RSSI 값이 기준치 이상이면(s125), 본 발명에 따른 전원 절전장치(230)는 현재 모드인 액티브 모드에서 바이패스 모드로 전환하여 원격검침 무선모뎀(200)의 RF 인터페이스부(240)로 인가되는 전원만이 차단되도록 동작한다(s130). 즉, 원격검침 무선모뎀(200)이 바이패스 모드로 전환된 경우, RF 인터페이스부(240)로는 전원이 인가되지 않는 반면, 그 밖의 IF 처리부(250) 및 계량기 인터페이스부(220)로는 전원이 계속해서 인가된다.
한편, s120단계에서 산출된 RSSI 값이 기준치 미만이면(s125), 본 발명에 따른 전원 절전장치(230)는 현재 모드인 액티브 모드를 유지하여 원격검침 무선모뎀(200)의 RF 인터페이스부(240), IF 처리부(250) 및 계량기 인터페이스부(260)로 계속해서 전원이 인가되도록 동작한다(s135).
여기서, 본 발명에 따른 전원 절전장치(230)는 중계기(300)에서 송신한 검침 대기 명령 RF 신호에 따라 액티브 모드에서 바이패스 모드로 전환하거나 또는 해당 액티브 모드를 유지하고 있는 상태에서, 중계기(300)에서 송신한 검침 명령 RF 신호를 수신한다(s140). 이때, 원격검침 무선모뎀이 액티브 모드일 경우, s140단계에서 수신된 검침 명령 RF 신호는 RF 인터페이스부(240)의 LNA 부(242)에 의해 소정 레벨 증폭된다. 한편, 원격검침 무선모뎀이 바이패스 모드일 경우, s140단계에서 수신된 검침 명령 RF 신호는 상기 RF 인터페이스부(240)의 LNA 부(242)에 의해 증폭되지 않는다.
이후, 본 발명에 따른 전원 절전장치(230)는 중계기(300)의 검침 명령에 따라 계량기와 통신하여 검침 데이터를 수집하고(s145), 계량기 검침이 완료되면(s150), 수집된 검침 데이터를 중계기(300)로 송신한다(s155). 여기서, 원격검침 무선모뎀이 현재 액티브 모드일 경우, 수집된 검침 데이터(엄밀히 말하면, 검침 데이터를 실은 검침 데이터 송신 신호)는 RF 인터페이스부(240)의 고출력 증폭부(244)에 의해 소정 레벨 증폭된 후 중계기(300)로 송신된다. 한편, 원격검침 무선모뎀이 현재 바이패스 모드일 경우, 상기 검침 데이터 송신 신호는 RF 인터페이스부(240)의 고출력 증폭부(244)에 의해 증폭되지 않고 그대로 중계기(300)로 송신된다.
마지막으로, 본 발명에 따른 전원 절전장치(230)는 원격검침 무선모뎀의 현재 모드(예컨대, 바이패스 모드, 액티브 모드)를 슬립 모드로 전환하여 RF 인터페이스부(240), IF 처리부(250) 및 계량기 인터페이스부(260)로 인가되는 전원이 차단되도록 동작한다(s160).
이상의 설명은 하나의 실시예를 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며 첨부한 특허청구범위 내에서 다양하게 변경 가능하다. 예를 들어 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소의 형상 및 구조는 변형하여 실시할 수 있다.
본 발명에 의하면, 계량기 검침 시간(일시)에 원격검침 무선모뎀을 액티브 모드로 동작시키되(이 경우, 원격검침 무선모뎀의 RF 인터페이스부, IF 처리부 및 계량기 인터페이스부에는 전원이 인가된 상태이다), 특히, 원격검침 무선모뎀으로 수신된 RF 신호의 세기가 기준치 이상일 경우에는 바이패스 모드로 동작시켜 원격검침 무선모뎀의 RF 인터페이스부(즉, LNA부, Power AMP부)로 인가되는 전원만을 차단함으로써, RF 인터페이스부의 전력 소모를 감소시켜 줄 수 있고, 이로 인해, 계량기 검침 동안에 발생하는 원격검침 무선모뎀의 전력 소모를 감소시켜 줄 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 계량기 검침 시간이 아닌 동안(시간)에는 원격검침 무선모뎀을 슬립 모드로 동작시켜 원격검침 무선모뎀의 전체 구성요소로 인가되는 전원을 차단시킴으로써 원격검침 무선모뎀의 전력 소모를 감소시켜 줄 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 원격검침 무선모뎀의 전원 절전장치를 구비한 원격검침 무선모뎀의 운영환경을 개략적으로 나타낸 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 원격검침 무선모뎀의 전원 절전장치를 구비한 원격검침 무선모뎀에 대한 개략적인 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 각 모드별 원격검침 무선모뎀 각 부의 전원 상태를 나타낸 예시도,
도 4는 본 발명에 따른 원격검침 무선모뎀의 전원 절전방법에 대한 처리 흐름도이다.
♣도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣
200 : 원격검침 무선모뎀 210 : 배터리
220 : 계량기 인터페이스부 230 : 전원 절전장치
231 : 중앙처리부 2311 : 타이머
2312 : ROM 2313 : RAM
2314 : AD 컨버터 232 ~ 235 : 제1 내지 제4스위칭 레귤레이터
240 : RF 인터페이스부 241 : LNA 전원부
242 : LNA 부 243 : 송신 전원부
244 : 고출력 증폭부 250 : IF 처리부
251 : 혼합기 252 : 국부 발진부
253 : IF 검출부 2531 : RSSI 포트
260 : 필터 270 : 안테나

Claims (8)

  1. 수용가의 에너지 사용량을 측정하는 계량기와 통신하여 검침 데이터를 수집하고 수집한 검침 데이터를 중계기로 전송하는 원격검침 무선모뎀의 사용 전원을 절전하는 장치에 있어서,
    중계기에서 송신한 RF 신호를 안테나를 통해 수신하는 수신부로 배터리로부터 공급받은 전원을 정류하여 인가하는 제1스위칭 레귤레이터;
    수신된 RF 신호에 대응되는 응답 신호를 안테나를 통해 중계기로 송신하는 송신부로 배터리로부터 공급받은 전원을 정류하여 인가하는 제2스위칭 레귤레이터;
    수신부를 통해 전달받은 RF 신호를 IF 신호로 변환하고 변환된 IF 신호의 세기 값인 RSSI 값을 산출하는 IF 처리부로 배터리로부터 공급받은 전원을 정류하여 인가하는 제3스위칭 레귤레이터;
    계량기와 통신하도록 인터페이싱하는 계량기 인터페이스부로 배터리로부터 공급받은 전원을 정류하여 인가하는 제4스위칭 레귤레이터; 및
    내부 타이머의 클럭신호를 계수하여 현재 시간을 산출하고, 산출된 시간이 기 설정된 계량기 검침 시간에 일치하면 전체 구성요소로의 전원인가를 차단하는 모드에서 전체 구성요소로의 전원인가를 허용하는 모드로 전환하여 제1 내지 제4스위칭 레귤레이터를 온 동작시키고, 전체 구성요소로 전원이 인가된 상태에서 IF 처리부에서 산출된 RSSI 값이 기준치 이상인지를 판단하여 기준치 이상이면 일부분의 구성요소로 인가되는 전원만을 차단하는 모드로 전환하여 제1 및 제2스위칭 레귤레이터를 오프 동작시키고, 일부분의 구성요소로 인가되는 전원만이 차단된 상태에서 계량기 검침 동작을 수행하여 그 결과인 검침 데이터를 중계기로 송신한 후, 전체 구성요소로의 전원인가를 차단하는 모드로 전환하는 중앙처리부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 원격검침 무선모뎀의 전원 절전장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 중앙처리부는
    클럭신호를 출력하는 타이머와,
    원격무선 무선모뎀의 전체 동작을 수행하는 프로그램을 저장하는 ROM과,
    기 설정된 계량기 검침 시간정보와 프로그램 수행 도중 발생하는 각종 변수 및 데이터와 RSSI 값의 판별 기준치를 저장하는 RAM과,
    IF 처리부에서 산출된 RSSI 값을 디지털 RSSI 값으로 변환하는 AD 컨버터를 내부에 포함하고, 배터리로부터 전원을 항상 공급받는 것을 특징으로 하는 원격검침 무선모뎀의 전원 절전장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 중앙처리부는
    타이머의 클럭신호를 계수하여 산출된 시간이 기 설정된 계량기 검침 시간에 일치하지 않으면, 송신부, 수신부, IF 처리부 및 계량기 인터페이스부로의 전원인가를 차단하는 모드인 슬립 모드를 유지하여, 제1 내지 제4스위칭 레귤레이터가 오프 동작되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 원격검침 무선모뎀의 전원 절전장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 중앙처리부는
    계량기 검침 시간이 되면, 현재 모드인 슬립 모드에서 송신부, 수신부, IF 처리부 및 계량기 인터페이스부로 전원인가를 허용하는 모드인 액티브 모드로 전환하여 제1 내지 제4스위칭 레귤레이터를 온 동작시킴으로써 전체 구성요소로 전원을 인가시킨 상태에서, 중계기의 계량기 검침 대기 명령에 따라 수신된 RF 신호의 RSSI 값을 IF 처리부를 통해 전달받고, 전달받은 RSSI 값이 AD 컨버터에 의해 디지털 RSSI 값으로 변환되면 변환된 디지털 RSSI 값을 기준치와 비교하는 것을 특징으로 하는 원격검침 무선모뎀의 전원 절전장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 중앙처리부는
    AD 컨버터에 의해 변환된 디지털 RSSI 값이 기준치 이상이면, 현재 모드인 액티브 모드에서 수신부 및 송신부로 인가되는 전원만을 차단하는 모드인 바이패스 모드로 전환하여 제1 및 제2스위칭 레귤레이터가 오프 동작되도록 제어하고, 상기 디지털 RSSI 값이 기준치 미만이면 현재 모드인 액티브 모드를 유지하여 제1 내지 제4스위칭 레귤레이터가 온 동작되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 원격검침 무선모뎀의 전원 절전장치.
  6. 수용가의 에너지 사용량을 측정하는 계량기와 통신하여 검침 데이터를 수집하고 수집한 검침 데이터를 중계기로 전송하는 원격검침 무선모뎀의 사용 전원을 절전하는 방법에 있어서,
    (a) 내부 타이머의 클럭신호를 계수하여 산출된 시간이 기 설정된 계량기 검침 시간에 일치하는지를 비교하여 일치하면, 원격검침 무선모뎀의 중앙처리부를 제외한 전체 구성요소로의 전원인가를 차단하는 모드인 슬립 모드에서 전체 구성요소로의 전원인가를 허용하는 모드인 액티브 모드로 전환하는 단계;
    (b) 액티브 모드로 전환하여 전체 구성요소로 전원을 인가시킨 상태에서, 중계기의 계량기 검침 대기 명령에 따라 수신된 RF 신호의 세기 값인 RSSI 값이 기준치 이상인지를 판단하는 단계;
    (c) (b)단계에서 RSSI 값이 기준치 이상이면 현재 모드인 액티브 모드에서 원격검침 무선모뎀의 일부분의 구성요소로 인가되는 전원만을 차단하는 모드인 바이패스 모드로 전환하고, 그렇지 않으면 현재 모드인 액티브 모드를 유지하는 단계; 및
    (d) (c)단계를 통해 설정된 모드 상태에서, 중계기의 계량기 검침 명령에 따라 계량기와 통신하여 검침 데이터를 수집하고 수집된 검침 데이터를 중계기로 송신한 후, 현재의 모드에서 슬립 모드로 전환하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 원격검침 무선모뎀의 전원 절전방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 (a)단계는
    내부 타이머의 클럭신호를 계수하여 산출된 시간이 기 설정된 계량기 검침 시간에 일치하지 않으면, 슬립 모드를 유지하는 것을 특징으로 하는 원격검침 무선모뎀의 전원 절전방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 RSSI 값은 디지털 값인 것을 특징으로 하는 원격검침 무선모뎀의 전원 절전방법.
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