KR20050102912A - 전력선 통신시스템 및 그 동작방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전력선 네트워크망을 통해 데이터를 송수신하는 경우 전력소자의 구동여부에 따라 데이터를 수신함으로서 데이터 수신시 발생되는 노이즈를 제거하는 전력선 통신시스템 및 그 동작방법에 관한 것으로써, 인버터 회로 내부에서 스위칭 동작을 수행하는 전력소자와 전력선 통신 중 상기 전력소자의 온/오프 동작에 따라 발생하는 노이즈가 제거되도록 상기 전력소자 오프 시 수신 중인 데이터를 일정 시간 경과 후 수신하는 마이컴을 포함하여 구성되어, 데이터 전송 오류를 방지하고 통신 성공률을 크게 향상시킬 수 있어 제품의 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

전력선 통신시스템 및 그 동작방법 {Communication System Using a Power Line Communication and Its Operating Method}

본 발명은 전력선 통신시스템 및 그 동작방법에 관한 것으로서, 특히 전력소자의 구동여부를 판단하여 노이즈 발생시기를 표시하고 일정 시간 데이터 수신을 지연시켜 통신 성공률을 향상시키는 전력선 통신시스템 및 그 동작방법에 관한 것이다.

최근 들어 전력선을 이용하여 가정 내에 설치된 가전기기의 네트워크 망을 구축하는 경우가 크게 증가하고 있다.

상기 전력선의 경우 전원과 함께 가전기기를 제어할 수 있는 제어신호 등에 관한 정보를 전송할 수 있으며, 상기 복수개의 가전기기는 상기 전력선을 통해 전원을 공급받음과 동시에 네트워크 연결이 가능함에 따라 건물 내의 네트워크 시스템 구축이 간단해지는 동시에 그 관리가 수월하다는 장점이 있다.

상기 전력선 통신시스템은 기 설비된 전력선을 통해 상기 전력선에 연결된 다수의 가전기기와 데이터를 송수신하고 상호 제어하게 되고, 각각의 연결기기는 전력선을 통해 데이터를 송수신하는 통신 모듈을 포함하여 구성된다.

상기 전력선 통신시스템을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 1은 상기 전력선 통신시스템이 적용되는 공기조화시스템의 구성이 간략하게 도시된 간략도이다.

상기 공기조화 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 다수의 실내기 및 실외기와 상기 실내기 및 실외기를 중앙제어하기 위한 중앙제어기를 포함하여 구성되며, 전력선을 통해 데이터를 송수신하기 위한 통신모듈(M)을 더 포함하여 구성된다.

또한, 상기 공기조화 시스템은 내부 온도를 조절하기 위한 장치로서 입력전원을 변환 및 공급하는 인버터 회로와, 냉매의 증발열을 이용해 냉동의 목적을 이루는 증발기(EVAPORATOR)와, 상기 증발기에서 증발한 저온저압의 기체냉매를 흡입하여 다음의 응축기에서 응축 액화할 수 있도록 응축온도에 해당되는 포화압력까지 압력을 증대시켜 주는 압축기(COMPRESSOR MOTOR)를 포함하여 구성된다.

상기 인버터 회로는 직류전원을 전력소자(Insulated Gate Bipolar Transistor, 이하 IGBT)의 교번 스위칭(Switching)에 의해 교류전원을 얻어 전원을 변환하며, 상기 전력소자(IGBT)는 공급되는 전원의 캐리어 주파수에 따라 온/오프(On/Off)동작을 수행하여 상기 공기 조화기에 전원이 공급되도록 한다.

또한, 상기 공기조화 시스템은 전력선 네트워크망을 통해 상기 실내기 및 실외기로 데이터를 수신함에 있어서 상기 네트워크망의 상태를 주기적으로 모니터링하게 된다.

그러나, 상기와 같이 구성되는 공기조화 시스템과 같이 인버터 회로를 포함하여 구성되는 가전기기 시스템의 경우, 데이터 통신 중 특정 시점에서 노이즈가 다량 발생되는 경우가 빈번하게 되는 문제점이 있다.

이를 보다 상세하게 설명하자면, 상기 전력선통신 시스템은 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 전력소자(IGBT)의 동작과 관련되어 발생하는 전류의 파형(S)에 따라 전력선 네트워크망에 많은 노이즈(N1 내지 N5)가 발생된다.

특히, 상기 노이즈(N1 내지 N5)는 상기 전력소자(IGBT)가 오프(OFF)되는 경우 다량 발생되며, 이때 발생되는 상기 노이즈(N1 내지 N5)는 그 크기가 커서 필터에 의해 걸러지지 않는다.

따라서, 상기와 같이 필터에 의해 걸러지지 않는 크기의 노이즈가 발생되는 경우 상기 노이즈를 데이터로 잘못 판단하여 수신하거나, 데이터 수신 중에 발생되는 노이즈로 인하여 데이터가 왜곡되는 경우 통신 오류가 발생하게 된다.

또한, 상기 노이즈에 의해 발생되는 데이터 오류로 인하여 통신 성공률이 저하되고 결과적으로 상기 오류 데이터가 수신된 가전기기가 오동작되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 전력선 네트워크망을 통해 데이터를 송수신하는 경우 전력소자의 구동여부에 따라 데이터를 수신함으로서 데이터 수신시 발생되는 노이즈를 제거하는 전력선 통신시스템 및 그 동작방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 전력선 통신시스템은 인버터 회로 내부에서 스위칭 동작을 수행하는 전력소자와, 전력선 통신 중 상기 전력소자의 온/오프 동작에 따라 발생하는 노이즈가 제거되도록 상기 전력소자 오프 시 수신 중인 데이터를 일정 시간 경과 후 수신하는 마이컴을 포함하여 구성되는 것을 제 1특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 전력선 통신시스템의 동작방법은 전력소자의 온/오프 상태를 감지하여 노이즈 플래그 신호를 발생시키는 제 1단계와, 데이터 수신시 노이즈 플래그 신호를 감지하여 감지 결과에 따라 일정 시간 동안 데이터 수신이 지연되도록 설정 시간을 조정하는 제 2단계와, 수신지연된 데이터의 수신 시기를 나타내는 타이머 플래그 신호를 감지하여 데이터를 수신하는 제 3단계로 이루어지는 것을 제 2특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다. 도 3은 본 발명에 따른 전력선 통신시스템의 구성을 도시한 블록도이고, 도 4는 본 발명에 따른 전력선 통신시스템의 데이터 수신시점을 도시한 그래프이고, 도 5는 본 발명에 따른 전력선 통신시스템의 동작방법을 도시한 순서도이다.

본 명세서에서는 전력선 네트워크망을 사용하는 공기조화시스템을 예로 하여 설명하나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며 전력소자(IGBT)를 사용하는 가전기기 시스템의 경우에 모두 적용될 수 있음을 명시한다.

본 발명에 따른 전력선 네트워크망을 사용하는 통신시스템은 도 3에 도시된 바와 같이, 인버터 회로(120) 내에서 스위칭 동작을 수행하는 전력소자(IGBT)와, 전력선 통신중 상기 전력소자(IGBT)의 온/오프(ON/OFF) 여부에 따라 발생하는 노이즈가 제거되도록 하기 위하여 수신 중인 데이터를 일정 시간 경과 후 재수신하는 마이컴(110)을 포함하여 구성된다.

또한, 상기 전력선 통신 시스템은 전력선 통신라인(PL)을 통해 상기 마이컴(110)으로부터 전달되는 명령 데이터를 송수신하고 노이즈를 감지하는 통신 모듈(120)을 더 포함하여 구성된다.

상기 전력소자(IGBT)는 인버터 회로(120)내에 존재하는 트랜지스터로, 상기 인버터 회로(120) 내에서 전원의 직류/교류 변환 시 스위칭 소자로써 구동되며, 상기 전력소자(IGBT)의 구동 여부에 따라 상기 전력선 통신라인(PL)에 노이즈가 발생된다.

상기 마이컴(110)은 상기 전력소자(IGBT)의 구동여부를 감지하여 상기 전력소자(IGBT)가 오프(OFF)되는 경우 상기 전력선 통신라인(PL)에 노이즈가 발생되는 것으로 판단하여 플래그로 표시하고, 노이즈 크기에 따라 데이터 수신이 소정의 시간동안 지연되도록 하는 설정시간을 조정하여 상기 설정시간 경과 후 데이터가 재 수신되도록 한다.

따라서, 상기 마이컴(110)은 상기 전력소자(IGBT)가 오프(OFF)되는 경우 노이즈 플래그 신호를 발생시키는 노이즈 플래그 발생부(111)와, 상기 노이즈 플래그 신호가 생성된 경우 발생된 노이즈의 크기에 따라 상기 설정시간을 조정하는 시간 조절부(113)와, 상기 시간 조절부에 의해 조정된 시간 이후로 데이터 수신이 재수행될 수있도록 타이머 플래그 신호를 발생하는 타이머 플래그 발생부(112)를 포함하여 구성된다.

상기 노이즈 플래그 발생부(11)는 상기 전력소자(IGBT)의 구동여부를 감지하여 상기 전력소자(IGBT)가 오프(OFF)되는 경우 노이즈 플래그 신호를 발생하여 상기 전력선 통신라인(PL)에 노이즈가 존재함을 나타낸다.

상기 시간 조절부(113)는 데이터 수신 시 상기 노이즈 플래그 발생부(111)에서 발생된 노이즈 플래그 신호가 감지되는 경우, 노이즈의 크기에 따라 일정 시간 경과 후 데이터를 재 수신하도록 설정시간을 조정하여 데이터 수신을 지연시킨다.

또한, 상기 타이머 플래그 발생부(112)는 상기 시간 조절부(113)에 의해 설정 시간이 조정되는 경우 타이머 플래그 신호를 발생시켜 지연된 데이터의 재 수신 시기를 나타낸다.

따라서, 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 전력선 통신시스템을 종래기술과 비교하여 설명하면 다음과 같다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전력선 통신 시스템에 있어서 상기 전력소자(IGBT)의 구동여부에따라 가변되는 전류신호(S)에 의해 상기 전력선 통신라인(PL)에 노이즈(N11 내지 N13)가 발생된다.

노이즈(N11 내지 N13)가 발생되는 경우, 종래 발명에 따른 전력선 통신시스템은 지점(P1, P3)에서 데이터를 감지하여 수신하게 되지만 전력선 통신라인(PL)에서 데이터를 감지하는 상기 감지 지점(P1, P3)에서 노이즈(N11, N12)가 발생되어 상기 전력선 통신시스템은 상기 노이즈(N11, N12)를 데이터로 오판단하게 되며, 상기 노이즈(N11 내지 N13)로 인하여 통신데이터(D)에 왜곡이 발생되어 통신오류가 발생된다.

그러나, 본 발명에 따른 전력선 통신시스템은 상기 전력소자(IGBT)의 구동여부에 따라 발생되는 노이즈 플러그 신호를 감지하여 노이즈(N11 내지 N13)가 발생되는 시기에는 데이터를 수신하지 않고 일정 시간 경과 후 감지지점(P2,P4,P5)에서 데이터 수신 여부를 판단하여 데이터를 수신한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을, 본 발명에 따른 전력선 통신시스템의 동작방법이 도시된 순서도인 도 5를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.

우선, 전력소자(IGBT)의 구동여부를 감지하여 상기 전력소자(IGBT)가 구동되는 경우 전력선 통신 라인에 노이즈가 발생되는 것으로 판단하여 노이즈 플래그 신호를 발생한다.

전력선 통신라인을 통해 전송되는 데이터가 존재하는 경우 수신되는 데이터를 감지하고,(S1) 상기 노이즈 플래그 신호의 발생여부를 감지하여 데이터 수신 가능 여부를 판단하며,(S2) 상기 노이즈 플래그 신호가 감지되는 경우 발생된 노이즈의 크기에 따라 설정 시간을 조정하여 일정 시간 동안 데이터 수신을 지연시킨다. (S6)

또한, 상기와 같이 설정 시간이 조정되는 경우 설정 시간 경과 후 지연된 데이터가 재 수신 될 수 있도록 수신 시기를 나타내는 타이머 플래그 신호가 발생된다.(S5)

상기 노이즈 플래그 신호가 감지되지 않는 경우 마이컴은 타이머 플래그 신호를 감지하여 (S3) 지연된 데이터가 존재하는지 여부를 판단하고 타이머 플래그 신호가 감지되는 경우 상기 설정 시간을 초기화하여 다음 데이터 수신시 본래 시간에 데이터가 수신되도록 하고,(S7) 지연된 데이터를 수신한다.(S4)

상기 마이컴은 상기 노이즈 플래그 신호 및 타이머 플래그 신호가 발생되지 않은 경우 상기 전력선의 데이터는 정상 데이터 인 것으로 판단하여 데이터를 수신하게된다. (S4)

따라서, 상기 전력선 통신라인의 데이터 전송상태를 감지하지 않고 전력소자의 구동여부에 따라 노이즈 발생을 감지할 수 있으므로, 수신되는 데이터의 오류를 방지하고 데이터 통신 성공률을 높일 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명에 의한 전력선 통신시스템 및 그 동작방법을 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않고, 기술사상이 보호되는 범위 이내에서 응용될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 전력선 통신시스템 및 그 동작방법은 전력소자의 구동 여부에 따라 가변되는 전력선 통신라인의 노이즈 발생시기를 플래그를 발생시킴으로서 나타내어, 데이터 전송 오류를 방지하고 통신 성공률을 크게 향상시킬 수 있어 제품의 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1 은 전력선 통신시스템이 적용되는 공기조화시스템의 구성을 간략하게 도시한 간략도,

도 2 는 종래 발명에 따른 전력선 통신 시스템의 노이즈 발생시기를 도시한 그래프,

도 3 은 본 발명에 따른 전력선 통신시스템의 구성을 도시한 블록도,

도 4 는 본 발명에 따른 전력선 통신시스템의 데이터 수신시점을 도시한 그래프,

도 5 는 본 발명에 따른 전력선 통신시스템의 동작방법을 도시한 순서도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

100: 공기 조화기 200: 통신 모듈

110: 마이컴 120: 인버터 회로

111: 노이즈 플래그 발생부 112: 타이머 플래그 발생부

113: 시간 조절부

Claims (7)

1. 인버터 회로 내부에서 스위칭 동작을 수행하는 전력소자와;

   전력선 통신 중 상기 전력소자의 온/오프 동작에 따라 발생하는 노이즈가 제거되도록, 상기 전력소자 오프 시 수신 중인 데이터를 일정 시간 경과 후 수신하는 마이컴을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전력선 통신시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 마이컴은 상기 전력소자 오프 시 노이즈 플래그 신호를 발생시키는 노이즈 플래그 발생부를 포함하여 구성되며,

   상기 노이즈 플래그 신호 발생 시 일정 시간 경과 후 데이터를 수신하도록 하는 설정시간을 조정하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신시스템.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 마이컴은 상기 노이즈 플래그 신호 발생 시 발생한 노이즈의 크기에 따라 상기 설정시간을 조정하는 시간 조절부와; 상기 시간 조절부에서 조정된 시간 이후 상기 데이터의 수신이 이루어지도록 타이머 플래그 신호를 발생하는 타이머 플래그 발생부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전력선 통신시스템.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 마이컴은 상기 타이머 플래그 신호 발생 시 데이터를 수신함과 동시에 상기 시간 조절부의 설정시간을 초기화하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신시스템.
5. 전력소자의 온/오프 상태를 감지하여 노이즈 플래그 신호를 발생시키는 제 1단계와; 데이터 수신 시 상기 노이즈 플래그 신호를 감지하여 감지 결과에 따라 일정 시간 동안 데이터 수신이 지연되도록 시간을 조정하는 제 2단계와; 수신 지연된 데이터의 수신시기를 나타내는 타이머 플래그 신호를 감지하여 상기 데이터를 수신하는 제 3단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전력선 통신시스템의 동작방법.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 제 2단계는 상기 노이즈 플래그 신호 발생시 발생된 노이즈의 크기에 따라 데이터 수신이 지연되도록 하는 설정시간을 조정하는 제 1과정과; 상기 설정시간 경과 후 지연된 상기 데이터가 수신되도록 타이머 플래그 신호를 발생시키는 제 2과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전력선 통신시스템의 동작방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 제 3단계는 상기 타이머 플래그 신호가 발생되어 데이터 수신시 상기 설정시간을 재설정하는 과정을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전력선 통신시스템의 동작방법.