KR20050121826A

KR20050121826A - 선불식 디지탈 계량기

Info

Publication number: KR20050121826A
Application number: KR1020040046908A
Authority: KR
Inventors: 김인영
Original assignee: (주)지오텍
Priority date: 2004-06-23
Filing date: 2004-06-23
Publication date: 2005-12-28

Abstract

본 발명은 선불식 디지탈 전력량계에 관한 것으로서, 전력 사용 요금을 사용자가 미리 선불결제하고 지불된 금액만큼의 전력 공급이 이루어지도록 함으로서 전력 사용 요금의 미수(未收)를 방지하여 전력 공급회사의 원활한 경영이 유지될 수 있도록 하며, 사용자는 선지불에 따른 전력 사용 요금 할인 해택을 받을 수 있으며, 검침원이 불필요함으로서 인건비 절감이 크게 기대되는 것은 물론, 전력 사용량이나 선불한 금액의 잔액 등을 실시간으로 표시할 수 있게 하므로서 보다 효율적인 전력 소비가 이루어질 수 있고, 사용자 외에 다른 사람은 사용 요금이 선지불된 전력량계의 전력을 도전(盜電)할 수 없도록 한 것이다.

또한, 본체 내부에 내장되어진 회로기판을 보호하며 회로기판의 버튼부 조작시 본체로부터 분리되는 투명커버를 원터치 체결방식으로 본체에 용이간편하게 체결되도록 함으로서, 사용편리성을 가일층 향상시킴에 있다.

Description

선불식 디지탈 계량기{The gauge of electric energy digital type advance payment}

본 발명은 선불식 디지탈 계량기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 계량기에 데이터입력수단과 정보를 표시하는 액정표시창(LCD)을 마련하여 데이터입력수단을 통해 입력된 데이터를 기준으로 전력요금의 선불결제가 이루어져 지불된 금액만큼의 전력공급이 이루어질 수 있게 함과 동시에, 전력사용자의 전력 사용량이나 사용금액, 남은 전력사용량 등을 LCD에 실시간으로 표시할 수 있게 하므로서 보다 효율적인 전력소비가 이루어질 수 있도록 한 선불식 디지탈 계량기에 관한 것이다.

일반적으로 계량기라 함은 분량이나 무게를 재는 기기를 의미하는 것으로서 수도미터,온수미터,가스미터,적산열량계,전력량계 등이 대표적 계량기(計量器)에 속하는 것이다.

전력 사용량을 체크하는 전력량계는 전력의 사용량을 검침하여 전력 사용에 대한 펄스가 발생하면 이 펄스를 연산하여 전력 사용량을 계산하는 중앙제어부와, 이를 통해 계산된 전력 사용량을 저장하는 메모리부와, 검침기나 전력공급자의 검침컴퓨터로부터의 검침 요구를 상기 중앙제어부로 전송하고, 중앙제어부로부터 현재의 전력 사용량 데이터를 상기 검침기나 검침컴퓨터에 전송하는 통신부등으로 구성된다.

상기한 구성으로 이루어진 1세대 전력량계 사용시 지금까지는 일정기간의 시간당 전기사용량을 계량, 계측하는 기존의 적산전력량계(Watt/hour Meter)가 설치된 여러장소(가정, 사무실, 공공건물, 전기를 사용하는 시설물)를 검침원이 일일이 방문하여 사용 전력을 육안 검침한 후 정산된 전력 사용 요금을 후납 방식으로 청구하여 받게 되는 것이다.

이러한 1세대 전력량계는 사용 요금의 지불이 후납 방식이기 때문에, 전력사용료의 회수가 일정 기간동안 지연될 뿐만 아니라, 전력사용자가 사용 요금을 미납할 경우에 전력공급자는 전력 생산에 따른 자금의 원활한 회수가 이루어지지 못하므로서 경영상의 어려움을 겪게 되는 문제점이 발생하게 된다.

또한, 검침원을 가장한 주택침입 및 위장 강도 등이 출현하는 문제점들과 검침직업의 기피현상에 따른 인력난이나 검침원의 인건비 상승 등으로 인해 전체적인 전력공급비용이 상승하여 소비자에게 큰 부담을 주는 제반 문제점이 노출되는 것이다.

따라서, 본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위한 개발된 것으로서, 그 목적은 전력 사용 요금을 사용자가 미리 선불결제하고 지불된 금액만큼의 전력 공급이 이루어지도록 함으로서 전력 사용 요금의 미수(未收)를 방지하여 전력 공급회사의 원활한 경영이 유지될 수 있도록 하며, 사용자는 선지불에 따른 전력 사용 요금 할인 해택을 받을 수 있으며, 검침원이 불필요함으로서 인건비 절감이 크게 기대되는 것은 물론, 전력 사용량이나 선불한 금액의 잔액 등을 실시간으로 표시할 수 있게 하므로서 보다 효율적인 전력 소비가 이루어질 수 있고, 사용자 외에 다른 사람은 사용 요금이 선지불된 전력량계의 전력을 도전(盜電)할 수 없도록 보안시스템을 구비함에 있다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 목적은 본체 내부에 내장되어진 회로기판을 보호하며 회로기판의 버튼부 조작시 본체로부터 분리되는 투명커버를 원터치 체결방식으로 본체에 용이간편하게 체결되도록 함으로서, 사용편리성을 가일층 향상시킴에 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 계량기 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 요부절개 측면예시도 이며, 도 3은 본 발명의 계량기 회로 구성 예시도, 도 4는 본 발명의 작동과정을 설명하기 위한 플로우차트를 각각 도시한 것이다.

제 1 단계;

본 발명의 선불식 디지탈 전력량계는 초기 구입시 전력량계 자체에 고유 인증 코드를 부여하고, 이어서 사용자 개인 정보(주소, 이름 기타 등등)를 사전에 등록하는 제 1 단계를 수행하되, 초기에 설정된 전력량계의 고유 인증 코드는 사용자 본인과, 전력공급업체 및 가치 재판매 업체(충전단말기 설치업체) 외에는 알수 없도록 보안을 유지한다.

제 2 단계;

상기 사전등록단계를 거친 후 사용자가 소망하는 사용금액을 전력공급업체(전력공사)나 가치 재판매 업체에 현금이나 카드결제로서 지불하고, 지불과 동시에 영수증 발급 및 사용에 필요한 보안 인증 코드를 부여하는 단계이다.

상기한 보안 인증 코드를 부여함에 있어선, 부여된 코드를 카드에 인쇄출력하여 발급함이 바람직하며, 이때 발급된 카드는 메모리 기능을 갖는 IC카드가 아니며 단순히 인증 코드를 인쇄하여 이동중 인증 코드의 번호를 잊어버리지 않도록 하기 위함이다.

제 3 단계;

상기 제 2 단계에서 영수증 발급이나 보안 인증 코드 부여시 전력모뎀을 통해 인증기관의 호스트와 통신 연결되는 전력량계 내부 가치저장모듈(SVM: store value module)(144)에 셋팅된 금액가치정보가 자동으로 전송 저장되도록 하는 단계이다.

즉, 사용자가 제 2 단계에서 지불한 사용금액을 실제 사용할 수 있는 전력량으로 환산한 다음 이를 인증기관의 호스트와 전력량계 가치저장모듈에 공중전화망(PSTN)으로 통신 연결하여 셋팅된 금액가치정보(전력량)를 저장하게 되는 것이며, 이러한 금액가치정보의 가치저장모듈 저장시점은 영수증 발급이나 보안 인증 코드 발급 시점이 기준이 되는 것이며, 이때 상기한 가치저장모듈(144) 내부에는 memory의 한종류인 EEPROM (electrically erasable programmable read-only memory) 메모리 소자를 적용함으로서 재충전되는 사용금액에 따른 가치정보를 그때 마다 새롭게 지우고 쓸수 있도록 한다.

제 4 단계;

상기 제 2 단계에서 부여받은 인증 코드를 전력량계 버튼부(131)로서 입력하여 전력량계(100) 내부 메모리소자(EEPROM)(144)에 전송 입력된 사용 인증코드와 일치여부를 판단하여 셋팅된 전력의 사용 여부를 제어토록 하는 단계이다.

즉, 사용자가 전력공급업체로부터 사용금액 지불후 발급받은 인증 코드를 전력량계의 버튼부(131)를 통해 입력하고, 입력된 인증 코드와 가치정보모듈의 메모리소자(EEPROM)(144)에 저장된 인증코드와 상호 일치하는지 확인하여, 일치하면 입력선(147)을 통해 공급된 전력이 출력선(148)을 통해 수용가로 공급이 이루어지도록 하고, 불일치하는 경우에는 액정표시창(130)과 부져(132), LED(133)에 각각 경보메세지 및 경보음을 울려줌과 동시에 가치저장모듈(144)에 저장된 가치정보를 즉시 삭제하여 도전하지 못하도록 한다.

제 5 단계;

전압, 전류를 각각 실시간으로 측정하여 AD변환기(141)를 통해 전력(W)량을 계산하고, 단위시간당 전력소모를 연산기(DSP)(143)로서 연산하여, 저장된 가치정보를 토큰으로 변환시킨 후, 토큰교환기(TE: token exchanger)(142)에서 전력의 단위시간당 소모량에 따라 토큰을 삭감하고, 토큰의 소모 상태를 인지토록 하는 단계로서, 정상적인 인증절차를 거쳐 셋팅된 금액가치정보에 준하는 전력량을 정상공급하며 전력 소모량을 체크하는 단계인 것이다.

제 6 단계;

전력량계의 액정표시창(LCD)(130)을 통해 사용중인 전력량을 실시간 확인토록 하며, 마지막 가치정보가 토큰으로 변환된 시점에는 가청주파수로 경보음을 알려주거나 LED(133)로 육안 확인되도록 하여 가치 재충전이 이루어지도록 하고, 내부의 가치정보가 모두 소모되면 래치릴레이(146)를 작동시켜 전력공급을 차단토록 한 단계이다.

이때, 상기한 금액가치(전력사용요금)의 재충전 시점을 알려주는 기준은 평균사용전력을 기준하여 잔여 전력량이 약 6∼7일 이내인 경우로서, 전력량계 본체에 마련된 경보부져(132)나 LED(133), 액정표시창(130) 등을 이용하여 알려주는 것이다.

또한, 본 단계에서 사용자가 금액가치를 재충전하지 않으면, 래치릴레이(146)가 차단되어 입력선(147)을 통해 공급된 전력이 출력선을 통해 수용가로 공급되지 못하여 도전되지 않도록 한다.

도 1과 도 2는 상기와 같은 방법으로 이루어진 선불식 디지탈 전력량계의 실질적 구성을 살펴보기 위한 도면이다.

부호 100 은 전력량계를 도시한 것으로서, 상기한 전력량계(100)는 토큰교환기(142), AD변환기(141), 연산회로소자(DSP)(143), 메모리소자(RAM)로 이루어져 전력사용량을 계산하는 마이크로컨트롤러부(140)와;

셋팅된 금액가치정보를 임시적으로 저장하는 메모리소자(EEPROM)를 포함하는 가치저장모듈(144)과;

외부로부터 마이크로컨트롤러부로 데이터를 전송하거나, 마이크로컨트롤러부로부터 외부로 데이터를 전송하는 통신부(145)와;

전력공급을 제어하는 래치릴레이(146)와;

투명커버(120)에 의해 개폐되며, 입,출력 단자가 하측에 접속 연결되고, 액정표시창(130)과 부져(132), LED(133), 버튼부(131)가 형성된 기판을 고정설치하는 본체(110); 등으로 구성된다.

한편, 상기한 실시예의 전력량계(100)에 있어, 본체 개방부위 상측 외곽면으로 하향돌출하는 걸림돌편(111)을 형성하고, 하측 외곽면으로는 볼트체결공(112)을 형성하며,

상기 본체의 볼트체결공(112)에는 탄성걸림턱부(114)를 볼트(113)로서 체결 고정하며,

본체 개방부위를 개폐하는 투명커버의 상단으로는 걸림돌편을 수용 고정하기 위한 제 1 고정요홈부(121)를 형성하고, 투명커버 하측으로는 한 쌍의 탄성걸림턱부를 수용 고정하는 제 2 고정요홈부(122)를 구성하며, 투명커버 양 측면으로는 너어링 형태의 미끄럼방지부(123)를 형성한다.

여기에서, 상기한 탄성걸림턱부는 탄력성을 갖는 걸림구로서 그 형상에 제한을 주지 않음이 바람직하다.

이와 같이 설명하고 있는 본 발명의 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 도 3, 도 4와 같이, 사용자는 전력량계(100)를 사용하기 전 전력공급업체나 충전단말기가 구비된 가치 재판매 업체를 찾아가서 소망하는 사용요금을 선지불하면, 전력공급업체는 금액가치 충전 대상인 전력량계와 사용자의 사전등록 내용을 검토한 후, 전력량계와 사용자가 확인되는 즉시 영수증과 보안 인증코드를 발급하게 된다.

이때, 상기한 보안 인증코드 발급이나 영수증 발급과 동시에 전력모뎀을 통해 인증기관의 호스트와 통신(145) 연결되는 전력량계 내부 가치저장모듈(SVM: store value module)(144)에 셋팅된 금액가치정보가 자동으로 전송 저장되는 것이다.

즉, 사용자가 선지불한 사용금액을 실제 사용할 수 있는 전력량으로 환산한 다음 이를 인증기관의 호스트와 전력량계 가치저장모듈의 핵심구성원인 EEPROM에 공중전화망(PSTN)으로 통신 연결하여 셋팅된 금액가치정보(전력량)를 저장하게 되는 것이다.

그런다음 사용자는 발급된 카드에 인쇄되어진 암호화된 인증코드를 전력량계의 버튼부(131)를 이용하여 입력하게 되는데, 버튼부를 통해서 데이터가 입력되면 전력량계의 마이크로컨트롤러부(140)는 입력된 데이터를 EEPROM(144)에 저장된 데이터와 비교, 분석하게 되며, 분석된 코드가 상호 일치하게 되면 입력선(147)을 통해 공급된 전력이 출력선(148)을 통해 수용가로 공급이 이루어질 수 있도록 래치릴레이(146) 스위치를 ON 상태로 제어함과 동시에 전력사용량의 검침이 시작되는 것이다.

이러한 과정을 통해 전력을 사용하게 되면, 미리 결제한 금액 만큼의 전력을 사용할 수 있게 되는데, 전력이 소비되는 과정에서 전압(V), 전류(A)를 각각 실시간으로 측정하여 AD변환기(141)를 통해 전력(W)량을 계산하고, 단위시간당 전력소모를 연산기(DSP)(143)로서 연산하여, 저장된 가치정보를 토큰으로 변환시킨 다음, 토큰교환기(142)에서 전력의 단위시간당 소모량에 따라 토큰을 삭감하는 방식으로 전력소비량을 체크하게 되는 것이다.

즉, 전력량계의 마이크로컨트롤러부는 EEPROM(144)에 입력된 가용 전력량 데이터를 바탕으로 하여 현재까지 사용중인 전력의 누적사용량이 가용 전력량 데이터에 근접하게 되면(토큰이 모두 소모되면), 경보부져(132) 및 LED(133)를 작동시키거나 액정표시창(130)에 경고 메세지를 표시하여 전력사용자로 하여금 선불 결재한 요금만큼의 전력이 거의 다 사용되었음을 알리게 되며, 이때 액정표시창에는 가치정보의 잔유량과 전력소모현황등 사용자가 알아야 하는 정보를 디스플레이 한다.

여기에서, 상기한 가치정보의 잔유량 표시 시점은 사용자가 사용하는 전력소비량의 평균치를 계산하여 약 6일 정도까지 사용할 수 있을 정도의 전력이 남아있는 시점을 말하는 것이며, 사용금액이 6일 이내에 재충전 되지 못하면, 다시한번 본체(110) 액정표시창에 경고 메세지 및 경고부져, LED 등을 작동시켜 선불 결제한 요금에 해당하는 전기사용량이 모두 소비되었음을 최종 알린 후 래치릴레이(146)를 OFF상태로 작동시켜 내부 출력부로 출력되는 전력 공급을 차단하므로서 전력사용자로 하여금 전력사용에 필요한 일련의 조치를 행할 수 있도록 하게 된다.

한편, 금액가치정보의 재충전시 선지불되는 사용금액에 대한 영수증 발행 및 사용 인증 코드가 부여되는데, 이때마다 인증 코드의 번호를 매번 다른 번호를 부여함으로서, 기존의 사용되었던 인증 코드 데이터는 사용되지 못하게 함으로서, 도전의 위험성을 미연에 예방하는 것이다.

도 1, 도 2는 상기한 전력량계의 본체 개방부위를 개폐하는 투명커버를 본체에 용이간편하게 체결하기 위한 구성을 설명하기 위한 것이다.

우선적으로, 본체(110)의 개방부위 하측 전면으로 형성된 볼트체결공(112)에는 볼트(113)를 이용하여 탄성걸림턱부(114)를 체결한 다음, 투명커버(120)를 사용자가 가볍게 잡고 본체의 상측으로부터 하측으로 가볍게 내려주면서 투명커버의 상측에 마련된 제 1 고정요홈부(121) 내에 본체의 개방부위 상측 외곽면으로 하향돌출하는 걸림돌편(111)을 요입상태로 걸고, 투명커버 하측을 본체 전면 방향으로 가볍게 밀어주면 투명커버 하측의 제 2 고정요홈부(122)에 본체의 탄성걸림턱부(114)가 도 2와 같이 탄력적으로 요입 체결함으로서, 결국 투명커버(120)를 원터치로 가볍게 체결할 수 있어 전력량계의 버튼부 조작에 따른 투명커버 열림, 닫힘 동작을 보다 용이 간편하게 동작시킬 수 있도록 한다.

한편, 투명커버 양 측면으로는 너어링 형태의 미끄럼방지부(123)를 형성하고 있어서 사용자의 사용편리성을 가일층 향상시키는 것이다.

이상에서와 같이 설명되어진 본 발명의 기대 및 파급효과로서는 기존 검침원의 가가호호 방문 검침이 필요없어 검침원 채용에 따른 인건비 부담을 크게 줄일 수 있고, 선불 요금 결제 후 전력 사용이 가능케 하므로서 전력사용에 따른 할인 해택이 기대되고, 전력 사용 요금의 미수를 방지하여 전력 공급회사의 원활한 경영이 유지될 수 있는 것은 물론, 도전 방지용 보안 시스템을 구비함으로서 보다 안전한 전력사용이 이루어지도록 한 잇점을 갖는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 계량기 사시도.

도 2은 본 발명에 따른 요부절개 측면예시도.

도 3은 본 발명의 계량기 회로 구성 예시도.

도 4는 본 발명의 작동과정을 설명하기 위한 플로우차트.

<도면의 주요 부분에 대한 부호설명>

100 - 전력량계, 110 - 본체,

111 - 걸림돌편, 114 - 탄성걸림턱부,

120 - 투명커버, 121,122 - 제 1, 제 2 고정요홈부,

130 - 액정표시창, 131 - 버튼부,

140 - 마이크로컨트롤러부, 144 - 가치정보모듈(EEPROM),

146 - 래치릴레이, 147 - 입력선

Claims

구입한 선불식 전력량계의 고유 코드와 사용자 개인 정보를 사전에 등록하는 제 1 단계와;

상기 사전등록단계를 거친 후 사용자가 소망하는 사용금액을 전력공급업체(전력공사)나 가치 재판매 업체에 지불하고, 지불과 동시에 영수증 발급 및 사용에 필요한 보안 인증 코드를 부여하는 제 2 단계와;

상기 제 2 단계에서 영수증 발급이나 보안 인증 코드 부여시 전력모뎀을 통해 인증기관의 호스트와 통신(145) 연결되는 전력량계 내부 가치저장모듈(144)에 셋팅된 금액가치정보가 자동으로 전송 저장되는 제 3 단계와;

상기 제 2 단계에서 부여받은 인증 코드를 전력량계 버튼부(131)로서 입력하여 가치저장모듈 내의 메모리소자(EEPROM)(144)에 전송 입력된 사용 인증코드와 일치여부를 판단하여 셋팅된 전력의 사용 여부를 제어토록 하는 제 4 단계와;

전압, 전류를 각각 실시간으로 측정하여 AD변환기(141)를 통해 전력(W)량을 계산하고, 단위시간당 전력소모를 연산기(143)로서 연산하여, 저장된 가치정보를 토큰으로 변환시킨 후, 토큰교환기(142)에서 전력의 단위시간당 소모량에 따라 토큰을 삭감하고, 토큰의 소모 상태를 인지토록 하는 제 5 단계와;

전력량계의 액정표시창(LCD)(130)을 통해 사용중인 전력량을 실시간 확인토록 하며, 마지막 가치정보가 토큰으로 변환된 시점에는 가청주파수로 경보음을 알려주거나 LED(133)로 육안 확인되도록 하여 가치 재충전이 이루어지도록 하고, 내부의 가치정보가 모두 소모되면 래치릴레이(146)를 차단하여 전력공급을 차단토록 한 제 6 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 선불식 디지탈 계량기.
제 1 항에 있어서,

전력량계 버튼부(131)를 이용하여 승인 받은 인증 코드를 입력하고, 입력된 코드와 전력량계 내부 가치저장모듈의 메모리소자(EEPROM)(144)에 저장된 인증 코드와 일치 여부를 확인하는 과정에서 일치 하는 경우에는 입력선(147)을 통해 공급된 전력이 출력선(148)을 통해 수용가로 공급이 이루어지도록 하고, 불일치하는 경우에는 액정표시창(130)과 부져(132)에 각각 경보메세지 및 경보음을 울려줌과 동시에 가치저장모듈에 저장된 가치정보를 즉시 삭제하여 도전하지 못하도록 함을 특징으로 하는 선불식 디지탈 계량기.
토큰교환기(142), AD변환기(141), 연산회로소자(DSP)(143), 메모리소자(RAM)로 이루어져 전력사용량을 계산하는 마이크로컨트롤러부(140)와;

셋팅된 금액가치정보를 임시적으로 저장하는 메모리소자(EEPROM)를 포함하는 가치저장모듈(144)과;

외부로부터 마이크로컨트롤러부로 데이터를 전송하거나, 마이크로컨트롤러부로부터 외부로 데이터를 전송하는 통신부(145)와; 전력공급을 제어하는 래치릴레이(146)와;

투명커버(120)에 의해 개폐되며, 입,출력 단자가 하측에 접속 연결되고, 액정표시창(130)과 부져(132), LED(133), 버튼부(131)가 형성된 기판을 고정설치하는 본체(110); 등으로 구성된 것을 특징으로 하는 선불식 디지탈 계량기.
제 3 항에 있어서,

본체(110) 개방부위 상측 외곽면으로 하향돌출하는 걸림돌편(111)을 형성하고, 하측 외곽면으로는 볼트체결공(112)을 형성하며,

상기 본체의 볼트체결공에는 탄성걸림턱부(114)를 볼트(113)로서 체결 고정하며,

본체 개방부위를 개폐하는 투명커버(120)의 상단으로는 걸림돌편을 수용 고정하기 위한 제 1 고정요홈부(121)를 형성하고, 투명커버 하측으로는 한 쌍의 탄성걸림턱부를 수용 고정하는 제 2 고정요홈부(122)를 구성하며, 투명커버 양 측면으로는 너어링 형태의 미끄럼방지부(123)를 형성하여서 된 것을 특징으로 하는 선불식 디지탈 계량기.