KR20060032532A - 지그비 통신방식을 이용한 통합 원격 검침 시스템 및 그방법 - Google Patents

지그비 통신방식을 이용한 통합 원격 검침 시스템 및 그방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 지그비 통신방식을 이용한 통합 원격 검침 시스템은,
지그비 통신모듈을 내장하고, 직접주파수대역확산 변조 방식을 이용하여 1:N 또는 1:N:N(여기서, N은 통합 검침 계량기의 수, 1은 중계기 수를 나타냄)통신과 온 드맨드(On Demand) 라우팅이 가능한 Ad-Hoc 네트워크 통신이 가능하며, 해당 가정의 전기, 가스, 수도 데이터를 보관하는 통합 검침 계량기; 지그비 통신모듈을 내장하고, 상기 통합 검침 계량기로부터 검침 데이터를 수신하는 중계기; 인터넷 망을 통해 상기 중계기로부터 데이터를 전달받는 기능을 포함하는 프런트 엔드 프로세서; 및 상기 프런트 엔드 프로세서와 연결되어 상기 데이터를 전달받고, 상기 데이터를 바탕으로 요금을 산출하며, 상기 데이터가 미 검침 데이터 또는 비정상 검침 데이터인지 판별하는 기능도 포함하는 원격 검침 서버를 포함하여 이루어진다.
또한, 본 발명에 따른 지그비 통신방식을 이용한 통합 원격 검침 방법은,
(a)원격 검침 서버가 프런트 엔드 프로세서 및 중계기를 통해 해당 가정의 통합 검침 계량기 내의 지그비 방식 통신 모뎀을 호출하여 검침 데이터를 요청하는 단계; (b)통합 검침 계량기에 전기, 수도, 가스 사용량 데이터가 저장되는 단계; (c)1:N 또는 1:N:N(여기서, N은 통합 검침 계량기의 수, 1은 중계기 수를 나타냄)통신과 온 드맨드(On Demand) 라우팅이 가능한 Ad-Hoc 네트워크 통신방식으로 이루어진 통합 검침 계량기간 상기 검침 데이터가 전달되고, 최종적으로 중계기에 전달 되는 단계; (d)상기 데이터는 인터넷 망을 통해 프런트 엔드 프로세서에 전달되고, 다시 원격 검침 서버에 전달되는 단계; (e)원격 검침 서버는 상기 검침 데이터가 미 검침 또는 비정상 검침 데이터인지 그 여부를 판단하는 단계; 및 (f)상기 단계에서 검침 데이터가 미 검침 또는 비정상 검침 데이터가 아닌 경우, 상기 데이터를 바탕으로 요금을 산출해내는 단계를 포함한다.
원격 검침, 검침 계량기, 지그비(ZigBee)

Description

지그비 통신방식을 이용한 통합 원격 검침 시스템 및 그 방법{An Integration Automatic Meter Reading system using ZigBee communication type and the method therefore}
도 1은 종래의 기술에 따른 검침 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지그비 통신방식을 이용한 통합 원격 검침 시스템을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 지그비 통신방식을 이용한 통합 원격 검침 방법을 나타내는 순서도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 가정(주택) 11 : 통합 검침계량기(전기 계량기)
12 : 가스 계량기 13 : 수도 계량기
20 : 중계기 30 : 프런트 엔드 프로세서
40 : 원격 검침 서버 50 : 웹
60 : 사용자(고객)
본 발명은 지그비 통신방식을 이용한 통합 원격 검침 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 통합 검침 계량기 및 중계기 내부에 지그비 통신모듈을 내장시키고, ad-hoc 네트워크 통신방식을 채택하여 전기사용이 적은 다수의 저압 수용가들에게도 유리한 지그비 통신방식을 이용한 통합 원격 검침 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
도 1을 참조하면, 종래의 기술에 따른 통합 원격 검침 시스템을 살펴보면, 검침 계량기(11), 중계기(20), 프런트 엔드 프로세서(FEP : Front End Processor)(30) 및 원격 검침 서버(40)를 포함하여 이루어진다.
상기 검침 계량기(11)는 각 가정마다 설치되며, 수도, 전기, 가스 등의 사용량을 검침한다.
상기 중계기(20)는 상기 검침 계량기(11)로부터 추출된 검침 데이터를 받아 인터넷망을 통해 상기 프런트 엔드 프로세서(30)를 거쳐 원격 검침 서버(40)에 보내는 역할을 한다.
상기 프런트 엔드 프로세서(30)는 네트워크로 연결된 장치에 네트워크 인터페이스 기능을 제공하는 장치나 보드를 가리키며, PC나 원격 검침 서버의 부하를 줄이기 위해 사용되는 네트워크용 프로세서이다.
상기 원격 검침 서버(40)는 상기 프런트 엔드 프로세서(30)에서 검침 데이터 를 받으며, 상기 데이터를 바탕으로 요금을 산출해내는 기능을 수행한다.
그러나, 상기와 같은 종래의 원격 검침 시스템은 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 상기 검침 계량기(11), 중계기(20) 및 원격 검침 서버(40) 구간 전체에 부호분할다중접속(Code Division Multiple Access : CDMA)나 하이브리드 파이버/동축 케이블(Hybrid Fiber/ Coaxial cable : HFC)와 같은 망사업자의 네트워크를 이용하는 경우에는 통신비가 과다하게 부가된다는 것이다.
둘째, 상기 검침 계량기 - 중계기 구간 또는 검침 계량기 - 중계기 - 원격 검침 서버 구간에 전력선통신(Power Line Communication : PLC))나 간선전화시스템(Trunked Radio System : TRS) 방식을 적용한 경우에는 대규모 투자비용이 필요하다. 즉, 전기사용이 많은 소수의 수용가들에게는 적합하나, 전기 사용이 적은 다수의 수용가들에 적용하기는 어렵다.
셋째, 전기 검침 뿐 아니라 수도, 가스와 같은 원격검침이나 차세대 홈 네트워킹 기술과 접목시킬 때도 통신비용과 대역폭, 네트워크 연동 등에 있어서 부적합하다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 통합 검침 계량기 및 중계기 내부에 지그비 통신모듈을 내장시키고, ad-hoc 네트워크 통신방식을 채택하여 첫째, 전기, 가스, 수도의 통합검침이 가능하고, 둘째, 지 그비를 이용한 무선 센서 네트워크 내의 노드인 인접 계량기간 통신이 가능하고 통신경로 설정이 원격지에서 가능하도록 함으로써, 전기사용이 적은 다수의 저압 수용가들에게도 유리한 지그비 통신방식을 이용한 통합 원격 검침 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 이루기 위해 본 발명에 따른 지그비 통신방식을 이용한 통합 원격 검침 시스템은,
지그비 통신모듈을 내장하고, 직접주파수대역확산 변조 방식을 이용하여 1:N 또는 1:N:N(여기서, N은 통합 검침 계량기의 수, 1은 중계기 수를 나타냄)통신과 온 드맨드(On Demand) 라우팅이 가능한 Ad-Hoc 네트워크 통신이 가능하며, 해당 가정의 전기, 가스, 수도 데이터를 보관하는 통합 검침 계량기; 지그비 통신모듈을 내장하고, 상기 통합 검침 계량기로부터 검침 데이터를 수신하는 중계기; 인터넷 망을 통해 상기 중계기로부터 데이터를 전달받는 기능을 포함하는 프런트 엔드 프로세서; 및 상기 프런트 엔드 프로세서와 연결되어 상기 데이터를 전달받고, 상기 데이터를 바탕으로 요금을 산출하며, 상기 데이터가 미 검침 데이터 또는 비정상 검침 데이터인지 판별하는 기능도 포함하는 원격 검침 서버를 포함하여 이루어진다.
상기 '온 드맨드(On Demand) 라우팅'이라는 것은, 원격 검침 서버의 요청이 있을 때 라우팅이 이루어진다는 것을 의미한다.
상기 통합 검침 계량기는 전기 계량기, 가스 계량기, 수도 계량기 중 하나이고, 나머지 계량기로부터 데이터를 수신하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 지그비 통신방식을 이용한 통합 원격 검침 방법은,
(a)원격 검침 서버가 프런트 엔드 프로세서 및 중계기를 통해 해당 가정의 통합 검침 계량기 내의 지그비 방식 통신 모뎀을 호출하여 검침 데이터를 요청하는 단계; (b)통합 검침 계량기에 전기, 수도, 가스 사용량 데이터가 저장되는 단계; (c)1:N 또는 1:N:N(여기서, N은 통합 검침 계량기의 수, 1은 중계기 수를 나타냄)통신과 온 드맨드(On Demand) 라우팅이 가능한 Ad-Hoc 네트워크 통신방식으로 이루어진 통합 검침 계량기간 상기 검침 데이터가 전달되고, 최종적으로 중계기에 전달되는 단계; (d)상기 데이터는 인터넷 망을 통해 프런트 엔드 프로세서에 전달되고, 다시 원격 검침 서버에 전달되는 단계; (e)원격 검침 서버는 상기 검침 데이터가 미 검침 또는 비정상 검침 데이터인지 그 여부를 판단하는 단계; 및 (f)상기 단계에서 검침 데이터가 미 검침 또는 비정상 검침 데이터가 아닌 경우, 상기 데이터를 바탕으로 요금을 산출해내는 단계를 포함한다.
본 발명은 상기 단계(f)에서 검침 데이터가 미 검침 또는 비정상 검침 데이터인 경우, 해당 가정의 통합 검침 계량기에 검침 데이터를 재 요구하고, 단계(b) 내지 단계(e)를 반복하는 단계를 더 포함함을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서는 원격 검침 서버에 의해 요금이 산출되면, 상기 산출된 요금 데이터(정보)가 웹(Web)을 통해 고객에게 제공되는 단계를 더 포함시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하고자 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 지그비 통신방식을 이용한 통합 원격 검침 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 통합 원격 검침 시스템은 통합 검침 계량기(11)와, 중계기(20)와, 프런트 엔드 프로세서(30) 및 원격 검침 서버(40)를 포함하여 이루어진다.
상기 통합 검침 계량기(11)는 지그비 통신모듈을 내장하고, 직접주파수대역확산 변조(Direct Sequence Spread Spectrum : DSSS) 방식을 이용하여 상호간 Ad-Hoc 네트워크 통신이 가능하다.
상기 통합 검침 계량기(11)는 전기 계량기, 수도 계량기, 가스 계량기 중의 하나일 수도 있고, 별개로 상기 계량기들의 데이터를 임시 저장하는 계량기일 수 도 있으나, 바람직하게는 전기 계량기, 수도 계량기, 가스 계량기 중의 하나이다.
즉, 상기 통합 검침 계량기(11)는 전기, 수도, 가스 중 하나를 검출하는 계량기이면서 상기 세 개의 검출 데이터를 중계기 또는 다른 통합 검침 계량기(11)에 전송시키는 기능을 가진다.
만약, 상기 통합 검침 계량기(11)가 전기 사용량을 검출하는 계량기 기능을 수행하면, 다른 계량기 즉, 가스 계량기(12) 및 수도 계량기(13)에 의해 검출된 데이터가 검출 서버 요청시 상기 통합 검침 계량기(11)에 전송된다.
상기 통합 검침 계량기(11) 내에 내장된 지그비 통신 모뎀은 검침 데이터를 CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)방식으로 충돌을 방지하여 중계기(20) 또는 다른 통합 검출 계량기(11)에 내장된 지그비 모뎀으로 전송한다.
상기 중계기(20)는 지그비 통신모듈을 내장하고, 상기 통합 검침 계량기(11)로부터 검침 데이터를 받아 인터넷 망을 통해 상기 프런트 엔드 프로세서(30)를 거쳐 원격 검침 서버(40)에 보내는 역할을 한다.
도 2의 일점쇄선으로 된 원 안에는 Ad-hoc 네트워크 방식으로 이루어진다.
이에 따라, 하나의 통합 검침 계량기(11)의 데이터는 근접거리에 있는 다른 통합 검침 계량기 또는 중계기에 전달된다. 즉, 종래에는 CDMA 또는 HFC와 같은 망사업자의 네트워크를 이용하여 중계기 대 통합 검침 계량기간 1 : N으로서 데이터 전송이 이루어지므로 통합 검침 계량기와 중계기간 거리가 장거리인 경우, 다양한 문제점(신호의 왜곡, 대역폭 증가 등)이 발생되는 반면에, 본 발명에서는 지그비 통신모듈이 통합 검침 계량기(11) 및 중계기(20)에 내장되고, Ad-hoc 네트워크 방식을 이용하여 1:N 또는 1:N : N(N은 통합 검침 계량기의 수, 1은 중계기 수를 나타냄)으로서 데이터를 전송하므로 낮은 통신비용, 효율적인 대역폭 사용, 저전력 등의 효과를 얻을 수 있다.
상기 프런트 엔드 프로세서(Front end Processor : FEP)(30)는 네트워크로 연결된 장치에 네트워크 인터페이스 기능을 제공하는 장치나 보드를 가리키며, PC나 서버의 부하를 줄이기 위해 사용되는 네트워크용 프로세서로, 인터넷 망을 통해 상기 중계기로부터 데이터를 전달받는 기능이 포함된다.
본 발명은 '온 드맨드(On Demand) 라우팅' 방식이다. 즉, 원격 검침 서버의 요청이 있을 때만 라우팅이 이루어진다
상기 원격 검침 서버(40)는 상기 프런트 엔드 프로세서(30)와 연결되어 상기 데이터를 전달받고, 상기 데이터를 바탕으로 요금을 산출한다.
또한, 상기 원격 검침 서버(40)는 상기 데이터가 미 검침 데이터 또는 비정상 검침 데이터인지 판별하는 기능도 수행한다.
하기에 보다 상세히 설명되겠지만, 상기 데이터가 미 검침 데이터 또는 비정상 검침 데이터로 판별되면, 상기 원격 검침 서버(40)는 상기 프런트 엔드 프로세서(30) 및 중계기(20)를 통해 해당 통합 검침 계량기(11)에 데이터를 재 요구한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 지그비 통신방식을 이용한 통합 원격 검침 방법을 나타내는 순서도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 원격 검침 서버(40)는 일정 시간마다 프런트 엔드 프로세서 및 중계기를 통해 해당 가정의 통합 검침 계량기에 검침 데이터를 요청한다.(S101)
그러면, 통합 검침 계량기로 해당 가정의 전기, 수도, 가스 등의 사용량 데이터가 집결된다.(S102)
상기 검침 데이터는 Ad-Hoc 네트워크 통신방식으로 이루어진 통합 검침 계량기간 전달되고, 최종적으로 중계기에 전달된다.(S103)
상기 검침 데이터는 상기 중계기에서 인터넷 망을 통해 프런트 엔드 프로세 서에 전달되고, 다시 원격 검침 서버에 전달된다.(S104)
그러면, 상기 원격 검침 서버는 상기 검침 데이터가 미 검침 또는 비정상 검침 데이터인지 그 여부를 판단한다.(S105)
상기에서 검침 데이터가 미 검침 또는 비정상 검침 데이터가 아닌 경우, 상기 데이터를 바탕으로 요금을 산출해내며(S106), 상기 요금산출 데이터는 웹서버를 통해 고객에게 제공된다.(S108)
상기에서 검침 데이터가 미검침 또는 비정상 검침 데이터인 경우, 원격 검침 서버는 해당 가정의 통합 검침 계량기(11)에 검침 데이터를 재 요구한다.(S107)
그러면, 해당 통합 검침 계량기(11)는 재 검침하고, 그 검침 데이터를 중계기(20) 및 프런트 엔드 프로세서(30)를 통해 원격 검침 서버(40)에 전달한다.
상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
이상에서와 같이, 본 발명에 따른 통합 원격 검침 시스템은 다음과 같은 장점이 있다.
첫째, 본 발명에서는 통합 검침 계량기 - 중계기 구간에 별도의 통신비가 없 는 지그비 방식을 적용하고, 중계기 - 원격 검침 서버 구간에는 망사업자의 네트워크를 이용함으로써 저렴한 통신비용으로 검침이 가능하다.
둘째, 상기 지그비 방식은 CDMA, PLC, TRS, ADSL, HFC 등 기존 통신방식에 비해서 모뎀가격이 매우 저렴하여 차세대 무선 센서 네트워크로 활용 가능한 기술이다.
셋째, 본 발명은 Ad-hoc 네트워킹 기능으로 원격 검침 또는 차세대 홈 네트워킹 기술과 접목이 가능하다.

Claims (5)

  1. 지그비 통신모듈을 내장하고, 직접주파수대역확산 변조 방식을 이용하여 1:N 또는 1:N:N(여기서, N은 통합 검침 계량기의 수, 1은 중계기 수를 나타냄)통신과 온 드맨드(On Demand) 라우팅이 가능한 Ad-Hoc 네트워크 통신이 가능하며, 해당 가정의 전기, 가스, 수도 사용량 데이터를 보관하는 통합 검침 계량기;
    지그비 통신모듈을 내장하고, 상기 통합 검침 계량기로부터 검침 데이터를 수신하는 중계기;
    인터넷 망을 통해 상기 중계기로부터 데이터를 전달받는 기능을 포함하는 프런트 엔드 프로세서; 및
    상기 프런트 엔드 프로세서와 연결되어 상기 데이터를 전달받고, 상기 데이터를 바탕으로 요금을 산출하며, 상기 데이터가 미 검침 데이터 또는 비정상 검침 데이터인지 판별하는 기능도 포함하는 원격 검침 서버를 포함하여 이루어지는 지그비 통신방식을 이용한 통합 원격 검침 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 통합 검침 계량기는 전기 계량기, 가스 계량기, 수도 계량기 중 하나이고, 나머지 계량기로부터 데이터를 수신하는 것을 지그비 통신방식을 이용한 통합 원격 검침 시스템.
  3. (a)원격 검침 서버가 프런트 엔드 프로세서 및 중계기를 통해 해당 가정의 통합 검침 계량기 내의 지그비 방식 통신 모뎀을 호출하여 검침 데이터를 요청하는 단계;
    (b)통합 검침 계량기에 전기, 수도, 가스 사용량 데이터가 저장되는 단계;
    (c)1:N 또는 1:N:N(여기서, N은 통합 검침 계량기의 수, 1은 중계기 수를 나타냄)통신과 온 드맨드(On Demand) 라우팅이 가능한 Ad-Hoc 네트워크 통신방식으로 이루어진 통합 검침 계량기간 상기 검침 데이터가 전달되고, 최종적으로 중계기에 전달되는 단계;
    (d)상기 데이터는 인터넷 망을 통해 프런트 엔드 프로세서에 전달되고, 다시 원격 검침 서버에 전달되는 단계;
    (e)원격 검침 서버는 상기 검침 데이터가 미 검침 또는 비정상 검침 데이터인지 그 여부를 판단하는 단계; 및
    (f)상기 단계에서 검침 데이터가 미 검침 또는 비정상 검침 데이터가 아닌 경우, 상기 데이터를 바탕으로 요금을 산출해내는 단계를 포함하는 지그비 통신방식을 이용한 통합 원격 검침 방법.
  4. 제 3항에 있어서, 단계(f)에서 검침 데이터가 미 검침 또는 비정상 검침 데이터인 경우, 해당 가정의 통합 검침 계량기에 검침 데이터를 재 요구하고, 단계(b) 내지 단계(e)를 반복하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 지그비 통신방식을 이용한 통합 원격 검침 방법.
  5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서, 요금 산출정보가 웹을 통해 고객에게 제공되는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 지그비 통신방식을 이용한 통합 원격 검침 방법.
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