KR20100075283A - 가전 및 홈네트워크 기기의 에너지 소비 모니터링 및 대기전력 절감 시스템 및 방법 - Google Patents

가전 및 홈네트워크 기기의 에너지 소비 모니터링 및 대기전력 절감 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가정 및 사무실을 포함한 주거 환경내에 불필요하게 소모되고 있는 수동대기전력뿐만 아니라 능동대기전력까지도 자동으로 차단할 수 있으며, 특정 기간 동안 특정 기기가 얼마 만큼의 전기 에너지를 소비하는지 실시간으로 조회가 가능하고, 수집된 데이터의 전력공급 및 서비스 업체로의 전송을 통한 다양한 전력 부가 서비스가 가능한 가전 및 홈네트워크 기기의 에너지 소비 모니터링 및 대기전력 절감 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 가전기기와 연결되어 해당 가전기기의 전력소모량을 검출하며, 당해 가전기기로의 전원의 인가를 허용 또는 차단하는 2이상의 에너지 절감 노드 및 각각의 상기 에너지 절감 노드와 연결되어 상기 에너지 절감 노드로부터 상기 전력소모량을 비롯한 해당 가전기기의 각종 상태 정보를 수집하는 에너지 절감 서버를 포함하여 이루어진 가전 및 홈네트워크 기기의 에너지 소비 모니터링 및 대기전력 절감 시스템이 제공된다.
Figure P1020080133932
에너지, 절감, 가전기기, 대기전력, 통신대기전력, 모니터링, 소비전력, 자동 차단

Description

가전 및 홈네트워크 기기의 에너지 소비 모니터링 및 대기전력 절감 시스템 및 방법{System and methods for reducing standby power and monitoring electric energy consumed by home appliances and home network devices}
본 발명은 가정 및 사무실을 포함한 주거 환경내에 불필요하게 소모되고 있는 수동대기전력뿐만 아니라 능동대기전력까지도 자동으로 차단할 수 있으며, 특정 기간 동안 특정 기기가 얼마 만큼의 전기 에너지를 소비하는지 실시간으로 조회가 가능하고, 수집된 데이터의 전력공급 및 서비스 업체로의 전송을 통한 다양한 전력 부가 서비스가 가능한 가전 및 홈네트워크 기기의 에너지 소비 모니터링 및 대기전력 절감 시스템 및 방법에 관한 것이다.
디지털 기술 및 네트워크 기술의 발전과 더불어 생활가전 및 정보가전기기 또한 기술의 융복합화에 따라 다양한 기능을 고루 갖춘 형태로 개발이 되고 있으며, 각 가정 및 사무실에는 이러한 디지털 융복합 기기가 널리 보급되고 있는 실정이다. 그러나 기능의 융복합화 및 네트워킹 기능의 지원으로 인해 이러한 정보가전기기는 사용자의 의도와는 달리, 그리고 사용자가 인식도 못하는 사이에 통신대기전력(또는 능동대기전력)을 소모할 뿐만 아니라, 사용자 편의를 위해 제공된 리모 콘 입력을 기다리는 등 다양한 방법으로 사용자도 모르게 명령대기전력(또는 수동대기전력)을 소모하고 있다.
구체적으로, 가정의 경우 현재 전체 전력소모량의 10%~20% 정도가 대기전력(수동+능동)으로 소모되고 있고, 홈네트워크의 발전에 따라 능동대기전력이 차지하는 비중도 늘고 있어서 이러한 대기전력이 향후 20%~40%까지 증가할 전망이며, 이 중에서 능동대기전력이 차지하는 비중이 70~80% 정도가 될 것으로 전망되고 있다. 따라서 능동대기전력의 절감은 향후 에너지 문제와 관련하여 큰 이슈가 될 것임이 자명하다.
그러나 사용자는 자신의 어떠한 기기가 어느 특정 기간동안 얼마만큼의 전력을 소모하는지 알 수가 없어, 전기 에너지 절약의 필요성을 실제 피부로 못 느끼고 있으며, 간혹 매월 청구되는 전기료에 대해 의구심만 가질 뿐이다. 최근들어 이러한 사용자의 호기심 해결을 통한 사용자 스스로의 에너지 절약의 실천을 도와줄 수 있는 기술의 수요가 높아지고 있다.
한편, 기기별 에너지 소비 모니터링 기능과 관련하여, 가정 및 건물 단위별로 소모되는 전력량의 총량을 측정하는 계량기의 디지털화와 원격검침 기술 및 관련 기기만이 개발되어 있을 뿐 현재까지 기기별로 특정 기간을 지정하여 전력 소모량까지 모니터링하는 기술은 개발되어 있지 않다.
다음으로, 대기전력 자동 차단 기능과 관련하여, 수동대기전력의 경우 리모컨 등을 이용해서 사용자가 원할 때 전력을 차단하여 플러그를 뽑는 효과를 제공하는 콘센트나 타이머를 이용해서 사용자가 설정한 시간에 전력을 차단하여 플러그를 뽑는 효과를 제공하는 콘센트 정도가 개발되어 있을 뿐 자동 차단 기능까지 갖춘 콘센트 등은 개발되어 있지 않다. 또한, 부하감지를 통해 사용전력과 대기전력을 구별해서 대기전력을 차단하는 콘센트가 개발되어 있으나, 이 경우에도 능동대기전력을 자동으로 차단하는 기능을 제공하는 기술 및 제품이 현재까지 개발되어 있지 않다.
다음으로, 전력공급업체 및 전력서비스업체와의 연동 서비스 제공 기능과 관련해서도 단지 원격검침기술만이 개발되어 있을 뿐 상위 전력공급업체 및 서비스 제공업체와의 시스템 연동을 통해 수집된 전력소비 데이터를 피드백하고 및 이를 통해 다양한 부가서비스를 제공하는 기술은 현재까지 전혀 개발되어 있지 않다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 가정 및 사무실을 포함한 주거 환경내에 불필요하게 소모되고 있는 수동대기전력뿐만 아니라 능동대기전력까지도 자동으로 차단할 수 있으며, 특정 기간 동안 특정 기기가 얼마 만큼의 전기 에너지를 소비하는지 실시간으로 조회가 가능하고, 수집된 데이터의 전력공급 및 서비스 업체로의 전송을 통한 다양한 전력 부가 서비스가 가능한 가전 및 홈네트워크 기기의 에너지 소비 모니터링 및 대기전력 절감 시스템 및 방법을 제공함을 목적으로 한다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 가전기기와 연결되어 해당 가전기기의 전력소 모량을 검출하며, 당해 가전기기로의 전원의 인가를 허용 또는 차단하는 2이상의 에너지 절감 노드 및 각각의 상기 에너지 절감 노드와 연결되어 상기 에너지 절감 노드로부터 상기 전력소모량을 비롯한 해당 가전기기의 각종 상태 정보를 수집하는 에너지 절감 서버를 포함하여 이루어진 가전 및 홈네트워크 기기의 에너지 소비 모니터링 및 대기전력 절감 시스템이 제공된다.
전술한 구성에서, 상기 에너지 절감 노드와 상기 에너지 절감 서버는 전력선 통신(Power Line Communication; PLC), 지그비(Zigbee) 또는 유에스엔(Ubiquitous Sensor Network; USN) 네트워크를 통해 연결될 수 있다.
한편, 상기 에너지 절감 서버는 댁외부나 사무실 외부의 전력을 공급하는 전력공급업체 또는 전력관련 서비스를 시행하는 전력서비스 제공업체에 위치하는 상위 시스템과 통신하는 통신 인터페이스를 구비할 수 있다. 상기 에너지 절감 서버는 또한 홈 게이트웨이와 통합적으로 구현되거나 그 대신에 외부의 홈 게이트웨이와 연동하기 위한 홈 게이트웨이 인터페이스를 구비할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 가전기기와 연결되어 해당 가전기기의 전력소모량을 검출하며, 당해 가전기기로의 전원의 인가를 허용 또는 차단하는 2이상의 에너지 절감 노드와 연결되어 이루어지되, 상기 에너지 절감 노드로부터 상기 전력소모량을 비롯한 해당 가전기기의 각종 상태 정보를 수집하는 기능 모듈 및 상기 각종 상태 정보에 의거하여 상기 에너지 절감 노드에 해당 가전기기의 전원 제어 신호를 출력하는 기능 모듈을 포함하여 이루어진 가전 및 홈네트워크 기기의 에너지 소비 모니터링 및 대기전력 절감 시스템의 에너지 절감 서버가 제공된다.
전술한 구성에서, 댁외부나 사무실 외부의 전력을 공급하는 전력공급업체 또는 전력관련 서비스를 시행하는 전력서비스 제공업체에 위치하는 상위 시스템과 통신하여 수집된 데이터를 전달하는 기능 모듈; 소비전력의 모니터링이나 설정 기능 등을 제공하기 위해 RS-232 통신 인터페이스, PC를 이용한 IP 네트워크와 웹 브라우져를 통한 인터페이스 또는 홈 네트워크를 통해 에너지 절감 서버가 자체적으로 제공하는 응용프로그램을 통한 사용자 인터페이스; 수집된 상기 각종 상태 정보에 의거하여 에너지 소비 현황을 특정 기간별, 특정 가전기기별 또는 특정 가전기기의 특정 기간별로 소모된 전력량, 기간별 누적 사용량이나 예상 전기료 데이터를 산출한 후에 상기 사용자 인터페이스를 통해 사용자가 조회할 수 있도록 하는 에너지 소비 모니터링 기능 모듈; 상기 사용자 인터페이스에 의해 사용자에 의한 각종 사용자 설정을 지원하고 상기 사용자 설정을 기준으로 하여 알람을 수행하는 기능 모듈; 정보 가전기기의 현재 동작 여부를 홈 게이트웨이 기능 모듈이나 홈 게이트웨이와 연동하는 기능 모듈을 더 구비할 수 있다.
또한, 상기 전원 제어 신호를 출력하는 기능 모듈은 상기 각종 상태 정보에 의거하여 해당 가전기기의 대기전력을 차단하도록 상기 에너지 절감 노드에 상기 전원 제어 신호를 출력할 수 있다.
한편, 상기 대기전력이 통신대기전력인 경우에, 상기 전원 제어 신호를 출력하는 기능 모듈은 상기 대기전력 차단을 위해 상기 에너지 절감 노드로부터 장치의 대기상태를 보고 받고, 해당 가전기기가 네트워크 설정이나 장치 설정 등 웨이크-업시 필요한 다양한 콘텍스트를 자체 메모리에 저장하거나 홈 게이트웨이 또는 에 너지 절감 서버로 푸시할 수 있도록 해당 가전기기의 종료 명령을 준비시키며, 해당 가전기기로부터 종료 준비가 완료되었음을 보고받은 후에 상기 대기전력을 차단하도록 상기 상기 에너지 절감 노드에 상기 전원 제어 신호를 출력할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, AC 전원과 가전기기 사이에 설치되고, 가전기기에 공급되는 전압 및 전류를 검출하는 검출 수단; 가전기기에 AC 전원을 공급 또는 차단하는 전원 출력 수단; 가전기기의 전력소모량을 포함한 각종 상태 정보를 시청각적으로 출력하는 알림 수단 및 상기 검출 수단으로부터 입력된 전압 및 전류치에 의해 상기 전력소모량을 포함한 각종 정보를 산출한 후에 상기 산출된 정보에 의거하여 상기 전원 출력 수단을 제어하는 것을 중앙 제어 수단을 구비한 에너지 절감 노드가 제공되거나,
AC 전원과 가전기기 사이에 설치되고, 가전기기에 공급되는 전압 및 전류를 검출하는 검출 수단; 가전기기에 AC 전원을 공급 또는 차단하는 전원 출력 수단; 상위의 네트워크 절감 서버와의 사이에서 통신을 담당하는 네트워크 인터페이스 수단 및 상기 전원 출력 수단을 제어하며, 상기 검출 수단으로부터 입력된 전압 및 전류치에 의해 상기 전력소모량을 포함한 각종 상태 정보를 생성한 후에 상기 네트워크 인터페이스 수단을 통해 네트워크 절감 서버에 전달하는 중앙 제어 수단을 포함하여 이루어진 에너지 절감 노드가 제공된다.
전술한 구성에서, 상기 전원 출력 수단은 전원의 공급이 없는 경우에 온 상태로 되는 상시 온 상태의 릴레이 스위치를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 검출 수단은 MEMS 기반의 전압 및 전류 센서로 이루어질 수 있다.
상기 중앙 제어 수단은 자체의 판단 또는 상기 에너지 절감 서버의 지시에 따라 상기 전원 출력 수단의 동작을 제어한다.
한편, 상기 네트워크 인터페이스 수단은 전력선 통신(Power Line Communication; PLC), 지그비(Zigbee) 또는 유에스엔(Ubiquitous Sensor Network; USN) 네트워크로 이루어질 수 있다.
상기 에너지 절감 노드는 매립 또는 멀티탭 형태로 이루어진 콘센트형, 기존의 콘센트에 꽂아서 사용할 수 있는 어댑터 형 또는 가전기기 등에 직접 내장할 수 있는 빌트인형 중 어느 하나의 형태로 이루어질 수 있다.
본 발명의 가전 및 홈네트워크 기기의 에너지 소비 모니터링 및 대기전력 절감 시스템 및 방법에 따르면 다음과 같은 작용/효과가 발생한다.
(1) 에너지 절약, 특히 전기에너지 절약은 사용자의 실천이 가장 기본이 된다. 그러나 댁내 또는 사무실내에 가전기기 및 정보기기의 종류 및 수가 증가함에 따라 기기 사용이 끝날 때마다 매번 플러그를 뽑는 일은 말처럼 간단한 일은 아니다. 이로 인해 사용하지도 않는 가전기기의 수동대기전력이 소모되고 있으나, 본 발명은 자동으로 플러그를 뽑는 효과를 낸다.
(2) 정보기기의 네트워크화, 융복합화에 따라 다양한 기능이 탑재되고, 항상 네트워크에 연결되어 일반 비네트워크 기기보다 훨씬 더 많은 소비전력과 통신대기전력을 소모한다. 사용하지도 않는 정보가전기기의 경우 네트워크 연결성을 유지하기 위해 소모되는 통신대기전력은 수동대기전력보다도 훨씬 많으며, 앞으로도 계속 증가할 전망이다. 본 발명은 이러한 통신대기전력도 효율적으로 차단하여 에너지 절감 및 더 나아가 지구온난화 방지에 일조를 할 수 있다.
(3) 본 발명의 에너지 절감 서버의 경우 상위 전력공급업체 또는 전력서비스 제공업체의 시스템과 연동하여 다양한 부가 서비스 창출이 가능할 뿐만 아니라, 전력공급업체의 경우 전력공급계획 수립, 가전업체의 경우 가전기기 설계에 반영 등 다양한 산업에 파급 효과가 있다.
(4) 본 발명의 에너지 절감 노드의 경우, 콘센트형으로 제작시 건물 시공시부터 고려가 되어야하는 상황으로, 관련법규나 정책의 변화에 따라 매우 큰 시장을 형성할 수 있어서 관련 산업의 발달을 촉진시킬 수가 있다.
이하에는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가전 및 홈네트워크 기기의 에너지 소비 모니터링 및 대기전력 절감 시스템 및 방법에 대해 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 가전 및 홈네트워크 기기의 에너지 소비 모니터링 및 대기전력 절감 시스템의 전체적인 구성도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 가전 및 홈네트워크 기기의 에너지 소비 모니터링 및 대기전력 절감 시스템은 크게 다수의 에너지 절감 노드(200)와 하나의 에너지 절감 서버(100)로 구성될 수 있다. 여기에서, 각각의 에너지 절감 노드(200)와 에너지 절감 서버(100)는 전력선 통신(Power Line Communication; PLC) 또는 지그비(Zigbee) 또는 유에스엔(Ubiquitous Sensor Network; USN) 등과 같이 새로운 배선(공사)이 요구되지 않 는 네트워크(No Nwe Wire Networking) 기술을 사용하여 연결되며, 상호간에 데이터 및 명령 등의 송수신이 가능한 구조를 갖는다. 각각의 에너지 절감 노드(200)는 각각의 가전기기(100)와 연결되는데, 이 상태에서 각각의 에너지 절감 노드(200)는 대응되는 가전기기(300)로의 AC 전원을 인가하거나 차단한다.
도 2는 도 1에서 에너지 절감 서버의 기능별 구조 및 전체 시스템 구성도이다. 본 발명의 에너지 절감 서버(100)는 에너지 절감 서버의 고유 기능(110) 이외에 홈 게이트웨이(홈 서버) 서버(120) 또는 홈 게이트웨이(홈 서버)와의 연동 기능(130)을 구비할 수 있는데, 이와 같이 본 발명의 에너지 절감 서버(100)는 집이나 사무실 등 에너지 관리가 필요한 단위별로 위치하며 기존의 홈 게이트웨이 또는 홈 서버와 연동하거나 에너지 절감 서버 자체가 홈 게이트웨이 또는 홈 서버의 역할을 수행할 수 있다. 다시 말해, 기존의 홈 게이트웨이 또는 홈 서버에 에너지 관리 기능이 추가된 형태로도 구현이 가능한바, 이 경우, 에너지 절감 서버는 에너지 절감 노드(200)뿐만 아니라 댁내 가전기기 및 상위 시스템(400)과의 통신 및 연동이 가능하다.
에너지 절감 서버(100)는 또한 전술한 바와 같이 새로운 배선이 필요없는 네트워크 인터페이스(160)를 통해 에너지 절감 노드(200)와 통신하는 기능을 구비하는데, 에너지 절감 노드(200)와 통신하여 에너지 절감 노드(200)에서 수집된 전력소모량 등의 데이터 또는 대기모드, 운용시간 등의 상태 정보를 취득하거나, 특정 명령을 에너지 절감 노드(200)로 전달하여 데이터 수집의 시작, 종료, 초기화와 상태정보의 초기화, 전송요청 등을 수행한다.
에너지 절감 서버(100)는 또한 광대역 통신망(Wide Area Network; WAN) 인터페이스(150)를 통해 상위 시스템(400)과 통신하는 기능을 구비하는데, 여기에서 상위 시스템(400)은 댁외부나 사무실 외부의 전력을 공급하는 전력공급업체 또는 전력관련 서비스를 시행하는 전력서비스 제공업체에 위치하는 시스템을 말한다. 이와 같이 에너지 절감 서버(100)는 상위 시스템(400)과 통신을 수행하여 상위 시스템(400)인 전력서비스 제공업체의 서비스 목적 및 필요에 따라 자체적으로 수집한 데이터를 전송할 수도 있다.
에너지 절감 서버(100)는 또한 소비전력의 모니터링이나 설정 기능 등을 제공하기 위해 사용자 인터페이스를 구비하는데, 이러한 사용자 인터페이스는 에너지 절감 서버(100)와 직접 연결되어 이루어지는 RS-232 통신 인터페이스, PC를 이용한 IP 네트워크와 웹 브라우져를 통한 인터페이스, 기타 홈 네트워크를 통해 에너지 절감 서버가 자체적으로 제공하는 응용프로그램을 통한 사용자 인터페이스 등이 있다.
에너지 절감 서버(100)는 또한 사용자에게 에너지 소비 현황을 특정 기간별, 특정 기기별, 특정 기기의 특정 기간별로 소모된 전력량을 조회할 수 있는 에너지 소비 모니터링 기능을 구비하고, 이외에도 기간별 누적 사용량이나 예상 전기료 등의 데이터를 사용자 인터페이스를 통해 제공한다.
에너지 절감 서버(100)는 또한 사용자 설정 및 알람 기능을 제공하는데, 사용자는 사용자 인터페이스를 통해 에너지 절감 서버(100)에 각종 사용자 설정을 할 수 있으며, 이러한 설정 항목에 따라 필요한 경우 알람 기능을 제공받을 수 있다. 예를 들면, 특정 가전기기(300)의 순간 소비전력이 특정 값 이상이거나 예상 전기료가 특정 값 이상일 경우에는, 에너지 절감 서버(100)가 사용자에게 알람 기능을 제공함으로써 사용자로 하여금 전기 에너지 절약을 몸소 실천할 수 있도록 할 수 있다.
에너지 절감 서버(100)는 또한 능동대기전력(통신대기전력) 차단 기능을 구비할 수 있는데, 홈 게이트웨이(또는 홈 서버)에 에너지 절감 서버 기능이 부가된 경우나 에너지 절감 서버 자체가 홈 게이트웨이(또는 홈 서버) 기능을 제공할 때, 에너지 절감 서버는 홈 네트워크를 통해 가전기기(300)의 현재 동작 여부를 판단할 수 있으며, 특정한 동작없이 네트워크에 연결되어 능동대기전력(통신대기전력)을 소모하고 있는 상태를 알아낼 수 있다. 이 경우, 해당 가전기기와의 통신을 통해 종료 준비를 시키고, 해당 가전기기(300)가 연결된 에너지 절감 노드(200)에게 명령을 내려 AC 전원을 차단함으로써 능동대기전력(통신대기전력)을 차단할 수 있다.
종료 준비 명령을 받는 경우, 가전기기(300)는 전원이 재인가될 경우를 대비해 현재의 콘텍스트(각종 설정이나 상태정보 등)를 자체적으로 저장하거나 에너지 절감 서버(100)에 저장할 수 있는데, 사용자의 장치 사용 등으로 전원이 재인가될 경우 저장된 설정값을 다시 읽어들여 설정을 완료할 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이 본 발명의 에너지 절감 서버(100)는 홈 게이트웨이(홈 서버) 일체형, 즉 기존의 홈 게이트웨이(홈 서버)에 에너지 절감 서버 기능이 추가되거나 이와는 반대로 에너지 절감 서버에 홈 게이트웨이(홈 서버) 기능이 추가된 형태; 홈 게이트웨이(홈 서버) 연동형, 즉 홈 게이트웨이(홈 서버) 기능이 배 제된 순수한 에너지 절감 서버 기능만 제공하는 단독 형태이나 홈 게이트웨이(홈 서버)와는 연동이 가능한 형태 또는 순수 단독형, 즉 홈 게이트웨이(홈 서버) 기능이 배제된 순수한 에너지 절감 서버 기능만 제공하는 단독 형태로 홈 게이트웨이(홈 서버)와 연동이 안 되는 형태 등으로 구현될 수 있을 것이다.
도 3은 도 1에서 에너지 절감 노드의 블록 구성도이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 에너지 절감 노드(200)는 AC 전원을 입력받아 공급하는 전원 입력부(210), 전원 입력부(210)를 통해 입력된 AC 전원을 저전압의 DC 전원으로 변환하는 AC-DC 변환부(220), 전원 입력부(220)를 통해 입력,즉 자기 에너지 절감 노드(200)에 연결된 가전기기(300)에서 소비되는 전류와 전압을 검출하는 전류/전압 검출부(230), 후술하는 바와 같이 에너지 절감 노드(200)의 전체적인 동작을 총괄 제어하여 각종 기능을 수행하는 중앙 제어부(240), 외부의 에너지 절감 서버(100)와의 사이에서 통신을 담당하는 네트워크 인터페이스(250) 및 외부의 가전기기(300)에 전원 입력부(210)를 통해 입력된 AC 전원을 공급 또는 차단하는 전원 출력부(260)를 포함하여 이루어질 수 있다.
전술한 구성에서, 전원 입력부(210)는 전원 커넥터 등으로 이루어질 수 있고, 전원 출력부(260)는 릴레이 스위치와 이를 구동하는 구동부를 포함하여 이루어질 수 있을 것이다. 이 경우에 에너지 절감 노드(200)가 이상 동작 또는 고장시에도 가전기기(300)의 정상 동작을 위해서 AC 전원은 반드시 공급되도록 하는 것이 바람직한바, 이를 위해 릴레이 스위치로 상시 온 스위치, 즉 전원의 공급이 없는 경우에 온 상태로 되는 스위치를 채택하는 것이 바람직하다. 전류/전압 검출 부(230)는 자체 소비전력을 최소화하기 위해 비접촉식 MEMS(Micro Eelectro Mechanical Systems) 기반으로 구현된 전류 및 전압 센서를 채택할 수 있다. 중앙 제어부(240)는 MCU로 구현될 수 있는데, 후술하는 각종 기능, 즉 통상적인 데이터 처리(242), 소비전력 측정(244), 수동대기모드 검출(246) 또는 전원 출력부(260)를 통한 전원 제어(248) 기능을 수행한다.
이를 구체적으로 설명하면, 각각의 에너지 절감 노드(200)는 자기에게 연결되어 있는 가전기기(300)에 AC 전원을 공급하는 기능을 구비한다.
에너지 절감 노드(200)는 또한 자체적인 판단에 의해 또는 에너지 절감 서버(100)와 같은 외부로부터의 명령에 의해 가전기기(300)로 전달되는 AC 전원을 차단하는 기능 및 에너지 절감 노드(200)에 연결된 가전기기(300)가 수동대기모드일 경우 자동으로 전원을 차단하여 수동대기전력을 차단하는 자동 수동대기전력 차단기능을 구비한다.
에너지 절감 노드(200)는 또한 전류/전압 검출부(230)의 검출값에 의해 에너지 절감 노드(200)에 연결된 가전기기(300)가 현재 수동대기모드인지 아니면 주 동작중인지 판단하는 가전기기의 수동대기모드 판단 기능 및 에너지 절감 노드(200)에 연결된 가전기기(300)가 사용하는 소비전력을 측정하는 소비전력 측정 기능을 구비한다.
에너지 절감 노드(200)는 또한 에너지 절감 서버(100)와의 통신 기능을 구비하는데, 이를 통해 에너지 절감 서버(100)의 명령에 의해 측정한 소모전력량을 에너지 절감 서버(100)로 전송할 수 있다.
한편, 이러한 에너지 절감 노드(200)는 기존의 콘센트에 에너지 절감 노드 기능이 추가된 형태의 매립 또는 멀티탭 형태로 이루어진 콘센트형, 기존의 콘센트에 꽂을 수 있는 에너지 절감 노드 기능이 탑재되어 기존의 콘센트에 꽂아서 사용할 수 있는 어댑터 형태 또는 에너지 절감 노드 기능을 모듈로 부품화한 형태로 가전기기 등에 직접 내장할 수 있는 빌트인형 등으로 구현할 수 있을 것이다.
본 발명의 가전 및 홈네트워크 기기의 에너지 소비 모니터링 및 대기전력 절감 시스템 및 방법은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다. 예를 들어, 에너지 절감 노드와 에너지 절감 서버로 구성되는 에너지 절감 시스템 구성에서 에너지 절감 서버 없이 에너지 절감 노드만에 의해 수동대기전력 자동차단 기능만을 제공할 수도 있을 것이다. 나아가, 이와 같이 에너지 절감 노드만으로 에너지 절감 시스템을 구성할 경우, 추가로 소비전력 모니터링 기능을 에너지 절감 노드에 내장하여 모니터링한 소비전력 정보를 사용자에게 시청각적으로 알리는 기능(수단)을 더 구비할 수도 있을 것인바, 이 경우에는 하나의 가전기기에 대해서만 소비전력 모니터링이 가능할 것이다.
도 1은 본 발명의 가전 및 홈네트워크 기기의 에너지 소비 모니터링 및 대기전력 절감 시스템의 전체적인 구성도,
도 2는 도 1에서 에너지 절감 서버의 기능별 구조 및 전체 시스템 구성도,
도 3은 도 1에서 에너지 절감 노드의 기능별 블록 구성도이다.
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***
100: 에너지 절감 서버, 110: 에너지 절감 서버 기능부,
120: 홈 게이트웨이 기능부, 130: 홈 게이트웨이 인터페이스,
140: 홈네트워크 인터페이스, 150: WAN 인터페이스,
160: 무선 네트워크 인터페이스, 200: 에너지 절감 노드,
210: 전원 입력부, 220: AC-DC 변환부,
230: 전류/전압 검출부, 240: 중앙 제어부,
242: 데이터처리 기능부, 244: 소비전력측정 기능부,
246: 수동대기모드검출 기능부, 248: 전원제어 기능부,
250: 네트워크 인터페이스, 260: 전원 출력부,
300: 가전기기, 400: 상위 시스템

Claims (20)

  1. 가전기기와 연결되어 해당 가전기기의 전력소모량을 검출하며, 당해 가전기기로의 전원의 인가를 허용 또는 차단하는 2이상의 에너지 절감 노드 및
    각각의 상기 에너지 절감 노드와 연결되어 상기 에너지 절감 노드로부터 상기 전력소모량을 비롯한 해당 가전기기의 각종 상태 정보를 수집하는 에너지 절감 서버를 포함하여 이루어진 가전 및 홈네트워크 기기의 에너지 소비 모니터링 및 대기전력 절감 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 에너지 절감 노드와 상기 에너지 절감 서버는 전력선 통신(Power Line Communication; PLC), 지그비(Zigbee) 또는 유에스엔(Ubiquitous Sensor Network; USN) 네트워크를 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 가전 및 홈네트워크 기기의 에너지 소비 모니터링 및 대기전력 절감 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 에너지 절감 서버는 댁외부나 사무실 외부의 전력을 공급하는 전력공급업체 또는 전력관련 서비스를 시행하는 전력서비스 제공업체에 위치하는 상위 시스템과 통신하는 통신 인터페이스를 구비한 것을 가전 및 홈네트워크 기기의 에너지 소비 모니터링 및 대기전력 절감 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 에너지 절감 서버는 홈 게이트웨이와 통합적으로 구현된 것을 특징으로 하는 가전 및 홈네트워크 기기의 에너지 소비 모니터링 및 대기전력 절감 시스템.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 에너지 절감 서버는 외부의 홈 게이트웨이와 연동하기 위한 홈 게이트웨이 인터페이스를 구비한 것을 특징으로 하는 가전 및 홈네트워크 기기의 에너지 소비 모니터링 및 대기전력 절감 시스템.
  6. 가전기기와 연결되어 해당 가전기기의 전력소모량을 검출하며, 당해 가전기기로의 전원의 인가를 허용 또는 차단하는 2이상의 에너지 절감 노드와 연결되어 이루어지되,
    상기 에너지 절감 노드로부터 상기 전력소모량을 비롯한 해당 가전기기의 각종 상태 정보를 수집하는 기능 모듈 및
    상기 각종 상태 정보에 의거하여 상기 에너지 절감 노드에 해당 가전기기의 전원 제어 신호를 출력하는 기능 모듈을 포함하여 이루어진 가전 및 홈네트워크 기기의 에너지 소비 모니터링 및 대기전력 절감 시스템의 에너지 절감 서버.
  7. 제 6 항에 있어서,
    댁외부나 사무실 외부의 전력을 공급하는 전력공급업체 또는 전력관련 서비스를 시행하는 전력서비스 제공업체에 위치하는 상위 시스템과 통신하여 수집된 데이터를 전달하는 기능 모듈을 더 구비한 것을 특징으로 하는 가전 및 홈네트워크 기기의 에너지 소비 모니터링 및 대기전력 절감 시스템의 에너지 절감 서버.
  8. 제 7 항에 있어서,
    소비전력의 모니터링이나 설정 기능 등을 제공하기 위해 RS-232 통신 인터페이스, PC를 이용한 IP 네트워크와 웹 브라우져를 통한 인터페이스 또는 홈 네트워크를 통해 에너지 절감 서버가 자체적으로 제공하는 응용프로그램을 통한 사용자 인터페이스를 더 구비한 것을 특징으로 하는 가전 및 홈네트워크 기기의 에너지 소비 모니터링 및 대기전력 절감 시스템의 에너지 절감 서버.
  9. 제 8 항에 있어서,
    수집된 상기 각종 상태 정보에 의거하여 에너지 소비 현황을 특정 기간별, 특정 가전기기별 또는 특정 가전기기의 특정 기간별로 소모된 전력량, 기간별 누적 사용량이나 예상 전기료 데이터를 산출한 후에 상기 사용자 인터페이스를 통해 사용자가 조회할 수 있도록 하는 에너지 소비 모니터링 기능 모듈을 더 구비한 것을 특징으로 하는 가전 및 홈네트워크 기기의 에너지 소비 모니터링 및 대기전력 절감 시스템의 에너지 절감 서버.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 사용자 인터페이스에 의해 사용자에 의한 각종 사용자 설정을 지원하고 상기 사용자 설정을 기준으로 하여 알람을 수행하는 기능 모듈을 더 구비한 것을 특징으로 하는 가전 및 홈네트워크 기기의 에너지 소비 모니터링 및 대기전력 절감 시스템의 에너지 절감 서버.
  11. 제 10 항에 있어서,
    정보 가전기기의 현재 동작 여부를 홈 게이트웨이 기능 모듈이나 홈 게이트웨이와 연동하는 기능 모듈을 더 구비한 것을 특징으로 하는 가전 및 홈네트워크 기기의 에너지 소비 모니터링 및 대기전력 절감 시스템의 에너지 절감 서버.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 전원 제어 신호를 출력하는 기능 모듈은 상기 각종 상태 정보에 의거하여 해당 가전기기의 대기전력을 차단하도록 상기 에너지 절감 노드에 상기 전원 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 가전 및 홈네트워크 기기의 에너지 소비 모니터링 및 대기전력 절감 시스템의 에너지 절감 서버.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 대기전력이 통신대기전력인 경우에,
    상기 전원 제어 신호를 출력하는 기능 모듈은 상기 대기전력 차단을 위해 상 기 에너지 절감 노드로부터 장치의 대기상태를 보고 받고, 해당 가전기기가 네트워크 설정이나 장치 설정 등 웨이크-업시 필요한 다양한 콘텍스트를 자체 메모리에 저장하거나 홈 게이트웨이 또는 에너지 절감 서버로 푸시할 수 있도록 해당 가전기기의 종료 명령을 준비시키며, 해당 가전기기로부터 종료 준비가 완료되었음을 보고받은 후에 상기 대기전력을 차단하도록 상기 상기 에너지 절감 노드에 상기 전원 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 가전 및 홈네트워크 기기의 에너지 소비 모니터링 및 대기전력 절감 시스템의 에너지 절감 서버.
  14. AC 전원과 가전기기 사이에 설치되고,
    가전기기에 공급되는 전압 및 전류를 검출하는 검출 수단;
    가전기기에 AC 전원을 공급 또는 차단하는 전원 출력 수단;
    가전기기의 전력소모량을 포함한 각종 상태 정보를 시청각적으로 출력하는 알림 수단 및
    상기 검출 수단으로부터 입력된 전압 및 전류치에 의해 상기 전력소모량을 포함한 각종 정보를 산출한 후에 상기 산출된 정보에 의거하여 상기 전원 출력 수단을 제어하는 것을 중앙 제어 수단을 구비한 에너지 절감 노드.
  15. AC 전원과 가전기기 사이에 설치되고,
    가전기기에 공급되는 전압 및 전류를 검출하는 검출 수단;
    가전기기에 AC 전원을 공급 또는 차단하는 전원 출력 수단;
    상위의 네트워크 절감 서버와의 사이에서 통신을 담당하는 네트워크 인터페이스 수단 및
    상기 전원 출력 수단을 제어하며, 상기 검출 수단으로부터 입력된 전압 및 전류치에 의해 상기 전력소모량을 포함한 각종 상태 정보를 생성한 후에 상기 네트워크 인터페이스 수단을 통해 네트워크 절감 서버에 전달하는 중앙 제어 수단을 포함하여 이루어진 에너지 절감 노드.
  16. 제 14 항 및 제 15 항에 있어서,
    상기 전원 출력 수단은 전원의 공급이 없는 경우에 온 상태로 되는 상시 온 상태의 릴레이 스위치를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 에너지 절감 노드.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 검출 수단은 MEMS 기반의 전압 및 전류 센서로 이루어진 것을 특징으로 것을 특징으로 하는 에너지 절감 노드.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 중앙 제어 수단은 자체의 판단 또는 상기 에너지 절감 서버의 지시에 따라 상기 전원 출력 수단의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 에너지 절감 노드.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 네트워크 인터페이스 수단은 전력선 통신(Power Line Communication; PLC), 지그비(Zigbee) 또는 유에스엔(Ubiquitous Sensor Network; USN) 네트워크로 이루어진 것을 특징으로 하는 에너지 절감 노드.
  20. 제 18항에 있어서,
    매립 또는 멀티탭 형태로 이루어진 콘센트형, 기존의 콘센트에 꽂아서 사용할 수 있는 어댑터 형 또는 가전기기 등에 직접 내장할 수 있는 빌트인형 중 어느 하나의 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 에너지 절감 노드.
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