KR20110018625A - 유무선 통신 기반 스마트 미터 시스템 - Google Patents

유무선 통신 기반 스마트 미터 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유무선 통신 기반 스마트 미터 시스템에 관한 것으로, 그 구성은 적어도 하나의 가전 기기와; 각각의 가전 기기에 연결되고, PLC를 수행하는 PLC 모듈, 무선 통신을 수행하는 RF 부, 연결된 가전 기기의 전력량을 측정하는 전력량 측정부, 측정된 전력량에 따른 요금을 산출하는 요금 산출부, 및 전력량과 요금을 표시하는 표시부를 포함하는 적어도 하나의 스마트 미터기와; PLC를 수행하는 PLC 모듈과 무선 통신을 수행하는 RF 부를 포함하고, PLC 모듈 및 RF 부를 통해 스마트 미터기와 연결되며, RF 부를 통해 인터넷 망과 연결되고, 스마트 미터기로부터 수신된 가전 기기의 전력량 및 요금을 표시하는 표시부와 가전 기기의 전력 차단을 포함하는 가전 기기의 제어를 위한 입력을 수행하는 입력부를 포함하는 게이트웨이; 및 인터넷 망을 통해 게이트웨이로부터 가전 기기별 사용 요금을 다운로드 및 표시하고 가전 기기의 전력 차단을 포함하는 가전 기기의 제어를 위한 입력을 수행하는 단말;을 포함한다. 본 발명은 가전 기기에 연결된 스마트 미터기 또는 스마트 미터기와 통신하는 게이트웨이 또는 단말을 통해 해당 가전 기기의 전력량 및 그에 따른 요금을 확인할 수 있고, 게이트웨이를 통해 가전 기기의 제어도 가능한 효과가 있다.
가전 기기, 스마트 미터기, 게이트웨이, 전력량, 요금

Description

유무선 통신 기반 스마트 미터 시스템{WIRE AND WIRELESS COMMUNICATION BASED SMART METER SYSTEM}
본 발명은 유무선 통신 기반 스마트 미터 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사용자가 용이하게 가전 기기의 전력량 및 사용 요금을 확인하고 필요시에 가전기기를 제어할 수 있는 유무선 통신 기반 스마트 미터 시스템에 관한 것이다.
인류의 산업화는 에너지 소비 증가에 따른 에너지 확보에 어려움을 겪게 하였으며 지구온난화의 주범인 CO2의 과다한 배출을 가져왔다. 이러한 에너지 확보의 위기와 지구온난화라는 중대한 문제를 해결할 수 있는 에너지 절약형 전력망이 스마트 그리드이다. 스마트그리드는 에너지 효율향상 등으로 인해 에너지 낭비를 절감하고 신재생에너지에 바탕을 둔 분산전원 활성화를 통해 에너지 해외 의존도 감조 및 기존의 발전설비에 들어가는 화석연료 사용 절감을 통한 온실 가스 감소 효과를 불러온다. 또한 환경과의 조화를 통한 지속적인 경제발전시스템 역할을 할 수 있을 것이다.
이 스마트그리드의 주요기술은 사용자 전력관리를 위해 스마트 미터(Smart Meter), 스마트빌딩(Smart Building), 스마트 가전제품(Smart Appliance), 수요자 전압조절(Consumer Voltage Regulation)등이 있다. 이중 스마트 미터, 즉 사용자의 집안 전체의 전력소모를 디지털화하여 기록하고 이를 공급자 측에 알려주는 시스템은 많이 발전하였다. 하지만 가전기기별 전력량 측정은 불가능하며 이를 계량기와 통신이 가능한 제품이 필요하다. 그리고 사용자는 자신의 전력사용량을 실시간으로 확인하여 가전기기의 대기전력 등의 불필요한 에너지의 낭비를 막을 방법이 필요하다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 그 목적은 사용자가 원할 때 어디서든지 사용자의 단말을 통해 가전 기기의 전력량 및 사용 요금을 용이하게 확인하고 제어함으로써 불필요한 에너지 소비를 막을 수 있는 유무선 통신 기반 스마트 미터 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 가전 기기에 연결된 스마트 미터기 또는 게이트웨이로 해당 가전 기기의 전력량 및 사용 요금을 확인 할 수 있는 유무선 통신 기반 스마트 미터 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 게이트웨이를 통해 가전 기기의 제어, 예컨대 전력 차단 등을 수행할 수 있는 유무선 통신 기반 스마트 미터 시스템을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유무선 통신 기반 스마트 미터 시스템은, 적어도 하나의 가전 기기와; 상기 각각의 가전 기기에 연결되고, PLC(Power Line Communication; 전력선 통신)를 수행하는 PLC 모듈, 무선 통신을 수행하는 RF 부, 상기 가전 기기의 전력량을 측정하는 전력량 측정부, 상기 측정된 전력량에 따른 요금을 산출하는 요금 산출부, 및 상기 전력량과 요금을 표시하는 표시부를 포함하는 적어도 하나의 스마트 미터기와; PLC를 수행하는 PLC 모듈과 무선 통신을 수행하는 RF 부를 포함하고, 상기 PLC 모듈 및 RF 부를 통해 상기 스마 트 미터기와 연결되며, 상기 RF 부를 통해 인터넷 망과 연결되고, 상기 스마트 미터기로부터 수신된 상기 가전 기기의 전력량 및 요금을 표시하는 표시부와 상기 가전 기기의 전력 차단을 포함하는 가전 기기의 제어를 위한 입력을 수행하는 입력부를 포함하는 게이트웨이(gateway); 및 상기 인터넷 망을 통해 상기 게이트웨이로부터 상기 가전 기기별 사용 요금을 다운로드 및 표시하고 필요시에 가전 기기의 전력 차단을 포함하는 가전 기기의 제어를 위한 입력을 수행하는 단말;을 포함하는 것에 특징이 있다.
그리고 본 발명에 따른 유무선 통신 기반 스마트 미터 시스템의 상기 단말은, 사용자의 이동 단말, 이동 전화기, 유/무선 전화기, 개인용 컴퓨터(PC; Personal Computer), 휴대용 멀티미디어 재생 장치(PMP; Portable Multimedia Player), 개인 정보 단말기(PDA; Personal Digital Assistant), 스마트 폰(Smart Phone), 또는 MP3 플레이어 중 어느 하나인 것에 특징이 있다.
또한, 본 발명에 따른 유무선 통신 기반 스마트 미터 시스템의 상기 요금 산출부는, 상기 연결돈 가전 기기의 시간당, 주간, 월간 전력 소비량을 계산하고, 특정 기간 동안의 전력 사용량을 계산하여 비용을 산출하는 것에 특징이 있다.
본 발명은 가전 기기에 연결된 스마트 미터기 또는 스마트 미터기와 통신하는 게이트웨이 또는 단말을 통해 해당 가전 기기의 전력량 및 그에 따른 요금을 확인할 수 있다.
그리고 게이트웨이를 통해 가전 기기의 제어도 가능한 효과가 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되나, 이는 예시적인 것이며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
본 발명의 실시예들에 따른 단말은 사용자에게 편의를 제공하는 단말로서, 바람직하게는 이동 단말, 이동 전화기, 유/무선 전화기, 휴대용 멀티미디어 재생 장치(PMP; Portable Multimedia Player), 개인 정보 단말기(PDA; Personal Digital Assistant), 스마트 폰(Smart Phone), MP3 플레이어 등과 같은 모든 정보 통신 기기 및 멀티 미디어 기기와 그에 대한 응용에도 적용될 수 있음은 자명할 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유무선 통신 기반 스마트 미터 시스템을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 유무선 통신 기반 스마트 미터 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 유무선 통신 기반 스마트 미터 시스템은 복수 개의 가전 기기(100; 100a, 100b...), 복수 개의 스마트 미터기(smart meter device, 200; 200a, 200b...), 게이트웨이(gateway; 400), 및 단말(500)로 구성된다.
가전 기기(100)는 사용자가 가정에서 사용하는 기기들로서, 복수 개일 수 있다. 가전 기기(100)는 예컨대, 보일러, 에어컨, 냉장고, 조명기기, 공기 청정기, 세탁기, TV, 가스레인지, 전자레인지 등일 수 있다.
스마트 미터기(200)는 가전 기기(100)에 하나씩 연결된다. 즉, 하나의 가전 기기(100)에 하나의 스마트 미터기(200)가 연결된다. 스마트 미터기(200)의 구성이 도 2에 도시된다. 도 2는 본 발명에 따른 유무선 통신 기반 스마트 미터 시스템의 스마트 미터기를 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 유무선 통신 기반 스마트 미터 시스템의 스마트 미터기(200)는 RF 부(201), 표시부(203), 전력 측정부(205), PLC 모듈(207), 및 제어부(209)로 구성된다.
RF 부(201)는 무선 통신을 수행한다. 스마트 미터기(200)의 RF 부(201)는 하기되는 게이트웨이(400)의 RF 부(301)를 통해 게이트웨이(400)와 무선 통신을 수행한다.
표시부(203)는 해당 스마트 미터기(200)와 연결된 가전 기기(100)의 전력량과 그에 따른 요금을 표시한다. 표시부(203)는 터치 스크린(touch screen) 형태일 수도 있다. 이 때, 표시부(203)는 LCD로 구현되며, LCD 제어부, 표시 데이터를 저장할 수 있는 메모리 및 LCD 표시소자 등을 구비할 수 있다.
전력 측정부(205)는 해당 스마트 미터기(200)와 연결된 가전 기기(100)의 전력량을 측정한다.
PLC 모듈(207)은 PLC(Power Line Communication; 전력선 통신)을 수행한다. 스마트 미터기(200)의 PLC 모듈(207)은 하기되는 게이트웨이(300)의 PLC 모듈(307)을 통해 PLC를 수행한다.
제어부(209)는 스마트 미터기(200)의 각 구성 요소에 대한 전반적인 동작을 수행한다. 제어부(209)는 본 실시예에 따라 요금 산출부(229)를 더 구비한다. 요금 산출부(229)는 전력 측정부(205)로부터 측정된 해당 가전 기기(100)의 전력량에 따른 요금을 산출한다. 요금 산출부(229)는 시간당, 주간, 월간 전력 소비량을 계산하고, 특정 기간 동안의 전력 사용량을 계산하여 비용을 산출할 수도 있다.
스마트 미터기(200)는 전술한 바와 같은 구성을 통해, 연결된 가전 기기(100)의 전력량을 계산하고, 이를 표시부(203)에 표시하며, 계산된 전력량에 따른 비용을 산출하여, 이를 표시부(203)에 표시한다.
게이트웨이(300)는 스마트 미터기(200)와 PLC 및 무선 통신으로 연결된다. 게이트웨이(300)의 구성이 도 3에 도시된다. 도 3은 본 발명에 따른 유무선 통신 기반 스마트 미터 시스템의 게이트웨이를 나타낸 블록도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 유무선 통신 기반 스마트 미터 시스템의 게이트웨이(300)는 RF 부(301), 표시부(303), 입력부(305), PLC 모듈(307), 및 제어부(309)로 구성된다.
RF 부(301)는 무선 통신을 수행한다. 게이트웨이(400)의 RF 부(301)는 스마트 미터기(200)의 RF 부(201)를 통해 스마트 미터기(200)와 무선 통신을 수행한다. 게이트웨이(400)는 RF 부(301)를 통해 스마트 미터기(200)로부터 데이터, 예컨대 해당 가전 기기(100)의 전력량과 요금을 수신한다.
표시부(303)는 게이트웨이(300)와 통신을 수행하는 스마트 미터기(200)로부터 전송되는 데이터를 표시한다. 즉, 표시부(303)는 스마트 미터기(200)와 연결된 가전 기기(100)의 전력량과 그에 따른 요금을 표시한다. 표시부(303)는 터치 스크 린 형태일 수도 있다. 이러한 경우, 하기되는 입력부(305)의 기능을 표시부(303)가 수행할 수도 있다.
입력부(305)는 게이트웨이(300)의 동작을 제어하기 위한 사용자의 조작 신호를 입력받는다. 입력부(305)는 사용자가 게이트웨이(300)의 표시부(303)를 통해 표시된 전력량을 확인한 뒤, 전력 소비가 많은 가전 기기(100)의 전력 차단을 원하는 경우, 이를 입력받는다. 그리고 입력부(305)는 사용자의 입력에 따라 가전 기기(100)의 전원 온/오프도 수행될 수 있다.
PLC 모듈(307)은 PLC를 수행한다. 게이트웨이(300)의 PLC 모듈(307)은 하기되는 스마트 미터기(200)의 PLC 모듈(207)을 통해 PLC를 수행한다. 게이트웨이(400)는 PLC 모듈(307)을 통해 스마트 미터기(200)로부터 데이터, 예컨대 해당 가전 기기(100)의 전력량과 요금을 수신한다. 이 때, PLC 모듈(307)은 RF 부(301)로 수신할 수 없는 거리에 있는 스마트 미터기(200)로부터 데이터를 수신할 수 있도록 한다.
제어부(309)는 게이트웨이(300)의 각 구성 요소에 대한 전반적인 동작을 수행한다. 제어부(309)는 본 실시예에 따라 가전 기기 제어부(319)를 더 구비한다. 가전 기기 제어부(319)는 전술한 바와 같이, 사용자가 입력부(305)를 통한 입력에 따라 해당 가전 기기(100)를 제어한다. 예를 들어, 가전 기기 제어부(319)는 해당 가전 기기(100)의 전력을 차단한다.
제어부(309)는 도면에는 도시하지 않았지만, PLC-RF 통신 변환기를 더 구비하고, 이를 통해 RF 통신 및 PLC의 변환을 수행할 수 있다.
게이트웨이(300)는 전술한 바와 같은 구성을 통해, 스마트 미터기(200)로부터 해당 가전 기기(100)의 전력량 및 비용을 수신하여 이를 표시부(303)에 표시하고, 원하는 가전 기기(100)의 제어를 수행한다.
단말(500)은 게이트웨이(300)와 인터넷 망(400)으로 연결된다. 단말(500)은 게이트웨이(300)로부터 가전 기기(100)별 전력량 및 요금을 다운로드하고 이를 표시부에 표시한다. 사용자는 가전 기기(100)별 사용 요금을 알고 싶을 때, 단말(500)을 이용하여 게이트웨이(300) 요금 정보를 요청하여 이를 다운로드 및 표시할 수 있다. 또는, 게이트웨이(300)가 설정된 시기마다 가전 기기(100)별 사용 요금을 단말(500)로 전송할 수도 있다. 본 실시예에서는 단말(500)과 게이트웨이(300)가 인터넷 망(400)으로 연결된 것을 예로 들어 설명하지만, 이러한 형태에 한정되는 것은 아니다.
단말(500)은 가전 기기(100)의 제어를 위한 입력을 수행한다. 예컨대, 단말(500)은 가전 기기(100)의 전력 차단할 수 있다. 사용자는 필요에 따라, 단말(500)을 이용하여 가전 기기(100)를 제어할 수 있다.
단말(500)은 사용자의 이동 단말, 이동 전화기, 유/무선 전화기, 개인용 컴퓨터(PC; Personal Computer), 휴대용 멀티미디어 재생 장치(PMP; Portable Multimedia Player), 개인 정보 단말기(PDA; Personal Digital Assistant), 스마트 폰(Smart Phone), 또는 MP3 플레이어 등일 수 있다. 본 실시예에서는 단말(500)이 서버(400)와 인터넷 망(300)으로 연결된 것을 예로 들어 설명하지만, 이러한 형태에 한정되는 것은 아니다.
한편, 본 실시예에서는 각 가전 기기마다 스마트 미터기가 연결되고, 사용자가 게이트웨이를 통해 가전 기기별 전력량 및 요금을 확인하는 것을 예로 들어 설명하였지만, 이러한 형태에 한정되는 것은 아니다. 즉, 별도의 게이트웨이 없이, 확인을 원하는 가전 기기에 스마트미터기만을 연결함으로써, 사용자가 해당 가전 기기의 전력량 및 요금을 확인할 수도 있다.
한편, 본 실시예에 따른 유무선 통신 기반 스마트 미터 시스템은 전술한 형태에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 중심 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 이는 본원발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 유무선 통신 기반 스마트 미터 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 유무선 통신 기반 스마트 미터 시스템의 스마트 미터기를 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 유무선 통신 기반 스마트 미터 시스템의 게이트웨이를 나타낸 블록도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100; 가전 기기 200; 스마트 미터기
201, 301; RF 부 203, 303; 표시부
205; 전력 측정부 207, 307; PLC 모듈
209, 309; 제어부 219; 요금 산출부
300; 게이트웨이 305; 입력부
319; 가전 기기 제어부 400; 인터넷 망
500; 단말

Claims (3)

  1. 적어도 하나의 가전 기기와;
    상기 각각의 가전 기기에 연결되고, PLC(Power Line Communication; 전력선 통신)를 수행하는 PLC 모듈, 무선 통신을 수행하는 RF 부, 상기 연결된 가전 기기의 전력량을 측정하는 전력량 측정부, 상기 측정된 전력량에 따른 요금을 산출하는 요금 산출부, 및 상기 전력량과 요금을 표시하는 표시부를 포함하는 적어도 하나의 스마트 미터기와;
    PLC를 수행하는 PLC 모듈과 무선 통신을 수행하는 RF 부를 포함하고, 상기 PLC 모듈 및 RF 부를 통해 상기 스마트 미터기와 연결되며, 상기 RF 부를 통해 인터넷 망과 연결되고, 상기 스마트 미터기로부터 수신된 상기 가전 기기의 전력량 및 요금을 표시하는 표시부와 상기 가전 기기의 전력 차단을 포함하는 가전 기기의 제어를 위한 입력을 수행하는 입력부를 포함하는 게이트웨이(gateway); 및
    상기 인터넷 망을 통해 상기 게이트웨이로부터 상기 가전 기기별 사용 요금을 다운로드 및 표시하고 상기 가전 기기의 전력 차단을 포함하는 가전 기기의 제어를 위한 입력을 수행하는 단말;을 포함하는 것을 특징으로 하는 유무선 통신 기반 스마트 미터 시스템.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 단말은,
    사용자의 이동 단말, 이동 전화기, 유/무선 전화기, 개인용 컴퓨터(PC; Personal Computer), 휴대용 멀티미디어 재생 장치(PMP; Portable Multimedia Player), 개인 정보 단말기(PDA; Personal Digital Assistant), 스마트 폰(Smart Phone), 또는 MP3 플레이어 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유무선 통신 기반 스마트 미터 시스템.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 요금 산출부는,
    상기 연결된 가전 기기의 시간당, 주간, 월간 전력 소비량을 계산하고, 특정 기간 동안의 전력 사용량을 계산하여 비용을 산출하는 것을 특징으로 하는 유무선 통신 기반 스마트 미터 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108287261A (zh) * 2018-04-28 2018-07-17 北京电联宇科技股份有限公司 智能电表

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