KR20110022877A

KR20110022877A - 2선식 선로를 통한 가스계량기의 계량값 및 온압오차 보정계량값의 원격자동검침방법 및 이를 위한 장치와 시스템

Info

Publication number: KR20110022877A
Application number: KR1020090080366A
Authority: KR
Inventors: 이병철
Original assignee: 이병철
Priority date: 2009-08-28
Filing date: 2009-08-28
Publication date: 2011-03-08
Also published as: KR101153173B1

Abstract

2선식 선로를 통한 가스계량기의 계량값 및 온압오차 보정계량값의 원격자동검침방법 및 이를 위한 장치와 시스템이 개시된다. 각 수용가의 용량식 가스계량기에 결합되며 온압오차 보정기능을 구비하는 복수 개의 원격자동검침장치는 원격자동검침을 위해 가스계량기의 소정 크기(1단위)의 계량값을 계량펄스로 변환하고, 그 계량값에 포함된 온압오차를 보정한 보정계량값을 정수화 한 역시 보정계량펄스로 변환한 다음, 그 계량펄스와 보정계량펄스를 결합하여 인근에 위치한 데이터수집중계부에 2선의 선로를 통해 전송한다. 데이터수집중계부에서는 그 결합펄스신호를 수신하여 계량펄스와 보정계량펄스로 분리하고, 그로부터 계량값과 보정계량값을 추출한다.

Description

2선식 선로를 통한 가스계량기의 계량값 및 온압오차 보정계량값의 원격자동검침방법 및 이를 위한 장치와 시스템{Method for remotely reading metering-value in a gas meter along with temperature/pressure-corrected metering-value through two-wire line, and apparatus and system for the same}

본 발명은 도시가스 사용량의 원격검침 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 각 수용가에 설치된 원격자동검침장치에서 가스계량기의 계량값과 온압오차를 보정한 보정계량값을 펄스신호로 결합시켜 2선의 통신선로를 통하여 원격자동검침을 위해 인근의 데이터수집중계부로 전달할 수 있도록 하는 원격자동검침기술에 관한 것이다.

도시가스 공급자와 소비자 사이의 가스 거래방식은 부피거래방식과 열량거래방식으로 구분할 수 있다. 우리나라나 일본의 경우는 부피거래방식에 따르는 반면, 많은 국가들은 열량거래방식을 따르고 있다. 부피거래방식을 따르는 우리나라의 경우, 도시가스 계량기로는 주로 터빈 계량기, 로터리 계량기 및 다이아프램 계량기 등과 같이 가스관을 통과하는 가스량을 부피단위로 측정하는 용량식 계량기가 사용되고 있다.

가스 사용량을 원격 검침하기 위해서는 가스계량기의 계량값을 전기적 신호로 나타낼 필요가 있다. 이와 관련하여, 터빈 계량기와 로터리 계량기는 대개 가스의 일정 유량마다 전기적 펄스를 출력으로 제공한다. 펄스 생성 주파수는 예컨대 1 회전 당 1펄스의 저주파수로 출력하거나 또는 1 회전 당 수십~수천 펄스의 고주파수로 출력되기도 한다. 다이아프램 계량기는 기계식과 전자식이 있는데, 전자식은 가스의 일정 유량마다 전기적 펄스를 출력하지만, 기계식은 펄스와 같은 전기적 출력하지는 않고 가스 유량에 비례하여 회전하도록 구성된 숫자휠 또는 회전바늘의 회전수로 가스 사용량을 계량한다. 기계식 다이아프램 계량기의 경우, 그 숫자휠이나 회전바늘의 회전수를 카운트하거나 복수개의 숫자휠로 구성된 숫자판의 값을 판독할 있는 수단을 더 부가하여, 계량값을 전기적 신호로 변환한다. 숫자휠의 회전수 카운트를 위한 방법으로서, 복수 개의 숫자휠 중에서 저위의 숫자휠 상의 특정 위치에 광반사 필름이나 영구자석을 부착하고 광센서를 이용하여 반사광을 센싱하거나 또는 자기센서를 이용하여 자계변화를 센싱하는 방식으로 그 필름이나 자석의 회전(즉, 필름이나 영구자석의 회전)을 감지하여 전기적 펄스를 생성하는 방법 등이 알려져 있다. 또한, 특정 숫자휠 또는 회전바늘이 회전할 때마다 고유한 음향을 기구적으로 발생시키고 그 음향을 검출함으로써 그 숫자휠 또는 회전바늘의 회전수를 카운트하는 음향식도 알려져 있고, 계량기 숫자판(즉, 숫자휠 트레인)이 나타내는 숫자값(즉, 가스 사용량)을 이미지로 판독하여 디지털신호로 변환하는 방법도 알려져 있다. 이들 방법들 중 어느 것이라도 본 발명과 결합될 수 있다.

한편, 도시가스의 단위 중량에 대한 부피는 온도와 압력의 크기에 따라 달 라진다. 도시가스는 정압기가 설치된 공급기준점에서 소정의 기준 온도와 기준 압력으로 맞춰서 가스관을 통해 각 수용가에 공급된다(참고로, 우리나라의 경우 기준 온도와 압력은 0℃, 1기압이며, 정압기에서 각 수용가의 가스계량기까지의 가스 압력 감소를 고려하여 정압기에서는 20~25밀리바의 게이지압력으로 가스를 보낸다). 이와 같은 공급경로 및 가스계량기가 설치된 지점에서의 압력과 온도 조건에 따라, 수용가에서의 도시가스의 온도와 압력은 상기 공급기준점에서의 그것과는 차이가 날 수 있다. 예를 들어, 공급기준점에서 기준온도와 기준압력을 갖는 부피 1m³의 가스(이를 1단위 중량의 가스라 하자)가 특정 수용가에서는 그 부피가 1m³ 보다 작거나 클 수 있다. 즉, 공급자는 1단위 중량에 해당되는 1m³의 가스를 보냈지만 수용가는 1m³보다 모자라거나 더 많은 량의 가스를 사용한 것으로 계량이 된다.

다이아프램식 가스계량기나 로타리방식 가스계량기 등과 같이 가스 사용량을 부피 단위로 측정하는 용량식 가스계량기는 부피 측정용기가 막(다이아프램) 또는 금속(로터리)으로 만들어져 주변의 온도와 압력의 변화에 따라 계량값의 편차를 보이기 때문이다. 이러한 계량기 설치 지역에서 측정한 실제의 온도 및 압력이 가스 공급 기준지점에서의 기준 온도 및 기준압력과 차이가 나기 때문에 생기는 가스의 수축 또는 팽창에 따른 가스 부피의 오차를 '온압오차'라 한다. 이러한 온압오차는 가스 공급자 또는 수용가중 어느 일방에는 부당한 손실을 입히고 타방에는 이득을 취하게 하는 불합리를 유발한다. 그러므로 이러한 온압오차는 시정되어야 한 다.

온압오차를 보정하는 기술은 대한민국 공개특허번호 제 10-2005-0015110호(2005년 2월 21일 공개)와 이의 개량발명에 관한 제10-2007-0035676호(2007년 4월 2일 공개)에 개시된 바 있다. 그 개량발명에 관한 공개특허는 온도센서와 압력센서를 각 수용가의 가스계량기마다 설치하여 해당 수용가에서의 가스의 온도와 압력을 실측한 결과를 이용하여 온압오차를 보정하는 방법을 개시한다. 그 방법에 따르면, 온도센서와 압력센서를 통해 측정된 계량기가 설치된 지역에서의 온도와 압력 값을 이용하여 온압보정계수를 산출하고, 그 산출된 온압보정계수를 가스계량기의 실제 계량값에 곱한다. 그렇게 하여 얻어진 값이 보정계량값이고, 그 값이 해당 수용가에서 실제로 사용한 정확한 가스사용량이다.

온압보정기능을 구비하는 가스계량기에 대한 종래의 원격 자동검침방법은 유선 방식과 무선 방식이 알려져 있다. 현재 우리나라에 많이 보급되어 있는 유선방식의 원격검침시스템은 온압보정기능이 없다. 보정계량(펄스)신호를 제공하지 않고 계량(펄스)신호만을 제공하는 목적으로 설치되어 있다. 온압보정기능이 적용되지 않은 원격 자동검침시스템은 계량(펄스)신호만을 유선을 통하여 원격 자동검침시스템의 수신측으로 송신하고, 보정계량신호는 송신하지 않는 방식을 취한다. 하지만, 온압보정이 적용된 가스계량기에 대한 종래의 원격 자동검침시스템은 계량신호는 송신하지 않고 보정계량신호만을 송신하였다. 여기서, '계량신호'는 온압오차 를 보정하기 전의 가스계량기가 실제로 측정한 계량값을 전기신호로 표현한 것이고, '보정계량신호'란 그 계량값에 온압오차를 보정하기 위한 계량값 보정장치(이하, '온압보정장치'라 함)에서 계산한 온압보정계수를 곱하여 생성된 값인 '보정계랑값'을 전기신호로 표현한 것이다.

보정계량값의 정확성을 확인하기 위해서는 계량값도 반드시 동시에 원격 검침해야 한다. 또한, 검침원이 가끔 계량기에 표시된 계량값과의 일치 여부를 확인함으로 온압보정기의 정확성을 확인하기도 한다. 이러한 점을 고려하여 원격 자동검침에 있어서 계량신호와 보정계량신호는 같이 송신될 필요가 있다. 시판되는 온압보정기 제품 중에는 계량(펄스)신호와 보정계량(펄스)신호를 별도의 선로를 통해 출력하는 것이 있다. 같은 선로를 통해 송신하지 못하는 이유는 계량신호에 대응하는 보정계량신호는 소수점 이하의 유효숫자값을 가지므로 이 두 신호펄스의 시간간격이 달라질 수밖에 없고, 그러한 두 신호를 같은 선로로 송신하면 수신측에서 다시 구분해내기가 어렵고, 굳이 구분해내려면 비용이 많이 들기 때문이다. 계량신호와 보정계량신호를 따로 분리하여 전송하는 방식은 각 신호별로 2선이 필요하므로 모두 4선이 필요하고, 1선을 공통으로 사용한다면 3선이 필요하다는 단점이 있다.

그런데, 온압오차 보정기능이 적용되지 않은 유선방식의 원격 자동검침시스템이 대부분인 우리나라의 경우, 원격 자동검침을 위한 유선의 선로가 모두 2선 방식으로 가설되어 있다. 이러한 환경에 있는 가스계량기에 온압보정장치를 설치하여 온압보정 계량기능을 부가하여 원격자동검침을 하려면 1선 이상을 추가로 설치 해야 한다. 하지만 기존의 통신선로가 건물의 구조물(벽) 속에 매입되어 있으므로 통신선로의 추가 설치는 사실상 불가능한 실정이다.

이런 이유로 이들 사용자들은 보정계량값을 원격검침하기 위해서는 무선방식의 원격 자동검침시스템을 사용할 수밖에 없다. 종래의 무선방식의 원격 자동검침시스템 역시 계량신호만을 무선 송신하거나 계량신호와 보정계량신호를 함께 무선 송신하는 방식 등이 알려져 있다. 무선 방식은 계량신호 또는 계량신호와 그에 대응되는 보정계량신호를 문자신호(ASCII Code 등)로 변환하여 무선통신(예를 들어, 지그비(Zigbee), 시디엠에이(CDMA), 와이브르(Wibro), 와이파이(WiFi), 블루투스(Bluetooth) 등)으로 송신하고, 그 무선신호를 중계기 등을 거치거나 혹은 직접 수신시스템에서 수신하는 구조의 원격 자동검침시스템을 이용한다. 그런데 그러한 무선방식의 원격 자동검침시스템은 설비 가격이 높고, 유지관리 비용이 많이 소요된다는 단점이 있다.

본 발명은 이상과 같은 제 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 각 수용가의 가스계량기의 계량값과 그것의 온압오차 보정계량값을 자동 산출하여 2선식 통신선로를 통해 여러 수용가를 담당하는 인근의 데이터수집중계장치로 전송하여 자동검침을 가능하게 하는 2선방식의 원격자동검침방법과 이를 위한 원격 자동검침장치 및 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 각 수용가의 용량식 가스계량기에 결합되며 온압오차 보정기능을 구비하는 원격자동검침장치에서 상기 가스계량기의 계량값과 그 계량값에 포함된 온압오차를 보정한 보정계량값을 인근에 위치한 데이터수집중계부로 전달하여 원격자동검침을 하는 방법이 제공된다. 상기 원격자동검침방법은, 상기 원격자동검침장치에서, 상기 가스계량기의 소정 크기(1단위)의 계량값 및 그 계량값에 대응하는 보정계량값을 정수화한 값을 대응하는 계량펄스와 보정계량펄스로 변환하는 단계; 상기 원격자동검침장치에서, 상기 계량펄스와 상기 보정계량펄스를 결합한 결합펄스신호를 생성하는 결합단계; 상기 원격자동검침장치에서, 상기 결합펄스신호를 2선의 통신선로를 통해 상기 데이터수집중계부로 전송하는 단계; 상기 데이터수집중계부에서, 상기 원격자동검침장치가 전송한 상기 결합펄스신호를 수신하는 단계; 및 상기 데이터수집중계부에서, 상기 결합펄스신호로부터 상기 계량펄스와 상기 보정계량펄스로 분리하여 그로부터 계량값과 보정계량값을 추출하는 단계를 포함한다.

상기 방법은, 상기 각 수용가의 용량식 가스계량기에서, 상기 가스계량기가 설치된 곳의 가스 온도 및 가스 압력에 따른 온압보정계수를 산출하는 단계; 및 상기 소정 크기(1단위)의 계량값에 상기 온압보정계수를 곱하여 상기 보정계량값을 산출하는 단계를 더 포함한다.

상기 원격자동검침방법의 일예로서, 상기 변환단계는, 상기 소정 크기(1단위)의 계량값의 증가에 응하여 전기신호가 제공될 때마다 상기 계량펄스를 생성하는 단계; 상기 계량펄스가 생성될 때의 상기 가스계량기가 설치된 곳의 가스 온도와 가스 압력에 따른 온압보정계수를 산출하는 단계; 상기 소정 크기(1단위)에 그 산출된 온압보정계수를 곱하여 온압오차가 보정된 상기 보정계량값을 산출하는 단 계; 및 상기 보정계량값을 정수화 한 값에 대응되는 보정계량펄스를 생성하는 단계를 구비한다. 이 경우, 상기 결합단계에서의 상기 계량펄스와 상기 보정계량펄스의 결합은, 상기 계량펄스 및 그에 대응하여 생성된 보정계량펄스를 동기 시켜 펄스 폭 또는 펄스 세기 중 어느 한 가지의 합을 구하고, 그 구해진 펄스 폭 또는 펄스 세기를 갖는 하나의 결합펄스신호를 생성하는 처리를 통해 이루어질 수 있다.

상기 원격자동검침방법의 다른 예로서, 상기 변환단계는, 일정한 시간주기 또는 랜덤한 시간간격마다 현재주기 동안의 계량값의 합을 계산하여 그 합 값에 대응하는 펄스의 세기 또는 펄스폭을 갖는 주기합산 계량펄스를 생성하는 단계; 현재주기 또는 현재시간 동안에 상기 가스계량기가 설치된 곳의 가스 온도와 가스 압력에 따른 온압보정계수를 산출하는 단계; 상기 현재주기 또는 현재시간 동안의 계량값의 합에 상기 온압보정계수를 곱하여 보정계량값의 합을 산출하는 단계; 및 상기 보정계량값을 정수화 한 값에 대응되는 주기합산 보정계량펄스를 생성하는 단계를 구비한다. 이 경우, 상기 결합단계에서의 상기 주기합산 계량펄스와 상기 주기합산 보정계량펄스의 결합은, 상기 일정한 시간주기 또는 상기 랜덤한 시간간격마다, 생성된 상기 주기합산 계량펄스와 상기 주기합산 보정계량펄스를 서로 구별가능하게 소정의 시간간격만큼 이격시켜 생성하는 처리를 통해 이루어질 수 있다.

상기 원격자동검침방법에 있어서, 상기 보정계량값을 정수화 한 값은, 현재의 상기 계량값을 1단위로 하고, 그 1단위에 현재의 온압보정계수를 곱한 값에 이전의 보정계량값에서 이월된 나머지 값을 합산하여 현재의 보정계량값을 산출하고, 그 현재의 보정계량값의 정수부분과 소수점이하 부분을 상기 정수화한 값과 다 음으로 이월하는 나머지 값으로 각각 취하는 처리를 통해 산출될 수 있다. 다른 방법으로서, 상기 보정계량값의 정수화 한 값은, 현재의 계량값을 1단위로 하고, 그 1단위에 현재의 온압보정계수를 곱한 값에 이전의 보정계량값에서 이월된 나머지 값을 합산하여 현재의 보정계량값을 산출하고, 그 산출된 현재의 보정계량값을 반올림한 값을 상기 정수화 한 값으로 취하고, 그러한 반올림 결과 남거나 모자란 값을 다음으로 이월하는 나머지 값으로 취하는 처리를 통해 산출될 수도 있다.

상기 원격자동검침방법은 상기 데이터수집중계부에서, 상기 추출된 계량값과 보정계량값을 이전까지의 누적 계량값 및 누적 보정계량값에 각각 누적하여 새로운 누적 계량값 및 누적 보정계량값을 산출하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 원격자동검침방법의 상기 전송단계는, 전력소모를 최소화하기 위해, 상기 결합펄스신호의 전송을 릴레이 소자나 오픈 컬렉터형 트랜지스터 소자와 같은 스위칭소자의 온/오프 제어를 통해 수행하는 것이 바람직하다.

상기 원격자동검침방법에 있어서, 상기 수신단계는 수신된 상기 결합펄스신호를 일정한 샘플링간격으로 샘플링 하여 상기 스위칭소자의 온/오프 여부를 확인하는 폴링(polling) 방법 또는 수신된 상기 결합펄스신호를 인터럽트로 활용하여 그 인터럽트가 걸리는 시점부터 펄스폭을 측정하는 루틴을 수행하는 인터럽트 방법을 이용하여 상기 결합펄스신호의 펄스폭을 추출하는 것이 바람직하다. 그 경우, 상기 수신단계에서의 폴링 주기는 상기 송신단계에서 송신하는 상기 결합펄스신호의 펄스폭의 시간값의 1/2 이하로 정하는 것이 바람직하다.

상기 원격자동검침방법에 있어서, 상기 보정계량펄스는 상기 계량펄스를 그것의 펄스 폭, 펄스 세기, 그리고 펄스 주파수 중 어느 한 가지에 있어서 상기 정수화 한 값만큼 배수화한 펄스로 만드는 것이 바람직하다.

상기 원격자동검침방법에 있어서, 상기 전송단계는 상기 결합펄스신호를 상기 원격검침장치에서 상기 데이터수집중계부로 전송할 때 상기 2선식 통신선로 외에 근거리 무선통신구간을 더 경유하여 전송할 수도 있다,

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 수용가들의 용량식 가스계량기에 설치되어 가스 사용량의 계량값 및 온압오차가 보정된 보정계량값을 인근의 데이터수집중계부로 제공하기 위한 원격자동검침장치가 제공된다.

일 구성예에 따르면, 상기 원격자동검침장치는, 가스 사용량이 증가함에 따라 상기 가스계량기의 소정 크기(1단위)의 계량값의 증가에 대응한 전기신호가 제공될 때마다 계량펄스를 생성하는 계량펄스생성부; 상기 계량값의 증가에 대응한 전기신호가 제공될 때 상기 가스계량기가 설치된 곳의 가스 온도와 가스 압력에 따른 온압보정계수를 산출하는 온압보정부; 상기 소정 크기(1단위)에 그 산출된 온압보정계수를 곱하여 온압오차가 보정된 보정계량값을 산출하고, 그 보정계량값을 정수화한 값에 대응되는 보정계량펄스를 생성하는 보정계량펄스생성부; 상기 계량펄스와 상기 보정계량펄스를 동기 시켜 결합하는 펄스신호결합부; 및 그 결합된 펄스신호를 2선의 통신선로를 통해 상기 데이터수집중계부로 전송하는 결합펄스송신부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

다른 구성예에 따르면, 상기 원격자동검침장치는, 일정한 시간주기 또는 랜덤한 시간간격마다 현재주기 동안의 계량값의 합을 계산하여 그 합 값에 대응하는 펄스 세기 또는 펄스폭을 갖는 주기합산 계량펄스를 생성하는 계량펄스생성부; 현재주기 또는 현재시간 동안에 상기 가스계량기가 설치된 곳의 가스 온도와 가스 압력에 따른 온압보정계수를 산출하는 온압보정부; 상기 현재주기 또는 현재시간 동안의 계량값의 합에 상기 온압보정계수를 곱하여 보정계량값의 합을 산출하고, 그 보정계량값의 합을 정수화 한 값에 대응되는 주기합산 보정계량펄스를 생성하는 보정계량펄스생성부; 상기 주기합산 계량펄스와 상기 주기합산 보정계량펄스를 결합하는 펄스신호결합부; 및 그 결합된 펄스신호를 2선의 통신선로를 통해 상기 데이터수집중계부로 전송하는 결합펄스송신부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 두 가지 구성예에 따른 원격자동검침장치에 있어서, 상기 보정계량펄스생성부에 의한 상기 보정계량값의 정수화 한 값은, 원격자동검침방법에서 언급한 방식으로 산출된다.

상기 첫 번째 구성예에 따른 원격자동검침장치에 있어서, 상기 펄스신호결합부에 의한 상기 계량펄스와 상기 보정계량펄스를 결합은, 상기 계량펄스가 수신될 때마다, 그 계량펄스 및 이에 대응하여 생성된 보정계량펄스를 동기 시켜 펄스 폭 또는 펄스 세기 중 어느 한 가지의 합을 구하고, 그 구해진 펄스 폭 또는 펄스 세기를 갖는 결합펄스신호를 생성하는 처리를 통해 이루어진다.

상기 두 번째 구성예에 따른 원격자동검침장치에 있어서, 상기 펄스신호결합부에 의한 상기 주기합산 계량펄스와 상기 주기합산 보정계량펄스의 결합은, 상 기 일정한 시간주기 또는 상기 랜덤한 시간간격마다, 생성된 상기 주기합산 계량펄스와 상기 주기합산 보정계량펄스를 서로 구별가능하게 소정의 시간간격만큼 이격시켜 생성하는 처리를 통해 이루어진다.

상기 각 구성예에 따른 원격자동검침장치는, 가스계량기가 자동계량검침기능을 갖지 못한 경우에 대비하여, 상기 가스계량기의 가스 사용량을 표시하는 숫자휠이나 회전바늘의 회전을 감지하여 상기 소정 크기의 계량값이 증가할 때마다 상기 전기신호를 상기 계량펄스생성부로 출력하는 계량검침부를 더 구비할 수 있다.

상기 각 구성예에 따른 원격자동검침장치에 있어서, 상기 온압보정부는 상기 가스계량기가 설치된 곳의 가스 온도를 측정하는 온도측정부; 및 상기 가스계량기가 설치된 곳의 가스 압력을 측정하는 압력측정부; 및 그 측정된 가스 온도와 가스 압력의 값에 대응하는 온압보정계수를 산출하는 온압보정계수연산부를 구비한다.

상기 각 구성예에 따른 원격자동검침장치에 있어서, 상기 원격자동검치장치는 상기 결합된 펄스신호의 전송을 릴레이 소자나 오픈 컬렉터형 트랜지스터 소자와 같은 스위칭소자의 온/오프 제어를 통해 수행한다. 또한, 상기 데이터수집중계부는 각 원격자동검침장치로부터 수신된 상기 결합된 펄스신호를 일정한 샘플링간격으로 샘플링 하여 상기 스위칭소자의 온/오프 여부를 확인하는 폴링(polling) 방법 또는 수신된 상기 결합펄스신호를 인터럽트로 활용하여 그 인터럽트가 걸리는 시점부터 펄스폭을 측정하는 루틴을 수행하는 인터럽트 방법을 이용하여 상기 결합펄스신호의 펄스폭을 추출한다.

다른 한편으로, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 수용가들의 용량식 가스계량기마다 하나씩 설치되며, 각각은 상기 가스계량기의 실제 계량값에 대한 온압오차를 보정한 보정계량값을 산출하고, 그 산출된 계량값 및 보정계량값에 대응하는 계량펄스 및 보정계량펄스를 생성하고, 그 계량펄스와 보정계량펄스를 결합하여 2선식 통신선로를 통해 전송하는 복수의 원격자동검침장치; 및 상기 복수의 원격검침장치 각각과 상기 2선식 통신선로로 연결되며, 상기 복수의 원격검침장치 각각으로부터 상기 계량펄스와 상기 보정계량펄스의 결합펄스신호를 상기 2선식 통신선로를 통해 수신하고, 그 결합펄스신호로부터 결합전의 상기 계량펄스 및 상기 보정계량펄스를 분리해내어 그에 대응하는 계량값 및 보정계량값을 각각 추출하는 데이터수집중계부를 구비하는 것을 특징으로 하는 원격자동검침시스템이 제공된다.

상기 원격자동검침시스템에 있어서, 일 구성예에 따르면 상기 원격자동검침장치는, 가스 사용량이 증가함에 따라 소정 크기(1단위)의 계량값의 증가에 대응한 전기신호가 제공될 때마다 계량펄스를 생성하는 계량펄스생성부; 상기 계량값의 증가에 대응한 전기신호가 제공될 때의 상기 가스계량기가 설치된 곳의 가스 온도와 가스 압력에 따른 온압보정계수를 산출하는 온압보정부; 상기 소정 크기(1단위)에 그 산출된 온압보정계수를 곱하여 온압오차가 보정된 보정계량값을 산출하고, 그 보정계량값을 정수화한 값에 대응되는 보정계량펄스를 생성하는 보정계량펄스생성부; 상기 계량펄스와 상기 보정계량펄스를 동기 시켜 결합하는 펄스신호결합부; 및 그 결합된 펄스신호를 2선의 통신선로를 통해 상기 데이터수집중계부로 전송하 는 결합펄스송신부를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 원격자동검침시스템에 있어서, 다른 구성예에 따르면 상기 원격자동검침장치는, 일정한 시간주기 또는 랜덤한 시간간격마다 현재주기 동안의 계량값의 합을 계산하여 그 합 값에 대응하는 펄스의 세기 또는 펄스폭을 갖는 주기합산 계량펄스를 생성하는 계량펄스생성부; 현재주기 또는 현재시간 동안에 상기 가스계량기가 설치된 곳의 가스 온도와 가스 압력에 따른 온압보정계수를 산출하는 온압보정부; 상기 현재주기 또는 현재시간 동안의 계량값의 합에 상기 온압보정계수를 곱하여 보정계량값의 합을 산출하고, 그 보정계량값의 합을 정수화 한 값에 대응되는 주기합산 보정계량펄스를 생성하는 보정계량펄스생성부; 상기 주기합산 계량펄스와 상기 주기합산 보정계량펄스를 결합하는 펄스신호결합부; 및 그 결합된 펄스신호를 2선의 통신선로를 통해 상기 데이터수집중계부로 전송하는 결합펄스송신부를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 원격자동검치장치는 상기 계량펄스신호와 상기 보정계량펄스신호의 결합펄스신호를 스위칭소자의 온/오프 제어를 통해 전송하고, 상기 데이터수집중계부는 각 원격자동검침장치로부터 수신된 상기 결합펄스신호를 일정한 샘플링간격으로 샘플링 하여 상기 스위칭소자의 온/오프 여부를 확인하는 폴링(polling) 방법 또는 수신된 상기 결합펄스신호를 인터럽트로 활용하여 그 인터럽트가 걸리는 시점부터 펄스폭을 측정하는 루틴을 수행하는 인터럽트 방법을 이용하여 상기 결합펄스신호의 펄스폭을 추출한다.

상기 원격자동검침시스템에 있어서, 상기 데이터수집중계부는, 상기 복수 의 원격자동검침장치 각각과 상기 2선식 통신선로와 연결되어 상기 계량펄스신호와 상기 보정계량펄스신호의 결합펄스신호를 수신하는 결합펄스수신부; 수신된 상기 결합펄스신호를 상기 계량펄스 및 상기 보정계량펄스로 분리하여 그 분리된 상기 계량펄스 및 상기 보정계량펄스에 각각 대응되는 계량값 및 보정계량값을 추출하는 결합펄스분리부; 그 추출된 계량값 및 보정계량값을 이전까지의 누적 계량값 및 누적 보정계량값에 각각 누적하여 새로운 누적 계량값 및 누적 보정계량값을 산출하는 누적연산부; 및 상기 새로운 누적 계량값 및 상기 새로운 누적 보정계량값을 저장하는 메모리를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 데이터수집중계부는 상기 메모리에 저장된 누적 계량값 및 누적 보정계량값을 읽어내어 정기적 또는 비정기적으로 지정된 곳으로 송신하거나 또는 외부로부터의 요청에 응하여 송신하는 계량데이터송신부를 더 구비하는 것이 바람직하다.

상기 원격자동검침시스템에 있어서, 상기 복수의 원격자동검침장치의 적어도 일부와 상기 데이터수집중계부 간의 연결은 상기 2선식 통신선로에 부가하여 근거리 무선통신구간을 더 포함될 수도 있다.

본 발명에 의하면, 각 수용가의 가스사용량의 계량값에 관한 계량펄스신호와 보정계량값에 관한 보정계량펄스신호를 함께 2선의 통신선로를 통해 인근의 데이터수집중계장치로 전송할 수 있다. 우리나라의 경우, 원격 자동검침을 위한 유선의 선로가 모두 2선 방식으로 가설되어 있으므로, 이러한 조건에 최적인 전송방식 이다. 별도의 추가적인 통신선로 가설공사를 필요로 하지 않는다.

또한, 계량값과 보정계량값을 유선통신방식으로 수집할 수 있으므로, 그에 관련된 장치의 단가를 저렴하게 가져갈 수 있다.

이하에서는, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 원격검침방법을 실시하기 위한 시스템 구성을 예시적으로도 도시한 것이다. 도시가스 수용가들은 데이터수집중계부(200)를 중심으로 그룹지어진다. 수용가들은 주택이나 아파트에 거주하는 주민, 또는 상가에서 가게를 운영하는 자영업자 등 다양하다. 도시된 바에 따르면, 주택지역의 주민들로 구성된 제1그룹 수용가들(100-1)의 각 원격검침장치(10)가 2선의 통신선로(50)를 통해 제1데이터수집중계부(200-1)와 연결되고, 아파트 주민들로 구성된 제N그룹 수용가들(100-N)의 각 원격검침장치(10) 역시 2선의 통신선로(50)를 통해 제N데이터수집중계부(200-N)에 연결된다.

각 원격검침장치(10)와 데이터수집중계부(200)가 2선식으로 연결된다는 점이 본 발명의 주요한 특징들 중 하나이다. 데이터수집중계부(200)와 원격검침장치(10)는 유선으로 연결되므로, 하나의 데이터수집중계부(200)에 연결되는 원격검침장치(10)의 개수를 무제한으로 할 수는 없다. 대략 수십 대 또는 그보다 좀 더 많은 정도의 원격검침장치(10)를 하나의 데이터수집중계부(200)에 연결하는 형태로 구성하는 것이 바람직 할 것이다. 예컨대 데이터수집중계부(200)가 60 수용가를 담 당할 수 있도록 구성하는 경우, 2선식 연결을 이루는 방식은 그 60 수용가 전부가 각각 2선의 통신선로(50)를 끌어와서 데이터수집중계부(200)에 연결하거나 접지선을 공통으로 사용하는 것도 가능하다. 전자의 연결방식은 데이터수집중계부(200)가 최소한 120개의 연결단자가 마련될 필요가 있으나, 접지선을 공통으로 사용하는 후자의 경우에는 61개의 연결단자만 마련해도 된다.

원격검침장치(10)와 데이터수집중계부(200)는 유선방식으로 연결되므로, 데이터수집중계부(200)는 가능하면 연결되는 수용가 그룹의 가운데 지점에 위치하는 것이 바람직할 것이나, 실제 설치 조건에 따라서는 해당 수용가 그룹의 외곽이나 그 수용가 그룹들과 어느 정도 떨어진 위치에 설치되는 경우도 있을 것이다. 이격 거리가 먼 경우에는 신호 증폭기를 도중에 설치하는 것도 고려될 필요가 있다.

각 데이터수집중계부(200)는 인터넷이나 이동통신망 등과 같은 유무선 통신망(210)을 통해 가스회사의 컴퓨터시스템(300)에 연결된다. 물론 데이터수집중계부(200)는 또 다른 중계장치를 거쳐서 가스회사 컴퓨터시스템(300)에 연결되는 구성도 가능하다.

원격검침장치(10)는 수용가의 가스계량기에 설치된다. 본 발명이 적용되는 가스계량기는 온압오차를 유발하는 용량식 도시가스 계량기(4)이다. 그 도시가스 계량기는 별도의 온압보정장치와 결합되거나 또는 온압보정장치를 하나의 구성요소로서 내장한 온압보정 가스계량기이다. 용량식 가스계량기의 예로는 터빈 계량기, 로터리 계량기, 다이아프램 계량기 등을 들 수 있다. 본 발명은 가스 사용량을 숫자휠이나 회전바늘의 회전수로 계량하고 그 계량값을 숫자휠트레인으로 구성된 숫 자판의 숫자값으로 나타내는 기계식 가스계량기나 또는 그 측정된 가스 사용량 값을 전기적인 신호로 변환하여 출력하는 전자식 가스계량기의 그 어느 것에나 적용할 수 있다.

도 2는 하나의 수용가 그룹의 원격검침장치(10)들과 그 그룹을 담당하는 데이터수집중계부(200) 간의 연결 및, 그 원격검침장치(10) 및 데이터수집중계부(200)의 기능적 구성요소에 관한 구성을 도시한 블록도이다. 원격검침장치(10)는 계량펄스생성부(14), 온압보정부(20), 보정계량펄스생성부(22), 펄스신호결합부(24), 결합펄스송신부(26)를 포함한다. 만약 가스계량기(4)가 사용 가스의 계량값을 전기적인 신호로 출력하지 않는 경우에는 계량검침부(12)를 더 포함할 수 있다. 온압보정부(20)는 온도측정부(16), 압력측정부(18), 그리고 온압보정계수연산부(19)를 포함한다. 데이터수집중계부(200)는 결합펄스수신부(30), 결합펄스분리부(32), 누적연산부(34), 메모리(36), 계량데이터송신부(38)를 포함한다.

가스계량기(4)가 기계식 가스계량기의 경우, 가스 유량(사용량)에 비례하여 회전하도록 구성된 숫자휠이나 회전바늘의 회전수를 카운팅하거나 계량숫자판의 숫자값을 이미지 판독하여 전기적 신호로 변환하여야 한다. 계량검침부(12)는 그러한 가스계량기(4)에 설치되는 광센서, 자기센서 또는 음향센서 등과 같은 센싱수단을 이용하여 그 숫자휠이나 회전바늘의 회전을 감지하여 그에 대응하는 계량신호펄스를 출력한다. 그 계량숫자판은 통상 소수점 이하의 2-3자리와 소수점 위 4-6 자리를 갖는, 6-9개 정도의 숫자휠로 구성된 숫자휠트레인으로 구성되며, 각 자리의 숫자는 0-9까지의 숫자가 외측면에 표시된 숫자휠로 표현된다. 인접 숫자휠간의 회 전비는 1:10이다. 예컨대, 계량검침부(12)는 계량값의 유효자리수보다 낮은 자리의 숫자휠의 회전을 감지하여 그 숫자휠이 1회전을 완성할 때마다, 즉 단위량의 가스가 사용될 때마다 '1단위의 계량값'이 증가한 것으로 판단하고, 그에 대응되는 전기적 신호를 출력한다. 예컨대 회전수 감지대상인 숫자휠이 소수점 이하 첫째자리에 위치하는 경우, 그 숫자휠의 1회전은 1M³의 가스사용에 대응되고, 이 때의 계량값의 증가분(즉, 계량값의 1단위 값)은 1이다. 이러한 기계식 가스계량기(4)의 계량값을 전기적 신호로 변환하는, 계량검침부(12)에 관한 기술은 이미 잘 알려진 기술이므로, 이에 관한 더 이상의 설명은 생략한다. 사용 가스의 일정 유량마다 전기적 신호(예컨대, 펄스신호)를 출력으로 제공하는 전자식 계량부를 내장하는 가스계량기(4)의 경우에는 계량검침부(12)를 내장한 것으로 볼 수 있으므로, 원격검침장치(10)가 중복해서 구비할 필요는 없다. 그러므로 가스계량기(4)가 기계식인 경우 계량검침부(12)가 구비되어야 하고 계량펄스생성부(14)는 그 계량검침부(12)에 연결되며, 전자식인 경우에는 계량펄스생성부(14)는 그 전자식 가스계량기(4)에 바로 연결된다.

도 4는 원격검침장치(10)에서 수용가의 가스사용에 따라 계량펄스와 보정계량펄스를 생성하고 이들을 결합시켜 데이터수집중계부(200)로 출력하는 과정을 설명하는 흐름도이다. 설명의 편의를 위해, 가스계량기(4)가 계량숫자판을 통해 가스사용량의 계량값을 표시하는 기계식이고, 계량검침부(12)가 그 계량숫자판의 최하위 숫자휠의 1회전 또는 계량기 숫자판의 최하위 자리값이 10이 될 때마다 전기 신호를 출력한다고 가정한다.

수용가에서 가스를 사용하는 경우(S10 단계), 계량검침부(12)가 가스사용량을 계산한다. 가스사용량은 시간에 따라 일정하지는 않으므로, 가스사용량을 누적해나가면서 그 사용량이 미리 설정된 단위량(기준량)에 도달하였는지를 체크한다(S12단계). 단위량의 가스가 사용될 때마다, 계량검침부(12)는 전기신호를 계량펄스생성부(14)로 출력하여 그 사실을 알린다.

계량펄스생성부(14)는 계량검침부(12)로부터 단위량의 가스사용 계량값에 대응되는 전기 신호가 입력되면, 그 때마다 1개의 계량펄스를 출력한다(S14 단계). 계량펄스의 펄스폭은 가스사용의 속도와 무관하게 항상 일정한 폭을 갖도록 한다. 그 1개의 계량펄스에 대응하는 계량값을 1단위라고 하고, 이는 예컨대 1M³의 가스 사용량과 같다. 도 5의 (a)는 계량펄스생성부(14)에서 생성되는 계량펄스의 파형도이다. 펄스의 폭과 세기는 일정하되, 가스사용량이 시간에 따라 불규칙하므로 펄스생성의 시간 간격도 마찬가지로 불규칙하다. 계량펄스생성부(14)에서 계량펄스가 생성될 때마다 그것은 온압보정부(20), 보정계량펄스생성부(22), 펄스신호결합부(24)로 제공된다.

온압보정부(20)는 가스계량기(4)가 설치된 곳에서 온압보정계수를 산출한다. 온도측정부(16)와 압력측정부(18)는 가스계량기(4) 내부 또는 외부 또는 그에 인접한 가스관(2)의 내부 또는 외부에 설치된 온도센서와 압력센서를 이용하여 가스계량기(4)가 설치된 곳의 가스의 순시 온도와 순시 압력을 측정하고, 그 측정 데 이터를 온압보정계수연산부(19)에 제공한다(S16 단계). 온압보정계수연산부(19)는 계량펄스생성부(14)로부터 계량값의 1단위 증가(위에서 든 예에서는 0.1 증가)에 대응한 계량펄스가 하나씩 제공될 때마다 그에 해당되는 정해진 계량값(주로 계량기의 최소눈금량의 10배, 즉 최소단위 숫자휠의 1회전 값임)으로 인식하고, 순시 온도와 순시 압력에 관한 측정 데이터를 이용하여 온압보정계수를 산출한다(S18 단계).

온압보정계수는 온압오차에 따른 기체의 '팽창/수축율'로서의 의미를 갖는 값이며, '기체부피와 온도·압력에 관한 방정식'을 이용하여 계산한다. 이상기체방정식[V=RT/P], 반데르발스의 방정식[V=f(T, P)], 압축계수(Z)를 이용한 방정식[V=f(Z, T, P) & Z=g(T, P, 기체 종류)] 등이 '기체부피와 온도·압력에 관한 방정식'으로 이용될 수 있다. 일예로서, 온압보정계수 K_TP는 아래 식 (1)에 의해 산출될 수 있다. 식 (1)에서 P는 가스의 순시 압력(Pa)이고, T는 가스의 순시 온도(ㅀK)의 이다. 아래 식(1)은 보일-샤를의 법칙을 이용하여 얻은 것이다(대한민국 특허등록번호 10-0811239호 참조)

......(1)

이와 같은 로직에 따른 연산처리를 위해, 온압보정계수연산부(19)는 하드웨어적으로는 온압보정계수 및 보정계량값의 산출에 필요한 연산을 수행하는 중앙처리장치(CPU) 및 이에 연결되어 위와 같은 연산 및 데이터 저장 등에 필요한 데이 터 저장 공간을 제공하는 메모리를 필요로 한다.

보정계량펄스생성부(22)는 가스계량기(4)의 계량값에 포함된 온압오차를 보정한 보정계량값을 구한다. 온압오차의 보정을 계량펄스가 생성될 때마다 수행하기 위해, 계량펄스생성부(14)로부터 계량펄스를 제공받을 때마다 1단위의 계량값에 온압보정계수연산부(19)로부터 제공받은 온압보정계수를 곱하여 그 때의 보정계량값을 산출한다(S20 단계).

온압보정계수는 그 값이 반드시 정수가 되는 것은 아니고, 일반적으로 소수점 이하의 유효 숫자를 가지는 유리수이다. 만약 산출된 온압보정계수 값에서 소수점 이하의 유효 숫자를 절사해버리면, 그로 인한 오차가 커져서 의미 있는 보정계량값을 얻을 수 없다. 그러므로 보정계량값을 계산할 때 온압보정계수의 소수점 이하의 유효 숫자값을 그대로 적용하여야 한다. 계량신호는 정수값(숫자휠 회전수의 정수배이므로)을 가지고 어떤 시간 간격을 두고 펄스가 발생하여 그 계량펄스는 동기신호(계량펄스가 보정계량펄스를 동기 시키는 기준의 역할을 해야 하므로)의 기준이 되지만, '보정계량펄스의 펄스간격'은 '계량펄스의 펄스간격'의 '정수 배'가 아닌 '유리수 배'이므로 두 펄스신호를 동일한 선로에 보내면 어느 것이 기준 펄스인 계량펄스이고 어느 것이 보정계량펄스인지가 구별이 되지 않는다. 굳이 구별을 하기 위해서 주파수나 전압을 다르게 할 수 있지만 이렇게 하면, 송신측(즉, 원격검침장치(10))에서는 주파수 또는 전압을 펄스발생기간 동안 유지해 주어야 하므로 전력소모가 크다. 그러므로 보정계량값을 보정계량펄스로 펄스로 전환함에 있어서는 특별한 방법이 필요하다. 특히, 보정계량펄스의 생성이 용이해야 하고, 그 보정계량펄스를 계량펄스와 함께 2선의 통신선로를 통해 데이터수집중계부(200)로 전송하고 그 데이터수집중계부(200)에서 다시 그 두 펄스를 구별해낼 수 있어야 한다. 이런 요구를 만족시키기 위해 본 발명은 보정계량값을 정수화하고 보정계량펄스를 그 정수화한 값에 대응하여 생성하는 방법을 채용한다(S22단계).

보정계량값을 정수화하기 위해, 보정계량펄스생성부(22)는 현재의 계량값 증가량 1(단위)에 현재의 온압보정계수를 곱한 값(현재의 잠정 보정계량값)에 이전의 보정계량값에서 이월된 나머지 값을 합산하여 현재의 보정계량값을 계산한다. 그 계산된 현재의 보정계량값에서 소수점 윗자리 수에 해당하는 값을 정수화 값으로 취하고, 소수점 이하 자리 수의 값은 저장하여 다음 번 보정계량값 계산에 이월한다. 그 정수화 한 값이 현재의 보정계량펄스를 생성하는 기준값이 된다. 이월한 소수값은 다음번의 계량값 1단위에 온압보정계수를 곱하여 계산한 보정계량값에 합산한다. 그리고 그 때 얻어진 합산 값의 정수값은 그 시점에서의 보정계량펄스 생성의 기준값으로 이용하고, 나머지 소수값은 다음으로 또 이월시킨다. 이러한 과정은 계속 반복한다.

1M³의 가스사용 시마다 계량펄스 1개가 생성된다고 가정하자. 계량펄스 1개가 생성될 때, 산출된 온압보정계수가 1.6543라고 하면, 첫 번째의 보정계량값은 1.6543M³의 값을 갖는다. 이 경우 정수화 한 보정계량값은 1M³이고, 나머지 0.6543M³은 유보해 둔다. 계속해서, 다음번의 계량펄스가 생성되고, 그 때의 온압보 정계수가 1.5678이면, 그에 대응되는 보정계량값은 1.5678M³이 계산된다. 이 값을 이전에 유보된 0.6543M³과 합산하여 2번째의 보정계량값 2.2221M³을 얻는다. 따라서 그 때의 정수화한 보정계량값은 2이고, 소수점 이하의 나머지 값 0.2221M³은 또 다음으로 이월시킨다. 다음번의 계량펄스가 입력되어 보정계량값을 산출하였을 때, 보정계수가 0.7654이고 따라서 보정계량값이 0.7654M³유보된 0.2221M³과 합산하면, 0.9875M³이다. 이때는 보정계량펄스를 발생한 필요가 없는 것으로 계산하고, 0.9875M³을 유보하여 다음으로 이월한다.

정수화 처리 후, 보정계량펄스를 생성한다. 보정계량펄스생성부(22)는 이렇게 산출된 보정계량값의 정수화 한 값에 따라 보정계량펄스를 생성한다. 보정계량펄스의 생성 간격은 계량펄스의 생성간격과 일치시킨다. 보정계량펄스는 계량펄스를 그것의 펄스 폭, 펄스 세기, 그리고 펄스 주파수 중 어느 한 가지에 있어서 보정계량값의 정수화 한 값만큼 배수화한 펄스로 만들면 된다. 위 예의 경우 보정계량값의 정수화 값이 1, 2, 0이다. 따라서 계량펄스가 1개씩 생성될 때마다, 보정계량펄스는 같은 펄스를 1개, 2개, 0개를 생성하면 된다. 예컨대 계량펄스의 펄스세기에 보정계량값의 정수화 값을 곱한 값을 보정계량펄스의 펄스세기로 하여 생성하거나(이 경우, 펄스폭은 계량펄스와 동일함. 도 5의 (b) 참조), 또는 계량펄스의 펄스폭에 보정계량값의 정수화 값을 곱한 값을 보정계량펄스의 펄스폭으로 하여 생 성할 수 있다(이 경우, 펄스세기는 계량펄스와 동일함. 도 5의 (d) 참조). 또한, 계량펄스와 똑같은 펄스(즉, 펄스폭과 세기가 동일한 펄스)를 상기 보정계량값의 정수화 값만큼의 개수로 생성한 것을 보정계량펄스로 이용할 수도 있다.

이를 도 5를 참조하여 좀더 구체적으로 설명한다. 도 5의 (b)와 (d)는 (a)의 계량펄스에 대응하여 생성한 보정계량펄스의 파형도를 도시한 것으로서, 계량값과 정수화한 보정계량값의 배수 관계를 펄스의 세기로 나타낸 것이 (b)이고 펄스의 폭으로 나타낸 것이 (d)이다. 예를 들어, 계량펄스 M(2)가 생성된 시점에서 정수화 한 보정계량값은 2로 계산되었고, 그 보정계량값 2는 계량펄스 M(2)에 비해 (b)의 보정계량펄스 C(2)와 같이 펄스의 세기를 2배로 하거나 또는 (d)의 C'(2)와 같이 펄스의 폭을 2배로 하여 나타낼 수 있다. 도 5에서, 계량펄스 M(3)에 대응하여 계산된 현재의 정수화 한 보정계량값은 0이어서 보정계량펄스는 생성되지 않았고, 계량펄스 M(k)에 대응하는 보정계량값은 3으로 계산되어 보정계량펄스의 세기 또는 폭이 계량펄스의 3배로 표현되었다.

보정계량펄스를 생성할 때, 반올림 로직을 적용하는 방법도 가능할 것이다. 즉, 현재의 계량값 1(단위)에 온압보정계수를 곱한 값에 이전의 보정계량값에서 이월된 나머지 값을 합산하여 얻은 현재의 보정계량값을 반올림한 값을 상기 정수화 한 값으로 취하고, 그러한 반올림 결과 남거나 모자란 값을 다음으로 이월하는 나머지 값(이는 양수 또는 음수가 될 수 있음)으로 취하는 방법이다.

원격검침장치(10)에서 계량펄스와 보정계량펄스는 '2선의' 통신선로(50)를 통하여 인근의 데이터수집중계부(200)로 전송되어야 하고, 데이터수집중계부(200) 에서는 이들 두 펄스를 수신한 다음 분리해낼 수 있어야 한다. 이를 위해, 펄스신호결합부(24)는 계량펄스생성부(14)에서 생성한 계량펄스와 그에 대응하여 보정계량펄스생성부(22)가 생성한 보정계량펄스를 하나의 펄스신호로 결합한다(S24 단계). 계량펄스와 보정계량펄스를 결합할 때, 그 두 펄스는 동기 시켜 결합하는 것이 바람직하다.

계량펄스와 보정계량펄스의 동기 결합은 '펄스의 세기'를 기준으로 할 수 있다. '계량펄스'의 발생시점에 두 펄스신호를 합산하는 방식(펄스 세기 차등의 동기: Pulse Amplitude Modulation)으로서, 각 펄스신호에 대응하는 펄스의 개수를 '전류의 고저' 또는 '전압의 고저' 또는 '주파수의 고저'로 계산하여, 두 값을 합산한 '신호의 고저'로 계량펄스와 보정계량펄스의 결합펄스를 생성한다. 이때, '계량펄스'는 항상 '1'에 대응하는 값(계량펄스 발생시점이 기준이므로)을 가지므로, 결합펄스의 크기에서 이 값을 뺀 나머지 값이 보정계량값에 해당한다. 이를 데이터수집중계부(200)의 관점에서 보면, 결합펄스의 세기가 '1단위'이면 '계량펄스=1'이고 보정계량펄스=0'이고, 결합펄스의 세기가 '3단위'이면 '계량펄스=1'이고 보정계량펄스=2'이다. 만약, 보정계량신호가 '0'인 경우에 대해서도 어떤 세기의 펄스값을 할당하면, '계량신호'는 별도로 펄스를 발생하지 않아도 '보정계량신호 펄스의 발생 사실 자체를 '계량신호'가 '1'로 발생한 것으로 인식할 수도 있다. 도 5의 (c)는 (a)의 계량펄스와 (b)의 보정계량펄스를 동기 시켜 결합한 제1결합펄스를 나타낸다. 이 제1결합펄스는 (a)의 계량펄스와 (b)의 보정계량펄스를 펄스의 세기를 기준으로 동기 결합한 펄스이다.

다른 방법으로, 계량펄스와 보정계량펄스의 결합을 '계량펄스'의 발생 시점을 기준으로 연속하여 '보정계량펄스'를 생성하는 방식(펄스폭차등의 동기: Pulse Width Modulation)으로 할 수 있다. 즉, 계량펄스와 보정계량펄스의 개수를 펄스의 지속시간으로 계산하여, 두 값을 합산한 길이의 폭을 갖는 펄스를 결합펄스로 생성 한다(즉, 펄스폭을 기준으로 두 펄스를 결합함). 이 경우, 계량펄스는 항상 그 펄스폭이 '1'에 대응하는 값을 가지므로, 결합펄스의 전체 폭에서 계량펄스의 폭을 뺀 나머지 폭에 대응하는 값이 보정계량값에 해당한다. 이를 데이터수집중계부(200)의 입장에서 설명하면, 일정 시간이 경과한 후(긴 휴지 시간 후)에 첫 번째 '펄스' 또는 '펄스 레벨의 변화'가 발생하면 이것을 '데이터의 시작(start_of_data)'으로 간주하고, 그 다음 연속되는 '펄스열(pulse train)의 개수' 또는 '레벨이 그대로 유지되는 시간의 단위길이 개수'를 '계량펄스'와 '보정계량펄스'의 합으로 본다. 펄스열이 일정 시간 이상 전혀 발생하지 않거나 '레벨'이 본래의 상태로 되돌아가는 것을 '데이터의 끝(end_of_data)'으로 인식한다. '합산펄스개수=1개'이면 '계량펄스=1'이고 '보정계량펄스=0'이고, '합산펄스개수=3개'이면 '계량펄스=1'이고 '보정계량펄스=2'이다. 만약, 보정계량신호가 '0'인 경우에 대해서도 어떤 개수의 펄스 값을 할당하면, '계량신호'는 별도로 펄스를 발생하지 않아도 '보정계량신호 펄스의 발생 사실 자체를 '계량신호'가 '1'로 발생한 것으로 인식할 수도 있다. 도 5의 (e)는 (a)의 계량펄스와 (d)의 보정계량펄스를 동기 시켜 결합한 제2결합펄스를 나타낸다. 그 제2결합펄스는 (a)의 계량펄스 및 (b)의 보정계량펄스를 펄스의 폭을 기준으로 동기 결합한 펄스이다.

결합펄스송신부(26)는 펄스신호결합부(24)가 계량펄스와 보정계량펄스의 결합펄스를 제공하면 그것을 2선식 통신선로(50)를 통해 인근의 데이터수집중계부(200)로 송신한다(S26 단계). 그리고 가스 사용량을 0으로 리셋한 다음(S28 단계) 다시 단계 S10으로 되돌아가서 가스 사용량을 계산하는 것에서부터 다시 단계 S28까지의 과정을 반복한다.

결합펄스송신부(26)는 원격검침장치(10)의 일 요소이고, 원격검침장치(10)는 수용가의 가스계량기(4)에 설치되는 것이므로 구동전원은 배터리를 이용하는 것이 불가피하다. 그러므로 결합펄스송신부(26)는 전력소모를 최소화 할 수 있는 방법으로 결합펄스를 송신하는 것이 바람직하다. 이를 위한 한 가지 방법은 도 3의 (a)에 예시한 바와 같이 트랜지스터(Q1)를 이용하여 결합펄스를 베이스로 인가되어 베이스 전류만 소모되는 오픈 컬렉터 방식으로 결합펄스를 송신하는 것이다. 다른 방안으로서, 결합펄스송신부(26)를 도 3의 (b)에 예시된 것처럼 릴레이(Ry)를 이용하여 구현할 수도 있다. 트랜지스터(Q1)의 에미터-컬렉터 또는 릴레이(Ry)의 양단에 또는 어느 한쪽 단자에 몇 가지 값을 가진 저항 어레이를 배치하고 그 저항 값을 송신측이 선택할 수 있도록 조작함으로써 구현할 수 있다. 이때, 결합펄스수신부(30)의 신호단자에 나타나는 전류/전압의 값은, '수신측의 Vcc값'과 '수신측의 Vcc에 연결된 저항값(R2)'과 '송신측의 저항 어레이 중 선택된 저항값'에 따라 달라진다. 결국 계량펄스와 보정계량펄스는 전압신호 또는 전류신호로 만들어 전송하는 것이 된다.

한편, 데이터수집중계부(200)는 각 원격검침장치(10)가 송신한 계량펄스와 보정계량펄스의 결합펄스를 2선식 통신선로(50)를 통해 수신한 다음, 결합전의 계량펄스 및 보정계량펄스로 각각 분리하여 그에 대응되는 계량값 및 보정계량값으로 각각 변환한다. 이러한 계량값 및 보정계량값을 복구해내는 과정은 원격검침장치(10)에서 그 두 값을 펄스신호로 결합하는 것의 역순으로 처리하면 된다.

구체적으로, 결합펄스수신부(30)는 결합펄스송신부(26)가 송신한 계량펄스와 보정계량펄스의 결합펄스를 수신한다. 이를 위해, 결합펄스수신부(30)는 수 십 내지 수백 개의 수신단자가 마련하고, 복수의 원격자동검침장치 각각은 2선의 통신선로를 통해 그 수신단자에 연결된다. 수신된 신호를 일정한 샘플링간격으로 샘플링 하여 상기 스위칭소자의 온/오프 여부를 확인하는 폴링(polling)을 통해 결합펄스의 펄스폭을 측정할 수 있다. 결합펄스의 펄스폭을 측정하는 방법으로는 폴링 대신 인터럽트(interrupt) 기법을 적용할 수 있다. 인터럽트는 폴링의 반대 개념으로서, 여기서는 전원을 단속시킴과 동시에 데이터도 수집한다는 의미를 지닌다. 본 발명에서는 결합펄스송신부(26)에서 송신하고자 하는 결합펄스를 수신측에서 인터럽트로 활용하여 그 인터럽트가 걸리는 시점부터 펄스폭을 측정하는 루틴을 수행함으로써 수신된 결합펄스의 펄스폭 측정이 가능하다.

결합펄스를 폴링할 때, 수신측의 폴링 주기는 상기 송신측의 결합펄스신호의 펄스폭의 시간값의 1/2 이하로 하는 것이 바람직하다. 즉, 원격검침장치(10)에서 송신하는 결합펄스신호의 펄스폭을 예컨대 1단위(초)로 한다면, 이를 수신하는 데이터수집중계부(200)의 폴링 주기는 0.5단위(초)로 한다. 그러나 두 개의 시간은 일치하지 않고 그 폭도 차이가 날 수 있다. 즉, 다음의 두 경우이다. (1) 첫째, 송 신측의 1단위 시간 간격보다 수신측 0.5단위 시간 간격이 큰 경우. 이 경우는 그 오차가 2배보다 작으면 (이 보다 큰 경우는 고장임) 송신측 1개 펄스에 대하여 수신측은 2개의 펄스를 읽는다. (2) 둘째, 송신측의 1단위 시간 간격보다 수신측 0.5단위 시간 간격이 작은 경우. 이 경우는 (1)과 같이 작동할 수도 있지만, 양 쪽의 편차가 클 경우에는 송신측의 1개의 펄스에 대하여 수신측에서는 그 2배+1개의 펄스를 읽는다. 따라서 수신측에서 측정된 펄스 개수를 2로 나누어 나머지를 버리면 그 값이 바로 송신측이 출력한 펄스 값인 것이다.

결합펄스수신부(30)는 비교적 접근이 용이하고, 여러 수용가를 묶는 경우는 복도나 건물현관에서 교류전원을 이용할 수도 있다. 그러한 경우는 전력소모가 문제되지 않으므로, 전원을 주기적으로 단속할 필요 없이 계속 투입하는 회로 구성도 문제가 되지 않는다. 또한, 폴링 주기도 0.5초보다 더욱 빠르게 하여 펄스의 폭을 측정할 수도 있을 것이다.

결합펄스분리부(32)는 그 수신된 결합펄스신호로부터 계량펄스 및 보정계량펄스로 분리한다. 그리고 그 분리된 계량펄스와 보정계량펄스로부터 대응되는 계량값과 보정계량값을 추출하여 누적연산부(34)로 제공한다. 누적연산부(34)에서는 그 추출된 계량값 및 보정계량값을 이전까지의 누적 계량값 및 누적 보정계량값에 각각 누적하여 새로운 누적 계량값 및 누적 보정계량값을 산출한다. 그리고 그 산출된 새로운 누적 계량값 및 누적 보정계량값은 메모리(36)에 저장된다. 누적연산부(34)는 미리 정해진 시점이나 외부로부터의 요청 시에, 그 메모리(36)에 저장된 누적 계량값 및 누적 보정계량값을 읽어내어 문자표현방식에 따라 전환한 후에, 정 기적 또는 비정기적으로 지정된 곳(예컨대 가스회사 컴퓨터시스템(300)) 또는 외부로부터의 요청에 응하여 시리얼통신(RS232, RS485 등), 병렬통신, 무선통신(Zigbee, CDMA, Wibro, Bluetooth, WiFi) 등과 같은 통신망(21)을 통해 외부로 송신되도록 제어한다. 계량데이터송신부(38)는 그러한 제어를 받아서 송신처리를 한다. 데이터수집중계부(200)는 디스플레이수단을 구비하여, 각 수용가의 누적 계량값과 누적 보정계량값을 화면에 출력하도록 할 수도 있다.

한편, 위에서 설명한 것은 1개의 계량펄스가 생성될 때마다 그 계량펄스와 그에 대응되는 보정계량펄스를 결합시켜 데이터수집중계부(200)로 전송하는 방법이다. 이와 달리, 원격검침장치(10)에서 계량펄스와 보정계량펄스를 데이터수집중계부(200)로 전송할 때, 일정시간 또는 랜덤한 시간 간격을 두고 모아서 전송할 수도 있다.

이를 구현하기 위해, 각 구성요소의 기능 내지 동작은 위와는 약간 달라질 수 있다. 구체적으로, 계량펄스생성부(14)는 일정한 시간주기 또는 랜덤한 시간 간격마다 현재주기 동안의 계량값의 합을 계산하여 그 합 값에 대응하는 펄스의 세기 또는 폭을 갖는 주기합산 계량펄스를 생성한다. 온압보정부(20)는 현재주기 또는 현재시간 동안에 가스계량기가 설치된 곳의 온도와 압력에 따른 온압보정계수를 산출한다. 그리고 보정계량펄스생성부(22)는 현재주기 또는 현재시간 동안의 계량값의 합에 그 산출된 온압보정계수를 곱하여 보정계량값의 합을 계산한다. 그리고 그 보정계량값의 합을 정수화 한 값에 대응되는 주기합산 보정계량펄스를 생성한다. 펄스신호결합부(24)는 그 주기합산 계량펄스와 주기합산 보정계량펄스를 결합한다. 주기합산 계량펄스와 주기합산 보정계량펄스의 결합은, 일정한 시간주기 또는 랜덤한 시간간격마다, 생성된 주기합산 계량펄스와 주기합산 보정계량펄스를 서로 구별가능하게 소정의 시간간격만큼 이격시켜 생성하는 처리를 통해 이루어질 수 있다. 결합펄스송신부(26)는 그 결합된 펄스신호를 2선의 통신선로를 통해 데이터수집중계부(200)로 전송한다.

도 6은 이러한 방법으로 전송하는 경우의 관련 펄스들의 파형도를 도시한다. 도 6의 (a)와 (b)는 계량펄스 A(i)와 보정계량펄스 B(i)를 도시한다. 보정계량펄스 B(i)는 계량펄스 A(i)가 생성될 때마다 생성되며, 그 펄스폭은 계량펄스 A(i)의 펄스폭의 (보정계량값의 정수화 한 값의)정수배이고, 펄스 세기는 동일하게 하여 생성한다. 와 이들 두 종류의 펄스는 일정한 시간 간격(T)마다 결합한다. 결합의 한 가지 방법은 도 6의 (c)에 도시한 것처럼, 이전주기 동안에 생성된 계량펄스들과 그에 대응하여 생성한 보정계량펄스들을 펄스폭을 기준으로 하여 합산하고, 그 합산된 펄스폭을 갖는 주기합산 계량펄스와 주기합산 보정계량펄스를 각각 생성한다. 물론 도 6의 (d)에 예시한 것처럼 펄스 세기를 기준으로 합산할 수도 있다. 주기합산 계량펄스와 주기합산 보정계량펄스를 생성함에 있어서, 그 주기합산 계량펄스 A'(i)와 주기합산 보정계량펄스 B'(i)는 다음주기에서 일정시간 (d)이 경과한 다음 소정의 시간간격 (y)만큼 이격시켜 순차적으로 생성함으로써, 그 주기합산 계량펄스와 주기합산 보정계량펄스를 한 세트의 신호로 결합한다. 그렇게 결합한 주기합산 결합펄스신호 A'(i)+B'(i)는 결합펄스송신부(26)를 통해 데이터수집중계부(200)로 전송된다.

데이터수집중계부(200)에서 그 주기합산 결합펄스신호 A'(i)+B'(i)를 수신하여 주기합산 계량펄스와 주기합산 보정계량펄스로 분리하고 나아가, 그에 대응되는 주기합산 계량값과 주기합산 보정계량값을 추출해내는 과정은 폴링 방법이나 인터럽트 방법을 이용하여 수행하는, 앞에서 설명한 방법과 다를 바 없다.

이상에서 설명한 본 발명은 바람직한 실시예에 관한 것이고, 당업자라면 위의 설명에 기초하여 본 발명의 기술사상을 일탈하지 않는 범위에서 변형을 구현할 수 있을 것이다. 예컨대, 원격검침장치(10)와 데이터수집중계부(200)는 2선식통신선로를 통해 연결되는 것이 원칙이지만, 설치조건에 따라서는 통신선로 구간에 근거리 무선통신(RF 또는 IR) 구간이 보충적으로 포함될 수도 있을 것이다. 아울러, 원격검침장치(10)는 가스계량기(4)와는 별도로 만들거나 가스계량기와 구조상으로 통합하여 일체형으로 만들 수도 있을 것이다.

본 발명은 가스계량기의 자동검침에 널리 적용될 수 있다. 특히 온압오차 보정기술을 적용한 자동검침에 이용될 수 있다. 즉, 예컨대 로터리 계량기, 다이아프램 계량기와 같이 가스 사용량을 부피 단위로 계량하는 용량식 가스계량기라면 그 계량값을 전기적 펄스신호 형태로 출력하는지 여부를 불문하고 적용할 수 있다. 그 용량식 가스계량기는 온압보정장치를 일체로 내장하거나 외장형 온압보정장치와 결합된 것일 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 원격검침방법을 실시하기 위한 시스템 구성을 예시적으로도 도시한 것이다.

도 2는 하나의 수용가 그룹의 원격검침장치들과 그 그룹을 담당하는 데이터수집중계부 간의 연결 및, 그들의 기능적 구성요소에 관한 구성을 도시한 블록도이다.

도 3은 도 2에 도시된 결합펄스송신부와 결합펄스수신부의 구성예를 도시한다.

도 4는 원격검침장치에서 수용가의 가스사용에 따라 계량펄스와 보정계량펄스를 생성하고 이들을 결합시켜 데이터수집중계부로 출력하는 과정을 설명하는 흐름도이다.

도 5는 제1방법에 따른, 계량펄스와 보정계량펄스의 생성방법 및 이들의 결합펄스의 결합방법을 설명하기 위한 파형도이다.

도 6은 제2방법에 따른, 계량펄스와 보정계량펄스의 생성방법 및 이들의 결합펄스의 결합방법을 설명하기 위한 파형도이다.

Claims

각 수용가의 용량식 가스계량기에 결합되며 온압오차 보정기능을 구비하는 원격자동검침장치에서 상기 가스계량기의 계량값과 그 계량값에 포함된 온압오차를 보정한 보정계량값을 인근에 위치한 데이터수집중계부로 전달하여 원격자동검침을 하는 방법으로서,

상기 원격자동검침장치에서, 상기 가스계량기의 소정 크기(1단위)의 계량값 및 그 계량값에 대응하는 보정계량값을 정수화한 값을 대응하는 계량펄스와 보정계량펄스로 변환하는 단계;

상기 원격자동검침장치에서, 상기 계량펄스와 상기 보정계량펄스를 결합한 결합펄스신호를 생성하는 결합단계;

상기 원격자동검침장치에서, 상기 결합펄스신호를 2선의 통신선로를 통해 상기 데이터수집중계부로 전송하는 단계;

상기 데이터수집중계부에서, 상기 원격자동검침장치가 전송한 상기 결합펄스신호를 수신하는 단계; 및

상기 데이터수집중계부에서, 상기 결합펄스신호로부터 상기 계량펄스와 상기 보정계량펄스로 분리하여 그로부터 계량값과 보정계량값을 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격자동검침방법.
제1항에 있어서, 상기 각 수용가의 용량식 가스계량기에서, 상기 가스계량 기가 설치된 곳의 가스 온도 및 가스 압력에 따른 온압보정계수를 산출하는 단계; 및

상기 소정 크기(1단위)의 계량값에 상기 온압보정계수를 곱하여 상기 보정계량값을 산출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원격자동검침방법.
제1항에 있어서, 상기 변환단계는,

상기 소정 크기(1단위)의 계량값의 증가에 응하여 전기신호가 제공될 때마다 상기 계량펄스를 생성하는 단계;

상기 계량펄스가 생성될 때의 상기 가스계량기가 설치된 곳의 가스 온도와 가스 압력에 따른 온압보정계수를 산출하는 단계;

상기 소정 크기(1단위)에 그 산출된 온압보정계수를 곱하여 온압오차가 보정된 상기 보정계량값을 산출하는 단계; 및

상기 보정계량값을 정수화 한 값에 대응되는 보정계량펄스를 생성하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 원격자동검침방법.
제1항에 있어서, 상기 결합단계에서의 상기 계량펄스와 상기 보정계량펄스의 결합은, 상기 계량펄스 및 그에 대응하여 생성된 보정계량펄스를 동기 시켜 펄스 폭 또는 펄스 세기 중 어느 한 가지의 합을 구하고, 그 구해진 펄스 폭 또는 펄스 세기를 갖는 하나의 결합펄스신호를 생성하는 처리를 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 원격자동검침방법.
제1항에 있어서, 상기 변환단계는,

일정한 시간주기 또는 랜덤한 시간간격마다 현재주기 동안의 계량값의 합을 계산하여 그 합 값에 대응하는 펄스의 세기 또는 펄스폭을 갖는 주기합산 계량펄스를 생성하는 단계;

현재주기 또는 현재시간 동안에 상기 가스계량기가 설치된 곳의 가스 온도와 가스 압력에 따른 온압보정계수를 산출하는 단계;

상기 현재주기 또는 현재시간 동안의 계량값의 합에 상기 온압보정계수를 곱하여 보정계량값의 합을 산출하는 단계; 및

상기 보정계량값을 정수화 한 값에 대응되는 주기합산 보정계량펄스를 생성하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 원격자동검침방법.
제5항에 있어서, 상기 결합단계에서의 상기 주기합산 계량펄스와 상기 주기합산 보정계량펄스의 결합은, 상기 일정한 시간주기 또는 상기 랜덤한 시간간격마다, 생성된 상기 주기합산 계량펄스와 상기 주기합산 보정계량펄스를 서로 구별가능하게 소정의 시간간격만큼 이격시켜 생성하는 처리를 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 원격자동검침방법.
제1항에 있어서, 상기 보정계량값을 정수화 한 값은,

현재의 상기 계량값을 1단위로 하고, 그 1단위에 현재의 온압보정계수를 곱한 값에 이전의 보정계량값에서 이월된 나머지 값을 합산하여 현재의 보정계량값을 산출하고, 그 현재의 보정계량값의 정수부분과 소수점이하 부분을 상기 정수화한 값과 다음으로 이월하는 나머지 값으로 각각 취하는 처리를 통해 산출되는 것을 특징으로 하는 원격자동검침방법.
제1항에 있어서, 상기 보정계량값의 정수화 한 값은,

현재의 계량값을 1단위로 하고, 그 1단위에 현재의 온압보정계수를 곱한 값에 이전의 보정계량값에서 이월된 나머지 값을 합산하여 현재의 보정계량값을 산출하고, 그 산출된 현재의 보정계량값을 반올림한 값을 상기 정수화 한 값으로 취하고, 그러한 반올림 결과 남거나 모자란 값을 다음으로 이월하는 나머지 값으로 취하는 처리를 통해 산출되는 것을 특징으로 하는 원격자동검침방법.
제1항에 있어서, 상기 데이터수집중계부에서, 상기 추출된 계량값과 보정계량값을 이전까지의 누적 계량값 및 누적 보정계량값에 각각 누적하여 새로운 누적 계량값 및 누적 보정계량값을 산출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원격자동검침방법.
제1항에 있어서, 상기 전송단계는 상기 결합펄스신호의 전송을 릴레이 소자나 오픈 컬렉터형 트랜지스터 소자와 같은 스위칭소자의 온/오프 제어를 통해 수행하는 것을 특징으로 하는 원격자동검침방법.
제10항에 있어서, 상기 수신단계는 수신된 상기 결합펄스신호를 일정한 샘플링간격으로 샘플링 하여 상기 스위칭소자의 온/오프 여부를 확인하는 폴링(polling) 방법 또는 수신된 상기 결합펄스신호를 인터럽트로 활용하여 그 인터럽트가 걸리는 시점부터 펄스폭을 측정하는 루틴을 수행하는 인터럽트 방법을 이용하여 상기 결합펄스신호의 펄스폭을 추출하는 것을 특징으로 하는 원격자동검침방법.
제11항에 있어서, 상기 수신단계에서의 폴링 주기는 상기 송신단계에서 송신하는 상기 결합펄스신호의 펄스폭의 시간값의 1/2 이하로 정해지는 것을 특징으로 하는 원격자동검침방법.
제1항에 있어서, 상기 보정계량펄스는 상기 계량펄스를 그것의 펄스 폭, 펄스 세기, 그리고 펄스 주파수 중 어느 한 가지에 있어서 상기 정수화 한 값만큼 배수화한 펄스인 것을 특징으로 하는 원격자동검침방법.
제1항에 있어서, 상기 전송단계는 상기 결합펄스신호를 상기 원격검침장치에서 상기 데이터수집중계부로 전송할 때 상기 2선식 통신선로 외에 근거리 무선통신구간을 더 경유하여 전송하는 것을 특징으로 하는 원격자동검침방법.
수용가들의 용량식 가스계량기에 설치되어 가스 사용량의 계량값 및 온압오차가 보정된 보정계량값을 인근의 데이터수집중계부로 제공하기 위한 원격자동검침장치로서,

가스 사용량이 증가함에 따라 상기 가스계량기의 소정 크기(1단위)의 계량값의 증가에 대응한 전기신호가 제공될 때마다 계량펄스를 생성하는 계량펄스생성부;

상기 계량값의 증가에 대응한 전기신호가 제공될 때 상기 가스계량기가 설치된 곳의 가스 온도와 가스 압력에 따른 온압보정계수를 산출하는 온압보정부;

상기 소정 크기(1단위)에 그 산출된 온압보정계수를 곱하여 온압오차가 보정된 보정계량값을 산출하고, 그 보정계량값을 정수화한 값에 대응되는 보정계량펄스를 생성하는 보정계량펄스생성부;

상기 계량펄스와 상기 보정계량펄스를 동기 시켜 결합하는 펄스신호결합부; 및

그 결합된 펄스신호를 2선의 통신선로를 통해 상기 데이터수집중계부로 전송하는 결합펄스송신부를 구비하는 것을 특징으로 하는 원격자동검침장치.
수용가들의 용량식 가스계량기에 설치되어 가스 사용량의 계량값 및 온압오차가 보정된 보정계량값을 인근의 데이터수집중계부로 제공하기 위한 원격자동검침장치로서,

일정한 시간주기 또는 랜덤한 시간간격마다 현재주기 동안의 계량값의 합 을 계산하여 그 합 값에 대응하는 펄스 세기 또는 펄스폭을 갖는 주기합산 계량펄스를 생성하는 계량펄스생성부;

현재주기 또는 현재시간 동안에 상기 가스계량기가 설치된 곳의 가스 온도와 가스 압력에 따른 온압보정계수를 산출하는 온압보정부;

상기 현재주기 또는 현재시간 동안의 계량값의 합에 상기 온압보정계수를 곱하여 보정계량값의 합을 산출하고, 그 보정계량값의 합을 정수화 한 값에 대응되는 주기합산 보정계량펄스를 생성하는 보정계량펄스생성부;

상기 주기합산 계량펄스와 상기 주기합산 보정계량펄스를 결합하는 펄스신호결합부; 및

그 결합된 펄스신호를 2선의 통신선로를 통해 상기 데이터수집중계부로 전송하는 결합펄스송신부를 구비하는 것을 특징으로 하는 원격자동검침장치.
제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 보정계량펄스생성부에 의한 상기 보정계량값의 정수화 한 값은,

현재의 상기 계량값을 1단위로 하고, 그 1단위에 현재의 온압보정계수를 곱한 값에 이전의 보정계량값에서 이월된 나머지 값을 합산하여 현재의 보정계량값을 산출하고, 그 현재의 보정계량값의 정수부분과 소수점이하 부분을 상기 정수화한 값과 다음으로 이월하는 나머지 값으로 각각 취하는 처리를 통해 산출되는 것을 특징으로 하는 원격자동검침장치.
제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 보정계량펄스생성부에 의한 상기 보정계량값의 정수화 한 값은,

현재의 상기 계량값을 1단위로 하고, 그 1단위에 현재의 온압보정계수를 곱한 값에 이전의 보정계량값에서 이월된 나머지 값을 합산하여 현재의 보정계량값을 산출하고, 그 현재의 보정계량값을 반올림한 값을 상기 정수화 한 값으로 취하고, 그러한 반올림 결과 남거나 모자란 값을 다음으로 이월하는 나머지 값으로 취하는 처리를 통해 산출되는 것을 특징으로 하는 원격자동검침장치.
제15항에 있어서, 상기 펄스신호결합부에 의한 상기 계량펄스와 상기 보정계량펄스를 결합은, 상기 계량펄스가 수신될 때마다, 그 계량펄스 및 이에 대응하여 생성된 보정계량펄스를 동기 시켜 펄스 폭 또는 펄스 세기 중 어느 한 가지의 합을 구하고, 그 구해진 펄스 폭 또는 펄스 세기를 갖는 결합펄스신호를 생성하는 처리를 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 원격자동검침장치.
제16항에 있어서, 상기 펄스신호결합부에 의한 상기 주기합산 계량펄스와 상기 주기합산 보정계량펄스의 결합은, 상기 일정한 시간주기 또는 상기 랜덤한 시간간격마다, 생성된 상기 주기합산 계량펄스와 상기 주기합산 보정계량펄스를 서로 구별가능하게 소정의 시간간격만큼 이격시켜 생성하는 처리를 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 원격자동검침장치.
제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 가스계량기의 가스 사용량을 표시하는 숫자휠이나 회전바늘의 회전을 감지하여 상기 소정 크기의 계량값이 증가할 때마다 상기 전기신호를 상기 계량펄스생성부로 출력하는 계량검침부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 원격자동검침장치.
제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 가스계량기는 상기 소정 크기의 계량값이 증가할 때마다 상기 전기신호를 생성하는 계량검침기능을 보유하고 있는 것을 특징으로 하는 원격자동검침장치.
제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 온압보정부는 상기 가스계량기가 설치된 곳의 가스 온도를 측정하는 온도측정부; 및 상기 가스계량기가 설치된 곳의 가스 압력을 측정하는 압력측정부; 및 그 측정된 가스 온도와 가스 압력의 값에 대응하는 온압보정계수를 산출하는 온압보정계수연산부를 구비하는 것을 특징으로 하는 원격자동검침장치.
제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 원격자동검치장치는 상기 결합된 펄스신호의 전송을 릴레이 소자나 오픈 컬렉터형 트랜지스터 소자와 같은 스위칭소자의 온/오프 제어를 통해 수행하고,

상기 데이터수집중계부는 각 원격자동검침장치로부터 수신된 상기 결합된 펄스신호를 일정한 샘플링간격으로 샘플링 하여 상기 스위칭소자의 온/오프 여부를 확인하는 폴링(polling) 방법 또는 수신된 상기 결합펄스신호를 인터럽트로 활용하여 그 인터럽트가 걸리는 시점부터 펄스폭을 측정하는 루틴을 수행하는 인터럽트 방법을 이용하여 상기 결합펄스신호의 펄스폭을 추출하는 것을 특징으로 하는 원격자동검침장치.
수용가들의 용량식 가스계량기마다 하나씩 설치되며, 각각은 상기 가스계량기의 실제 계량값에 대한 온압오차를 보정한 보정계량값을 산출하고, 그 산출된 계량값 및 보정계량값에 대응하는 계량펄스 및 보정계량펄스를 생성하고, 그 계량펄스와 보정계량펄스를 결합하여 2선식 통신선로를 통해 전송하는 복수의 원격자동검침장치; 및

상기 복수의 원격검침장치 각각과 상기 2선식 통신선로로 연결되며, 상기 복수의 원격검침장치 각각으로부터 상기 계량펄스와 상기 보정계량펄스의 결합펄스신호를 상기 2선식 통신선로를 통해 수신하고, 그 결합펄스신호로부터 결합전의 상기 계량펄스 및 상기 보정계량펄스를 분리해내어 그에 대응하는 계량값 및 보정계량값을 각각 추출하는 데이터수집중계부를 구비하는 것을 특징으로 하는 원격자동검침시스템.
제25항에 있어서, 상기 원격자동검침장치는,

가스 사용량이 증가함에 따라 소정 크기(1단위)의 계량값의 증가에 대응한 전기신호가 제공될 때마다 계량펄스를 생성하는 계량펄스생성부;

상기 계량값의 증가에 대응한 전기신호가 제공될 때의 상기 가스계량기가 설치된 곳의 가스 온도와 가스 압력에 따른 온압보정계수를 산출하는 온압보정부;

상기 소정 크기(1단위)에 그 산출된 온압보정계수를 곱하여 온압오차가 보정된 보정계량값을 산출하고, 그 보정계량값을 정수화한 값에 대응되는 보정계량펄스를 생성하는 보정계량펄스생성부;

상기 계량펄스와 상기 보정계량펄스를 동기 시켜 결합하는 펄스신호결합부; 및

그 결합된 펄스신호를 2선의 통신선로를 통해 상기 데이터수집중계부로 전송하는 결합펄스송신부를 구비하는 것을 특징으로 하는 원격자동검침시스템.
제25항 또는 제26항에 있어서, 상기 보정계량펄스생성부에 의한 상기 보정계량값의 정수화 한 값은,

현재의 계량값을 1단위로 하고, 그 1단위에 현재의 온압보정계수를 곱한 값에 이전의 보정계량값에서 이월된 나머지 값을 합산하여 현재의 보정계량값을 산출하고, 그 현재의 보정계량값의 정수부분과 소수점이하 부분을 상기 정수화한 값과 다음으로 이월하는 나머지 값으로 각각 취하는 처리를 통해 산출되는 것을 특징으로 하는 원격자동검침시스템.
제25항 또는 제26항에 있어서, 상기 보정계량펄스생성부에 의한 상기 보정계량값의 정수화 한 값은,

현재의 계량값을 1단위로 하고, 그 1단위에 현재의 온압보정계수를 곱한 값에 이전의 보정계량값에서 이월된 나머지 값을 합산하여 현재의 보정계량값을 산출하고, 그 산출된 현재의 보정계량값을 반올림한 값을 상기 정수화 한 값으로 취하고, 그러한 반올림 결과 남거나 모자란 값을 다음으로 이월하는 나머지 값으로 취하는 처리를 통해 산출되는 것을 특징으로 하는 원격자동검침시스템.
제26항에 있어서, 상기 펄스신호결합부에 의한 상기 계량펄스신호와 상기 보정계량펄스를 결합은, 상기 계량펄스가 수신될 때마다, 그 계량펄스 및 이에 대응하여 생성된 보정계량펄스를 동기 시켜 펄스 폭 또는 펄스 세기 중 어느 한 가지의 합을 구하고, 그 구해진 펄스 폭 또는 펄스 세기를 갖는 결합펄스신호를 생성하는 처리를 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 원격자동검침시스템.
제25항에 있어서, 상기 원격자동검침장치는,

일정한 시간주기 또는 랜덤한 시간간격마다 현재주기 동안의 계량값의 합을 계산하여 그 합 값에 대응하는 펄스의 세기 또는 펄스폭을 갖는 주기합산 계량펄스를 생성하는 계량펄스생성부;

현재주기 또는 현재시간 동안에 상기 가스계량기가 설치된 곳의 가스 온도와 가스 압력에 따른 온압보정계수를 산출하는 온압보정부;

상기 현재주기 또는 현재시간 동안의 계량값의 합에 상기 온압보정계수를 곱하여 보정계량값의 합을 산출하고, 그 보정계량값의 합을 정수화 한 값에 대응되 는 주기합산 보정계량펄스를 생성하는 보정계량펄스생성부;

상기 주기합산 계량펄스와 상기 주기합산 보정계량펄스를 결합하는 펄스신호결합부; 및

그 결합된 펄스신호를 2선의 통신선로를 통해 상기 데이터수집중계부로 전송하는 결합펄스송신부를 구비하는 것을 특징으로 하는 원격자동검침시스템.
제30항에 있어서, 상기 펄스신호결합부에 의한 상기 주기합산 계량펄스와 상기 주기합산 보정계량펄스의 결합은, 상기 일정한 시간주기 또는 상기 랜덤한 시간간격마다, 생성된 상기 주기합산 계량펄스와 상기 주기합산 보정계량펄스를 서로 구별가능하게 소정의 시간간격만큼 이격시켜 생성하는 처리를 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 원격자동검침시스템.
제26항 또는 제30항에 있어서, 상기 가스계량기의 가스 사용량을 표시하는 숫자휠이나 회전바늘의 회전을 감지하여 상기 소정 크기의 계량값이 증가할 때마다 상기 전기신호를 상기 계량펄스생성부로 출력하는 계량검침부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 원격자동검침시스템.
제26항 또는 제30항에 있어서, 상기 가스계량기는 상기 소정 크기의 계량값이 증가할 때마다 상기 전기신호를 생성하는 기능을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 원격자동검침시스템.
제26항 또는 제30항에 있어서, 상기 온압보정부는 상기 가스계량기가 설치된 곳의 가스 온도를 측정하는 온도측정부; 및 상기 가스계량기가 설치된 곳의 가스 압력을 측정하는 압력측정부; 및 그 측정된 가스 온도와 가스 압력의 값에 대응하는 온압보정계수를 산출하는 온압보정계수연산부를 구비하는 것을 특징으로 하는 원격자동검침시스템.
제25항에 있어서, 상기 보정계량펄스는 상기 계량펄스를 그것의 펄스 폭, 펄스 세기, 그리고 펄스 주파수 중 어느 한 가지에 있어서 상기 정수화 한 값만큼 배수화한 펄스인 것을 특징으로 하는 원격자동검침시스템.
제25항에 있어서, 상기 원격자동검치장치는 상기 계량펄스신호와 상기 보정계량펄스신호의 결합펄스신호를 스위칭소자의 온/오프 제어를 통해 전송하고, 상기 데이터수집중계부는 각 원격자동검침장치로부터 수신된 상기 결합펄스신호를 일정한 샘플링간격으로 샘플링 하여 상기 스위칭소자의 온/오프 여부를 확인하는 폴링(polling) 방법 또는 수신된 상기 결합펄스신호를 인터럽트로 활용하여 그 인터럽트가 걸리는 시점부터 펄스폭을 측정하는 루틴을 수행하는 인터럽트 방법을 이용하여 상기 결합펄스신호의 펄스폭을 추출하는 것을 특징으로 하는 원격자동검침시스템.
제25항에 있어서, 상기 데이터수집중계부는,

상기 복수의 원격자동검침장치 각각과 상기 2선식 통신선로와 연결되어 상기 계량펄스신호와 상기 보정계량펄스신호의 결합펄스신호를 수신하는 결합펄스수신부;

수신된 상기 결합펄스신호를 상기 계량펄스 및 상기 보정계량펄스로 분리하여 그 분리된 상기 계량펄스 및 상기 보정계량펄스에 각각 대응되는 계량값 및 보정계량값을 추출하는 결합펄스분리부;

그 추출된 계량값 및 보정계량값을 이전까지의 누적 계량값 및 누적 보정계량값에 각각 누적하여 새로운 누적 계량값 및 누적 보정계량값을 산출하는 누적연산부; 및

상기 새로운 누적 계량값 및 상기 새로운 누적 보정계량값을 저장하는 메모리를 구비하는 것을 특징으로 하는 원격자동검침시스템.
제37항에 있어서, 상기 데이터수집중계부는 상기 메모리에 저장된 누적 계량값 및 누적 보정계량값을 읽어내어 정기적 또는 비정기적으로 지정된 곳으로 송신하거나 또는 외부로부터의 요청에 응하여 송신하는 계량데이터송신부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 원격자동검침시스템.
제25항에 있어서, 상기 복수의 원격자동검침장치의 적어도 일부와 상기 데이터수집중계부 간의 연결은 상기 2선식 통신선로에 부가하여 근거리 무선통신구간 을 더 포함되는 것을 특징으로 하는 원격자동검침시스템.