KR20110104609A - 매시 네트워크로 전력 제어와 감시할 수 있는 전기콘센트와 주제어 장치 - Google Patents

매시 네트워크로 전력 제어와 감시할 수 있는 전기콘센트와 주제어 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 매시 네트워크로 전력 제어와 감시할 수 있는 전기콘센트에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 종래의 전기콘센트에 매시 네트워크 통신 모듈을 내장하고 상기 내장된 매시 네트워크 통신모듈을 이용하여 전기콘센트의 전력을 차단하기 위한 목적으로 제어하고 더불어 현재 사용되고 있는 전기콘센트의 전력량을 실시간으로 감시할 수 있도록 하는 통신 프로토콜이 프로그램화되어 있으며, 상기 전기콘센트를 전력 제어하고 감시하는 개인용 컴퓨터 또는 주제어 장치가 매시 네트워크 통신모듈을 내장하고 있고 제어대상이 되는 다수의 전기콘센트 중 최소 하나의 매시 네트워크 모듈을 내장한 전기콘센트가 주제어 장치와 무선 통신 가능한 거리에 설치되어 있으며, 상기 전기콘센트가 제어대상이면서 통신 중계기 기능도 수행하고 상기 매시 네트워크 통신방식으로 전체 제어대상이 되는 전기 콘센트와 매시 네트워크가 형성되어 전기 콘센트의 전력을 제어, 감시하는 기술과 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 전력을 차단하기 위한 목적으로 제어하고 전력을 감시할 수 있는 전기 콘센트와 상기 전기 콘센트를 전력 제어하기 위한 주제어 장치와의 매시 네트워크 구성으로 주제어 장치의 설치 위치에 대한 제약사항을 없애는 장점이 있다.

Description

매시 네트워크로 전력 제어와 감시할 수 있는 전기콘센트와 주제어 장치{Outlet and Main Control Device that Electric Power Control and Watch are Available by Mesh Network}
본 발명은 발명의 대상인 전기콘센트에 매시 네트워크 기능을 하는 무선통신 모듈을 내장하여 매시 네트워크 통신방식으로 전력을 제어하고 감시할 수 있는 전기콘센트의 발명으로써, 더욱 상세하게는 종래의 전기콘센트에 매시 네트워크 통신 모듈을 내장하고 상기 내장된 매시 네트워크 통신모듈을 이용하여 전기콘센트의 전력을 차단하기 위한 목적으로 제어하고 더불어 현재 사용되고 있는 전기콘센트의 전력량을 실시간으로 감시할 수 있도록 하는 통신 프로토콜이 프로그램화되어 있으며, 상기 전기콘센트를 전력 제어하고 감시하는 개인용 컴퓨터 또는 주제어 장치가 매시 네트워크 통신모듈을 내장하고 있고 제어대상이 되는 다수의 전기콘센트 중 최소 하나의 매시 네트워크 모듈을 내장한 전기콘센트가 주제어 장치와 무선 통신 가능한 거리에 설치되어 있으며, 상기 전기콘센트가 제어대상이면서 중계기 기능도 수행하고 상기 매시 네트워크 통신방식으로 전체 제어대상이 되는 전기 콘센트와 매시 네트워크가 형성되어 전기 콘센트의 전력을 제어, 감시하는 기술과 장치에 관한 것이다.
종래에 전기 콘센트의 전력을 차단하기 위한 제어 목적으로 유무선의 다양한 통신기술을 적용하고 있다. 유선의 경우는 비동기 직렬통신 방식인 RS485 직렬통신 또는 전력선을 통신선으로 이용한 전력선통신 기술이 대표적이며, 무선의 경우는 RF무선 통신방식 또는 지그비와 같은 특정 네트워크가 지원되는 칩을 적용한 통신 방식을 사용하고 있다.
RS485 직렬통신방식은 새로이 건물을 건축하는 경우에 기본 전기 및 통신배관에 통신을 위한 전용배선을 매설하여 사용 가능하나, 건축물이 완성된 이후의 경우에는 신규로 배선을 배관에 매설하기 곤란한 문제로 신규로 전기 콘센트를 제어와 감시를 목적으로 배선을 설치한다면 설치가 되지않으며, 상기 전기 콘센트의 제어 및 감시가 불가능하다. 그리고 전력선 통신 방식은 전력선을 사용함으로써 신축이나 기축의 건물에 설치할 수 있으나 전력선에 연결된 고주파를 발생하는 타 가전기기 또는 조명기기의 잡음요소로 인하여 통신에 문제가 발생하는 경우가 빈번하며, 신뢰성 있는 통신 방식은 아니다. 상기 유선 통신방식의 문제점을 해결코자 최근에는 무선 통신방식이 제안되며, 무선 통신방식 중 범용 주파수를 이용한 RF무선 통신방식이 있을 수 있으며, 상기 기술은 제어 대상인 전기 콘센트와 상기 전기 콘센트를 전력 제어하기 위한 주제어 장치가 1대 1인 통신만 할 수 있으며, 다수의 전기 콘센트를 제어하기에는 적합하지 않은 통신 기술이다. 상기 RF무선 통신 방식을 개선한 방식이 지그비 통신 방식이며, 1대 다의 통신이 가능한 무선 통신방식이며, 스타(별 모양) 네트워크 방식으로 주제어 장치와 다수의 전기 콘센트가 통신할 수 있는 범위 내에 설치시 제어 및 감시할 수 있는 무선 통신방식이다. 그리고 주제어 장치와 제어 대상 전기 콘센트가 네트워크를 형성하고 네트워크 통신을 위하여 전기 콘센트에 내장된 지그비 모듈의 각 칩은 MAC 어드레스가 기본적으로 내장되어 있어야 하며, 네트워크로 구성된 범위 내에서 주제어 장치가 각 전기 콘센트를 제어하기 위하여는 각 전기 콘센트를 인식하도록 전기 콘센트가 지그비 모듈에 내장하고 있는 고유 MAC 어드레스 코드값이 주제어 장치의 메모리에 제어 대상 전기 콘센트의 네트워크 연결 상의 위치내용과 같이 저장되어 있어야 한다.
상기 지그비 방식의 무선 네트워크 통신은 스타(별 모양) 네트워크 방식으로 제어 대상인 다수의 전기 콘센트가 상기 전기 콘센트들을 제어할 목적으로 주제어 장치가 설치되며, 주제어 장치 주위에 상기 제어 대상 전기 콘센트들이 상기 주제어 장치와 통신 가능 거리 내에 설치되어 있어 1대 다의 네트워크 통신이 가능하다. 그러나 제어 대상장치 중 하나의 장치가 주제어 장치의 일정 통신거리를 벗어나면, 상기 제어 대상장치는 통신이 이루어 지지 않는다. 이로 인해 주제어 장치의 설치 위치가 네트워크를 구성하는 범위 내에서 각 제어대상 장치들에서 각 장치들과 통신할 수 있도록 중앙에 설치되어야하는 제약 사항이 있다.
본 발명에서는 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 매시 네트워크로 전력 제어와 감시할 수 있는 전기 콘센트를 제안하고자 한다.
상기한 과제의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 일 실시한 예에 따르면, 매시 네트워크 모듈을 전력 제어와 감시의 대상인 다수의 전기 콘센트에 내장함으로써 상기 매시 네트워크 모듈이 내장된 각각의 전기 콘센트는 전력 제어와 감시의 대상 체가 되면서 통신 중계기 역할도 수행하여 주제어 장치와 상기 제어 대상이 되는 모든 전기 콘센트가 상기 전기 콘센트를 제어할 목적으로 구성된 주제어장치와 통신할 수 있는 범위 내에 주제어 장치를 중심으로 모여 있지 않아도 최소 하나의 제어 대상 전기 콘센트가 주제어 장치와 통신 가능 범위만 벗어나지 않다면 매시 네트워크가 형성됨으로써 주제어 장치의 위치에 따른 다수의 제어 대상 전기 콘센트와 통신 거리의 제약사항을 해결할 수 있다.
본 발명으로 전력을 차단하기 위한 목적으로 제어하고 전력을 감시할 수 있는 전기 콘센트와 상기 전기 콘센트를 전력 제어하기 위한 주제어 장치와의 매시 네트워크 구성으로 주제어 장치의 설치 위치에 대한 제약사항을 없애는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 매시 네트워크로 전력 제어와 감시할 수 있는 전기콘센트와 주제어 장치를 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 매시 네트워크 모듈을 내장한 전기 콘센트 내부 회로 구성 블록을 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 매시 네트워크 모듈을 내장한 주제어 장치의 내부 회로 구성 블록을 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 매시 네트워크 모듈을 내장한 USB 접속장치의 내부 회로 구성 블록을 도시한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 주제어 장치와 제어 대상 전기 콘센트의 매시 네트워크 통신 형태를 도시한 도면.
이하, 이 발명이 속하는 기술분야에 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시 예로 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 매시 네트워크로 전력 제어와 감시할 수 있는 전기콘센트와 주제어 장치를 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 매시 네트워크로 전력 제어와 감시할 수 있는 전기콘센트와 주제어 장치는 전력 제어와 감시가 필요한 전기 콘센트에 매시 네트워크 모듈을 내장한 첫 번째 전기 콘센트(10), 두 번째 전기 콘센트(11), 세 번째 전기 콘센트(12), 네 번째 전기 콘센트(13)와 매시 네트워크 모듈을 내장한 주제어 장치(20) 또는 USB 접속장치와 접속한 개인용 컴퓨터가 제어 대상 전기 콘센트를 제어와 감시 목적으로 매시 네트워크를 구성한다. 상기 매시 네트워크 모듈을 내장한 첫 번째 전기 콘센트(10)가 매시 네트워크 모듈을 내장한 주제어 장치(20)와 통신 가능 범위 내에 존재함으로써 통신이 연결되어 데이터를 송수신한다. 상기 주제어 장치(20)와 통신 연결된 전기 콘센트(10)는 제어 대상이 되는 다음 두 번째 전기 콘센트(11)와 통신할 수 있는 범위 내에 설치되어 통신이 이루어진다. 상기 첫 번째 전기 콘센트(10)와 통신할 수 있는 두 번째 전기 콘센트(11)는 다음 세 번째 전기 콘센트(12)와 통신 연결되도록 설치되며, 마지막 제어 대상이 되는 전기 콘센트(13)도 세 번째 전기 콘센트(12)와 통신이 이루어진다. 상기 통신 연결이 된 전기 콘센트들(10)(11)(12)(13)은 주제어 장치(20)와 통신할 수 있는 매시 네트워크 구성이 이루어진다. 물론 상기의 매시 네트워크가 이루어진 범위 내에서 각 전기 콘센트(10)(11)(12)(13)와 주제어 장치(20) 또는 매시 네트워크 모듈을 내장한 USB 접속장치와 접속된 개인용 컴퓨터(30)의 위치와 순서가 고정되어야 하는 것은 아니다.
도 2는 본 발명에 따른 매시 네트워크 모듈을 내장한 전기 콘센트 내부 회로 구성 블록을 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 매시 네트워크 모듈을 내장한 전기 콘센트 내부 회로 구성 블록도로, 종래의 전기 콘센트(10)에 데이터 송수신 기능과 주제어 장치가 제어 또는 감시를 요구하는 다른 전기 콘센트와 통신을 연결시켜 주기 위한 중계기 기능을 하는 매시 네트워크 통신 모듈(104)과 내장형 안테나(105), 전기 콘센트의 전력을 차단하기 위한 전력 제어 모듈(106), 실시간 전기 콘센트의 전력을 감시하는 전력 감시 모듈(107), 상기 전력 제어 모듈(106), 전력 감시 모듈(107), 매시 네트워크 통신 모듈(104)을 제어하는 마이크로 프로세서(103)를 내장하도록 후면 덮개(102)만 구조 변경하여 이루거나 후면 덮개(102)와 전면 덮개(101) 전체 구조를 변경하여 이룰 수 있다. 상기 전력 제어 모듈(106)은 릴레이, 솔리드 스테이트 릴레이, 트라이악 등의 부품으로 제작된 모듈로 어느 하나의 전력 제어 모듈 방식에 국한하지 않는다. 상기 전력 감시 모듈(107)은 홀 센스, 전류 검출 센서 등의 부품으로 제작된 모듈로 어느 하나의 전력 감시 모듈 방식에 국한하지 않는다. 상기 매시 네트워크 통신 모듈(104)은 지웨이브, 매시 네트워크를 지원하는 지그비, 매시 네트워크를 지원하는 와이파이 방식 등으로 이루어질 수 있으며, 어느 하나의 방식에 국한하지 않는다.
도 3은 본 발명에 따른 매시 네트워크 모듈을 내장한 주제어 장치의 내부 회로 구성 블록을 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 매시 네트워크 모듈을 내장한 주제어 장치의 내부 회로 구성 블록도로, 매시 네트워크 통신 모듈(203)과 내장형 안테나(204), 제어 대상 전기 콘센트를 전력 차단하도록 하는 제어 기능과 실시간 전력 감시된 내용을 표시하고 조작하는 터치 엘시디 표시장치(201), 상기 매시 네트워크 통신 모듈(203)과 터치 엘시디 표시장치(201)를 제어하는 마이크로 프로세서(202)로 이루어진다. 상기 매시 네트워크 통신 모듈(203)은 지웨이브, 매시 네트워크를 지원하는 지그비, 매시 네트워크를 지원하는 와이파이 방식 등으로 이루어질 수 있으며, 어느 하나의 방식에 국한하지 않는다. 상기 내장형 안테나(204)는 통신의 범위를 넓히기 위해 외장형으로 이룰 수 있으며, 내장 또는 외장 방식 어느 하나에 국한하지 않는다.
도 4는 본 발명에 따른 매시 네트워크 모듈을 내장한 USB 접속장치의 내부 회로 구성 블록을 도시한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 매시 네트워크 모듈을 내장한 USB 접속장치의 내부 회로 구성 블록도로, 개인용 컴퓨터(30)로 제어 대상 전기 콘센트를 제어와 감시하도록 이루기 위해 USB 접속장치(31)를 내부 회로와 구조 변경하여 이룬다. 상기 USB 접속장치(31)는 매시 네트워크 통신 모듈(312)과 내장형 안테나(313), 개인용 USB 접속포트와 마이크로 프로세서(311)의 직렬통신 포트와 접속 가능하도록 하는 직렬통신을 USB 접속포트 신호로 변환하는 칩(314), 상기 매시 네트워크 통신 모듈(312)과 직렬통신을 USB 접속포트 신호로 변환하는 칩(314)을 제어하는 마이크로 프로세서(311)로 이루어진다. 상기 매시 네트워크 통신 모듈(312)은 지웨이브, 매시 네트워크를 지원하는 지그비, 매시 네트워크를 지원하는 와이파이 방식 등으로 이루어질 수 있으며, 어느 하나의 방식에 국한하지 않는다. 상기 내장형 안테나(313)는 통신의 범위를 넓히기 위해 외장형으로 이룰 수 있으며, 내장 또는 외장 방식 어느 하나에 국한하지 않는다. 상기 USB 접속장치(31)를 이용한 개인용 컴퓨터(30) 제어 방식은 종래 직렬통신 포트를 이용한 방식 등 여타 어느 방식으로도 이루어질 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 주제어 장치와 제어 대상 전기 콘센트의 매시 네트워크 통신 형태를 도시한 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 주제어 장치와 제어 대상 전기 콘센트의 매시 네트워크 통신 형태를 나타내며, 주제어 장치(20)와 제어 대상 전기 콘센트(10)(11)(12)(13)는 매시 네트워크 통신 모듈을 내장하고 있으며, 주제어 장치는 전력 제어와 감시가 필요한 전기 콘센트와 각자 통신 가능 범위 내에 설치되어 매시 네트워크를 형성하여, 전력 차단 제어가 필요한 전기 콘센트까지 명령 데이터를 전송할 수 있으며, 주제어 장치가 실시간 감시를 위해 데이터를 요청하는 명령 데이터 전송과 해당 전기 콘센트로부터 데이터를 수신할 수 있다.
일실시 예를 들어 첫 번째 전기 콘센트(10)를 전력 차단하기 위한 제어 명령 데이터는 주제어 장치(20)에서 직접 대상 전기 콘센트(10)에 전송되며, 해당 첫 번째 전기 콘센트(10)는 명령 데이터를 수신하여 데이터를 분석하여 전력을 차단하는 기능을 수행하며, 주제어 장치(20)에서 실시간 전력 데이터 감시호출 요청 명령 데이터가 직접 전송되어 해당 첫 번째 전기 콘센트(10)는 주제어 장치(20)의 감시호출 요청에 따른 전력 상황 데이터를 주제어 장치(20)에 직접 전송한다. 상기 주제어 장치(20)와 전기 콘센트의 매시 네트워크 통신 형태에서 마지막 전기 콘센트(13)를 전력 차단하기 위한 제어 명령 데이터는 주제어 장치(20)에서 직접 통신할 수 없는 범위에 설치될 수 있으며, 주제어 장치(20)와 마지막 제어 대상 전기 콘센트(13) 사이 매시 네트워크로 형성되어 설치된 전기 콘센트의 매시 네트워크 모듈이 중계기 역할을 수행함으로써 데이터 송수신이 이루어진다. 더욱 상세히 설명하면, 주제어 장치(20)는 마지막 전기 콘센트(13)에 전력 차단 명령 데이터를 전송하고 상기 전송 데이터는 매시 네트워크상의 첫 번째 전기 콘센트(10)의 매시 네트워크 모듈에서 수신하게 되며, 데이터 분석 과정을 통해 해당 제어 데이터가 첫 번째 전기 콘센트(10)와 무관하면, 다시 주제어 장치(20)로부터 수신된 데이터를 재송신하여 다음 통신 연결된 두 번째 전기 콘센트(11)는 제어 데이터 수신하며, 상기 첫 번째 전기 콘센트(10)가 수행했던 기능을 동일하게 수행한다. 세 번째 전기 콘센트(12) 또한 상기 첫 번째 전기 콘센트(10)와 두 번째 전기 콘센트(11)와 같이 기능을 수행하고 마지막 전기 콘센트(13)는 세 번째 전기 콘센트(12)와 통신 연결되어 있어 주제어 장치(20)로부터 전송된 전력 차단 제어 데이터를 마지막 전기 콘센트(13)가 수신하고 전력 차단 기능을 수행한다. 마지막 전기 콘센트(13)의 전력 감시 명령 데이터 전달 또한 상기 전력 차단 제어 명령 데이터 전송 방식으로 수행되며, 명령을 수행하는 마지막 전기 콘센트(13)는 전력 상황 데이터를 주제어 장치(20)로 송신한다. 상기 마지막 전기 콘센트(13)와 주제어 장치(20)는 통신할 수 있는 범위 내에 설치되어 있지 않을 수 있으며, 매시 네트워크 기능으로 제어 명령 전달시와 같은 방식으로 마지막 전기 콘센트(13)에서 송신한 전력 상황 데이터를 세 번째 전기 콘센트(12)를 중계기로 두 번째 전기 콘센트(11)를 중계기로 첫 번째 전기 콘센트(10)를 중계기로 하여 주제어 장치(20)에 전송한다. 주제어 장치(20)는 첫 번째 전기 콘센트(10)로부터 수신받은 마지막 전기 콘센트(13)의 전력 상황 데이터를 터치 엘시디 표시장치에 나타내며, 관리하도록 이루어진다. 물론 상기 매시 네트워크 형태가 이루어진 범위 내에서 각 전기 콘센트(10)(11)(12)(13)와 주제어 장치(20)의 위치와 순서가 고정되어야 하는 것은 아니다.
10: 매시 네트워크 모듈을 내장한 전기 콘센트
101: 전기 콘센트 전면 덮개 102: 전기 콘센트 후면 덮개
104: 매시 네트워크 통신 모듈 105: 매시 네트워크 통신용 내장 안테나
20: 매시 네트워크 통신 모듈을 내장한 주제어 장치
201: 터치 엘시디 표시장치
30: 매시 네트워크 통신 모듈을 내장한 개인용 컴퓨터
31: 매시 네트워크 통신 모듈을 내장한 USB 접속장치

Claims (5)

  1. 전기 콘센트에 매시 네트워크 모듈을 내장하고 매시 네트워크 모듈을 내장한 주제어 장치를 이용하여 전력 제어와 실시간 감시가 필요한 전기 콘센트를 매시 네트워크 방식으로 제어함으로써 주제어장치의 설치 위치와 관계없이 최소 하나 이상의 제어 대상 전기 콘센트가 통신 가능 거리 내에 설치되어 주제어 장치와 통신이 이루어지며, 상기 전기 콘센트가 제어 대상 콘센트로 동작하면서 네트워크 중계기로 역할을 수행하여 다른 제어 대상 전기 콘센트와 통신이 연결되어 매시 네트워크가 형성되는 매시 네트워크로 전력 제어와 감시할 수 있는 전기 콘센트와 주제어 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전력 제어와 감시 대상 전기 콘센트가 다수이며, 상기 대상 전기 콘센트에 내장할 매시 네트워크 모듈은 지웨이브 또는 매시 네트워크 기능이 추가된 지그비 또는 매시 네트워크 기능이 추가된 와이파이 모듈을 적어도 하나는 내장한 매시 네트워크로 전력 제어와 감시할 수 있는 전기 콘센트와 주제어 장치.
  3. 제1항에 있어서, 종래에 사용하는 전기 콘센트에 매시 네트워크 기능을 추가하기 위해 전기 콘센트의 후면 구조 변경 또는 매시 네트워크 모듈 내장을 목적으로 전기 콘센트의 전체 구조를 변경하여 제작할 수 있는 매시 네트워크로 전력 제어와 감시할 수 있는 전기 콘센트와 주제어 장치.
  4. 제1항에 있어서, 전력 제어와 감시가 필요한 전기 콘센트를 매시 네트워크 통신 방식으로 제어하는 주제어 장치에 매시 네트워크 모듈을 내장하여 제작할 수 있는 매시 네트워크로 전력 제어와 감시할 수 있는 전기 콘센트와 주제어 장치.
  5. 제1항에 있어서, 전력 제어와 감시가 필요한 전기 콘센트를 매시 네트워크 통신 방식으로 제어할 수 있는 개인용 컴퓨터의 USB 접속장치에 매시 네트워크 모듈을 내장하여 제작할 수 있는 매시 네트워크로 전력 제어와 감시할 수 있는 전기 콘센트와 주제어 장치.
KR1020100023582A 2010-03-17 2010-03-17 매시 네트워크로 전력 제어와 감시할 수 있는 전기콘센트와 주제어 장치 KR20110104609A (ko)

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KR1020100023582A KR20110104609A (ko) 2010-03-17 2010-03-17 매시 네트워크로 전력 제어와 감시할 수 있는 전기콘센트와 주제어 장치

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2018131861A1 (ko) * 2017-01-10 2018-07-19 (주)코콤 통신 장치를 구비한 스마트 플러그

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