KR20120087257A - 스마트 콘센트 및 이를 이용한 소전력 원격 제어관리시스템 - Google Patents

스마트 콘센트 및 이를 이용한 소전력 원격 제어관리시스템 Download PDF

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Abstract

다수의 콘센트에 연결된 전자기기의 전력 소모량을 모니터링하고 선택적으로 대기전력을 차단하거나 저감할 수 있는 소전력 원격 제어관리시스템 및 이에 사용 가능한 스마트 콘센트가 소개된다. 상기 스마트 콘센트는, 외부기기와의 통신을 위한 통신모듈부; 소켓에 연결된 부하장치에 의해 소모되는 순시전력을 측정하는 전력모니터링부; 상기 부하장치로 공급되는 전원의 ON/OFF가 가능한 전력제어부; 고유아이디의 설정이 가능한 아이디설정부; 교류의 외부전원을 직류전원으로 전환하는 전원부; 및 상기 통신모듈부로부터 수신된 신호에 따라 순시전력 측정값을 외부기기로 송출하거나 부하장치로 공급되는 전원을 ON/OFF 제어하는 메인컨트롤부;를 포함한다.

Description

스마트 콘센트 및 이를 이용한 소전력 원격 제어관리시스템{SMART OUTLET AND WIRELESS ELECTRIC POWER SAVING SYSTEM USING THE SAME}
본 발명은 스마트 콘센트 및 이를 이용하여 대기전력의 차단이 가능한 소전력 원격 제어관리시스템에 관한 것이다.
최근 이산화탄소의 감축, 녹색 에너지 등 지구 환경을 위해 에너지 절약에 대한 인식이 확대되고 또 그에 대한 대안 찾기가 본격적으로 이루어지고 있다.
전기제품의 전원을 끈 상태에서도 지속적으로 새어나가는 전력, 즉 대기전력(standby power)을 줄이는 것도 다양한 대안 중 하나인데, 정부에서는 대기전력차단장치를 신규 건축물에 30％ 이상 의무적으로 설치해야 하는 등의 내용을 담은 '건축물의 에너지절약설계기준'을 최근 개정 고시하였다.
위의 대기전력차단장치는 대기전력자동차단콘센트와 대기전력차단스위치를 일컫는 말로 건설업체는 둘 중 하나를 선택해 적용할 수 있다. 대기전력차단장치는 이에 연결된 전기장치의 소비전력을 감지하여 전기장치가 작동하지 않는 경우 대기전력을 자동으로 차단하는 기능을 갖는다.
본 발명은 다수의 콘센트에 연결된 전자기기의 전력 소모량을 모니터링하고 선택적으로 대기전력을 차단하거나 저감할 수 있는 소전력 원격 제어관리시스템 및 이에 사용 가능한 스마트 콘센트를 제공함을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 소전력 원격 제어관리시스템은, 각각 서로 다른 고유아이디가 설정되며 외부기기와의 통신이 가능한 복수의 스마트 콘센트; 및 상기 복수의 스마트 콘센트로부터 각 스마트 콘센트에 연결된 부하장치가 소모하는 순시전력 측정값을 수신하며, 고유아이디를 이용하여 특정 스마트 콘센트에 대한 제어명령의 송출이 가능한 제어장치;를 포함한다.
상기 스마트 콘센트는 제어장치로부터의 제어명령을 인근의 다른 스마트 콘센트로 중계 가능할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 스마트 콘센트는, 외부기기와의 통신을 위한 통신모듈부; 소켓에 연결된 부하장치에 의해 소모되는 순시전력을 측정하는 전력모니터링부; 상기 부하장치로 공급되는 전원의 ON/OFF가 가능한 전력제어부; 고유아이디의 설정이 가능한 아이디설정부; 교류의 외부전원을 직류전원으로 전환하는 전원부; 및 상기 통신모듈부로부터 수신된 신호에 따라 순시전력 측정값을 외부기기로 송출하거나 부하장치로 공급되는 전원을 ON/OFF 제어하는 메인컨트롤부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 스마트 콘센트는, 통신모듈부로부터 수신된 정보를 저장하는 메모리부를 더 포함하며, 메인컨트롤부는 통신모듈부로부터 수신된 제어명령을 메모리부에 저장하거나 저장된 제어명령을 그대로 출력하여 통신모듈부를 통하여 송출 가능할 수 있다.
본 발명에 의하면, 각각의 장소에 분산 설치되어 있는 전기장치들을 상호 연결하여 하나의 통합된 소전력 원격 제어관리시스템을 구축할 수 있다.
또한 본 발명에 의하면, 다수의 콘센트에 연결된 전자기기의 전력 소모량을 모니터링하고 선택적으로 대기전력을 차단하거나 저감할 수 있다.
또한 본 발명에 의하면, 스마트 콘센트가 고유의 아이디를 가지므로 이를 이용하여 특정의 스마트 콘센트를 선택하여 동작 상태를 파악하고 또 특정의 스마트 콘센트에 선별적으로 제어명령을 내릴 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 소전력 원격 제어관리시스템의 일례를 도시한 개략도,
도 2는 도 1에 도시된 휴대용 제어장치의 블록도,
도 3은 도 1에 도시된 스마트 콘센트의 개략 설치도,
도 4는 도 3에 도시된 스마트 콘센트의 블록도,
도 5는 무선통신용 프로토콜의 일례이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스마트 콘센트 및 소전력 원격 제어관리시스템에 대하여 살펴본다.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 소전력 원격 제어관리시스템은 제어장치(10,30), 복수의 스마트 콘센트(20)를 포함한다. 제어장치는 휴대용 제어장치(10)와 중앙제어장치(30)로 다시 구분될 수 있다.
상기 스마트 콘센트들(20) 각각은 서로 다른 고유의 아이디가 설정되며 외부기기와의 무선통신이 가능하다. 여기서 외부기기는 제어장치(10,30)는 물론 인근에 설치된 다른 스마트 콘센트(20)를 포함한다.
상기 제어장치(10,30), 특히 중앙제어장치(30)는, 복수의 스마트 콘센트(20)로부터 각 스마트 콘센트(20)에 연결된 부하장치(50, 도 3 참조)의 작동 상태, 일례로서 부하장치가 소모하는 순시전력 측정값을 수신하여 대기전력의 소모 상태를 통합적으로 모니터링한다.
위의 모니터링 시 각 스마트 콘센트(20)는 각각에 할당된 고유아이디와 함께 순시전력 측정값을 제어장치(10,30)로 송출하며, 다시 제어장치(10.30)는 고유아이디를 이용하여, 대기전력의 소모가 있거나 과부하 또는 이상 상태 발생 시, 특정 스마트 콘센트(20)에 대한 제어명령의 송출이 가능하다.
상기 제어장치(10,30)와 스마트 콘센트(20), 그리고 스마트 콘센트들(20) 간의 통신은 무선통신에 의한다. 제어장치(10,30)는 가장 가까운 스마트 콘센트(20)에 제어명령을 송출하며, 스마트 콘센트(20)는 제어장치(10,30)로부터의 제어명령을 인근의 다른 스마트 콘센트(20)로 차례로 중계 가능하다.
상기 중앙제어장치(30)는 일례로서 컴퓨터일 수 있다. 이 컴퓨터에는 스마트 콘센트들(20)의 제어용 프로그램이 인스톨되며, 스마트 콘센트(20)로부터 수신된 신호를 버퍼에 저장하고 마이컴에 의해 데이터 처리가 이루어지며, 처리된 데이터는 화면에 출력하거나 DB에 로그파일로 저장한다.
상기 휴대용 제어장치(10)는 리모컨일 수 있다. 스마트 콘센트(20)는 리모컨으로부터의 신호를 수신하여 해독하고 다른 스마트 콘센트(20)로 재전송 가능하다. 리모컨은 특정 스마트 콘센트(20)를 선택하고 해당 스마트 콘센트(20)의 전원을 ON/OFF할 수 있도록 구성된다.
상기 휴대용 제어장치(10)는 스마트폰일 수 있다. 스마트폰의 경우, 중앙제어장치(30)와 같이 직접 스마트 콘센트들(20)을 모니터링 및 제어하거나 혹은 중앙제어장치(30)에 접속하여 이를 통하여 모티터링 및 제어할 수도 있다.
도 2를 참조하면, 일례에 따른 휴대용 제어장치(10)는 통신모듈부(11,12), 디스플레이부(13), 제어부(14), 전원부(15) 및 버튼부(16)를 포함한다.
상기 통신모듈부(11,12)는 근거리 무선통신을 이용하여 스마트 콘센트(20)로 제어명령을 송출하기 위한 지그비 통신모듈부(11)와 리모콘 신호를 송출하는 적외선 통신모듈부(12)를 포함할 수 있다.
상기 디스플레이부(13)는 스마트 콘센트들(20)의 동작상태를 고유아이디와 함께 보여주고 버튼부(16)로부터 입력된 제어명령을 표시하는 등 사용자가 조작이 편리하도록 구성된다. 전원부(15)는 휴대용 제어장치(10)에 전원을 공급하며, 제어부(14)는 장치의 작동을 제어한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 일례에 따른 스마트 콘센트(20)는 메인컨트롤부(21), 통신모듈부(22), 아이디설정부(25), 전력모니터링부(23), 전력제어부(24) 및 전원부(28)를 포함한다.
상기 통신모듈부(22)는 외부기기와의 통신을 위한 것으로, 예로서 무선통신을 위한 지그비 통신모듈부(22a)와 적외선 통신모듈부(22b)를 포함할 수 있다. 적외선 통신모듈부(22b)는 예로서 휴대용 제어장치(10)로서 리모컨이 사용될 경우 이로부터의 제어명령의 수신에 주로 이용된다.
상기 아이디 설정부(25)는 사용자가 설정과 변경이 가능하도록 구성된다. 일례로서 2비트의 딥스위치(Dip Switch)나 전자태그(RFID), 또는 전자 메모리를 이용한 스위치를 이용하여 개별 스마트 콘센트(20)에 대한 고유아이디의 설정이 가능하도록 할 수 있다.
상기 전력모니터링부(23)는 소켓(29)에 연결된 부하장치에 의해 소모되는 전력, 예로서 순시전력을 측정한다. 외부전원에 연결된 센서모듈, 예로서 전류센서일 수 있으며, 측정된 순시전력값은 메인컨트롤부(21)로 전달한다.
상기 전력제어부(24)는 메인컨트롤부(21)로부터의 제어명령을 수신하여 부하장치로 공급되는 전원의 ON/OFF를 위한 것으로, 예로서, 부하장치로의 외부전원 공급라인에 스위치를 마련하고 릴레이 등을 이용하여 공급 전원을 ON/OFF 하도록 구성될 수 있다.
상기 전원부(28)는 교류의 외부전원을 직류로 변환하여 스마트 콘센트(20)에 전원을 공급하는 부분이며, 상기 메인컨트롤부(21)는 통신모듈부(22)로부터 수신된 신호에 따라 순시전력 측정값을 외부기기로 송출하거나 부하장치로 공급되는 전원을 ON/OFF 제어한다.
한편, 상기 스마트 콘센트(20)는 메모리부(26)와 디스플레이부(27)를 더 포함할 수 있다.
상기 메모리부(26)는 통신모듈부(22), 예로서 리모컨으로부터 적외선 통신모듈부(22b)로 수신된 다양한 형태의 제어명령을 저장한다. 메인컨트롤부(21)는 통신모듈부(22)로부터 수신된 제어명령을 메모리부에 저장하거나 저장된 제어명령을 그대로 출력하여 통신모듈부(22)를 통하여 송출한다.
상기 메모리부(26)는, 다양한 전자기기의 모든 리모콘 신호를 휴대용 제어장치나 스마트 콘센트에 저장할 수 없으므로, 필요시 수신된 특정한 리모콘 신호를 복사하여 이를 저장하는데 사용된다.
상기 디스플레이부(27)는 스마트 콘센트(20)의 동작상태를 보여주고, 제어명령을 표시하기 위한 것이다. 특정 동작상태 혹은 제어명령에 대하여 사용자가 인지 가능하도록 그에 상응하는 색상의 빛을 발산하도록 구성될 수 있다.
한편, 상기 스마트 콘센트(20)는 최대용량 범위 이내에서, 사전 위험 경보신호를 통보할 수 있도록 알람값이 설정될 수 있으며, 이렇게 함으로써 자신의 최대 용량에 도달하기 이전에 사용자에게 위험 가능성을 사전에 통보할 수 있다.
상기 스마트 콘센트(20)에 내장된 스피커와 경보등을 통하여 경보신호음과 동시에 경보등을 점등시켜서 사용자에게 위험성을 통보하고, 지정 시간이후에는 자동적으로 전원을 차단할 수 있다.
한편, 일례로서, 상기 제어장치(10,30)와 스마트 콘센트(20) 간의 무선통신은, 도 5에 도시된 프로토콜에 따라 이루어질 수 있다.
통신 패킷간 구분을 하기 위해 전송시작코드(STX) 과 전송완료코드(STO)가 삽입된다. LEN은 해당 프로토콜의 데이터 길이를 정의하고, Flag는 해당 프로토콜의 속성을 정의한다. TO ID는 수신측의 장치의 ID를 정의하고, FROM ID는 송신측 장치의 ID를 정의한다.
그리고 Command는 송신측 장치가 수행할 명령을 정의하며, Data는 명령과 더불어 수행되는 테이터의 값을 정의한다. CRC16은 현재 프로토콜의 데이터의 오류를 검증과 보안을 위하여 CRC 체크값을 정의한 것이다.
지그비와 같은 무선통신용 프로토콜은 무선망 형태에서 사용되기 때문에 수신된 데이터를 검증하는 부분이 포함 되어야 한다. 더욱이 오픈된 형태에서 통신이 이루어지므로 보안에도 취약하기 때문이다.
위와 같은 프로토콜을 이용한 스마트 콘센트(20)에서의 신호수신 과정을 간략히 살펴보면, 신호가 수신되면 전송시작코드를 확인하여 있는 경우에는 전송완료코드를 확인한다. 만일 전송시작코드가 없는 경우 메인컨트롤러부(21)는 메모리부(26)에 수신된 신호를 저장한다.
위의 전송완료코드가 확인되면, DATA 크기, Flag, CRC를 순차 확인하고 데이터가 정상 수신된 것으로 판정한다. CRC 확이 시 문제가 있는 경우, 신호 에러로 판정한다.
이상 본 발명의 특정 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명은 다양하게 수정 및 변경될 수 있고 또 이것이 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다는 것이 이해될 필요가 있다.
10: 휴대용 제어장치 20: 스마트 콘센트
30: 중앙제어장치 40: 외부전원
50: 부하장치

Claims (5)

  1. 각각 서로 다른 고유아이디가 설정되며 외부기기와의 통신이 가능한 복수의 스마트 콘센트; 및
    상기 복수의 스마트 콘센트로부터 각 스마트 콘센트에 연결된 부하장치가 소모하는 순시전력 측정값을 수신하며, 고유아이디를 이용하여 특정 스마트 콘센트에 대한 제어명령의 송출이 가능한 제어장치;를 포함하고,
    상기 스마트 콘센트는 제어장치로부터의 제어명령을 인근의 다른 스마트 콘센트로 중계 가능한 것을 특징으로 하는 소전력 원격 제어관리시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 스마트 콘센트는,
    외부기기와의 통신을 위한 통신모듈부;
    소켓에 연결된 부하장치에 의해 소모되는 순시전력을 측정하는 전력모니터링부;
    상기 부하장치로 공급되는 전원의 ON/OFF가 가능한 전력제어부;
    고유아이디의 설정이 가능한 아이디설정부;
    교류의 외부전원을 직류전원으로 전환하는 전원부; 및
    상기 통신모듈부로부터 수신된 신호에 따라 순시전력 측정값을 외부기기로 송출하거나 부하장치로 공급되는 전원을 ON/OFF 제어하는 메인컨트롤부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 소전력 원격 제어관리시스템.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 통신모듈부로부터 수신된 정보를 저장하는 메모리부를 더 포함하며,
    상기 메인컨트롤부는 통신모듈부로부터 수신된 제어명령을 메모리부에 저장하거나 저장된 제어명령을 그대로 출력하여 통신모듈부를 통하여 송출 가능한 것을 특징으로 하는 소전력 원격 제어관리시스템.
  4. 외부기기와의 통신을 위한 통신모듈부;
    소켓에 연결된 부하장치에 의해 소모되는 순시전력을 측정하는 전력모니터링부;
    상기 부하장치로 공급되는 전원의 ON/OFF가 가능한 전력제어부;
    고유아이디의 설정이 가능한 아이디설정부;
    교류의 외부전원을 직류전원으로 전환하는 전원부; 및
    상기 통신모듈부로부터 수신된 신호에 따라 순시전력 측정값을 외부기기로 송출하거나 부하장치로 공급되는 전원을 ON/OFF 제어하는 메인컨트롤부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 콘센트.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 통신모듈부로부터 수신된 정보를 저장하는 메모리부를 더 포함하며,
    상기 메인컨트롤부는 통신모듈부로부터 수신된 제어명령을 메모리부에 저장하거나 저장된 제어명령을 그대로 출력하여 통신모듈부를 통하여 송출 가능한 것을 특징으로 하는 스마트 콘센트.
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