KR20130048506A - Meter-reading signal generating apparatus using compact module - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A meter inspecting signal outputting device using a compact module and a method thereof are provided to output meter inspecting signals only by inserting the compact module into a gas metering device or a water metering device. CONSTITUTION: A meter inspecting signal outputting device using a compact module comprises an optical sensor unit(200), a microcontroller(100), and a PLC(Power Line Communication) module. The optical sensor unit includes an installation recessed portion in which the upper part of an indication which is interlocked by an installed rotating rotor in one side of a metering device is connected to the outside by penetrating through a casing and includes an infrared light emitting element and an infrared light receiving element. The microcontroller applies control signals for controlling the infrared light emitting element to the optical sensor unit, receives output signals of the infrared light receiving element, and outputs ID data with pulses standardized at an interval corresponding to the input signals of the infrared light receiving element. The PLC module outputs the output data of the microcontroller to a sensor power supplying line and provides voltage through the sensor power supply line for determining the existence of power failure.

Description

컴팩트 모듈을 이용한 계량 검침 신호 출력 장치 및 그 방법{Meter-Reading Signal Generating Apparatus Using Compact Module}Meter reading signal output device using compact module and its method {Meter-Reading Signal Generating Apparatus Using Compact Module}

본 발명은 가스미터기나 수도미터기 열량미터기 등 각종 미터기에서 원격 검침에 필요한 데이터를 출력시키기 위한 적용 가능한 컴팩트 모듈을 이용한 계량 검침 신호 출력 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a meter reading signal output device and method using an applicable compact module for outputting data necessary for remote meter reading in various meters such as gas meters, water meters, calorimeters, and the like.

종래에도 원격 검침을 위하여 유입, 유출되는 가스의 사용량에 상응하여 회전하는 로터에 의하여 지침이 회전하고, 이러한 지침에 자석을 부착하여 자석이 회전함에 따라 리드스위치의 접점이 단속되어 이에 의하여 검침량을 출력하도록 하였으며 가스미터기에 적용된 예를 대한민국 등록실안 20-0364411(고안의 명칭: 가스미터기의 펄스발생구조; 이하 '인용발명1이라 함')에 의하여 살펴 볼 수 있다.  Conventionally, the instructions are rotated by a rotating rotor corresponding to the amount of gas flowing in and out for the remote meter reading, and the contact of the reed switch is interrupted as the magnet is rotated by attaching a magnet to the instructions, thereby reducing the meter reading. An example applied to a gas meter can be found by Korean Registered Application No. 20-0364411 (the name of the draft: pulse generation structure of the gas meter; hereafter referred to as Cited Invention 1).

이는 도1로 보인 바와 같이 입, 출구부를 가지는 본체 내에 가스의 공급유무에 따른 체적변화로 인해 작동하는 다이어프램을 설치하여 가스사용량을 카운팅함과 동시에 원격으로 검출할 수 있도록 구성된 가스미터기에 있어서, 가스미터기(10)의 본체(14)를 구성하는 상부 케이스(13A)의 전면부에 요입홈(21)이 형성됨과 동시에 마그네트(30)가 부착된 중계기어(23)가 설치되어 있고, 상기 요입홈(21)을 폐색하는 커버(31)에는 상기 마그네트(30)에 대응하는 위치에 리드스위치(34)가 설치되어 펄스를 계측할 수 있도록 구성한 구조로 된 것이다.As shown in FIG. 1, a gas meter configured to install a diaphragm operated by a volume change according to the presence or absence of gas in a main body having an inlet and an outlet part so as to count gas usage and remotely detect the gas, A concave groove 21 is formed in the front surface of the upper case 13A constituting the main body 14 of the meter 10, and a relay gear 23 with a magnet 30 is provided. The cover 31 closing the 21 is provided with a reed switch 34 at a position corresponding to the magnet 30 so as to measure pulses.

그러므로, 이러한 인용발명1은 가스 흐름에 따라 회전하여 카운터부를 작동시키는 중계기어에 부착되어 있는 마그네트와 이에 대응하는 위치의 커버에 마련되어 있는 리드스위치에 의해 펄스신호를 검출할 수 있도록 하였기 때문에, 비교적 간단한 구조로 펄스 신호 출력을 얻을 수 있게 되는 것이다.Therefore, this invention 1 is relatively simple because the pulse signal can be detected by the magnet attached to the relay gear that rotates in accordance with the gas flow to operate the counter and the reed switch provided at the cover of the corresponding position. With this structure, the pulse signal output can be obtained.

반면에 이러한 인용발명1에 의하면 리드스위치에 전원을 공급하고 리드 스위치의 출력 파형을 별체로 구성된 통신부의 마이크로컨트롤러에 의하여 출력파형에 상응하는 간격으로 정형화된 펄스 신호가 전송되도록 하였다.On the other hand, according to the present invention 1, the power supply is supplied to the reed switch and the output waveform of the reed switch is transmitted by the microcontroller of the communication unit configured separately so that the shaped pulse signal is transmitted at intervals corresponding to the output waveform.

그러므로, 이는 리드스위치를 가스미터기에 설치하고, 이에 추가하여 가스미터기의 일측에 마이크로컨트롤러 및 주변 회로가 설치된 통신부를 설치하여야 하므로 설치 작업이 번거롭고 통신부를 위한 별도의 점유 공간이 필요하게 되는 문제점이 있는 것이다.Therefore, this is because the reed switch is installed in the gas meter, and in addition to the communication unit in which the microcontroller and peripheral circuits are installed on one side of the gas meter, the installation work is cumbersome and a separate occupied space for the communication unit is required. will be.

아울러, 용수의 사용량을 원격검침하기 위하여 대한민국 실용신안등록 166049(고안의 명칭: 무선원격 검침용 수도미터기와 관련 기기에 부설시킨 장치; 이하 '인용발명2'라 함)이 제안된 바 있으며, 이는 무선원격검침용 수도미터기와 관련기기에 있어서, 기존의 수도미터기에 체결캡(44)뚜껑에는 환요홈부(6)와 연결선 통과홈(45)을 형성하고, 수도미터기(1)의 회전침중 한곳의 회전침 대신 무게와 형상이 일치하도록 형성시킨 마그네틱침(5)을 장착시키는 것과, In addition, Korea Utility Model Registration 166049 (the name of the bill: a device attached to a water meter and related equipment for wireless remote meter reading; hereinafter referred to as Citation Invention 2) has been proposed to remotely read water usage. In the water meter and related equipment for the wireless remote meter reading, the fastening cap (44) in the lid of the existing water meter to form the groove groove 6 and the connecting line passage groove 45, one of the rotary needle of the water meter (1) Instead of the rotary needle of the magnetic needle (5) formed to match the weight and shape, and

그 직상부측 투명판(42)에는 걸림돌기(4)가 형성된 요홈캡(3)을 형성하여 감지단자(7)를 착탈할 수있도록 한것과 콘트롤 박스(15)에는 감지단자(7)를 별도로 형성하여 긴 연결선(14)으로 연결되게 한것과, 안테나(23)가 설치된 다수개의 회로기판(25)(26)을 복층으로 설치하여 소형화 할 수 있고 충전보호박스(24)및 장기간 사용할 수 있는 건전지(27)등을 설치하여 내장시킨 콘트롤 박스(15)케이스로 된 것이다.The upper transparent plate 42 has a recessed cap 3 formed with a catching protrusion 4 so that the sensing terminal 7 can be attached and detached, and the control box 15 has a sensing terminal 7 separately. Formed to be connected by a long connection line 14, a plurality of circuit boards (25, 26) provided with an antenna 23 can be installed in multiple layers can be miniaturized, the charge protection box 24 and a battery that can be used for a long time It is made of a control box (15) case in which (27) and the like are installed.

그러므로, 이러한 인용발명2는 기존 수도미터기에도 원격 검침용 수도미터기 검침장치(마그네트침 장착)를 간단하고 견고하게 설치하여 원격검침이 가능하도록 한 점에서 유용성이 있다.Therefore, the present invention 2 is useful in that the remote water meter can be installed by simply and firmly installing a water meter meter reading device (with a magnet hand) for remote meter reading in the existing water meter.

반면에 이러한 인용발명2에서도 감지단자(7)에 리드스위치를 설치함과 아울러, 이에 추가하여 수도미터기의 일측에 마이크로컨트롤러 및 주변 회로가 설치된 통신부를 설치하여야 하므로 설치 작업이 번거롭고 통신부를 위한 별도의 점유 공간이 필요하게 되는 문제점이 있는 것이다.On the other hand, in the above-mentioned Cited Invention 2, a reed switch is installed on the sensing terminal 7, and in addition, a communication unit in which a microcontroller and a peripheral circuit are installed on one side of the water meter is cumbersome, and a separate installation for the communication unit is cumbersome. There is a problem that occupy space is required.

또한, 상기 인용발명 1,2는 모두 리드스위치를 검침을 위한 센서로 사용하고 있으며, 이에 따라 외부에 자석을 붙이는 등의 간단한 조작으로 리드스위치의 작동에 장애가 발생하도록 할 수 있으므로 가스나 수도의 부정 사용이 만연하는 등의 문제점을 유발시키고 있는 것이다.In addition, both of the cited inventions 1 and 2 use the reed switch as a sensor for meter reading, and thus, the operation of the reed switch can be caused by a simple operation such as attaching a magnet to the outside. It is causing problems such as widespread use.

그러므로, 근래에는 자력에 의하여 작동되는 리드스위치가 아닌 광학적 검출 방식을 적용하여서 된 가스 및 수도 원격 검침 기술이 제안되었다.Therefore, in recent years, a gas and water remote metering technique has been proposed by applying an optical detection method instead of a reed switch operated by magnetic force.

그 대표적인 예를 대한민국 공개 특허 10-2004-0103308(발명의 명칭: 계량기 원격검침시스템용 숫자휠 회전수 계수장치; 이하 '인용발명3'이라 함)에 의하여 살펴 볼 수 있다. 이는 복수개의 숫자휠로 구성된 계량숫자부의 숫자값이 공급물의 사용량에 비례하여 누적적으로 증가하도록 구성된 계량기에 적용되는 것으로서, 상기 계량숫자부의 어느 하나의 숫자휠 외면의 일부분에 고 광반사율의 표면이 바깥 면이 되게 부착되어, 그 숫자휠과 함께 회전하면서 적외선 입사광을 반사하는 광반사부;A representative example thereof may be viewed by Korean Patent Publication No. 10-2004-0103308 (name of the invention: a number wheel rotation speed counting device for a meter remote meter reading system; hereinafter referred to as 'quotation invention 3'). This is applied to a meter configured to accumulate the numerical value of the weighing numerical portion consisting of a plurality of numeric wheels in proportion to the consumption of the feed. A light reflection part attached to the outer surface to reflect infrared incident light while rotating together with the number wheel;

불투광 재질로 만들어진 케이스의 한 면에 독립된 두 개의 홀이 형성되고, 제1홀 안에는 구동펄스전원을 공급받아서 적외선을 단속적으로 발광하는 적외선 발광소자가 배치되고, 제2홀 안에는 그 안으로 유입되는 적외선 광량에 비례하는 전기신호를 출력하는 적외선센싱소자가 배치되는 광센서 유닛;Two independent holes are formed on one surface of the case made of an opaque material, and an infrared light emitting device for intermittently emitting infrared light is provided in the first hole by a driving pulse power supply, and the infrared light flowing into the second hole is disposed therein. An optical sensor unit on which an infrared sensing element for outputting an electrical signal proportional to an amount of light is disposed;

상기 광센서 유닛을 내부에 장착 고정시킨 채 상기 계량기에 탈착가능하게 조립되는 구조를 가지며, 조립상태에서 상기 광센서 유닛의 상기 제1홀과 상기 제2홀은 상기 광반사부가 부착된 숫자휠의 회전경로 위에 위치하며, 적어도 상기 계량숫자부와 계량기 기기정보 기록부분을 덮는 부분은 외부에서 읽을 수 있도록 투명하며, 특히 외부의 적외선이 내부로 투과되는 것을 차단하는 적외선 차단기능을 갖는 광센서 고정용 하우징;The optical sensor unit has a structure that is detachably assembled to the meter while fixed to the inside, the first hole and the second hole of the optical sensor unit in the assembled state of the number wheel is attached to the light reflecting unit Located on the rotation path, at least a portion covering the weighing numerical part and the meter device information recording part is transparent so that it can be read from the outside, in particular for fixing the optical sensor having an infrared cut-off function to block the external infrared ray from being transmitted inside housing;

상기 적외선센싱소자의 출력펄스신호를 카운트하여 상기 숫자휠의 회전수를 인식함으로써 상기 공급물의 사용량을 산출하는 마이콤; 및A microcomputer that calculates the amount of use of the feed by counting the output pulse signal of the infrared sensing element and recognizing the number of revolutions of the number wheel; And

배터리(301) 전원을 이용하여 상기 광센서 유닛과 상기 마이콤에 필요한 전원을 공급하도록 하여서 된 것이다.The battery 301 is used to supply power to the optical sensor unit and the microcomputer.

그러므로, 이러한 인용발명3은 자석에 의한 조작으로 오동작을 방지함은 물론 광노이즈로 인한 계량 에러 발생을 방지하고 기존의 기계식 계량기를 그대로 활용할 수 있게 되는 등의 장점이 있는 것이다.Therefore, the present invention citation 3 has advantages such as not only preventing the malfunction by the operation by the magnet, but also preventing the occurrence of a weighing error due to the optical noise and utilizing the existing mechanical meter as it is.

반면에 이러한 인용발명3 역시 계량기에는 적외선센싱소자를 부착하여야 하고, 이와 별도로 증폭기, 마이콤, 배터리(301), 펄스발생기, 송신기등이 구비되는 무선통신유닛을 별도로 설치하여야 하므로 설치 작업이 번거롭고 무선통신유닛을 설치하기 위한 별도의 점유 공간이 필요하게 되는 문제점이 있는 것이다.On the other hand, the invention 3 also has to attach an infrared sensing element to the meter, and separately install a wireless communication unit equipped with an amplifier, a microcomputer, a battery 301, a pulse generator, a transmitter, etc. There is a problem that requires a separate occupied space for installing the unit.

아울러, 대한민국 등록특허 640098(발명의 명칭: 다중 광전소자의 출력신호 변화 패턴 분석을 이용한 계량기의 원격 자동 검침 방법과 장치; 이하 '인용발명4'라 함)을 살펴보면, 이는 공급물의 사용량을 그 사용량에 비례하여 회전하는 다수의 회전바늘이 눈금판위에서 가리키는 값으로 나타내는 회전바늘형 계량기 또는 다수의 회전숫자휠이 나타내는 값으로 나타내는 회전숫자휠형 계량기에 적용되어 상기 공급물의 사용량을 원격 자동검침하기 위한 장치에 있어서,In addition, the Republic of Korea Patent No. 640098 (name of the invention: a method and apparatus for remote automatic meter reading of the meter using the output signal change pattern analysis of the multi-optoelectronic device; hereinafter referred to as 'quotation invention 4'), which is used amount of the feed Applied to a rotary needle-type meter indicated by a value indicated on a scale plate or a rotary needle-type meter indicated by a value indicated by a plurality of rotary number wheels, which rotates in proportion to the In

요금부과의 유효자리 이하의 값을 나타내는 회전바늘 또는 회전숫자휠의 회전경로상에 배치되며, 상기 회전경로상의 소정의 검사영역에 대하여 광을 조사하는 발광소자를 적어도 하나를 포함하는 발광부와, 상기 발광소자의 광을 상기 검사영역이 반사한 반사광을 수광하여 대응되는 전기신호로 변환하는 광전소자를 다수 개 포함하는 광전소자부를 구비하는 광센서유닛;A light emitting unit disposed on a rotating path of a rotating needle or a rotating wheel that exhibits a value less than or equal to the effective digit of the charging unit, the light emitting unit including at least one light emitting element for irradiating light to a predetermined inspection area on the rotating path; An optical sensor unit including a photoelectric device unit including a plurality of photoelectric devices for receiving the light of the light emitting device and converting the light reflected by the inspection area into a corresponding electric signal;

시간의 경과에 따라 상기 광전소자부의 각 광전소자로부터 출력되는 전기신호의 레벨 변화패턴을 추출하고, 추출된 레벨변화패턴이 상기 회전바늘 또는 상기 회전숫자휠이 1회전을 완성하는 동안 각 광전소자가 보여줄 출력 전기신호의 레벨변화패턴인 기준패턴과 비교하여 상기 회전바늘 또는 상기 회전숫자휠의 1회전의 완성여부를 판별하는 방식으로 상기 회전바늘 또는 상기 회전숫자휠의 누적회전수를 산출하는 회전수 산출부; 및 상기 발광부, 상기 광전소자부 및 상기 회전수 산출부에 필요한 전원을 공급하는 전원공급부를 구비하여 상기 회전바늘 또는 상기 회전숫자휠의 회전수를 계수하는 기능을 갖도록 하여서 된 것이다.Extract the level change pattern of the electrical signal output from each photoelectric element of the optoelectronic device portion over time, and while the extracted level change pattern completes one rotation of the rotating needle or the rotating number wheel, The number of revolutions for calculating the cumulative number of revolutions of the rotary needle or the rotary number wheel in a manner of determining whether one rotation of the rotary needle or the rotary number wheel is completed by comparing with a reference pattern which is a level change pattern of the output electrical signal to be shown. A calculator; And a power supply unit for supplying power required for the light emitting unit, the photoelectric element unit, and the rotational speed calculating unit to have a function of counting the rotational speed of the rotating needle or the rotating numeric wheel.

그러므로, 이는 가스, 수도, 전기 등의 공급물의 사용량을 측정하는 기존의 또는 새로운 개량기가 그 지침값을 회전숫자휠들의 숫자값이나 회전바늘의 눈금값으로 나타내는 형태라면 그 적용에 제한을 받지 않을 수 있으므로 널리 사용할 수 있는 장점이 있는 것이다.Therefore, this may not be limited if the existing or new retrofitters measuring the consumption of gas, water, electricity, etc. are in the form of indicating the guide value as the numerical value of the rotating wheel or the scale of the rotating needle. Therefore, there is an advantage that can be widely used.

반면에 이러한 인용발명4 역시 계량기에는 광센서유닛을 부착하여야 하고, 이와 별도로 증폭기, 마이콤, 전원공급부, 무선통신부가 구비되는 연산/무선 모듈을 별도로 설치하여야 하므로 설치 작업이 번거롭고 별도의 점유 공간이 필요하게 되는 문제점이 있는 것이다.
On the other hand, the Cited Invention 4 also requires an optical sensor unit attached to the meter, and separately a computation / wireless module equipped with an amplifier, a microcomputer, a power supply unit, and a wireless communication unit is cumbersome and requires a separate occupation space. There is a problem.

1. 대한민국 등록실안 20-0364411(고안의 명칭: 가스미터기의 펄스발생구조)1. Republic of Korea registration plan 20-0364411 (designation: pulse generating structure of gas meter) 2. 대한민국 실용신안등록 166049(고안의 명칭: 무선원격 검침용 수도미터기와 관련 기기에 부설시킨 장치)2. Korea Utility Model Registration 166049 (designation of draft: device installed in water meter and related equipment for wireless remote meter reading) 3. 대한민국 공개 특허 10-2004-0103308(발명의 명칭: 계량기 원격검침시스템용 숫자휠 회전수 계수장치)3. Republic of Korea Patent Publication No. 10-2004-0103308 (Invention name: number wheel speed counter for meter remote meter reading system) 4. 대한민국 등록특허 640098(발명의 명칭: 다중 광전소자의 출력신호 변화 패턴 분석을 이용한 계량기의 원격 자동 검침 방법과 장치)4. Republic of Korea Patent No. 640098 (Invention name: Method and apparatus for remote automatic meter reading of the meter using the analysis pattern of the output signal change of multiple photoelectric device)

본 발명의 목적은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 종전의 수도미터기나 가스미터기의 구조 변경을 최소화하면서 적외선 발광, 수광 소자에 의하여 사용량에 상응하는 정형화된 출력 펄스를 제공함과 동시에 별체로 수도, 가스 미터기와 별체로 연산, 통신 모듈을 설치할 필요가 없도록 하여서 된 컴팩트 모듈을 이용한 계량 검침 신호 출력 장치 및 그 방법을 제공함에 있다.
An object of the present invention is to provide a standardized output pulse corresponding to the amount used by the infrared light emitting and light receiving element while minimizing the structure change of the conventional water meter or gas meter to solve this problem, and at the same time separate from the water, gas meter and The present invention provides a meter reading signal output device using a compact module and a method thereof by eliminating the need for a separate calculation and communication module.

본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위하여 수도미터기나 가스미터기 등 각종 미터기의 일측에 설치된 회전하는 로터에 의하여 연동되는 지침 상방이 케이싱을 관통하여 외부와 연통되도록 하는 설치요부를 구비하며, 적외선 센서 유닛과, 적외선 센서 유닛의 출력에 연결된 마이크로컨트롤러와, 마이크로컨트롤러의 출력에 연결된 PLC모듈과 전원부가 일체로 구성된 컴팩트 모듈을 상기 설치요부에 결합, 고정하여서 된 컴팩트 모듈을 이용한 계량 검침 신호 출력 장치 및 그 방법을 제안한다.
The present invention is provided with an installation main portion to be in communication with the outside through the casing, the upper direction of the guide interlocked by a rotating rotor installed on one side of various meters such as a water meter or gas meter in order to achieve this object, and the infrared sensor unit and Weighing and metering signal output device using a compact module that is coupled to the micro-controller connected to the output of the infrared sensor unit, a compact module consisting of a PLC module connected to the output of the microcontroller and a power supply unit integrally fixed to the installation required and the method Suggest.

이와 같이 하여 본 발명은 가스, 수도미터기에 컴팩트 모듈을 삽입하는 것만으로 계량 검침 신호가 출력되도록 할 수 있으므로 다양한 구조의 가스, 수도미터기에 널리 적용할 수 있게 되는 효과가 있다.In this way, the present invention can be output to the meter reading signal only by inserting a compact module into the gas, water meter has an effect that can be widely applied to gas, water meter of various structures.

또한, 본 발명은 연산/통신 모듈을 위한 별도의 설치작업이나 별도의 점유 공간을 확보할 필요가 없게 되어 설치 작업이 신속하고 용이하게 되는 는 유용한 효과가 있다.In addition, the present invention has a useful effect that it is not necessary to secure a separate installation work or a separate occupied space for the operation / communication module, the installation work is quick and easy.

도1은 종래의 가스미터기 펄스 발생 구조를 보인 설명도.
도2는 종래의 무선원격검침용 수도미터기의 구조를 보인 설명도.
도3은 종래의 계량기 원격검침시스템용 숫자휠 계수장치를 보인 설명도.
도4는 종래의 다중 광전소자의 출력신호 패턴 분석을 이용한 계량기 원격 자동 검침 장치를 보인 설명도.
도5는 본 발명에 의한 컴팩트 모듈 저면을 보인 사시도.
도6은 본 발명에 의한 컴팩트 모듈의 전기적 구성을 보인 회로도.
도7은 본 발명에 의한 지침에 의한 적외선 반사 상태를 보인 컴팩트 모듈 설치상태 종단면도.
도8은 본 발명에 의한 지침이 아닌 부위의 적외선 반사 상태를 보인 컴팩트 모듈 설치 상태 종단면도.
도9는 본 발명에 의한 컴팩트 모듈을 이용한 계량 검침 신호 출력 방법을 보인 흐름도.
도10은 본 발명에 의한 컴팩트 모듈을 설치요부에 결합하기 전의 상태를 보인 설명도.1 is an explanatory diagram showing a conventional gas meter pulse generation structure.
2 is an explanatory view showing the structure of a conventional water meter for wireless remote meter reading.
Figure 3 is an explanatory view showing a number wheel counting device for a conventional meter remote meter reading system.
Figure 4 is an explanatory diagram showing a remote meter reading device remote meter using the output signal pattern analysis of a conventional multi-photoelectric device.
Figure 5 is a perspective view of the bottom of the compact module according to the present invention.
6 is a circuit diagram showing an electrical configuration of a compact module according to the present invention.
Figure 7 is a longitudinal cross-sectional view of the installation state of the compact module showing an infrared reflection state according to the instructions according to the present invention.
Figure 8 is a longitudinal cross-sectional view showing the installation state of the compact module showing the infrared reflecting state of the non-instructions according to the present invention.
9 is a flowchart showing a method of outputting a meter reading signal using a compact module according to the present invention.
10 is an explanatory view showing a state before coupling the compact module according to the present invention to the installation main portion.

이러한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 도5내지 도8로 보인 바와 같이 가스 미터기나 수도 미터기 등 각종 미터기의 일측에 설치된 회전하는 로터에 의하여 연동되는 지침(700) 상방이 케이싱(702)을 관통하여 외부와 연통되도록 하는 설치요부(600)를 구비하며, 이러한 설치요부(600)는 후술되는 컴팩트 모듈(500)을 삽입하여 안정적으로 고정될 수 있도록 한다.5 to 8, the present invention is installed such that the upper direction of the guide 700, which is interlocked by a rotating rotor installed on one side of various meters such as a gas meter or a water meter, communicates with the outside through the casing 702. The recess 600 is provided, and the installation recess 600 may be stably inserted by inserting the compact module 500 to be described later.

이러한 설치요부(600)에는 도5로 보인 바와 같은 컴팩트 모듈(500)이 삽입되며, 컴팩트 모듈(500) 전방의 저면에는 적외선 발광소자(201)와, 적외선 수광수자(202)가 설치된다. A compact module 500 as shown in FIG. 5 is inserted into the installation recess 600, and an infrared light emitting device 201 and an infrared light receiver 202 are installed on the bottom of the front of the compact module 500.

이러한 본 발명에 의한 컴팩트 모듈(500)은 적외선 발광소자(201)와 적외선 수광소자(202)로 구성된 광센서 유니트(200)와, 광센서 유니트(200)에 적외선 발광소자(201) 구동제어 신호를 인가하고, 적외선 수광소자(202)의 출력신호를 입력받으며, 입력된 적외선 수광소자(202)의 신호에 상응하는 간격으로 정형화된 펄스와 함께 ID 데이터를 출력시키는 마이크로컨트롤러(100)와, 마이크로컨트롤러(100)의 출력 데이터를 센서 전원 공급선(401)으로 출력시키고, 센서 전원 공급선(401)을 통하여 전달되는 서버로 부터의 데이터를 수신하기 위한 PLC모듈(400)로 구성된 것이다.The compact module 500 according to the present invention has an optical sensor unit 200 composed of an infrared light emitting device 201 and an infrared light receiving device 202, and an infrared light emitting device 201 driving control signal to the optical sensor unit 200. And a microcontroller 100 for receiving the output signal of the infrared light receiving element 202 and outputting ID data together with pulses shaped at intervals corresponding to the input signal of the infrared light receiving element 202, and the microcomputer. It is composed of a PLC module 400 for outputting the output data of the controller 100 to the sensor power supply line 401, and receives data from the server transmitted through the sensor power supply line 401.

이와 같이 된 본 발명의 작동을 도9로 보인 흐름도에 의하여 상세히 살펴보면 다음과 같다.Looking at the operation of the present invention as described above in detail by the flow chart shown in Figure 9 as follows.

본 발명은 전원을 인가한 초기에 마이크로컨트롤러(100)에 의하여 자체 메모리에 저장된 데이터를 내부의 레지스터로 로딩하고, 광센서 유닛(200)과 PLC모듈(400)의 접속을 확인하는 통상의 시스템 초기화 동작을 수행한다.The present invention initializes a conventional system for loading data stored in its own memory into the internal register by the microcontroller 100 at the initial time of applying power, and confirming the connection between the optical sensor unit 200 and the PLC module 400. Perform the action.

이어서, 본 발명은 센서 전원 공급선을 통하여 공급되는 PLC모듈(400)의 공급전압을 체크하여 정전 여부를 판단하는 단계를 수행한다.Subsequently, the present invention checks the supply voltage of the PLC module 400 supplied through the sensor power supply line to determine whether there is a power failure.

이러한 과정에서 PLC모듈(400)의 공급전압이 "0v"이면 정전 상태인 것으로 판단하고, "0v"가 아닌 전압이면 정전 상태가 아닌 것으로 판단할 수 있어서, 정전 상태가 아닌 것으로 판정되면 광센서 유닛(200)에 구동 펄스를 인가하는 단계를 실시한다.In this process, if the supply voltage of the PLC module 400 is "0v", it can be determined that the power failure state, and if the voltage is not "0v", it can be determined that it is not the power failure state. The driving pulse is applied to the step 200.

즉, 이러한 단계에서 마이크로컨트롤러(100)는 먼저 광센서 유니트의 적외선 발광소자(201)에 예를 들면 20㎲의 유지 시간을 갖는 펄스를 10㎳ ~ 20㎳ 시간 간격으로 인가하며, 이러한 시간 간격은 수도미터기, 열량미터기, 가스미터기 등 용도에 따라 선정되는 것이다.That is, in this step, the microcontroller 100 first applies a pulse having a holding time of, for example, 20 ms to the infrared light emitting element 201 of the optical sensor unit at a 10 ms to 20 ms time interval. It is selected according to the use such as water meter, calorimeter and gas meter.

이러한 시간 간격으로 공급되는 펄스에 의하여 광센서 유닛(200)의 적외선 발광소자(201)에서 적외선이 발생하게 되고, 도7로 보인 바와 같이 이러한 적외선은 미터기의 로터에 의하여 연동되는 지침(700)에 도달하게 되는 바, 이러한 지침(700)은 적외선 반사도료(701)를 도포하여서 된 것이므로, 효과적으로 반사되어 적외선 수광소자(202)에 입사된다. Infrared rays are generated at the infrared light emitting device 201 of the optical sensor unit 200 by the pulses supplied at such time intervals, and as shown in FIG. 7, the infrared rays are guided to the guide 700 interlocked by the rotor of the meter. As it is reached, since the guide 700 is made by applying the infrared reflecting paint 701, it is effectively reflected and is incident on the infrared light receiving element 202.

그러므로 상기 적외선 수광소자(202)는 그 내부 저항에 급격히 감소하고 이에 따라 펄스 파형이 출력되는 단계가 되는 것이며, 이러한 출력파형은 마이크로컨트롤러(100)에 입사되는 것이다. Therefore, the infrared light receiving element 202 is a step of rapidly decreasing the internal resistance and thus outputting a pulse waveform, and the output waveform is incident on the microcontroller 100.

아울러, 다음 순간 로터에 의하여 연동되는 지침(700)이 계속 회전하므로 도8로 보인 바와 같이 적외선 발광소자(201)에서 발생된 적외선이 이번에는 반사도료(701)가 마련되지 않은 미터기의 패널에 도달하게 되므로 반사되어 입사되는 적외선 광량이 감소하게 된다. 이에 따라 적외선 수광소자(202)의 내부 저항은 별다른 변화가 없게 되고, 출력 파형의 변화가 없게 되는 것이다. In addition, since the guide 700 interlocked by the rotor continues to rotate at the next moment, as shown in FIG. 8, the infrared rays generated by the infrared light emitting device 201 reach the panel of the meter which is not provided with the reflective paint 701. Therefore, the amount of infrared light reflected and incident is reduced. Accordingly, the internal resistance of the infrared light receiving element 202 is not changed significantly, and there is no change in the output waveform.

이러한 마이크로컨트롤러(100)에 인가되는 광센서 유닛(200)의 출력 변화는 상기한 과정으로 지침(700)의 1회전 마다 출력 펄스를 1개 발생시키게 되며, 이러한 지침(700)의 회전속도는 수도, 가스 등의 사용량에 비례하게 되므로, 사용량에 상응하여 출력펄스의 간격이 변화되는 형태로 출력된다. 즉, 광센서 유닛(200)의 출력 펄스의 간격을 계수하는 단계를 실시하게 되는 것이다. The output change of the optical sensor unit 200 applied to the microcontroller 100 generates one output pulse for each rotation of the guide 700 in the above-described process, and the rotational speed of the guide 700 may be Since it is proportional to the usage amount of the gas, the output pulse is output in a form in which the interval of the output pulse is changed. That is, the step of counting the interval of the output pulse of the photosensor unit 200 is to be performed.

이에 따라 마이크로컨트롤러(100)에서는 예를 들면 1㎳의 폭으로 된 펄스를 사용량을 나타내는 개수만큼 발생시킨 변환출력펄스를 출력시키는 사용량 대응 출력 펄스 변환 단계를 구현하게 된다.Accordingly, the microcontroller 100 implements an output pulse conversion step corresponding to the usage amount that outputs, for example, a conversion output pulse generated by generating the number of pulses having a width of 1 ms as the number indicating the usage amount.

이어서 마이크로컨트롤러(100)는 상기 사용량에 대응하여 변환된 출력펄스와, 해당 미터기 고유의 ID 데이터를 함께 PLC모듈(400)에 인가하게 된다. 이에 따라 PLC모듈(400)은 센서 전원 공급선으로 데이터를 전송하게 되는 것이다.Subsequently, the microcontroller 100 applies the output pulse converted according to the usage amount and ID data unique to the meter to the PLC module 400. Accordingly, the PLC module 400 is to transmit data to the sensor power supply line.

또한, 이러한 센서 전원 공급선은 다수의 가정이나 각종의 업소에 포설된 것이므로, 이러한 센서 전원 공급선은 일반적으로 중계기에 연결되며, 중계기에서는 각 센서 전원 공급선에 의한 데이터를 수집하여 순차로 중앙 관제 센터의 서버에 유선 또는 무선으로 전송하게 되는 것이다.In addition, since these sensor power supply lines are installed in a number of homes and various businesses, such sensor power supply lines are generally connected to a repeater, and the repeater collects data by each sensor power supply line and sequentially processes the server of the central control center. Will be sent by wire or wirelessly.

아울러, 본 발명에서는 작동 초기에 PLC모듈(400)의 공급전압을 체크하며, 그 전압이 "0v"로 판정된 경우에는 정전발생 상황으로 간주하고, 전원부(300)에 의한 공급 전원을 배터리(301)로 전환하는 단계를 실시하게 된다. In addition, in the present invention, the supply voltage of the PLC module 400 is checked at the beginning of operation, and when the voltage is determined to be "0v", it is regarded as a power failure situation, and the supply power by the power supply unit 300 is determined by the battery 301. Will be performed.

이러한 경우에도 전술한 정상 동작 시와 마찬가지로 수광소자(202)의 출력을 계수하여야 하므로, 마이크로컨트롤러(100)는 먼저 광센서 유니트의 적외선 발광소자(201)에 펄스를 인가하는 단계를 실시하며, 설정 시간 간격으로 공급되는 펄스에 의하여 광센서 유닛(200)의 적외선 발광소자(201)에서 적외선이 발생하게 되고, 적외선 수광소자(202)가 회전되는 지침(700)에 의하여 상기한 바와 동일하게 지침(700)의 1회전 마다 출력 펄스를 1개 발생시키게 되며, 이러한 지침(700)의 회전속도는 수도, 가스등의 사용량에 비례하게 되므로, 사용량에 상응하여 출력펄스의 간격이 변화되는 형태로 출력되는 수광소자(202) 출력 발생 단계가 구현된다. In this case, since the output of the light receiving element 202 must be counted as in the above-described normal operation, the microcontroller 100 first applies a pulse to the infrared light emitting element 201 of the optical sensor unit. Infrared rays are generated in the infrared light emitting device 201 of the optical sensor unit 200 by pulses supplied at time intervals, and the instructions 700 are rotated as described above by the guide 700 in which the infrared light receiving device 202 is rotated. One output pulse is generated every one revolution of 700, and since the rotation speed of the guide 700 is proportional to the usage amount of water and gas, the output light is output in a form in which the interval of the output pulse is changed according to the usage amount. An element 202 output generation step is implemented.

이에 따라 마이크로컨트롤러(100)에서는 사용량을 계수하는 입력 펄스 간격 계수 단계를 거쳐 사용량 대응 데이터로 변환하는 단계를 실시하여 데이터를 산출하고 이와 같이 하여 산출된 사용량 데이터를 메모리에 저장하는 단계를 실시한다.Accordingly, the microcontroller 100 performs a step of converting the amount of usage data into the corresponding amount of usage data through an input pulse interval counting step of counting the amount of usage, and calculating the data and storing the calculated amount of usage data in the memory.

아울러, 이러한 사용량의 누적 값을 나타내는 데이터는 자체 또는 외부에 추가 설치되는 메모리에 저장하게 되는 것이다.In addition, the data representing the cumulative value of the amount of usage is to be stored in the memory that is additionally installed on its own or outside.

이와 같이 한 후, 본 발명에서는 또 다시 PLC모듈(400)의 전압을 체크하여 공급전압이 "0v"인지의 여부를 판정하는 단계를 실시하게 되는 것이고, 그 결과 아직도 공급전압이 "0v"인 경우에는 전원부(300)의 공급전원을 배터리(301)로 전환하여 회로의 각부에 전원을 공급하는 단계를 실시함과 아울러 사용량의 누적 값을 나타내는 데이터를 메모리에 저장하는 과정을 상기 반복하게 되는 것이다.After doing this, in the present invention, the voltage of the PLC module 400 is again checked to determine whether the supply voltage is "0v", and as a result, the supply voltage is still "0v". Next, the step of supplying power to each part of the circuit by switching the power supply of the power supply unit 300 to the battery 301 and repeating the step of storing data indicating the cumulative value of the amount used in the memory.

또한, 센서 전원 공급선(401)에 의하여 공급되는 PLC모듈(400)의 전압을 체크하여 공급전압이 "0v"이상인 경우에는 즉시 메모리에 저장된 연산 누적 데이터와 해당 미터기의 ID 데이터를 PLC모듈(400)로 출력시키는 단계를 실시한 후 또 다시 PLC모듈(400)의 전압을 체크하여 공급전압이 "0v"인지의 여부를 판정하는 단계를 실시하는 초기의 단계로 복귀하는 것이다. In addition, when the voltage of the PLC module 400 supplied by the sensor power supply line 401 is checked and the supply voltage is "0v" or more, the calculation accumulated data stored in the memory and the ID data of the corresponding meter are immediately stored in the PLC module 400. After performing the step of outputting the circuit, the voltage of the PLC module 400 is again checked to determine whether the supply voltage is "0v", and then the process returns to the initial stage.

이러한 과정으로 본 발명은 정상동작시에는 미터기의 로터에 연동하는 지침(700)에 의한 사용량을 검출함에 있어서 종전의 리드 스위치를 설치하는 공간에 설치 가능한 컴팩트모듈(500)에 의하여 사용량 대응 출력 펄스와 ID데이터를 센서 전원 공급선으로 출력시킬 수 있으므로 종전과 같이 리드 스위치나 광센서 유닛(200)에 연결하여 미터기 외부에 부피가 큰 연산/통신 모듈의 설치가 불필요하게 되는 것이다.In this process, the present invention detects the amount of usage according to the instruction 700 that interlocks with the rotor of the meter during normal operation. Since the ID data can be output to the sensor power supply line, it is unnecessary to install a bulky operation / communication module outside the meter by connecting to the reed switch or the optical sensor unit 200 as before.

뿐만 아니라, 본 발명에서는 정전 시에 광센서 유닛(200)에 의하여 검출되는 사용량 대응 출력 펄스를 사용량 데이터를 메모리에 저장하여 센서 전원 공급선(401)의 전원 공급이 정상화된 이후 누적된 사용량 데이터와 ID데이터를 자동으로 전송할 수 있게 되는 것이어서 정전 사고 발생 시에도 정확한 요금 부과가 가능하게 된다.In addition, according to the present invention, the usage data and ID accumulated after the power supply of the sensor power supply line 401 is normalized by storing the usage data in the memory using the usage-corresponding output pulse detected by the optical sensor unit 200 at the time of power failure. The ability to send data automatically allows accurate billing even in the event of a power outage.

아울러, 본 발명에서는 도10으로 보인 바와 같이 컴팩트모듈(500) 일측에 요홈(502)을 형성하고, 설치요부(600) 내측의 상응하는 부위에 돌기(501)를 형성하여 줌으로써 컴팩트모듈(500)이 결합 후에는 유동되지 않고 견고하게 체결, 고정되도록 할 수 있는 것이다.In addition, in the present invention, as shown in FIG. 10, the recess 502 is formed at one side of the compact module 500, and the protrusion 501 is formed at a corresponding portion inside the installation recess 600. After this coupling, it can be firmly fastened and fixed without being flown.

또한 본 발명에서는 지침(700)위에 반사도료(701)를 도포한 예를 들고 있으나, 지침(700)이 없는 형태의 미터기의 경우에는 숫자가 인쇄된 원반 위에 반사도로(701)를 도포하여 적용할 수 있는 것이어서 여러 형태의 미터기에 적용할 수 있는 것이다. In addition, in the present invention, an example of applying the reflective paint 701 on the guide 700, but in the case of the meter without the guide 700 is applied by applying the reflective road 701 on the disk printed number It can be applied to various types of meters.

아울러, 본 발명에서는 적외선 수광소자(202)를 APD(Avalanche Photo Diode)등으로 할 수 있으며, 기타 포토트랜지스터 등을 사용할 수도 있음은 물론이다. 또한, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 특징을 유지하면서 공지된 여러 요소들을 결합하여 본 발명이 의도하는 요지 및 개념 내에서 다양하게 변화시켜 실시하는 것이 가능함은 물론이다.
In addition, in the present invention, the infrared light receiving element 202 may be an APD (Avalanche Photo Diode) or the like, and other phototransistors may be used. In addition, the present invention is not limited to the above embodiments, and it is a matter of course that various changes can be made within the spirit and concept of the present invention by combining various known elements while maintaining the technical features of the present invention.

100: 마이크로컨트롤러 200: 광센서 유닛
201: 적외선 발광소자 202: 적외선 수광소자
300: 전원부 301: 배터리
400: PLC모듈 401: 센서 전원 공급선
500: 컴팩트 모듈 501: 돌기
502: 요홈 600: 설치요부
700: 지침 701: 반사도료
702: 케이싱100: microcontroller 200: light sensor unit
201: infrared light emitting element 202: infrared light receiving element
300: power supply unit 301: battery
400: PLC module 401: sensor power supply line
500: compact module 501: projection
502: groove 600: installation required
700: guideline 701: reflective paint
702: casing

Claims (3)

미터기의 일측에 설치된 회전하는 로터에 의하여 연동되는 지침 상방이 케이싱을 관통하여 외부와 연통되도록 하는 설치요부를 구비하며, 적외선 발광소자와 적외선 수광소자로 구성된 광센서 유니트와,
상기 광센서 유니트에 적외선 발광소자 구동제어 신호를 인가하고, 상기 적외선 수광소자의 출력신호를 입력받으며, 입력된 적외선 수광소자의 신호에 상응하는 간격으로 정형화된 펄스와 함께 ID 데이터를 출력시키는 마이크로컨트롤러와,
상기 마이크로컨트롤러의 출력 데이터를 센서 전원 공급선으로 출력시키고, 상기 센서 전원 공급선을 통하여 정전 여부를 판정하기 위한 전압을 제공하는 PLC모듈로 컴팩트 모듈을 구성하고,
상기 설치요부에 상기 컴팩트 모듈을 결합 고정하여서 됨을 특징으로 하는 컴팩트 모듈을 이용한 계량 검침 신호 출력 장치.
An optical sensor unit comprising an infrared light emitting element and an infrared light receiving element, the main body having an installation portion for interfacing with the outside through the casing to be guided by a rotating rotor installed on one side of the meter;
The microcontroller applies an infrared light emitting device driving control signal to the optical sensor unit, receives an output signal of the infrared light receiving device, and outputs ID data together with pulses shaped at intervals corresponding to the input signal of the infrared light receiving device. Wow,
A compact module is configured as a PLC module that outputs the output data of the microcontroller to a sensor power supply line and provides a voltage for determining whether there is a power failure through the sensor power supply line.
Weighing and metering signal output device using a compact module, characterized in that for fixing the compact module coupled to the installation.
계량 검침 신호 출력 장치가 시스템 초기화 동작을 수행하는 단계와,
계량 검침 신호 출력 장치의 마이크로컨트롤러가 센서 전원 공급선을 통하여 공급되는 PLC모듈의 공급전압을 체크하여 정전 여부를 판단하는 단계를 실시하여 정전이 아닌 경우에는 광센서 유닛의 발광소자에 구동 펄스를 인가하는 단계와,
수광소자에서 출력신호가 발생되는 단계와,
상기 마이크로컨트롤러가 수광소자에서 출력된 입력 펄스의 간격을 계수하는 단계와,
상기 마이크로컨트롤러에서 입력 펄스 간격을 계수한 사용량에 대응하여 출력 펄스로 변환시키는 단계와,
상기 사용량에 대응하여 변환 출력된 펄스와 해당 미터기의 ID 데이터가 PLC모듈에 인가되는 단계와,
상기 PLC모듈에서 센서 전원 공급선으로 데이터를 송출하는 단계와,
상기 마이크로컨트롤러가 센서 전원 공급선을 통하여 공급되는 PLC모듈의 공급전압을 체크하여 정전인 것으로 판정된 경우에는 공급전원을 배터리로 전환하는 단계와,
상기 마이크로컨트롤러가 광센서 유닛의 발광소자에 구동 펄스를 인가하는 단계와,
상기 수광소자에서 출력신호가 발생되는 단계와,
상기 마이크로컨트롤러가 수광소자에서 출력된 입력 펄스의 간격을 계수하는 단계와,
상기 마이크로컨트롤러에서 입력 펄스 간격을 계수한 사용량에 대응하여 데이터로 변환시키고 메모리에 저장하는 단계와,
상기 마이크로컨트롤러가 센서 전원 공급선을 통하여 공급되는 PLC모듈의 공급전압을 체크하여 정전 여부를 판단하는 단계를 재차 실시하여 정전이 아닌 경우에는 메모리에 저장된 연산 누적 데이터를 ID와 함께 PLC모듈로 출력시키는 단계를 실시하고, 센서 전원 공급선을 통하여 공급되는 PLC모듈의 공급전압을 체크하는 초기의 동작 상태로 복귀하며,
상기 마이크로컨트롤러가 센서 전원 공급선을 통하여 공급되는 PLC모듈의 공급전압을 체크하여 정전 여부를 판단하는 단계를 재차 실시하여 정전이 유지되고 있는 경우에는 공급전원을 배터리로 전환하는 단계 이하를 반복 실시함을 특징으로 하는 컴팩트 모듈을 이용한 계량 검침 신호 출력 방법.
Performing a system initialization operation by the meter reading signal output device;
The microcontroller of the meter reading signal output device checks the supply voltage of the PLC module supplied through the sensor power supply line to determine whether there is a power failure, and applies a driving pulse to the light emitting element of the optical sensor unit when the power failure is not performed. Steps,
Generating an output signal from the light receiving element;
Counting the interval of the input pulse output from the light receiving device by the microcontroller;
Converting an input pulse interval into an output pulse in response to the usage amount counted by the microcontroller;
Applying the converted pulse and ID data of the corresponding meter to the PLC module in response to the usage amount;
Transmitting data from the PLC module to a sensor power supply line;
Switching the supply power to a battery when the microcontroller checks the supply voltage of the PLC module supplied through the sensor power supply line and determines that the power supply is out of power;
Applying a driving pulse to the light emitting device of the optical sensor unit by the microcontroller;
Generating an output signal from the light receiving element;
Counting the interval of the input pulse output from the light receiving device by the microcontroller;
Converting the input pulse interval into data in the microcontroller according to the amount of usage and storing the data in a memory;
The microcontroller checks the supply voltage of the PLC module supplied through the sensor power supply line to determine whether there is a power failure, and if it is not a power failure, outputting the accumulated operation data stored in the memory to the PLC module along with the ID. Return to the initial operation state of checking the supply voltage of the PLC module supplied through the sensor power supply line,
The microcontroller checks the supply voltage of the PLC module supplied through the sensor power supply line and determines whether there is a power failure. If maintained A method of outputting a meter reading signal using a compact module, characterized by repeatedly performing the steps of switching the power supply to a battery.
청구항 1에 있어서,
상기 컴팩트모듈 일측에 요홈을 형성하고, 설치요부 내측의 상응하는 부위에 돌기를 형성하여서 됨을 특징으로 하는 컴팩트 모듈을 이용한 계량 검침 신호 출력 장치.The method according to claim 1,
Weighing meter reading signal output device using a compact module characterized in that the groove is formed on one side of the compact module, and a protrusion is formed on a corresponding portion inside the installation recess.
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KR (1) KR20130048506A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109029641A (en) * 2018-07-27 2018-12-18 华南理工大学 A kind of water meter automatic testing method based on Faster-rcnn

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