KR20150069474A - Ｐｌｃ 기반의 원격 검침 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

ＰＬＣ 기반의 원격 검침 방법 및 장치를 개시한다.
PLC 통신 기기로부터 복수의 변조 방식 각각으로 수집한 수집 데이터에 근거하여 마스터 모뎀과 슬레이브 모뎀이 시간대별로 최적의 변조 방식으로 통신하도록 스케줄링하여 실시간으로 원격 검침할 수 있도록 하는 PLC 기반의 원격 검침 방법 및 장치를 제공한다.

Description

ＰＬＣ 기반의 원격 검침 방법 및 장치{Method And Apparatus for Providing Remote Metering Based on Power-Line Communication}

본 실시예는 PLC 기반의 원격 검침 방법 및 장치에 관한 것이다.

이하에 기술되는 내용은 단순히 본 실시예와 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아님을 밝혀둔다.

최근 가스, 전기, 수도 등의 사용량 검침을 위해 방문자 위주의 계량에서 IT 기술을 이용한 자동화 계량 사업이 다양하게 추진 중에 있다. 이러한, 자동화 계량을 위해선 계량기에 통신 모듈이 구비되어야 하며, 통신 모듈을 이용하여 수집된 검침 데이터를 제어 장치로 전달하는 마스터 통신 모듈을 포함하는 통신 인프라가 구현되어야 한다. 다시 말해, 슬레이브 통신 모듈은 검침 데이터를 마스터 통신 모듈로 전송하고, 마스터 통신 모듈에서 제어 장치로 검침 데이터를 중계한다.

한편, PLC 환경의 구축을 위해서는 전기의 배선 상태, 거리 등을 고려하여 마스터 통신 모듈과 슬레이브 통신 모듈 간의 변조 방식을 특정 변조 방식으로 설정해야 한다. 하지만, 마스터 통신 모듈과 슬레이브 통신 모듈 간의 변조 방식을 판단하는 기준을 결정하기가 매우 어렵다. 또한, 명확한 판단을 하기 위해서는 사용자가 물리적인 통신으로 테스트를 수행해야 하는 번거로움이 있다. 또한, 사전 환경 조사를 이용하여 특정 변조 방식을 결정하더라도 실제 빌딩, 아파트, 주택 등에서의 전기 사용 여부에 따라 통신 성능이 변화되는 문제가 있다.

본 실시예는 PLC 통신 기기로부터 복수의 변조 방식 각각으로 수집한 수집 데이터에 근거하여 마스터 모뎀과 슬레이브 모뎀이 시간대별로 최적의 변조 방식으로 통신하도록 스케줄링하여 실시간으로 원격 검침할 수 있도록 하는 PLC 기반의 원격 검침 방법 및 장치를 제공하는 데 목적이 있다.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 제 1 모드로 동작하는 PLC(Power-Line Communication) 통신 기기로부터 복수의 변조 방식 각각을 기 설정된 검침 시간동안 운용하여 수집한 제 1 수집 데이터를 수신하는 수신부; - 상기 수집 데이터는 제 1 검침 데이터 및 주변 노드에 대한 제 1 네트워크 환경 정보 중 적어도 하나를 포함함; 상기 제 1 수집 데이터에 근거하여 상기 검침 시간 동안의 시간대별로 상기 복수의 변조 방식 중 어느 하나의 변조 방식을 설정한 프로파일 스케줄 정보를 생성하는 스케줄링부; 및 상기 PLC 통신 기기로 하여금 상기 프로파일 스케줄 정보에 따라 시간대별로 설정된 변조 방식으로 운용되는 제 2 모드로 동작하도록 하는 상기 프로파일 스케줄 정보를 상기 PLC 통신 기기로 전송하는 전송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 장치를 제공한다.

또한, 본 실시에의 다른 측면에 의하면, 제어 장치가 스케줄링하는 방법에 있어서, 제 1 모드로 동작하는 PLC 통신 기기로부터 복수의 변조 방식 각각을 기 설정된 검침 시간동안 운용하여 수집한 제 1 수집 데이터를 수신하는 과정; - 상기 제 1 수집 데이터는 제 1 검침 데이터 및 주변 노드에 대한 제 1 네트워크 환경 정보 중 적어도 하나를 포함함; 상기 제 1 수집 데이터에 근거하여 상기 검침 시간 동안의 시간대별로 상기 복수의 변조 방식 중 어느 하나의 변조 방식을 설정한 프로파일 스케줄 정보를 생성하는 과정; 및 상기 프로파일 스케줄 정보를 상기 PLC 통신 기기로 전송하여, 상기 PLC 통신 기기로 하여금 상기 프로파일 스케줄 정보에 따라 시간대별로 설정된 변조 방식으로 운용되는 제 2 모드로 동작하도록 하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 PLC 기반의 원격 검침 방법을 제공한다.

또한, 본 실시에의 다른 측면에 의하면, 검침 데이터와 주변 노드들에 대한 네트워크 환경 정보를 포함하는 데이터(이하, '수집 데이터'라 칭함)를 상기 상위 노드로 전송하는 전송부; 상기 상위 노드로부터 상기 수집 데이터를 토대로 생성된 프로파일 스케줄 정보를 수신하는 수신부; - 상기 프로파일 스케줄 정보는 시간대별로 복수의 변조 방식 중 어느 하나의 변조 방식이 설정된 정보임; 제 1 모드로 동작하며, 상기 복수의 변조 방식 각각을 기 설정된 검침 시간 동안 운용하여 수집한 제 1 수집 데이터를 상기 상위 노드로 전송하도록 하며, 상기 프로파일 스케줄 정보가 수신되는 경우, 상기 제 1 모드에서 상기 제 2 모드로 전환하며, 상기 프로파일 스케줄 정보에 근거하여 시간대별로 설정된 변조 방식으로 변경하여 수집한 제 2 수집 데이터를 상기 상위 노드로 전송하도록 하는 운용부를 포함하는 것을 특징으로 하는 PLC 통신 기기를 제공한다.

또한, 본 실시에의 다른 측면에 의하면, PLC 통신 기기의 원격 검침 방법에 있어서, 제 1 모드로 동작하며, 복수의 변조 방식 각각을 기 설정된 검침 시간 동안 운용하여 수집한 제 1 수집 데이터를 상위 노드로 전송하는 과정; - 제 1 수집 데이터는 주변 노드에 대한 네트워크 환경 정보와 검침 데이터를 포함함; 상기 상위 노드로부터 상기 제 1 수집 데이터를 토대로 생성된 프로파일 스케줄 정보를 수신하는 과정; - 상기 프로파일 스케줄 정보는 시간대별로 복수의 변조 방식 중 어느 하나의 변조 방식이 설정된 정보임; 상기 프로파일 스케줄 정보를 수신하는 경우, 상기 제 1 모드에서 상기 제 2 모드로 전환하는 과정; 상기 제 2 모드에서 상기 프로파일 스케줄 정보에 근거하여 시간대별로 설정된 변조 방식으로 수집한 제 2 수집 데이터를 상위 노드로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 PLC 기반의 원격 검침 방법을 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, PLC 통신 기기로부터 복수의 변조 방식 각각으로 수집한 수집 데이터에 근거하여 마스터 모뎀과 슬레이브 모뎀이 시간대별로 최적의 변조 방식으로 통신하도록 스케줄링할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 실시예에 의하면, 저속 PLC를 이용한 원격 검침 시스템 스스로 통신 환경에 대한 정보 수집이 가능하기 때문에 PLC 네트워크의 통신 환경의 물리적 테스트에 대한 비용을 감축할 수 있다. 또한, 복수의 변조 방식 각각에 대한 수집 데이터에 근거하여 시간대별 최적 변조 방식이 적용되도록 스케줄링하므로, 마스터 모뎀과 슬레이브 모뎀 간의 변조 방식이 특정 변조 방식으로 고정되지 않은 상태에서 전력선 통신의 유연성을 극대화하여 최대 통신 속도로 통신할 수 있는 효과가 있다. 만약, 중간에 통신이 실패하는 경우, 최한시에 설정된 최고 안정률을 갖는 변조 방식을 이용하여 자가 복구가 되도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 실시예에 따른 저속 PLC 기반의 원격 검침 시스템을 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 제어 장치를 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 PLC 통신 기기를 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.
도 4는 본 실시예에 따른 저속 PLC 기반의 원격 검침 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 본 실시예에 따른 기 설정된 시간대별 변조 방식이 적용된 스케줄 방식의 예시도이다.
도 6은 본 실시예에 따른 원격 검침을 위한 노드들 간의 데이터 송수신 과정을 나타낸 도면이다.

이하, 본 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 실시예에 기재된 '검침 시간'이란 검침이 이루어지는 기 설정된 시간을 의미하며, 예컨대 약 '24 시간'으로 설정될 수 있다. '검침 주기'란 변조 방식과 무관하게 검침을 수행하는 주기를 의미하며, 예컨대, 약 '15 분'단위로 설정될 수 있다. '프로파일 스케줄 정보'는 시간대별로 복수의 변조 방식 중 어느 하나의 변조 방식이 설정된 정보를 말한다.

전력선 통신(PLC: Power-Line Communication, 이하 'PLC'라 칭함)이란, 주변에 광범위하게 설치되어 있는 전력선(예컨대, 전깃줄 또는 전선)을 통신 매체로서 이용하는 통신 방식이다. 이러한, PLC는 신호 전달 및 원격 제어에서부터 초고속 데이터 네트워크에 이르기까지 다양한 응용분야에 활용될 수 있는 통신 기술이다. PLC는 전력선을 이용하여 약 50 ~ 60 Hz인 저주파 전력 신호에 수백 KHz ~ 수십 MHz의 고주파 통신 신호를 실어 전송할 수 있다.

PLC 기술은 크게 가정내의 홈 네트워크 기술과 가정과 외부망의 연결을 위한 액세스 기술로 구분된다. 데이터 전송 속도에 따라서는 저속 60 bps∼10 Kbps, 중속 10 Kbps∼1 Mbps, 고속 1∼10 Mbps로 구분되며 이에 따라 저속은 홈 네트워킹의 제어용으로, 중속은 홈 네트워킹의 데이터 통신용으로, 고속은 외부망 액세스용으로 통신 목적으로 구분될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는 저속 PLC 기반의 원격 검침 시스템에 대해 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 저속 PLC에만 한정되는 것은 아니며, 중속 또는 고속에도 적용이 가능할 것이다. 또한, 본 실시예에서는 '변조'에 대해서만 기재하고 있으나, 변조 데이터를 수신하는 수신측에서는 '복조' 과정을 적용하는 것이 자명하므로, 변조와 복조를 구분하여 기재하지 않는다.

도 1은 본 실시예에 따른 저속 PLC 기반의 원격 검침 시스템을 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.

본 실시예에 따른 저속 PLC 기반의 원격 검침 시스템은 제어 장치(110), PLC 통신 기기(120)를 포함한다. 저속 PLC 기반의 원격 검침 시스템에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

제어 장치(110)는 WAN(Wide Area Network)를 경유하여 PLC 통신 기기(120)와 통신을 수행하는 일종의 관제 서버를 말한다. 이러한, 제어 장치(110)는 하드웨어적으로는 통상적인 네트워크 서버와 동일한 구성이 될 수 있으나 소프트웨어적으로는 C, C++, Java, Visual Basic, Visual C 등 여하한 언어를 통하여 구현되는 프로그램 모듈(Module)을 포함한다. 제어 장치(110)는 네트워크 서버의 형태로 구현될 수 있으며, 개방형 컴퓨터 네트워크를 통하여 불특정 다수 클라이언트 및/또는 다른 장치와 연결될 수 있다. 또한, 제어 장치(110)는 클라이언트 또는 다른 장치의 작업수행 요청에 따른 작업 결과를 도출하는 컴퓨터 소프트웨어를 뜻한다.

제어 장치(110)는 제 1 모드로 동작하는 PLC 통신 기기(120)가 복수의 변조 방식 각각을 기 설정된 검침 시간동안 운용하여 수집한 제 1 수집 데이터를 수신한다. 여기서, 제 1 모드란 기 설정된 검침 시간(예컨대, 24시간)이 경과할 때마다 변조 방식을 변경해 가며 운용되는 '유지 보수 모드'를 의미한다. 제어 장치(110)는 제 1 모드로 동작하는 PLC 통신 기기(120)로부터 수신한 제 1 수집 데이터에 근거하여 검침 시간 동안의 시간대별로 복수의 변조 방식 중 어느 하나의 변조 방식을 설정한 프로파일 스케줄 정보를 생성한다. 제 1 수집 데이터는 PLC 통신 기기(120) 각각에 대한 제 1 검침 데이터 및 주변 노드에 대한 PLC 네트워크의 제 1 네트워크 환경 정보를 포함한다. 한편, 본 실시예에서 이용하는 복수의 변조 방식은 [표 1]과 같은 변조 방식을 포함할 수 있다.

변조 방식	설명
ROBO(Robust OFDM)	저속 데이터 전송 속도를 가지나 최고 통신 안정률을 갖는 변조 방식
BPSK(BiPhase Shift Keying)	중속 데이터 전송 속도를 갖는 변조 방식
QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)	고속 데이터 전송 속도를 갖는 변조 방식
8PSK(8-Phase Shift Keying)	최고속 데이터 전송 속도를 가지나 최저 통신 안정률을 갖는 변조 방식

본 실시예에서 기재된 복수의 변조 방식은 반드시 [표 1]의 변조 방식으로 한정되는 것은 아니며, 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변조 방식의 적용이 가능할 것이다.

[표 1]에 기재된 'ROBO' 변조방식은 동일한 정보를 기 설정된 횟수(예컨대, 네번)로 반복적으로 전송하는 형태를 가진 변조 방식을 말한다. BPSK는 디지털 신호(1, 0)에 따라 위상(예컨대, 1 = 0˚, 0 = 180˚)이 서로 다른 두 정현파 중 하나로 편이 변조하는 방식을 말한다. QPSK는 2진 위상 편이 방식(PSK)과는 달리, 위상 변화를 π/2 (90˚)씩 변화를 주어, 4개 종류의 디지털 심볼로 전송하는 4진 위상 편이 방식을 말한다. 8PSK는 위상 편이 방식(PSK) 중 하나의 변조 방식으로서, 반송파의 위상을 나타내는 원주상에 기 설정된 간격으로 배치된 8개의 부호상에 위상이 변화하도록 변조해서 신호 전송을 하는 방식을 말한다.

제어 장치(110)는, PLC 통신 기기(120)가 제 2 모드로 동작하도록, 프로파일 스케줄 정보를 PLC 통신 기기(120)로 전송한다. 여기서, 제 2 모드는 프로파일 스케줄 정보에 따라 검침 시간의 시간대별로 변조 방식을 변경해 가며 운용되는 '운용 모드'를 의미한다. 제어 장치(110)는 검침 시간(예컨대, 24시간) 중 최한시(사용량이 가장 적은 시간, 예컨대, 3 시부터 4 시까지)에 프로파일 스케줄 정보를 PLC 통신 기기(120)로 전송한다.

이하, 제어 장치(110)가 변조 방식에 대해 스케줄링하는 과정에 대해 설명한다. 제어 장치(110)는 제 1 네트워크 환경 정보에 따른 신호대잡음비 및 제 1 검침 데이터에 따른 검침 성공률 중 적어도 하나에 근거하여 시간대별로 복수의 변조 방식 중 어느 하나의 변조 방식을 설정하여 프로파일 스케줄 정보를 생성한다. 제어 장치(110)는 검침 시간 중 최한시에는 제 1 수집 데이터와 무관하게 최고 통신 안정률을 갖는 변조 방식이 설정되도록 할 수도 있다.

제어 장치(110)는 제 2 모드로 동작하는 PLC 통신 기기(120)로부터 제 2 검침 데이터를 수신한다. 제어 장치(110)는 제 2 검침 데이터에 따른 검침 성공률이 임계치 이하로 떨어지는 경우 프로파일 스케줄 정보를 갱신하여 최한시에 PLC 통신 기기(120)로 전송한다. 또는, 제어 장치(110)는 제 2 모드로 동작하는 PLC 통신 기기(120)로부터 수신한 제 2 검침 데이터에 기초하여 검침 성공률을 확인하고, 검침 성공률이 임계치 이하로 떨어지는 경우 제 1 모드로의 전환을 요청하는 모드 전환 메시지를 최한시에 PLC 통신 기기(120)로 전송하여 PLC 통신 기기(120)로 하여금 제 1 모드로 동작하도록 할 수도 있다.

이하, 프로파일 스케줄 정보가 생성된 이후의 제어 장치(110)의 동작에 대해 설명하면, 제어 장치(110)는 프로파일 스케줄 정보를 PLC 통신 기기(120)로 전송한다. 이후, 제어 장치(110)는 PLC 통신 기기(120)로부터 프로파일 스케줄 정보가 적용된 제 2 수집 데이터를 주기적으로 수신한다. 여기서, 제 2 수집 데이터는 PLC 통신 기기(120)가 프로파일 스케줄 정보에 따라 동작하면서 획득하는 데이터로서, 제 2 검침 데이터(프로파일 스케줄 정보가 적용된 검침 데이터) 및 제 2 네트워크 환경 정보(프로파일 스케줄 정보가 적용된 네트워크 상태 데이터)를 포함한다.

이하, 제어 장치(110)가 스케줄 정보를 생성하는 과정에 대해 보다 구체적으로 설명한다. 제어 장치(110)는 제 1 네트워크 환경 정보에 대한 신호대잡음비(SNR: Signal-to-Noise Ratio)를 확인하거나 제 1 검침 데이터에 대한 검침 성공률 정보를 확인한다. 제어 장치(110)는 시간대별로 기준치 이상의 신호대잡음비를 갖는 변조 방식 또는 기준치 이상의 검침 성공률 정보를 갖는 변조 방식을 추출하여 조합한 프로파일 스케줄 정보를 생성한다.

예컨대, 제어 장치(110)는 기 설정된 시간대 별(예컨대, 0시부터 24시까지)로 ROBO 방식에서의 제 1 네트워크 환경 정보에 대한 신호대잡음비를 확인하거나 제 1 검침 데이터에 대한 검침 성공률 정보를 확인한다. 이후 제어 장치(110)는 기 설정된 시간대 별로 BPSK 방식에서의 제 1 네트워크 환경 정보에 대한 신호대잡음비를 확인하거나 제 1 검침 데이터에 대한 검침 성공률 정보를 확인한다. 이후 제어 장치(110)는 기 설정된 시간대 별로 QPSK 방식에서의 제 1 네트워크 환경 정보에 대한 신호대잡음비를 확인하거나 제 1 검침 데이터에 대한 검침 성공률 정보를 확인한다. 이후 제어 장치(110)는 기 설정된 시간대 별로 8PSK 방식에서의 제 1 네트워크 환경 정보에 대한 신호대잡음비를 확인하거나 제 1 검침 데이터에 대한 검침 성공률 정보를 확인한다.

복수의 변조 방식 각각에 대한 제 1 수집 데이터가 모두 수신되면, 제어 장치(110)는 ROBO, BPSK, QPSK, 8PSK 등의 변조 방식을 조합하여 기 설정된 시간대별로 기준치 이상의 신호대잡음비를 갖는 변조 방식(예컨대, ROBO, BPSK, QPSK, 8PSK 변조 방식 중 어느 하나의 변조 방식) 또는 기준치 이상의 검침 성공률 정보를 갖는 변조 방식을 선택함으로써, 시간대별로 최적의 변조 방식을 매핑하여 프로파일 스케줄 정보를 생성한다.

전술한 과정을 거쳐 생성된 프로파일 스케줄 정보는 예컨대, '0 시부터 1 시'까지는 QPSK 변조 방식, '1 시부터 3 시'까지는 8PSK 변조 방식, '3 시부터 4 시'까지는 ROBO 변조 방식, '4 시부터 9 시'까지는 8PSK 변조 방식, '9 시부터 13 시'까지는 QPSK 변조 방식, '13 시부터 15 시'까지는 BPSK 변조 방식, '15 시부터 23 시'까지는 QPSK 변조 방식으로 설정될 수 있다.

한편, 제어 장치(110)는 기 설정된 시간대 중 최한시(예컨대, 3 시부터 4 시까지)에는 제 1 네트워크 환경 정보(또는 제 2 네트워크 환경 정보)와 무관하게 최고 통신 안정률을 갖는 변조 방식을 설정할 수도 있다.

이하, 제어 장치(110)가 생성한 스케줄 정보를 갱신하는 과정에 대해 설명한다. 먼저, 본 실시예의 일 측면에 의한 스케줄 정보를 갱신하는 과정에 대해 설명한다. 제어 장치(110)는 제 2 모드로 동작하는 PLC 통신 기기로부터 제 2 검침 데이터 및 제 2 네트워크 환경 정보를 수신한다. 그리고, 시간대 별로 제 2 네트워크 환경 정보에 포함된 신호대잡음비를 확인하거나 제 2 검침 데이터를 이용하여 얻은 검침 성공률 정보를 확인한다. 제어 장치(110)는 신호대잡음비 또는 검침 성공률 정보가 기 설정된 임계치 이하로 떨어지는 경우, PLC 통신 기기로 모드 전환을 요청하는 제어 명령을 전송하여 PLC 통신 기기가 제 1 모드로 동작하도록 한다. 제 1 모드로 전환된 PLC 통신 기기(120)는 기 설정된 검침 시간이 경과할 때마다 변조 방식을 변경하면서 제 1 수집 데이터를 상위 노드들을 경유하여 제어 장치(110)로 전송한다. 제어 장치(110)는 수신한 제 1 수집 데이터에 근거하여 시간대별로 복수의 변조 방식 중 어느 하나의 변조 방식을 재설정하여 프로파일 스케줄 정보를 갱신한다. 갱신된 프로파일 스케줄 정보는 통신 안정률이 가장 좋은 변조 방식이 설정되는 최한시에 PLC 통신 기기로 전송될 수 있다.

이하, 본 실시예의 다른 측면에 의한 스케줄 정보를 갱신하는 과정에 대해 설명한다. 제어 장치(110)는 기 설정된 시간대 별로 제 2 네트워크 환경 정보에 포함된 신호대잡음비를 확인하거나 제 2 검침 데이터에 따른 검침 성공률 정보를 확인한다. 제어 장치(110)는 신호대잡음비 또는 검침 성공률 정보가 기 설정된 임계치 이하로 떨어지는 경우, 프로파일 스케줄 정보를 갱신한다. 예컨대, 제 1 변조 방식을 설정해 놓은 시간대의 검출 성공률이 기준치 이하로 떨어지는 경우, 제 1 변조 방식보다 통신 안정성이 높은 제 2 변조 방식으로 변조 방식을 갱신한다.

이하, PLC 통신 기기(120)에 대해 설명한다. PLC 통신 기기(120)는 DCU(Data Concentrator Unit)(122)와 PLC 모뎀(124)을 포함한다. PLC 통신 기기(120) 중 DCU(122)는 마스터 모뎀을 의미하며, PLC 모뎀(124)은 슬레이브 모뎀을 의미한다.

이하에서는, PLC 모뎀(124)의 동작 위주로 설명하나, PLC 모뎀(124)의 동작은 DCU(122)에도 동일하게 적용될 수 있을 것이다. PLC 모뎀(124)은 제 1 모드로 동작하며, 복수의 변조 방식 각각을 기 설정된 검침 시간(예컨대, 1일) 동안 운용하고 검침 주기(예컨대, 15분)가 도래할 때마다 제 1 수집 데이터를 획득한 후 상위 노드를 경유하여 제어 장치(110)로 전송한다. PLC 모뎀(124)은 상위 노드를 경유하여 제어 장치(110)로부터 제 1 수집 데이터를 토대로 생성된 프로파일 스케줄 정보를 수신한 후 프로파일 스케줄 정보를 주변 노드인 다른 PLC 모뎀(124)으로 전송한다. 이때, PLC 모뎀(124)은 프로파일 스케줄 정보를 주변 노드인 다른 PLC 모뎀(124)으로 브로드캐스팅(Broadcasting)또는 멀티캐스팅(Multicasting)할 수 있다. PLC 모뎀(124)은 프로파일 스케줄 정보의 수신에 따라 제 2 모드로 동작하며, 수신한 프로파일 스케줄 정보에 따라 시간대별로 변조 방식을 변경해가면서 제 2 수집 데이터를 상위 노드를 경유하여 제어 장치(110)로 전송한다.

PLC 모뎀(124)이 제 1 모드로 동작하면서 획득한 제 1 수집 데이터(제 1 검침 데이터, 제 1 네트워크 환경 정보)를 상위 노드로 전송할 때, PLC 모뎀(124)은 기 설정된 검침 시간이 경과하는 경우, 복수의 변조 방식 중 이전 변조 방식과 상이한 변조 방식으로 제 1 수집 데이터를 전송한다.

예컨대, PLC 모뎀(124)이 프로파일 스케줄 정보를 수신하기 전에 데이터 수집 방식에 대해 설명하면 다음과 같다. PLC 모뎀(124)은 제 1 모드로 동작하면서, 주변 노드인 다른 PLC 모뎀(124)과 최초 변조 방식으로 ROBO 방식을 설정하여 기 설정된 검침 시간인 24 시간동안 일정 주기 단위(예컨대, 15분)로 제 1 수집 데이터(제 1 검침 데이터, 제 1 네트워크 환경 정보)를 획득하고 획득한 제 1 수집 데이터를 상위 노드를 경유하여 제어 장치(110)로 전송한다. PLC 모뎀(124)은 제 1 모드 상태에서 기 설정된 검침 시간인 24 시간이 경과한 경우 ROBO 방식과 상이한 변조 방식인 BPSK 방식으로 설정하여 기 설정된 검침 시간인 24 시간동안 제 1 수집 데이터(제 1 검침 데이터, 제 1 네트워크 환경 정보)를 획득한 후 상위 노드를 경유하여 제어 장치(110)로 전송한다. PLC 모뎀(124)은 제 1 모드 상태에서 다시 기 설정된 검침 시간인 24 시간이 경과한 경우 BPSK 방식과 상이한 변조 방식인 QPSK 방식으로 설정하여 기 설정된 검침 시간인 24 시간동안 제 1 수집 데이터(제 1 검침 데이터, 제 1 네트워크 환경 정보)를 획득하고 획득한 제 1 수집 데이터를 상위 노드를 경유하여 제어 장치(110)로 전송한다. PLC 모뎀(124)은 제 1 모드 상태에서 다시 기 설정된 검침 시간인 24 시간이 경과한 경우 QPSK 방식과 상이한 변조 방식인 8PSK 방식으로 설정하여 기 설정된 검침 시간인 24 시간동안 제 1 수집 데이터(제 1 검침 데이터, 제 1 네트워크 환경 정보)를 획득한 후 상위 노드를 경유하여 제어 장치(110)로 전송한다. PLC 모뎀(124)은 제 1 모드 상태에서 복수의 변조 방식 각각에 대한 제 1 수집 데이터를 모두 상위 노드를 경유하여 제어 장치(110)로 전송한 후 상위 노드를 경유하여 제어 장치(110)로부터 프로파일 스케줄 정보를 수신하게 된다.

이하, PLC 모뎀(124)이 제어 장치(110)의 요청에 의해 프로파일 스케줄 정보를 갱신하기 위한 동작 과정에 대해 설명한다. 먼저, 본 실시예의 일 측면에 의한 PLC 모뎀(124)의 갱신 과정에 따른 동작에 대해 설명한다. PLC 모뎀(124)은 상위 노드를 경유하여 제어 장치(110)가 전송하는 모드 전환 메시지를 수신한다. 모드 전환 메시지의 수신에 따라 PLC 모뎀(124)은 제 2 모드에서 제 1 모드로 전환된다. 그리고 기 설정된 검침 시간이 경과할 때마다 변조 방식을 변경해 가면서, 제 1 수집 데이터를 상위 노드를 경유하여 제어 장치(110)로 재전송한다. 이후, PLC 모뎀(124)은 제어 장치(110)로부터 갱신된 프로파일 스케줄 정보를 다시 수신하게 된다.

또한, 본 실시에의 다른 측면에 의한 PLC 모뎀(124)의 갱신 과정에 따른 동작에 대해 설명한다. PLC 모뎀(124)은 상위 노드를 경유하여 제어 장치(110)로부터 시간대별 변조 방식이 갱신된 프로파일 스케줄 정보를 수신한다. PLC 모뎀(124)은 갱신된 프로파일 스케줄 정보를 주변 노드인 다른 PLC 모뎀(124)으로 전송한다. PLC 모뎀(124)은 프로파일 스케줄 정보에 따라 시간대별로 변조 방식을 변경하고, 제 2 수집 데이터를 상위 노드를 경유하여 제어 장치(110)로 전송한다.

이하, PLC 모뎀(124)이 제 1 모드인 유지 보수 모드(Maintenance Mode)로 동작하는 과정에 대해 설명한다. PLC 모뎀(124)은 주변 노드인 다른 PLC 모뎀(124)과의 최초 변조 방식을 디폴트 변조 방식으로 설정한 후 주변 노드인 다른 PLC 모뎀(124)에 대한 네트워크 정보가 존재하며, 주변 노드인 다른 PLC 모뎀(124)와 통신이 가능한 경우 유지 보수 모드(제 1 모드)로 동작한다. PLC 모뎀(124)은 주변 노드인 다른 PLC 모뎀(124)에 대한 네트워크 정보가 미존재하며, 주변 노드인 다른 PLC 모뎀(124)을 스캔(Scan)한 후 조인(Loin)하는 과정이 성공하는 경우 유지 보수 모드(제 1 모드)로 동작한다. PLC 모뎀(124)은 주변 노드인 다른 PLC 모뎀(124)에 대한 조인이 실패한 후 기 설정된 시간이 경과되거나 최한시가 도래하는 경우 주변 노드인 다른 PLC 모뎀(124)과의 변조 방식을 최고 통신 안정률을 갖는 변조 방식으로 설정한다. PLC 모뎀(124)은 유지 보수 모드(제 1 모드)에서 기 설정된 검침 시간 동안 복수의 변조 방식(ROBO, BPSK, QPSK, 8PSK 각각) 각각으로 수집된 제 1 수집 데이터를 상위 노드를 경유하여 제어 장치(110)로 전송한다.

이하, PLC 모뎀(124)이 제 1 모드인 운용 모드(Operation Mode)로 동작하는 과정에 대해 설명한다. PLC 모뎀(124)은 상위 노드를 경유하여 제어 장치(110)로부터 프로파일 스케줄 정보를 수신하는 경우 운용 모드(제 2 모드)로 동작한다. PLC 모뎀(124)은 주변 노드인 다른 PLC 모뎀(124)과 기 설정된 횟수 이상으로 통신이 실패하는 경우, 주변 노드인 다른 PLC 모뎀(124)과의 변조 방식을 최고 통신 안정률을 갖는 변조 방식으로 설정한다.

도 2는 본 실시예에 따른 제어 장치를 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.

본 실시예에 따른 제어 장치(110)는 수신부(210), 스케줄링부(220) 및 전송부(230)를 포함한다. 제어 장치(110)에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

수신부(210)는 제 1 모드로 동작하는 PLC 통신 기기(120)로부터 복수의 변조 방식 각각에 대한 제 1 수집 데이터를 수신한다. 여기서, 제 1 수집 데이터는 PLC 통신 기기(120) 각각에 대한 제 1 검침 데이터 및 주변 노드에 대한 PLC 네트워크의 제 1 네트워크 환경 정보를 포함한다.

수신부(210)는 제 2 모드로 동작하는 PLC 통신 기기(120)로부터 프로파일 스케줄 정보가 적용된 제 2 수집 데이터를 주기적으로 수신한다. 여기서, 제 2 수집 데이터는 제 2 검침 데이터 및 제 2 네트워크 환경 정보를 포함한다.

이하, 스케줄링부(220)의 동작에 대해 설명한다. 스케줄링부(220)는 제 1 수집 데이터에 근거하여 검침 시간 동안의 기 설정된 시간대별로 복수의 변조 방식 중 어느 하나의 변조 방식을 설정한 프로파일 스케줄 정보를 생성한다. 스케줄링부(220)는 제 1 네트워크 환경 정보에 따른 신호대잡음비 및 제 1 검침 데이터에 따른 검침 성공률 중 적어도 하나에 근거하여 기 설정된 시간대별로 복수의 변조 방식 중 어느 하나의 변조 방식을 설정하여 프로파일 스케줄 정보를 생성한다. 이 때, 스케줄링부(220)는 검침 시간 중 최한시에는 제 1 수집 데이터와 무관하게 최고 통신 안정률을 갖는 변조 방식이 설정되도록 할 수도 있다.

스케줄링부(220)는 제 2 모드로 동작하는 PLC 통신 기기(120)로부터 제 2 검침 데이터를 수신하고, 제 2 검침 데이터에 따른 검침 성공률이 임계치 이하로 떨어지는 경우 프로파일 스케줄 정보를 갱신하여 최한시에 PLC 통신 기기(120)로 전송한다. 또는, 스케줄링부(220)는 검침 성공률이 임계치 이하로 떨어지는 경우 제 1 모드로의 전환을 요청하는 모드 전환 메시지를 최한시에 PLC 통신 기기(120)로 전송하여 PLC 통신 기기(120)로 하여금 제 1 모드로 동작하도록 하고, 프로파일 스케줄 정보를 다시 생성하는 과정을 수행할 수도 있다.

스케줄링부(220)는 스케줄 생성부(222) 및 스케줄 갱신부(224)를 포함한다. 스케줄 생성부(222)는 제 1 수집 데이터에 포함된 제 1 네트워크 환경 정보에 근거하여 기 설정된 시간대별로 복수의 변조 방식 중 어느 하나의 변조 방식이 설정된 프로파일 스케줄 정보가 생성되도록 한다.

이하, 스케줄 생성부(222)가 스케줄 정보를 생성하는 과정에 대해 보다 구체적으로 설명한다. 스케줄 생성부(222)는 기 설정된 시간대 별로 제 1 네트워크 환경 정보에 대한 신호대잡음비를 확인하거나 제 1 검침 데이터에 대한 검침 성공률 정보를 확인한다. 스케줄 생성부(222)는 기 설정된 시간대별로 기준치 이상의 신호대잡음비를 갖는 변조 방식 또는 기준치 이상의 검침 성공률 정보를 갖는 변조 방식을 추출하여 조합한 프로파일 스케줄 정보를 생성한다. 스케줄 생성부(222)는 기 설정된 시간대 중 최한시에는 제 1 네트워크 환경 정보와 무관하게 최고 통신 안정률을 갖는 변조 방식이 설정되도록 하는 프로파일 스케줄 정보를 생성한다.

이하, 스케줄 갱신부(224)의 동작에 대해 설명한다. 먼저, 본 실시예의 일 측면에 의한 스케줄 정보를 갱신하는 과정에 대해 설명한다. 스케줄 갱신부(224)는 기 설정된 시간대 별로 제 2 네트워크 환경 정보에 대한 신호대잡음비를 확인하거나 제 2 검침 데이터에 대한 검침 성공률 정보를 확인한다. 스케줄 갱신부(224)는 신호대잡음비 또는 검침 성공률 정보가 기 설정된 임계치 이하로 떨어지는 경우, 제 2 모드로 동작 중인 PLC 통신 기기(120)가 제 1 모드로 전환하도록 모드 전환 메시지를 PLC 통신 기기(120)로 전송하고, 수신부(210)를 통해 복수의 변조 방식 각각에 대해 프로파일 스케줄 정보가 미적용된 제 1 수집 데이터를 재수신하도록 제어한다. 스케줄 갱신부(224)는 제 1 수집 데이터에 포함된 제 1 네트워크 환경 정보 및/또는 검침 데이터에 근거하여 기 설정된 시간대별로 기 설정된 복수의 변조 방식 중 어느 하나의 변조 방식이 갱신되도록 프로파일 스케줄 정보를 갱신한다.

또한, 본 실시예의 다른 측면에 의한 스케줄 정보를 갱신하는 과정에 대해 설명한다. 스케줄 갱신부(224)는 기 설정된 시간대 별로 제 2 네트워크 환경 정보에 대한 신호대잡음비를 확인하거나 제 2 검침 데이터에 대한 검침 성공률 정보를 확인한다. 스케줄 갱신부(224)는 신호대잡음비 또는 검침 성공률 정보가 기 설정된 임계치 이하로 떨어지는 경우, 신호대잡음비 또는 검침 성공률 정보에 근거하여 프로파일 스케줄 정보를 갱신한다.

전송부(230)는 프로파일 스케줄 정보를 PLC 통신 기기(120)로 전송한다. 전송부(230)에 의한 프로파일 스케줄 정보의 전송은 통신 안정률이 가장 좋은 변조 방식이 설정되는 최한시에 수행될 수 있다.

도 3은 본 실시예에 따른 PLC 통신 기기를 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.

본 실시예에 따른 PLC 통신 기기(120)는 DCU(122) 또는 PLC 모뎀(124)을 포함한다. PLC 통신 기기(120)는 전송부(310), 수신부(320) 및 운용부(330)를 포함한다. PLC 통신 기기(120)에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

전송부(310)는 운용부(330)가 제 1 모드로 동작하는 경우, 제 1 검침 데이터 및 주변 노드에 대한 PLC 네트워크의 제 1 네트워크 환경 정보를 포함하는 제 1 수집 데이터를 상위 노드를 경유하여 제어 장치(110)로 전송한다. 또한, 전송부(310)는 운용부(330)가 제 2 모드로 동작하는 경우, 프로파일 스케줄 정보에 근거하여 시간대별로 변조 방식을 변경해 가면서 제 2 검침 데이터 및 PLC 네트워크의 제 2 네트워크 환경 정보를 포함하는 제 2 수집 데이터를 상위 노드를 경유하여 제어 장치(110)로 전송한다. 수신부(320)는 상위 노드를 경유하여 제어 장치(110)로부터 제 1 수집 데이터를 토대로 생성된 프로파일 스케줄 정보를 수신한다.

운용부(330)는 PLC 통신 기기(120)의 전반적인 기능을 제어하는 제어 수단으로서, 전송부(310) 및 수신부(320)를 제어한다. 운용부(330)는 상위 노드를 경유하여 제어 장치(110)로부터 수신된 제어 명령에 근거하여 제 1 모드 또는 제 2 모드로의 동작여부를 결정한다. 운용부(330)는 최초 운용 시 제 1 모드로 동작하다가, 프로파일 스케줄 정보가 수신되는 경우 제 2 모드로 전환한다.

운용부(330)는, 제 1 모드로 동작하는 경우, 복수의 변조 방식 각각을 기 설정된 검침 시간 동안 운용하면서 제 1 수집 데이터를 상위 노드로 전송하도록 한다. 예컨대, 운용부(330)는 제 1 모드에서 15분(검침 주기)마다 지속적으로 제 1 수집 데이터를 획득하여 상위 노드로 전송하되, 24시간이 경과할 때마다 변조 방식을 ROBO, BPSK, QPSK, 8PSK 순으로 변경한다.

운용부(330)는 제 2 모드로 동작하는 경우 프로파일 스케줄 정보를 주변 노드로 전송하도록 한다. 운용부(330)는 제 2 모드에서 프로파일 스케줄 정보에 근거하여 시간대별로 변조 방식을 변경하고, 제 2 수집 데이터를 상위 노드를 경유하여 제어 장치(110)로 전송하도록 한다. 운용부(330)는 제 2 모드로 동작하는 중에 상위 노드를 경유하여 제어 장치(110)로부터 제 1 모드로의 전환을 요청하는 모드 전환 메시지를 수신되는 경우, 제 1 모드로 전환하여 기 설정된 검침 시간(예커대, 24시간)이 경과할 때마다 변조 방식을 변경하고, 제 1 수집 데이터를 상위 노드를 경유하여 제어 장치(110)로 재전송한다. 운용부(330)는 상위 노드를 경유하여 제어 장치(110)로부터 갱신된 프로파일 스케줄 정보를 수신하는 경우 다시 제 2 모드로 동작한다.

또한, 운용부(330)는 주변 노드와 기 설정된 횟수 이상으로 통신이 실패하는 경우, 주변 노드와의 변조 방식을 최고 통신 안정률을 갖는 변조 방식으로 설정한다.

이하, 운용부(330)가 유지 보수 모드(제 1 모드)로 동작하는 과정에 대해 설명한다. 운용부(330)는 주변 노드와의 최초 변조 방식을 디폴트 변조 방식으로 설정한 후 주변 노드에 대한 네트워크 정보가 존재하며, 주변 노드와 통신이 가능한 경우 유지 보수 모드(제 1 모드)로 동작한다. 운용부(330)는 주변 노드에 대한 네트워크 정보가 미존재하며, 주변 노드를 스캔한 후 조인하는 과정이 성공하는 경우 유지 보수 모드(제 1 모드)로 동작한다. 운용부(330)는 주변 노드에 대한 조인이 실패한 후 기 설정된 시간이 경과되거나 최한시가 도래하는 경우 주변 노드와의 변조 방식을 최고 통신 안정률을 갖는 변조 방식으로 설정한다. 운용부(330)는 유지 보수 모드(제 1 모드)에서 기 설정된 검침 시간 동안 복수의 변조 방식 각각으로 수집된 제 1 수집 데이터를 상위 노드를 경유하여 제어 장치(110)로 전송한다.

이하, 운용부(330)가 운용 모드(제 2 모드)로 동작하는 과정에 대해 설명한다. 운용부(330)는 상위 노드를 경유하여 제어 장치(110)로부터 프로파일 스케줄 정보를 수신하는 경우 운용 모드(제 2 모드)로 동작한다. 운용부(330)는 주변 노드와 기 설정된 횟수 이상으로 통신이 실패하는 경우, 주변 노드와의 변조 방식을 최고 통신 안정률을 갖는 변조 방식으로 설정한다.

본 실시예의 일 측면에 의한 운용부(330)의 갱신 과정에 따른 동작에 대해 설명하면, 운용부(330)는 상위 노드를 경유하여 제어 장치(110)로부터 프로파일 스케줄 정보의 갱신을 위한 모드 전환 메시지가 수신되는 경우, 기 설정된 검침 시간 동안 복수의 변조 방식 각각으로 수집된 제 1 수집 데이터를 상위 노드로 재전송한다. 운용부(330)는 기 설정된 검침 시간이 경과하는 경우, 복수의 변조 방식 중 이전 변조 방식과 상이한 변조 방식으로 제 1 수집 데이터를 상위 노도로 전송한다.

본 실시에의 다른 측면에 의한 운용부(330)의 갱신 과정에 따른 동작에 대해 설명하면, 운용부(330)는 프로파일 스케줄 정보에 따라 기 설정된 시간이 도래할 때마다 기 설정된 시간대에 매칭된 변조 방식을 갱신하여, 수집한 제 2 수집 데이터를 상위 노드를 경유하여 제어 장치(110)로 전송한다.

도 4는 본 실시예에 따른 저속 PLC 기반의 원격 검침 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

PLC 통신 기기(120)는 주변 노드들과 변조 방식을 설정한다(S412). 단계 S412에서 PLC 통신 기기(120)는 주변 노드들 중 모뎀이 최초 설치된 노드와 통신하는 경우 통신 속도는 가장 느리지만 최고 통신 안정률을 갖는 변조 방식(예컨대, ROBO 방식)으로 설정한다.

PLC 통신 기기(120)는 주변 노드들에 대한 네트워크 정보가 존재하는지의 여부를 확인한다(S414). 단계 S414의 확인 결과, 주변 노드들에 대한 네트워크 정보가 미존재하는 경우, PLC 통신 기기(120)는 주변 노드들에 대한 스캔과 조인 과정을 수행한다(S416). 단계 S416에서 PLC 통신 기기(120)는 최초에는 기존 네트워크 정보가 없기 때문에 주변 노드에 대한 스캔과 조인을 과정을 수행한다.

PLC 통신 기기(120)는 스캔된 주변 노드의 조인이 성공하는지의 여부를 확인한다(S418). 단계 S418의 확인 결과, 스캔된 주변 노드의 조인이 실패하는 경우, PLC 통신 기기(120)는 기 설정된 시간(예컨대, 24시간)이 경과되는지의 여부 또는 최한시(예컨대, AM 03:00)가 도래하는지의 여부를 확인한다(S420). 단계 S420의 확인 결과, 기 설정된 시간(예컨대, 24시간)이 경과되는지의 여부 또는 최한시(예컨대, AM 03:00)가 도래하는 경우, PLC 통신 기기(120)는 주변 노드들과의 변조 방식을 최고 통신 안정률을 갖는 변조 방식(예컨대, ROBO 방식)으로 설정한다(S422). 단계 S422에서 PLC 통신 기기(120)는 기 설정된 시간(예컨대, 24시간) 이상 실패 하거나 최한시(예컨대, AM 3:00)가 도래하는 경우 기존 정보를 무시하고 무조건 최고 통신 안정률을 갖는 변조 방식(예컨대, ROBO 방식)으로 설정한 후 PLC 네트워크에 대한 스캔 및 조인 과정을 진행한다.

한편, 단계 S420의 확인 결과, 기 설정된 시간(예컨대, 24시간)이 경과되기 전 또는 최한시(예컨대, AM 03:00)가 도래하기 전까지 PLC 통신 기기(120)는 단계 S416을 수행한다. 한편, 단계 S418의 확인 결과, 스캔된 주변 노드의 조인이 성공하는 경우, PLC 통신 기기(120)는 주변 노드들의 네트워크 정보를 저장한다(S424). PLC 통신 기기(120)는 유지 보수 모드(제 1 모드)로 동작한다(S426). 단계 S426에서 PLC 통신 기기(120)는 PLC 네트워크에 대한 조인이 성공한 경우 관련한 네트워크 정보를 저장하고 유지보수 모드로 설정한다. 만약, PLC 네트워크에 대한 조인이 실패하는 경우 S416의 과정을 반복한다.

PLC 통신 기기(120)는 검침 주기(예컨대, 약 15분 단위)가 도래(S428)한 경우, 제 1 수집 데이터(제 1 검침 데이터 및 PLC 네트워크에 대한 제 1 네트워크 환경 정보)를 획득(S430)하며, 제 1 수집 데이터(제 1 검침 데이터 및 PLC 네트워크에 대한 제 1 네트워크 환경 정보)를 상위 노드를 경유하여 제어 장치(110)로 전송한다(S432). 다시 말해, 단계 S428 내지 S432에서 PLC 통신 기기(120)는 검침 주기(예컨대, 15분 단위)가 도래하면 제 1 검침 데이터와 주변 노드에 대한 PLC 네트워크의 제 1 네트워크 환경 정보를 주기적으로 PLC 마스터인 DCU(122)로 전송한다.

PLC 통신 기기(120)는 최한시(예컨대, AM 03:00)가 도래(S434)한 경우, 주변 노드들과의 변조 방식을 최고 통신 안정률을 갖는 변조 방식(예컨대, ROBO 방식)으로 설정한다(S436). 단계 S436에서 PLC 통신 기기(120)는 만약, 기 설정된 검침 시간(예컨대, 24시간)이 경과하거나 최한시(예컨대, AM 3:00)가 도래하는 경우, PLC 모뎀(124)은 스스로 최고 통신 안정률을 갖는 변조 방식(예컨대, ROBO 방식)으로 전환한다. 이후, PLC 모뎀(124)은 DCU(122)로부터 프로파일 스케줄 정보 또는 변조 변경 메시지를 수신 받을 수 있도록 준비 한다. 예컨대, AM 3:00 시간이 전기 사용량이 가장 적기 때문에 통신 성공률이 가장 높다.

PLC 통신 기기(120)는 주변 노드들과의 변조 방식을 복수의 변조 방식 중 어느 하나의 방식으로 변경(S438)하고, 변경된 변조 방식으로 설정한다(S440). 단계 S440에서, PLC 통신 기기(120)는 기 설정된 검침 시간(예컨대, 24 시간)이 경과하는 경우, 복수의 변조 방식 중 이전 변조 방식과 상이한 변조 방식으로 제 1 수집 데이터를 상위 노드로 전송한다. 예컨대, PLC 통신 기기(120)는 주변 노드들과 ROBO 방식으로 통신을 수행하다가 기 설정된 검침 시간이 경과된 경우, BPSK, QPSK, 8PSK 중 어느 하나의 변조 방식으로 변조 방식을 변경하는 것이다. 한편, 단계 S438 및 S440은 기 설정된 검침 시간(예컨대, 24시간)이 경과할 때마다 자동으로 수행될 수도 있고, 또는 상위 노드(제어 장치)로부터 변조 변환 메시지를 수신하는 경우에 수행될 수도 있을 것이다.

PLC 통신 기기(120)는 최한시가 도래하는 경우 상위 노드를 경유하여 제어 장치(110)로부터 프로파일 스케줄 정보를 수신한다(S442). PLC 통신 기기(120)는 상위 노드를 경유하여 제어 장치(110)로부터 프로파일 스케줄 정보가 수신되면 운용 모드(제 2 모드)로 동작한다(S444).

PLC 통신 기기(120)는 검침 주기(약 15분 단위)가 도래(S446)한 경우, 주변 노드들로부터 제 2 수집 데이터(제 2 검침 데이터 및 제 2 네트워크 환경 정보)를 수신(S448)하여 상위 노드를 경유하여 제어 장치(110)로 전송한다(S450). PLC 통신 기기(120)는 주변 노드들과의 통신시 실패횟수가 기 설정된 횟수(예컨대, 약 5번) 이상인 경우, 해당 주변 노드와의 변조 방식을 최고 통신 안정률을 갖는 변조 방식(예컨대, ROBO 방식)으로 설정한다(S454). 또한, PLC 통신 기기(120)는 운용 모드(제 2 모드)로 동작하면서, 최한시(예컨대, AM 03:00)가 도래(S456)하는 경우, S454로 동작한다.

도 4에서는 단계 S412 내지 단계 S456을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 다시 말해, 도 4에 기재된 단계를 변경하여 실행하거나 하나 이상의 단계를 병렬적으로 실행하는 것으로 적용 가능할 것이므로, 도 4는 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.

전술한 바와 같이 도 4에 기재된 본 실시예에 따른 저속 PLC 기반의 원격 검침 방법은 프로그램으로 구현되고 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록될 수 있다. 본 실시예에 따른 저속 PLC 기반의 원격 검침 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록되고 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다.

도 5는 본 실시예에 따른 기 설정된 시간대별 변조 방식이 적용된 스케줄 방식의 예시도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 기 설정된 시간대는 '0 시부터 23 시'까지 설정될 수 있다. PLC 통신 기기(120)는 '유지 보수 모드(제 1 모드)'로 동작하면서, ROBO, BPSK, QPSK, 8PSK 방식 순서로 주변 노드와 통신을 수행하여 수집한 제 1 수집 데이터를 제어 장치(110)로 전송한다.

PLC 통신 기기(120)는 주변 노드들과 최초 변조 방식으로 ROBO 방식을 설정하여 기 설정된 검침 시간인 '24 시간'동안 획득한 제 1 수집 데이터를 상위 노드를 경유하여 제어 장치(110)로 전송한다. 이후 PLC 통신 기기(120)는 다시 기 설정된 검침 시간인 '24 시간'이 경과한 경우 ROBO 방식과 상이한 변조 방식인 BPSK 방식으로 설정하여 기 설정된 검침 시간인 24 시간동안 획득한 제 1 수집 데이터를 상위 노드를 경유하여 제어 장치(110)로 전송한다. 이후 PLC 통신 기기(120)는 다시 기 설정된 검침 시간인 24 시간이 경과한 경우 BPSK 방식과 상이한 변조 방식인 QPSK 방식으로 설정하여 기 설정된 검침 시간인 24 시간동안 획득한 제 1 수집 데이터를 상위 노드를 경유하여 제어 장치(110)로 전송한다. 이후 PLC 통신 기기(120)는 다시 기 설정된 검침 시간인 24 시간이 경과한 경우 QPSK 방식과 상이한 변조 방식인 8PSK 방식으로 설정하여 기 설정된 검침 시간인 24 시간동안 획득한 제 1 수집 데이터를 상위 노드를 경유하여 제어 장치(110)로 전송한다.

제어 장치(110)는 기 설정된 시간대 별(예컨대, 0시부터 24시까지)로 ROBO 방식에서의 제 1 네트워크 환경 정보에 대한 신호대잡음비를 확인하거나 제 1 검침 데이터에 대한 검침 성공률 정보를 확인한다. 이후 제어 장치(110)는 기 설정된 시간대 별(예컨대, 0시부터 24시까지)로 BPSK 방식에서의 제 1 네트워크 환경 정보에 대한 신호대잡음비를 확인하거나 제 1 검침 데이터에 대한 검침 성공률 정보를 확인한다. 이후 제어 장치(110)는 기 설정된 시간대 별(예컨대, 0시부터 24시까지)로 QPSK 방식에서의 제 1 네트워크 환경 정보에 대한 신호대잡음비를 확인하거나 제 1 검침 데이터에 대한 검침 성공률 정보를 확인한다. 이후 제어 장치(110)는 기 설정된 시간대 별(예컨대, 0시부터 24시까지)로 8PSK 방식에서의 제 1 네트워크 환경 정보에 대한 신호대잡음비를 확인하거나 제 1 검침 데이터에 대한 검침 성공률 정보를 확인한다.

제어 장치(110)는 ROBO, BPSK, QPSK, 8PSK 변조 방식의 조합하여 기 설정된 시간대별(예컨대, 0시부터 24시까지)로 기준치 이상의 신호대잡음비를 갖는 변조 방식(예컨대, ROBO, BPSK, QPSK, 8PSK 변조 방식 중 어느 하나의 변조 방식) 또는 기준치 이상의 검침 성공률 정보를 갖는 변조 방식(예컨대, ROBO, BPSK, QPSK, 8PSK 변조 방식 중 어느 하나의 변조 방식)를 추출하여 조합한 프로파일 스케줄 정보를 생성한다.

전술한 과정을 거쳐 생성된, 프로파일 스케줄 정보는 예컨대, '0 시부터 1 시'까지는 QPSK 변조 방식, '1 시부터 3 시'까지는 8PSK 변조 방식, '3 시부터 4 시'까지는 ROBO 변조 방식, '4 시부터 9 시'까지는 8PSK 변조 방식, '9 시부터 13 시'까지는 QPSK 변조 방식, '13 시부터 15 시'까지는 BPSK 변조 방식, '15 시부터 24 시'까지는 QPSK 변조 방식으로 설정될 수 있다.

전술한 과정을 거친 후 PLC 통신 기기(120)는 제어 장치(110)로부터 프로파일 스케줄 정보를 수신하는 경우 '운용 모드(제 2 모드)'로 동작한다.

한편, 일반적인 모뎀이 노드에 설치되는 경우 초기(Initial) 과정에서 모뎀의 설치되는 시간이 모두 틀리고 모두 정상 운용되었다고 판단될 때 제어 장치(110)가 변조 변경 과정과 프로파일 운용 과정을 진행하기 때문에 운용 시간은 서로간에 상이할 수 있다.

도 6은 본 실시예에 따른 원격 검침을 위한 노드들 간의 데이터 송수신 과정을 설명하기 위한 순서도이다.

제어 장치(110)는 최한시가 도래하는 경우 프로파일 스케줄 정보를 DCU(122)로 전송한다(S610). DCU(122)는 제어 장치(110)로부터 수신한 프로파일 스케줄 정보를 PLC 모뎀(124)으로 전송한다(S612). DCU(122)는 제어 장치(110)로부터 수신한 프로파일 스케줄 정보를 저장하며(S614), PLC 모뎀(124)은 DCU(122)로부터 수신한 프로파일 스케줄 정보를 저장(S616)한다.

DCU(122)는 프로파일 스케줄 정보에 근거하여 기 설정된 시간대 중 기 설정된 시간이 도래하면 변조 방식을 변경한다(S618). 예컨대, DCU(122)는 도 6에 도시된 바와 같이, '04:00'시가 도래하면 주변 노드와의 변조 방식을 '8PSK'로 변경하는 것이다. PLC 모뎀(124)은 프로파일 스케줄 정보에 근거하여 기 설정된 시간대 중 기 설정된 시간이 도래하면 변조 방식을 변경한다(S620). 예컨대, PLC 모뎀(124)은 도 5에 도시된 바와 같이, '04:00'가 도래하면 DCU(122)와의 변조 방식을 '8PSK'로 변경하는 것이다. 이후, PLC 모뎀(124)은 검침 주기(예컨대, 약 15분 단위)가 도래(S622)하는 경우 제 2 검침 데이터 및 PLC 네트워크의 제 2 네트워크 환경 정보를 DCU(122)로 전송하며, DCU(122)로부터 응답 신호를 수신한다.

DCU(122)는 PLC 모뎀(124)으로부터 수신한 제 2 검침 데이터 및 PLC 네트워크의 제 2 네트워크 환경 정보를 수신하여 저장하며, 이를 상위 노드를 경유하여 제어 장치(110)로 전송한다(S624). 이후, PLC 모뎀(124)은 검침 주기(예컨대, 약 15분 단위)가 도래(S626, S628)하는 경우 제 2 검침 데이터 및 PLC 네트워크의 제 2 네트워크 환경 정보를 DCU(122)로 전송하며, DCU(122)로부터 응답 신호를 수신한다. 이후, 09:00가 되면, 프로파일 스케줄 정보에 따라 변조 방식을 QPSK로 변경하고, DCU(122) 및 PLC 모뎀(124)은 전술한 S622 내지 S628을 반복하여 수행하게 된다.

도 6에서는 단계 S610 내지 단계 S628을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 다시 말해, 도 6에 기재된 단계를 변경하여 실행하거나 하나 이상의 단계를 병렬적으로 실행하는 것으로 적용 가능할 것이므로, 도 6은 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.

전술한 바와 같이 도 6에 기재된 본 실시예에 따른 원격 검침을 위한 노드들 간의 데이터 송수신 과정은 프로그램으로 구현되고 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록될 수 있다. 본 실시예에 따른 원격 검침을 위한 노드들 간의 데이터 송수신 과정을 구현하기 위한 프로그램이 기록되고 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다.

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

110: 제어 장치 120: PLC 통신 기기
122: DCU 124: PLC 모뎀
210: 수신부 220: 스케줄링부
230: 전송부

Claims (16)

1. 제 1 모드로 동작하는 PLC(Power-Line Communication) 통신 기기로부터 복수의 변조 방식 각각을 기 설정된 검침 시간동안 운용하여 수집한 제 1 수집 데이터를 수신하는 수신부; - 상기 수집 데이터는 제 1 검침 데이터 및 주변 노드에 대한 제 1 네트워크 환경 정보 중 적어도 하나를 포함함;
   상기 제 1 수집 데이터에 근거하여 상기 검침 시간 동안의 시간대별로 상기 복수의 변조 방식 중 어느 하나의 변조 방식을 설정한 프로파일 스케줄 정보를 생성하는 스케줄링부; 및
   상기 프로파일 스케줄 정보를 상기 PLC 통신 기기로 전송하여, 상기 PLC 통신 기기로 하여금 상기 프로파일 스케줄 정보에 따라 시간대별로 설정된 변조 방식으로 운용되는 제 2 모드로 동작하도록 하는 전송부
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 스케줄링부는,
   상기 제 1 네트워크 환경 정보에 따른 신호대잡음비(SNR: Signal-to-Noise Ratio) 및 상기 제 1 검침 데이터에 따른 검침 성공률 중 적어도 하나에 근거하여 상기 시간대별로 상기 복수의 변조 방식 중 어느 하나의 변조 방식을 설정하여 상기 프로파일 스케줄 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 스케줄링부는,
   상기 검침 시간 중 최한시에는 상기 제 1 수집 데이터와 무관하게 최고 통신 안정률을 갖는 변조 방식이 설정되도록 하는 상기 프로파일 스케줄 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 스케줄링부는,
   상기 제 2 모드로 동작하는 상기 PLC 통신 기기로부터 제 2 검침 데이터를 수신하고, 상기 제 2 검침 데이터에 따른 검침 성공률이 임계치 이하로 떨어지는 경우 상기 프로파일 스케줄 정보를 갱신하여 상기 최한시에 상기 PLC 통신 기기로 전송하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 스케줄링부는,
   상기 제 2 모드로 동작하는 상기 PLC 통신 기기로부터 제 2 검침 데이터를 수신하고, 상기 제 2 검침 데이터에 따른 검침 성공률이 임계치 이하로 떨어지는 경우 상기 제 1 모드로의 전환을 요청하는 모드 전환 메시지를 상기 최한시에 상기 PLC 통신 기기로 전송하여 상기 PLC 통신 기기로 하여금 상기 제 1 모드로 동작하도록 하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
6. 제 3 항에 있어서,
   상기 전송부는,
   상기 검침 시간 중 상기 최한시에 상기 프로파일 스케줄 정보를 상기 PLC 통신 기기로 전송하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
7. 제어 장치가 스케줄링하는 방법에 있어서,
   제 1 모드로 동작하는 PLC 통신 기기로부터 복수의 변조 방식 각각을 기 설정된 검침 시간동안 운용하여 수집한 제 1 수집 데이터를 수신하는 과정; - 상기 제 1 수집 데이터는 제 1 검침 데이터 및 주변 노드에 대한 제 1 네트워크 환경 정보 중 적어도 하나를 포함함;
   상기 제 1 수집 데이터에 근거하여 상기 검침 시간 동안의 시간대별로 상기 복수의 변조 방식 중 어느 하나의 변조 방식을 설정한 프로파일 스케줄 정보를 생성하는 과정; 및
   상기 프로파일 스케줄 정보를 상기 PLC 통신 기기로 전송하여, 상기 PLC 통신 기기로 하여금 상기 프로파일 스케줄 정보에 따라 시간대별로 설정된 변조 방식으로 운용되는 제 2 모드로 동작하도록 하는 과정
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 PLC 기반의 원격 검침 방법.
8. 검침 데이터와 주변 노드들에 대한 네트워크 환경 정보를 포함하는 데이터(이하, '수집 데이터'라 칭함)를 상기 상위 노드로 전송하는 전송부;
   시간대별로 복수의 변조 방식 중 어느 하나의 변조 방식이 설정된 프로파일 스케줄 정보를 수신하는 수신부;
   제 1 모드로 동작할 때 상기 복수의 변조 방식 각각을 기 설정된 검침 시간 동안 운용하여 제 1 수집 데이터를 상위 노드로 전송하도록 하고, 상기 프로파일 스케줄 정보가 수신되는 경우, 상기 제 1 모드에서 제 2 모드로 전환하고 상기 프로파일 스케줄 정보에 근거하여 시간대별로 설정된 변조 방식으로 변경하여 제 2 수집 데이터를 상기 상위 노드로 전송하도록 하는 운용부를 포함하고,
   상기 프로파일 스케줄 정보는 상기 제 1 수집 데이터에 근거하여 생성된 것을 특징으로 하는 PLC 통신 기기.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 운용부는,
   상기 제 2 모드로 동작 중에 상기 상위 노드로부터 상기 제 1 모드로의 전환을 요청하는 모드 전환 메시지를 수신되는 경우, 상기 제 1 모드로 전환하고 상기 복수의 변조 방식 각각을 상기 기 설정된 검침 시간 동안 운용하여 새로이 수집한제 1 수집 데이터를 상기 상위 노드로 전송하는 것을 특징으로 하는 PLC 통신 기기.
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 운용부는, 상기 상위 노드로부터 갱신된 프로파일 스케줄 정보를 수신하는 경우, 상기 갱신된 프로파일 스케줄 정보에 따라 시간대별로 변조 방식을 변경하는 것을 특징으로 하는 PLC 통신 기기.
11. 제 8 항에 있어서,
    상기 운용부는,
    상기 주변 노드와 기 설정된 횟수 이상으로 통신이 실패하는 경우, 상기 주변 노드와의 변조 방식을 최고 통신 안정률을 갖는 변조 방식으로 설정하는 것을 특징으로 하는 PLC 통신 기기.
12. 제 8 항에 있어서,
    상기 운용부는,
    상기 제 1 모드로 동작하는 경우, 상기 기 설정된 검침 시간이 경과할 때마다, 변조 방식을 변경하는 것을 특징으로 하는 PLC 통신 기기.
13. 제 8 항에 있어서,
    상기 운용부는,
    상기 주변 노드와의 최초 변조 방식을 디폴트 변조 방식으로 설정한 후 상기 주변 노드에 대한 네트워크 정보가 존재하며, 상기 주변 노드와 통신이 가능한 경우 상기 제 1 모드로 동작하는 것을 특징으로 하는 PLC 통신 기기.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 운용부는,
    상기 주변 노드에 대한 네트워크 정보가 미존재하며, 상기 주변 노드를 스캔(Scan)한 후 조인(Loin)하는 과정이 성공하는 경우 상기 제 1 모드를 유지하는 것을 특징으로 하는 PLC 통신 기기.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 운용부는,
    상기 주변 노드에 대한 조인이 실패한 후 기 설정된 시간이 경과되거나 최한시가 도래하는 경우 상기 주변 노드와의 변조 방식을 최고 통신 안정률을 갖는 변조 방식으로 설정하는 것을 특징으로 하는 PLC 통신 기기.
16. PLC 통신 기기의 원격 검침 방법에 있어서,
    제 1 모드로 동작하며, 복수의 변조 방식 각각을 기 설정된 검침 시간 동안 운용하여 제 1 수집 데이터를 상위 노드로 전송하는 과정; - 제 1 수집 데이터는 주변 노드에 대한 네트워크 환경 정보와 검침 데이터를 포함함
    상기 상위 노드로부터 상기 제 1 수집 데이터를 토대로 생성된 프로파일 스케줄 정보를 수신하는 과정; - 상기 프로파일 스케줄 정보는 시간대별로 복수의 변조 방식 중 어느 하나의 변조 방식이 설정된 정보임
    상기 프로파일 스케줄 정보를 수신하는 경우, 상기 제 1 모드에서 상기 제 2 모드로 전환하는 과정; 및
    상기 제 2 모드에서 상기 프로파일 스케줄 정보에 근거하여 시간대별로 설정된 변조 방식으로 제 2 수집 데이터를 상위 노드로 전송하는 과정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 PLC 기반의 원격 검침 방법.

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