KR20190067604A - 홈 허브 디바이스를 이용한 스마트 분전 시스템 및 그 작동 방법 - Google Patents

홈 허브 디바이스를 이용한 스마트 분전 시스템 및 그 작동 방법 Download PDF

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백승우
노옥용
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Abstract

본 발명은, 작동 신호를 전송하는 무선통신부를 포함하는 가전 기기; 상기 가전 기기가 연결된 적어도 하나의 배선에 대한 전류량을 감지하고, 상기 전류량에 따른 소비 전력 정보를 생성하여 전송하는 분전반; 및 제어부와, 상기 가전 기기 및 상기 분전반과 근거리 무선 통신망을 통해 통신 링크를 형성하는 무선통신부와, 상기 제어부와 연결된 메모리와, 음성 정보를 출력하는 스피커와, 고유한 자체의 가전 기능을 수행하는 고유기능부를 포함하는 홈 허브 디바이스를 포함하여 구성되고, 상기 홈 허브 디바이스의 메모리는 인스트럭션들을 저장하고, 상기 인스트럭션들은, 실행될 경우, 상기 제어부가: 상기 분전반으로부터 수신된 소비 전력 정보를 상기 메모리에 저장하도록 제어하고; 상기 가전 기기로부터 수신되는 작동 신호에 따라 예상 소비 전력을 계산하고; 상기 예상 소비 전력이 미리 설정된 임계 소비 전력 이상인지 판단하고; 만약 상기 예상 소비 전력이 상기 미리 설정된 임계 소비 전력 미만이면, 상기 가전 기기의 작동을 허용하는 작동 수락 신호를 상기 무선통신부를 통해 상기 가전 기기로 전송하도록 제어하고; 만약 상기 예상 소비 전력이 상기 미리 설정된 임계 소비 전력 이상이면, 상기 가전 기기의 작동을 허용할 수 없다는 작동 불가 신호를 상기 무선통신부를 통해 상기 가전 기기로 전송하도록 제어하고; 및 상기 작동 불가 정보를 상기 스피커를 통해 음성으로 출력하도록 제어하는 동작을 수행하도록 하는 스마트 분전 시스템 및 그 동작 방법을 개시한다.

Description

홈 허브 디바이스를 이용한 스마트 분전 시스템 및 그 작동 방법 {Smart electric distributing system and method using home hub device}
본 발명은 홈 허브 디바이스를 이용한 스마트 분전 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 홈 허브 디바이스를 통해 분전반으로부터 분기된 각 배선에 연결된 가전 기기들의 소비 전력 정보를 생성하고 이를 바탕으로 그 동작을 제어할 수 있도록 구성된 스마트 분전 시스템 및 그 동작 방법에 관한 것이다.
분전반은 외부 간선(모선)을 옥내 배선의 각 방면으로 분기하기 위한 것으로서 복수의 과전류차단기를 포함하여 구성된다. 최근 분전반은 단락 전류를 차단하는 고유의 기능을 넘어 분전반의 각 분기 배선에 접속된 가전 기기들의 전력 소비 상태를 실시간으로 감지하여 제어할 수 있도록 하는 소위 '스마트 분전반'으로 그 영역을 확장하고 있다.
예를 들어, 스마트 분전반은 분기 배선을 통해 가전 기기로 흐르는 전류량을 측정하고 그 정보를 스마트폰과 같은 사용자 단말기로 전송함으로써 이를 접한 사용자가 단말기를 통해 전류 공급을 제한 및 차단할 수 있도록 하는 기술이 알려져 있다.
한편, 사물인터넷(IoT) 기술의 발달로 가정 내의 TV, 냉장고, 에어콘, 세탁기 등의 가전 기기들은 네트워크를 통해 상호 접속되어 온라인을 통해 실시간으로 상태를 파악하고 제어하는 기술이 개발되고 있다.
이러한 홈 네트워크 기술을 이용해 분전반 역시 제어할 수 있는 기술이 요구되고 있는데, 대한민국 특허 공개 제10-2012-0137577호는 그러한 실시예를 보여준다.
그러나, 상기 특허 문헌에 따르면, 분전반에서 측정된 전력 사용량 정보를 사용자 단말기로 전송하여 표시하면, 사용자가 이에 따라 제어 명령을 입력하고 그에 따라 전원 제어가 이루어지는 방식을 취하고 있다. 따라서, 사용자는 일일이 사용자 단말기를 통해 전원 제어를 수행해야 하는 번거로움이 상존한다. 무엇보다도, 가전 기기의 사용에 따른 전원 제어를 예비적으로 수행하는 것은 가능하지만, 실제로 가전 기기를 작동할 때 그 작동을 제어하는 수단은 마련되어 있지 않다.
대한민국 공개특허 제10-2012-0137577호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안된 것으로서, 홈 허브 디바이스를 통해 분전반으로부터 분기된 각 배선에 연결된 가전 기기들의 소비 전력을 감지하고 그 동작 개시를 제어할 수 있도록 구성된 스마트 분전 시스템 및 그 동작 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 각 분기 배선에 연결된 가전 기기들이 실제 작동을 개시하는 시점을 실시간으로 감지하고 그 작동 여부를 제어할 수 있도록 하는 스마트 분전 시스템 및 그 동작 방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따른 스마트 분전 시스템은, 작동 신호를 전송하는 무선통신부를 포함하는 가전 기기; 상기 가전 기기가 연결된 적어도 하나의 배선에 대한 전류량을 감지하고, 상기 전류량에 따른 소비 전력 정보를 생성하여 전송하는 분전반; 및 제어부와, 상기 가전 기기 및 상기 분전반과 근거리 무선 통신망을 통해 통신 링크를 형성하는 무선통신부와, 상기 제어부와 연결된 메모리와, 음성 정보를 출력하는 스피커와, 고유한 자체의 가전 기능을 수행하는 고유기능부를 포함하는 홈 허브 디바이스를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 상기 홈 허브 디바이스의 메모리는 인스트럭션들을 저장하는데, 상기 인스트럭션들은, 실행될 경우, 상기 제어부가: 상기 분전반으로부터 수신된 소비 전력 정보를 상기 메모리에 저장하도록 제어하고; 상기 가전 기기로부터 수신되는 작동 신호에 따라 예상 소비 전력을 계산하고; 상기 예상 소비 전력이 미리 설정된 임계 소비 전력 이상인지 판단하고; 만약 상기 예상 소비 전력이 상기 미리 설정된 임계 소비 전력 미만이면, 상기 가전 기기의 작동을 허용하는 작동 수락 신호를 상기 무선통신부를 통해 상기 가전 기기로 전송하도록 제어하고; 만약 상기 예상 소비 전력이 상기 미리 설정된 임계 소비 전력 이상이면, 상기 가전 기기의 작동을 허용할 수 없다는 작동 불가 신호를 상기 무선통신부를 통해 상기 가전 기기로 전송하도록 제어하고; 및 상기 작동 불가 정보를 상기 스피커를 통해 음성으로 출력하도록 제어하는 동작을 수행하도록 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따른 스마트 분전 시스템은, 작동 신호를 전송하는 무선통신부를 포함하는 가전 기기; 상기 가전 기기가 연결된 적어도 하나의 배선에 대한 전류량을 감지하고, 상기 전류량에 따른 소비 전력 정보를 생성하여 전송하는 분전반; 및 제어부와, 상기 가전 기기 및 상기 분전반과 근거리 무선 통신망을 통해 통신 링크를 형성하는 무선통신부와, 상기 제어부와 연결된 메모리와, 음성 정보를 출력하는 스피커와, 고유한 자체의 가전 기능을 수행하는 고유기능부를 포함하는 홈 허브 디바이스를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 상기 홈 허브 디바이스의 메모리는 인스트럭션들을 저장하는데, 상기 인스트럭션들은, 실행될 경우, 상기 제어부가: 상기 분전반으로부터 수신된 소비 전력 정보를 상기 메모리에 저장하도록 제어하고; 상기 가전 기기로부터 수신되는 작동 신호에 따라 예상 소비 전력을 계산하고; 상기 예상 소비 전력이 미리 설정된 임계 소비 전력 이상인지 판단하고; 만약 상기 예상 소비 전력이 상기 미리 설정된 임계 소비 전력 미만이면, 상기 가전 기기의 작동을 허용하는 작동 수락 신호를 상기 무선통신부를 통해 상기 가전 기기로 전송하도록 제어하고; 만약 상기 예상 소비 전력이 상기 미리 설정된 임계 소비 전력 이상이면, 상기 가전 기기의 작동을 허용할 수 없다는 작동 불가 신호를 상기 무선통신부를 통해 상기 가전 기기로 전송하도록 제어하고; 및 상기 작동 불가 정보를 상기 스피커를 통해 음성으로 출력하도록 제어하는 동작을 수행하도록 한다.
상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 스마트 분전 시스템 및 그 작동 방법에 따르면, 사용자는 원하는 임계 소비 전력을 미리 설정하기만 하면 분전반의 각 분기 배선에 연결된 가전 기기들의 작동을 일일이 제어할 필요가 없어서 기존의 번거로움을 피할 수 있다.
또한, 본 발명의 스마트 분전 시스템 및 방법에 따르면, 사용자가 부주의로 가전 기기를 작동하더라도 과전류 발생이 우려될 경우 그 작동 개시를 일시적으로 보류함으로써 단락 전류나 과전류로 인한 블랙 아웃을 방지할 수 있다.
나아가, 본 발명의 스마트 분전 시스템 및 방법에 따르면, 사용자는 가정 내의 홈 허브 디바이스를 통해 가전 기기의 부주의한 작동 여부를 실시간으로 인지하고 이를 관리할 수 있으므로 통지에 대한 인지 및 기기 제어에 대한 확실성을 담보할 수 있다.
본 발명의 향상된 효과와 이점들은 이하의 상세한 설명을 통해서 더욱 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 아래 도면들에 의해 구체적으로 설명되지만, 이러한 도면은 본 발명의 실시예들을 나타낸 것이므로 본 발명의 기술 사상이 그 도면에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예들 중에서 일 실시예에 따른 스마트 분전 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예들 중에서 일 실시예에 따른 스마트 분전 시스템에 있어서 분전반의 개략적인 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예들 중에서 일 실시예에 따른 스마트 분전 시스템에 있어서 홈 허브 디바이스의 개략적인 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예들 중에서 일 실시예에 따른 스마트 분전 시스템에 있어서 가전 기기의 개략적인 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예들 중에서 일 실시예에 따른 스마트 분전 시스템의 동작을 나타내는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스마트 분전 시스템 및 그 동작 방법에 대해 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서의 상세한 설명과 도면에 도시된 구성은 본 발명의 일실시예에 불과할 뿐이므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 본 명세서에 첨부된 도면들에서 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예들 중에서 일 실시예에 따른 스마트 분전 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 스마트 분전 시스템은 분전반(10), 홈 허브 디바이스(20) 및 가전 기기들(30 내지 36)을 포함하여 구성된다.
상기 분전반(10)은 간선 또는 모선으로부터 옥내 분기 배선(L1, L2, L3)으로 전력을 배분하는 동시에 필요에 따라 전력 공급을 차단하는 기능을 수행한다. 특히, 본 발명에 따른 분전반(10)은 각각의 분기 배선(L1, L2, L3)에 흐르는 전류량을 측정하여 전력 정보를 생성하며, 생성된 전력 정보를 상기 홈 허브 디바이스(20)로 전송한다. 또한, 상기 분전반(10)은 각각의 분기 배선(L1, L2, L3)에 흐르는 전류량에 변화가 있을 경우 이를 감지하여 전력 정보를 생성할 수 있다.
도 2에는 이러한 분전반(10)의 개략적인 구성이 도시되어 있다. 도 1 및 도 2를 함께 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 분전반(10)은 제어부(11), 외부 전원이 입력되는 전원입력부(12), 상기 전원입력부로 공급되는 전력을 옥내에 구비된 각각의 분기 배선(L1, L2, L3)으로 배분하여 공급하는 전력분배부(13), 상기 각각의 분기 배선(L1, L2, L3)을 통하는 전류량을 측정하는 전력감지부(14), 상기 전력감지부에서 측정된 전류량을 바탕으로 생성된 소비 전력 정보를 상기 홈 허브 디바이스(20)로 전송하는 무선통신부(15)를 포함할 수 있다.
상기 전력분배부(13)는 적어도 하나의 분기 배선(L1, L2, L3)에 단락 전류와 같은 과전류가 발생할 경우 전력 공급을 차단할 수 있으며, 그에 따른 전력 차단 정보를 상기 제어부로 전송할 수 있다. 상기 제어부(11)는 상기 전력분배부(13)로 수신된 전력 차단 정보를 무선통신부를 통해 상기 홈 허브 디바이스(20)로 전송하도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부(11)는 상기 적어도 하나의 분기 배선(L1, L2, L3)에 전류량 변화가 감지될 경우 전력감지부(14)가 이를 측정하고 그 측정 정보를 제어부로 전송하도록 제어할 수 있다.
상기 무선통신부(15)는 근거리 무선 통신망을 통해 후술하는 상기 홈 허브 디바이스(20)의 무선통신부와 통신 링크를 설정할 수 있다. 여기서, 상기 근거리 무선 통신망은 Wi-First(wireless fidelity), 블루투스, 블루투스 저전력(BLE), 지그비(Zigbee), NFC(near-field communication), 자력 시큐어 트랜스미션(Magnetic Secure Transmission), 라디오 프리퀀시(RF), 또는 보디 에어리어 네트워크(BAN) 중 적어도 하나를 사용할 수 있다.
상기 홈 허브 디바이스(20)는 근거리 무선 통신만으로 구성된 홈 네트워크 내에 속하는 가전 기기들 중의 어느 하나로서 본 발명에 따른 소비 전력 정보를 저장하고, 이를 바탕으로 홈 네트워크 내에 속하는 다른 가전 기기들(30 내지 36)의 작동 개시를 제어한다.
이러한 홈 허브 디바이스(20)의 상세한 구성은 도 3에 도시되어 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 홈 허브 디바이스(20)는 제어부(21), 정보를 텍스트 또는 이미지 형태로 표시하는 디스플레이(22), 데이터를 저장하는 메모리(23), 음성 정보를 출력하는 스피커(24), 데이터나 명령을 입력하기 위한 입력장치(25), 근거리 무선 통신망을 통해 정보를 송수신하는 무선통신부(26), 및 해당 가전 기기의 고유한 기능을 수행하는 고유기능부(27)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 홈 허브 디바이스(20)의 제어부(21)는 상기 디스플레이(22)로 하여금 상기 분전반(10)으로부터 수신한 소비 전력 정보를 텍스트 또는 이미지 형태로 표시하도록 제어할 수 있다. 또한, 상기 홈 허브 디바이스(20)의 제어부(21)는, 후술하는 바와 같이, 가전 기기들(30 내지 36)중 어느 하나의 작동을 개시할 수 없다고 판단한 경우, 상기 디스플레이(22)로 하여금 그러한 작동 개시 불가 정보를 텍스트 또는 이미지 형태로 표시하도록 제어할 수 있다.
예를 들어, 상기 디스플레이(22)는 액정 디스플레이(LCD), 발광 다이오드(LED) 디스플레이, 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이, 또는 마이크로 전자기계 시스템 (MEMS) 디스플레이 등으로 구성될 수 있다.
상기 메모리(23)는 상기 분전반(10)으로부터 수신한 소비 전력 정보를 저장하고, 사용자에 의해 미리 설정되는 임계 소비 전력값을 저장할 수 있다. 이러한 메모리(23)는 휘발성 메모리 및/또는 비휘발성 메모리로 구성될 수 있다.
상기 스피커(24)는 전기 신호를 음성 신호로 변환하여 출력하는 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 홈 허브 디바이스(20)의 제어부(21)는, 가전 기기들(30 내지 36)중 어느 하나의 작동을 개시할 수 없다고 판단할 경우, 작동 불가 정보를 상기 스피커(24)를 통해 출력하도록 제어할 수 있다.
상기 입력장치(25)는 사용자가 데이터나 명령을 상기 홈 허브 디바이스(20)로 입력하기 위한 것으로서, 예를 들어, 터치 패널, 디지털 펜 센서, 물리적 키버튼, 또는 초음파 입력 장치 등을 포함할 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 디스플레이(22)가 터치 패널의 기능을 함께 구비한 경우에는 상기 입력장치(25)의 구성은 생략될 수 있으며, 사용자는 상기 터치 패널을 통해 데이터 또는 명령을 입력할 수 있다.
상기 무선통신부(26)는 전술한 근거리 무선 통신망을 통해 상기 분전반(10)의 무선통신부(15)와 통신 링크를 설정할 수 있다.
상기 고유기능부(27)는 상기 홈 허브 디바이스(20)의 고유한 기능을 수행하는 유니트 또는 그 조합으로 이루어질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 홈 허브 디바이스(20)는 전술한 기능들을 수행할 수 있는 가전 기기들 중의 어느 하나로 선택될 수 있다. 예를 들어, 상기 홈 허브 디바이스(20)는 스마트 냉장고, 스마트 스피커(30), 스마트 TV(31), 스마트 에어콘(32), 스마트 오디오(33), 스마트 전자팬(34), 스마트 스위치 (또는 전등)(35), 또는 스마트 세탁기(36) 중에서 어느 하나일 수 있다.
일 예로서, 상기 홈 허브 디바이스(20)가 냉장고인 경우에, 상기 고유기능부(27)는 냉장 및 냉동 기능을 수행하기 위한 구성요소들(예, 압축기, 응축기, 증발기, 모터 등)로 구성될 수 있다. 또 다른 예로서, 상기 홈 허브 디바이스(20)가 스마트 스피커(30)인 경우에, 상기 고유기능부(27)는 스마트 스피커 기능을 수행하기 위한 구성요소들(예, 음성인식부, 데이터베이스, 검색부, 알람부, AI제어부 등)로 구성될 수 있다. 또 다른 예로서, 상기 홈 허브 디바이스(20)가 스마트 TV(31)인 경우에, 상기 고유기능부(27)는 TV 기능을 수행하기 위한 구성요소들(예, 신호수신부, 신호처리부, 화면표시부, 네트워크 통신부 등)로 구성될 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 홈 허브 디바이스(20)는 각종 가전 기기(20 내지 36)들 중의 어느 하나로 구현될 수 있으나, 다만, 후술하는 바와 같이 다른 가전 기기(30 내지 36)의 작동 불가 정보를 음성으로 출력하기 위한 스피커(24)를 필수적으로 구비하는 것이 바람직하다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예들 중에서 일 실시예에 따른 스마트 분전 시스템에 있어서 가전 기기(30 내지 36)의 개략적인 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 1의 도면에는 이러한 가전 기기들의 예로서, 스마트 냉장고(20) (본 명세서에서는 홈 허브 디바이스로 기능함), 스마트 스피커(30), 스마트 TV(31), 스마트 에어콘(32), 스마트 오디오(33), 스마트 전자팬(34), 스마트 스위치 (또는 전등)(35), 또는 스마트 세탁기(36)가 예시되어 있다. 물론, 전술한 바와 같이, 이들 가전 기기들(20 내지 36)들 중에서 어느 하나(예를 들어, 스마트 냉장고 또는 스마트 스피커)는 홈 허브 디바이스로 기능할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 분전 시스템은 현재까지 알려진 또는 향후에 개발될 예정인 다양한 가전 기기들을 포괄하는 것으로 이해되어야 하며, 이러한 가전 기기들은 아래에서 설명하는 바와 같이 근거리 무선 통신망을 통해 홈 네트워크를 구성하여 상기 홈 허브 디바이스(20)와 데이터 신호를 송수신할 수 있다.
더욱 구체적으로, 상기 가전 기기(30 내지 36)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 제어부(41), 근거리 무선 통신망을 통해 상기 홈 허브 디바이스(20)와 통신하는 무선통신부(42), 및 고유기능부(43)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 고유기능부(43)는 상기 홈 허브 디바이스(20)에서 설명된 고유기능부(27)와 동일한 의미를 가지므로 더 이상의 반복적인 설명은 생략하기로 한다.
그러면, 상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 분전 시스템의 동작을 아래에서 상세히 살펴보기로 한다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예들 중에서 일 실시예에 따른 스마트 분전 시스템의 동작을 나타내는 흐름도이다. 단, 본 실시예에서는 상기 홈 허브 디바이스(20)가 스마트 냉장고인 경우로 가정하여 설명하기로 한다.
먼저, 동작 110에서, 분전반(10)의 제어부(11)는 전력감지부(14)로 하여금 각각의 분기 배선(L1, L2, L3)에 대한 전류량을 측정하도록 제어하고, 그 측정 신호를 수신하여 각 분기 배선(L1, L2, L3)에 대한 실시간 소비 전력 정보를 생성한다. 이때, 각각의 분기 배선(L1, L2, L3)에는 가정 내의 다양한 가전 기기들(30 내지 36)이 전기적으로 연결된 상태이다. 예를 들어, 제1 분기 배선(L1)에는 홈 허브 디바이스(20)(예: 스마트 냉장고), 스마트 스피커(30), 및 스마트 TV(31)가 연결될 수 있고, 제2 분기 배선(L2)에는 스마트 에어콘(32), 스마트 오디오(33), 및 스마트 전자팬(34)이 연결될 수 있고, 제3 분기 배선(L3)에는 스마트 스위치 (또는 전등)(35)과 스마트 세탁기(36)가 각각 연결될 수 있다. 이러한 가전 기기들(30 내지 36)은 동작 중일 수도 있고 대기 전력을 소모하는 상태일 수도 있다.
상기와 같은 상태에서 생성된 각각의 분기 배선(L1, L2, L3)에 대한 소비 전력 정보는 분전반(10)의 무선통신부(15)에 의해 근거리 무선 통신망을 통해 상기 홈 허브 디바이스(20)로 전송되고 (동작 120), 상기 홈 허브 디바이스(20)는 자체 무선통신부(26)를 통해 이를 수신하여 메모리(23)에 저장한다(동작 130).
상기 분기 배선(L1, L2, L3)에 대한 소비 전력 정보는 상기 분전반(10)에서 실시간으로 생성되어 상기 홈 허브 디바이스(20)로 전송될 수 있다. 예를 들어, 사용자는 상기 분기 배선(L1, L2, L3) 중의 적어도 하나에 또 다른 가정용 전자 기기(예를 들어, 헤어 드라이기, 진공 청소기, 마이크로웨이브, 다리미 등)를 연결하여 사용할 수 있다. 이 경우, 해당 분기 배선에 대한 전력량은 증가하게 되므로 이러한 소비 전력 정보는 실시간으로 갱신 및 생성될 수 있다.
이러한 상태에서, 예를 들어 사용자가 상기 가전 기기들(30 내지 36) 즉, 스마트 스피커(30), 스마트 TV(31), 스마트 에어콘(32), 스마트 오디오(33), 스마트 전자팬(34), 스마트 스위치 (또는 전등)(35), 또는 스마트 세탁기(36) 중의 어느 하나를 작동하기 위해 전원 스위치를 온하면, 해당 가전 기기의 제어부(도 4의 41)는 작동을 일시적으로 보류한 채, 그러한 작동 신호를 자체의 무선통신부(42)를 통해 상기 홈 허브 디바이스(20)로 전송한다(동작 140). 다시 말해, 본 발명에 따르면, 스마트 가전 기기(30 내지 36)를 동작할 경우, 전원 공급과 작동을 곧 개시하는 것이 아니라, 그 작동 개시 여부를 판단한 후에 동작하도록 구성된다.
이어서, 상기 가전 기기(30 내지 36)로부터 작동 신호를 수신한 홈 허브 디바이스(20)는, 동작 150에서, 예상 소비 전력을 계산한다. 상기 예상 소비 전력은 작동 요청된 상기 가전 기기(30 내지 36)가 작동할 경우 소비되는 전력량을 의미한다. 바람직하게, 상기 홈 허브 디바이스(20)의 메모리(23)에는 가전 기기(30 내지 36) 각각에 대한 소비 전력량이 미리 저장되어 있고, 홈 허브 디바이스(20)의 제어부(21)는 상기 메모리(23)를 검색하여 해당 가전 기기(30 내지 36)에 대한 예상 소비 전력을 계산할 수 있다.
이어서, 동작 160에서, 상기 홈 허브 디바이스(20)는 계산된 예상 소비 전력과 미리 설정된 임계 소비 전력을 상호 비교하여 예상 소비 전력이 임계 소비 전력 이상인지를 판단한다. 상기 임계 소비 전력은 각각의 분기 배선별로 설정된 최대 허용 소비 전력을 의미하거나, 또는 사용자에 의해 각각의 분기 배선별로 설정된 소비 전력량을 의미할 수 있다. 이러한 임계 소비 전력은 간선 전력량과 분기 배선의 수, 케이블 용량, 저항률 등등에 따라서 적절하게 설정될 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 사용자는 월별 전기 사용량을 관리하기 위해 월별 전체 소비전력량을 설정하고 이에 따라 각각의 분기 배선별로 임계 소비 전력을 할당할 수도 있다. 이러한 할당은, 사용자의 입력에 의해 임의로 이루어지거나, 전력감지부에 의해 측정된 각각의 분기 배선별 부하도에 따라서 차등적으로 할당될 수도 있다.
이와 같이, 상기 임계 소비 전력은 각각의 분기 배선별로 설정되고 관리될 수도 있으나, 이에 한정되지 않고, 전체 가전 기기들(30 내지 36)에 대한 총량적인 의미의 임계 소비 전력이 설정되고 관리될 수도 있음은 물론이다.
다음으로, 상기 동작 160의 판단 결과, 만약 예상 소비 전력이 미리 설정된 임계 소비 전력 미만이면, 상기 홈 허브 디바이스(20)의 제어부(21)는 상기 가전 기기(30 내지 36)의 작동을 허용하는 작동 수락 신호를 무선통신부(26)를 통해 상기 가전 기기(30 내지 36)로 전송한다 (동작 170).
그러면, 상기 작동 수락 신호를 수신한 가전 기기(30 내지 36)는 비로소 해당 가전 기기의 작동을 개시하고 그에 따른 고유한 기능을 수행할 수 있다 (동작 180).
반면에, 상기 동작 160의 판단 결과, 만약 예상 소비 전력이 미리 설정된 임계 소비 전력 이상이면, 상기 홈 허브 디바이스(20)의 제어부(21)는 해당 가전 기기(30 내지 36)의 작동을 허용할 수 없다는 작동 불가 신호를 상기 무선통신부를 통해 가전 기기(30 내지 36)로 전송하고 (동작 190), 이에 따라 가전 기기는 작동 보류 상태를 유지한다 (동작 195).
그런 다음, 상기 홈 허브 디바이스(20)는, 동작 200에서, 작동 불가 정보를 출력한다. 구체적으로, 이러한 작동 불가 정보의 출력은 상기 홈 허브 디바이스(20)에 구비된 스피커(24)를 통해 일차적으로 이루어진다. 즉, 상기 홈 허브 디바이스(20)의 제어부(21)는 상기 스피커(24)로 하여금 작동 요청된 해당 전자 기기의 작동이 불가하다는 음성 메세지를 출력하도록 제어할 수 있다. 상기 홈 허브 디바이스(20)는 통상 가정 내에서 거실이나 식당 등 사용자의 주생활이 이루어지는 곳에 위치하고 있으며, 핸드폰과 달리 중대형의 고정식 가전 기기이므로 위와 같은 작동 불가 메세지는 사용자에게 확실하게 전달될 수 있으며 사용자는 임계 소비 전력 초과 정보를 빠짐없이 인지할 수 있다.
더욱 바람직하게, 이러한 작동 불가 메세지는 사용자에게 가전 기기(30 내지 36) 동작을 위해 필요한 후속 조치를 취할 것을 지시할 수 있는데, 예를 들어, 홈 허브 디바이스(20)의 제어부(21)는 상기 스피커(24)를 통해 “요청하신 가전 기기의 동작으로 인해 1번 분기 배선에 과부하가 예상됩니다. 1번 분기 배선에 연결된 다른 가전 기기들을 제거해 주세요!”와 같은 통지를 출력하도록 제어할 수 있다.
추가적으로, 상기 홈 허브 디바이스(20)의 제어부(21)는 디스플레이(22)를 통해 상기 가전 기기(30 내지 36)의 작동 불가 정보를 텍스트 또는 이미지 형태로 표시함으로써 사용자가 이를 시각적으로 인지하도록 할 수 있다. 바람직하게, 상기 디스플레이(22)에 표시되는 작동 불가 정보는 작동 요청된 가전 기기(30 내지 36)가 연결되어 있는 배선을 지시하는 정보를 포함할 수 있다.
이에 따라, 사용자는 예를 들어, 과부하가 예상되는 (또는 미리 설정된 임계 소비 전력량을 초과할 것으로 예상되는) 1번 분기 배선(L1)에 연결되어 있는 제3의 가전 기기(예컨대, 다리미)의 코드를 뽑고 연결을 해제함으로써 적절한 조치를 취할 수 있다 (동작 210).
사용자의 이러한 조치는 해당 분기 배선에 대한 전류량의 변화를 초래하므로, 상기 분전반(10)의 전력감지부(14)는 각각의 분기 배선(L1, L2, L3)에 전력 변화가 발생하는지 실시간으로 모니터링하고 (동작 220), 만약 전력 변화가 발생할 경우, 해당 분기 배선에 대한 전력 정보를 갱신하여 새로운 소비 전력 정보를 생성하고 (상기 동작 110) 이를 홈 허브 디바이스(20)로 전송한다 (상기 동작 120).
그러면, 상기 홈 허브 디바이스(20)는 새로운 소비 전력 정보를 메모리(23)에 저장하여 기존 데이터를 갱신한다 (상기 동작 130).
이어서, 제3의 가전 기기(예, 다리미)를 제거한 사용자는 다시 원하는 가전 기기(30 내지 36)의 스위치를 온하고, 해당 가전 기기(30 내지 36)는 작동 신호를 홈 허브 디바이스(20)로 전송한다 (상기 동작 140).
이에 대해, 상기 홈 허브 디바이스(20)는 전술한 동작 150의 예상 소비 전력 계산 과정과 전술한 동작 160의 예상 소비 전력과 임계 소비 전력의 비교 판단을 수행한다. 이번에는, 제3의 가전 기기(예, 다리미)가 제거된 상태이므로, 상기 홈 허브 디바이스(20)의 제어부(21)는 작동 수락 신호를 상기 가전 기기(30 내지 36)로 전송할 수 있고 (상기 동작 170), 이로써 해당 가전 기기(30 내지 36)는 작동을 개시할 수 있다 (상기 동작 180).
비록 본 발명은 실시예와 첨부된 도면을 통해 구체적으로 설명되었으나 본 발명의 기술적 사상은 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 정해지며, 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형예와 균등예가 있을 수 있다.
10: 분전반 20: 홈 허브 디바이스
30: 스마트 스피커 31: 스마트 TV
32: 스마트 에어콘 33: 스마트 오디오
34: 스마트 전자팬 35: 스마트 스위치(전등)
36: 스마트 세탁기

Claims (6)

  1. 작동 신호를 전송하는 무선통신부를 포함하는 가전 기기;
    상기 가전 기기가 연결된 적어도 하나의 배선에 대한 전류량을 감지하고, 상기 전류량에 따른 소비 전력 정보를 생성하여 전송하는 분전반; 및
    제어부와, 상기 가전 기기 및 상기 분전반과 근거리 무선 통신망을 통해 통신 링크를 형성하는 무선통신부와, 상기 제어부와 연결된 메모리와, 음성 정보를 출력하는 스피커와, 고유한 자체의 가전 기능을 수행하는 고유기능부를 포함하는 홈 허브 디바이스를 포함하여 구성되고,
    상기 홈 허브 디바이스의 메모리는 인스트럭션들을 저장하고,
    상기 인스트럭션들은, 실행될 경우, 상기 제어부가:
    상기 분전반으로부터 수신된 소비 전력 정보를 상기 메모리에 저장하도록 제어하고;
    상기 가전 기기로부터 수신되는 작동 신호에 따라 예상 소비 전력을 계산하고;
    상기 예상 소비 전력이 미리 설정된 임계 소비 전력 이상인지 판단하고;
    만약 상기 예상 소비 전력이 상기 미리 설정된 임계 소비 전력 미만이면, 상기 가전 기기의 작동을 허용하는 작동 수락 신호를 상기 무선통신부를 통해 상기 가전 기기로 전송하도록 제어하고;
    만약 상기 예상 소비 전력이 상기 미리 설정된 임계 소비 전력 이상이면, 상기 가전 기기의 작동을 허용할 수 없다는 작동 불가 신호를 상기 무선통신부를 통해 상기 가전 기기로 전송하도록 제어하고; 및
    상기 작동 불가 정보를 상기 스피커를 통해 음성으로 출력하도록 제어하는 동작을 수행하도록 하는 것을 특징으로 하는 스마트 분전 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 분전반의 전력감지부는,
    상기 홈 허브 디바이스에서 상기 작동 불가 신호를 출력한 이후에,
    상기 적어도 하나의 배선에 대한 전력 변화를 측정하고,
    상기 측정값에 따라 새로운 전력 정보를 생성하고,
    상기 분전반의 제어부는 상기 새로운 전력 정보를 자체 무선통신부를 통해 상기 홈 허브 디바이스로 전송하는 것을 특징으로 하는 스마트 분전 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 홈 허브 디바이스는,
    상기 작동 불가 정보를 텍스트 또는 이미지 형태로 출력하는 디스플레이를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 분전 시스템.
  4. 근거리 무선 통신망으로 상호 접속된 가전 기기, 분전반, 및 홈 허브 디바이스로 구성된 스마트 분전 시스템의 작동 방법에 있어서,
    상기 분전반에서, 상기 가전 기기가 연결된 적어도 하나의 배선에 대한 전류량을 감지하는 동작;
    상기 분전반에서, 상기 전류량에 따른 소비 전력 정보를 생성하여 상기 홈 허브 디바이스로 전송하는 동작;
    상기 홈 허브 디바이스에서, 상기 분전반으로부터 수신된 소비 전력 정보를 저장하는 동작;
    상기 가전 기기에서, 스위치 온에 따라 작동 신호를 상기 홈 허브 디바이스로 전송하는 동작;
    상기 홈 허브 디바이스에서, 상기 가전 기기로부터 수신되는 작동 신호에 따라 예상 소비 전력을 계산하고, 상기 예상 소비 전력이 미리 설정된 임계 소비 전력 이상인지 판단하는 동작;
    상기 홈 허브 디바이스에서, 상기 홈 허브 디바이스에서, 만약 상기 예상 소비 전력이 상기 미리 설정된 임계 소비 전력 미만이면, 상기 가전 기기의 작동을 허용하는 작동 수락 신호를 상기 가전 기기로 전송하는 동작;
    상기 홈 허브 디바이스에서, 만약 상기 예상 소비 전력이 상기 미리 설정된 임계 소비 전력 이상이면, 상기 가전 기기의 작동을 허용할 수 없다는 작동 불가 신호를 상기 가전 기기로 전송하는 동작; 및
    상기 홈 허브 디바이스에서, 상기 작동 불가 정보를 상기 스피커를 통해 음성으로 출력하도록 제어하는 동작을 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 분전 시스템의 작동 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 분전반에서,
    상기 작동 불가 신호를 출력한 이후에, 상기 적어도 하나의 배선에 대한 전력 변화를 측정하는 동작;
    상기 측정값에 따라 새로운 전력 정보를 생성하는 동작; 및
    상기 새로운 전력 정보를 홈 허브 디바이스로 전송하는 동작을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 분전 시스템의 동작 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 작동 불가 정보를 디스플레이를 통해 텍스트 또는 이미지 형태로 출력하는 동작을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 분전 시스템의 동작 방법.

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