KR20190120863A - Smart power control home network system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 스마트 전력 제어 홈 네트워크 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 사용되지 않은 시간대의 전기기구의 대기전력을 차단하고 전력을 효율적으로 제어할 수 있는 스마트 전력 제어 홈 네트워크 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a smart power control home network system, and more particularly, to a smart power control home network system that can cut off standby power of an electric appliance in an unused time zone and efficiently control power.
스마트 미터(Smart Meter)는, 시간대별 전력사용량을 측정하여 그 정보를 송신할 수 있는 기능을 갖추고 있어, 시간대별 요금을 알 수 있게 해주는 전자식 전력량계를 말한다. 기존 전력 미터기와 모양은 비슷하지만 LCD 디스플레이를 이용하며, 전력 사용량 실시간 체크와 전력공급자와 사용자 간 양방향 통신 등이 가능하여 전력공급자와 사용자가 검침비용 및 에너지 절약 등의 효과를 거둘 수 있다.A smart meter is an electronic electricity meter that measures power consumption by time zone and transmits the information, so that you can know the charge by time zone. It is similar in shape to the existing power meter, but uses an LCD display, and enables real-time check of power usage and two-way communication between the power supply and the user, so that the power supply and the user can achieve meter reading cost and energy saving.
현재까지의 AMI 게이트웨이는 단순히 주택, 공장, 빌딩 등에서 사용하는 스마트 미터 및/또는 기타 PLC에 의한 미터기와 SEMS(Smart Energy Management System) 서버 또는 AMI 서버와의 연결고리만을 제공하고 있다. 즉, 단순히 연계 기능만을 수행하고 있으며, 빌딩 등에서 사용하는 총전력사용량에 대한 정보를 수집하거나 이에 기반한 EMS(Energy Management System) 기능을 수행하고 있을 뿐이다.To date, AMI gateways simply provide a link between smart meters and / or other PLC-based meters used in homes, factories, buildings, etc., and Smart Energy Management System (SEM) servers or AMI servers. In other words, it merely performs the linkage function and collects information on the total power consumption used in buildings, or performs EMS (Energy Management System) function based on it.
따라서, 좀 더 진일보한 기능, 예를 들어, 수집된 전력사용량에 대한 정보에 기초하여 전력사용 패턴을 분석하고, 이에 따라 효율적으로 부하를 제어할 수 있는 기능을 갖춘 홈 네트워크 서비스가 필요하다.Accordingly, there is a need for a home network service having a more advanced function, for example, a power usage pattern based on information on collected power usage, and thus a function of efficiently controlling a load.
본 발명은 수집된 전력사용량에 대한 정보에 기초하여 전력사용 패턴을 분석하고, 이에 따라 대기전력을 차단함과 동시에 효율적으로 부하를 제어할 수 있는 기능을 갖춘 홈 네트워크 시스템을 제공하는 것이다.The present invention provides a home network system having a function of analyzing a power usage pattern based on information on collected power consumption, thereby blocking standby power and efficiently controlling a load.
본 발명의 하나의 양상은 One aspect of the present invention
가정 내에 설치되는 홈 서버 ; 및Home server installed in home; And
복수개의 전기기구와 체결되어 전기기구의 전력 사용량을 체크하는 스마트 플러그 ; 를 포함하고,A smart plug connected to a plurality of electric appliances to check power consumption of the electric appliance; Including,
상기 홈 서버는 The home server
근거리통신망(LAN)의 인터넷망이 연결되는 이더넷 포트를 구비하는 네트워크 게이트웨이, 상기 사용자 단말 및 스마트 플러그와 무선통신을 위한 무선모듈, 상기 스마트 플러그에 체결된 전기기기들로부터 전력 사용량을 수신하고, 전력 사용 패턴을 생성하고, 전력 사용 패턴을 통해 전기 사용량이 없는 시간대에서 전기기구의 전원을 차단하는 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 스마트 전력 제어 홈 네트워크 시스템에 관련된다.A network gateway having an Ethernet port connected to an Internet network of a local area network (LAN), a wireless module for wireless communication with the user terminal and the smart plug, and receives power consumption from electrical devices connected to the smart plug, It is related to the smart power control home network system, characterized in that it comprises a processor for generating a usage pattern, and power off the electrical appliance in a time when there is no electricity usage through the power usage pattern.
본 발명의 시스템은 사용되지 않은 시간대의 전기기구의 대기전력을 차단하고 가정내 전력 사용량을 효율적으로 제어할 수 있다. 본 발명의 시스템은 수집된 전력사용량에 대한 정보에 기초하여 전력사용 패턴을 분석하고, 이에 따라 효율적으로 부하를 제어할 수 있다.The system of the present invention can cut off the standby power of the electric appliance in the unused time zone and can efficiently control the power consumption in the home. The system of the present invention can analyze the power usage pattern based on the collected information on the power consumption, and thus can efficiently control the load.
본 발명의 시스템은 플러그에 연결된 전자기기를 사용자 단말(모바일 기기)에서 원격으로 제어 및 관리하고, 특히, 각 단자에 연결된 전기기구가 어떤 종류인지 판단할 수 있어 전자기기의 원격 제어에 유리하다.The system of the present invention can be controlled and managed remotely from the user terminal (mobile device) to the electronic device connected to the plug, in particular, it is possible to determine what kind of electrical equipment connected to each terminal is advantageous for the remote control of the electronic device.
도 1은 본 발명의 시스템 개요도이다.
도 2는 홈서버의 블록도이다. 1 is a system schematic diagram of the present invention.
2 is a block diagram of a home server.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시 태양을 도면을 들어 설명한다. 그러나 본 발명의 범위는 하기 실시 태양에 대한 설명 또는 도면에 제한되지 아니한다. 즉, 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 기술되는 "포함 한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the scope of the present invention is not limited to the description or the drawings for the following embodiments. In other words, the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In addition, the terms "comprises" or "having" described herein are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or the same. It is to be understood that the present invention does not exclude in advance the possibility of the presence or the addition of other features, numbers, steps, operations, components, parts, or a combination thereof.
또한, 명세서에 기재된 "부", "기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. In addition, the terms "unit", "group", "module", and the like described in the specification mean a unit for processing at least one function or operation, which may be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software.
도 1은 본 발명의 시스템 개요도이고, 도 2는 홈서버의 블록도이다. 1 is a system schematic diagram of the present invention, Figure 2 is a block diagram of a home server.
본 발명은 홈 서버(10), 플러그(20), 전기기구(30) 및 사용자 단말(40)을 포함한다.The present invention includes a
상기 홈 서버(10)는 가정 내에 설치되고, 사용자 단말 및 플러그와 무선통신할 수 있다.The
상기 홈서버(10)는 네트워크 게이트웨이(11), 무선모듈(12), 프로세서(13) 및 저장부(14)를 포함한다.The
상기 네트워크 게이트웨이(11)는 근거리통신망(LAN)의 인터넷망이 연결되는 이더넷 포트를 구비하고, 상기 무선모듈(12)과 주고받는 각종 데이터 등이 임시 저장되는 메모리를 구비할 수 있다.The
상기 네트워크 게이트웨이(20)는 라우터일 수 있다.The
상기 무선 모듈(12)은 와이파이, 블루투스 또는 지그비 모듈일 수 있다. The
상기 무선 모듈(12)은 상기 외부 단말기와 무선으로 데이터를 송수신하는 송신부, 수신부를 구비하고, 네트워크 게이트웨이(10) 등과 데이터를 주고 받을 수 있는 통신부를 포함할 수 있다.The
상기 홈서버는 상기 네트워크 게이트웨이를 통해 외부 인터넷망과 연결될 수 있고, 상기 무선모듈(1)을 통해 내부의 스마트플러그나 전기기구와 연결될 수 있다.The home server may be connected to an external internet network through the network gateway, and may be connected to an internal smart plug or an electric appliance through the wireless module 1.
상기 홈서버는 외부 인터넷망과 무선모듈을 통해 사용자 단말의 제어신호를 스마트 플러그나 전기기구로 전송할 수 있다.The home server may transmit a control signal of a user terminal to a smart plug or an electric appliance through an external internet network and a wireless module.
상기 프로세서(13)는 상기 스마트 플러그에 체결된 전기기기들로부터 전력 사용량을 수신하고, 전력 사용 패턴을 생성하고, 전력 사용 패턴을 통해 전기 사용량이 없는 시간대에서 전기기구의 전원을 차단할 수 있다.The
상기 저장부(14)는 내장 메모리 또는 외장 메모리를 포함할 수 있다. 상기 내장 메모리는 예를 들면, 휘발성 메모리(예를 들면, DRAM(dynamic RAM), SRAM(static RAM), SDRAM(synchronous dynamic RAM) 등) 또는 비휘발성 메모리(non-volatile Memory, 예를 들면, OTPROM(one time programmable ROM), PROM(programmable ROM), EPROM(erasable and programmable ROM), EEPROM(electrically erasable and programmable ROM), mask ROM, flash ROM, NAND flash memory, NOR flash memory 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다The
상기 스마트 플러그(20)에는 전기기구가 접속되는 하나 이상의 단자가 형성된다. The
상기 스마트 플러그(20)에는 무선모듈, 릴레이스위치, 스마트미터기 및 MCU가 형성된 PCB보드가 내부에 부착된다.The
상기 무선모듈은 상기 홈서버의 모선모듈과 송수신할 수 있다.The wireless module may transmit / receive with a bus module of the home server.
상기 릴레이스위치는 각 단자마다 형성되어 있으며, 상기 MCU의 명령에 따라 온 오프된다.The relay switch is formed for each terminal and is turned on and off according to the command of the MCU.
상기 MCU는 상기 홈서버로부터 전송된 명령을 수신받아 상기 릴레이스위치를 가동한다.The MCU receives the command transmitted from the home server and operates the relay switch.
상기 스마트 미터기는 각 단자의 전력량을 실시간으로 측정하여 상기 MCU에 제공한다.The smart meter measures the amount of power of each terminal in real time and provides it to the MCU.
상기 MCU는 각 단자에 접속된 전기기구(30)의 전력 사용량을 확인하고 이를 홈서버로 전송할 수 있다.The MCU may check the power usage of the
상기 홈 서버의 프로세서는 상기 단자에 접속되는 전기기구의 전력 사용량이 제로에 해당되는 시간대를 추출할 수 있다.The processor of the home server may extract a time zone during which the power consumption of the electric appliance connected to the terminal corresponds to zero.
예를 들면, 상기 홈서버의 프로세서는 상기 스마트 플러그로부터 각 단자의 전력사용량을 수신하여 이를 저장부에 저장한다. 상기 홈서버의 프로세서는 수일 동안의 전력 사용량 데이터를 이용하여 시간대별 전력 사용량을 도출할 수 있다(기준패턴). For example, the processor of the home server receives power consumption of each terminal from the smart plug and stores it in the storage unit. The processor of the home server may derive the power usage by time zone using the power usage data for several days (reference pattern).
상기 홈서버의 프로세서는 각 단자에 해당하는 전기기구 정보를 사용자를 통해서 입력받을 수 있다. The processor of the home server may receive electric appliance information corresponding to each terminal through a user.
상기 홈서버 프로세서는 MCU로부터 주기적으로 보고받는 전력사용량에 기초하여, 실시간으로 전력사용 패턴을 생성하고 획득할 수 있다(전력 사용 패턴).The home server processor may generate and obtain a power usage pattern in real time based on the power usage periodically reported from the MCU (power usage pattern).
상기 홈서버 프로세서는 주기적으로 기준 패턴과 전력 사용 패턴과의 오차 범위가 소정 범위 이내 인지 판단할 수 있다.The home server processor may periodically determine whether an error range between the reference pattern and the power usage pattern is within a predetermined range.
상기 홈서버 프로세서는 상기 오차 범위가 소정 범위 이내이면, 상기 기준 패턴에 따라 상기 단자에 접속된 전기기구를 추출할 수 있다. When the error range is within a predetermined range, the home server processor may extract an electrical apparatus connected to the terminal according to the reference pattern.
상기 홈서버의 저장부에는 기준 패턴에 따른 전기기구의 종류(TV, 냉장고, 전기 전열기구 등)가 입력되어 저장된다.The type of electric appliance (TV, refrigerator, electric heating appliance, etc.) according to the reference pattern is stored in the storage of the home server.
상기 홈서버 프로세서는 상기 오차 범위가 소정 범위 이내이면, 상기 접속단자(전기기구)의 전력 사용량이 제로에 해당되는 시간대를 추출할 수 있다.When the error range is within a predetermined range, the home server processor may extract a time zone during which the power consumption of the connection terminal (electrical appliance) corresponds to zero.
한편, 홈 서버 프로세서는 기준 패턴과 전력 사용 패턴과의 오차 범위가 소정 범위를 초과하면, 상기 기준 패턴과 유사한 패턴을 보여주는 전력 사용 패턴을 서치하여 확인하고, 기준 패턴과 전력 사용 패턴과의 오차 범위가 소정 범위 이내인지 다시 확인하고, 오차가 소정범위 이내이면, 상기 기준 패턴에 따라 상기 단자에 접속된 전기기구의 종류를 선정할 수 있다. 또한, 상기 홈서버 프로세서는 상기 접속단자(전기기구)의 전력 사용량이 제로에 해당되는 시간대를 추출할 수 있다.On the other hand, when the error range between the reference pattern and the power usage pattern exceeds a predetermined range, the home server processor searches for and checks the power usage pattern showing a pattern similar to the reference pattern, and the error range between the reference pattern and the power usage pattern. Is again within a predetermined range, and if the error is within the predetermined range, the type of the electric appliance connected to the terminal can be selected according to the reference pattern. In addition, the home server processor may extract a time zone during which the power consumption of the connection terminal (electrical appliance) corresponds to zero.
상기 홈서버 프로세서는 전력 사용량이 제로에 해당하는 시간대에 해당하는 전력 사용 패턴을 보여주는 단자를 서치하고, 상기 단자에 해당하는 릴레이스위치를 가동시켜 전원을 차단할 수 있다.The home server processor may search for a terminal showing a power usage pattern corresponding to a time zone in which power consumption is zero, and turn off a power by operating a relay switch corresponding to the terminal.
본 발명의 홈 네트워크 시스템은 전원단자에 접속된 전기기구의 전력 사용 패턴을 추출하고, 이를 기준 패턴과 비교하여 전기기구의 종류를 추출할 수 있을 뿐만 아니라 상기 전기기구의 사용량이 제로인 시간대를 추출하여 상기 시간대에 대해서는 자동으로 전원을 차단시킬 수 있다.The home network system of the present invention extracts a power usage pattern of an electric appliance connected to a power supply terminal, compares this with a reference pattern, and extracts the type of the electric appliance, and extracts a time zone during which the use of the electric appliance is zero. The power can be automatically shut off for the time period.
본 발명은 사용자가 일일이 전원 콘센트를 뽑지 않아도 축척된 전력 사용량 데이터를 이용하여 미사용 시간대의 전원을 자동 차단할 수 있으므로 대기전력 사용을 원천적으로 방지할 수 있다.According to the present invention, even when the user does not pull out the power outlet, the power can be automatically shut off by using the accumulated power usage data, thereby preventing the standby power.
또한, 본 발명의 홈서버 프로세서는 네트워크 게이트웨이를 총해 인터넷망과 연결되므로 외부에 있는 사용자 단말과 송수신할 수 있다. 즉, 사용자 단말로부터의 제어신호를 수신하여 스마트플러그의 단자를 온 오프할 수 있다.In addition, since the home server processor of the present invention is connected to the Internet network through a network gateway, the home server processor may transmit / receive with a user terminal externally. That is, the terminal of the smart plug may be turned on and off by receiving a control signal from the user terminal.
본 발명은 홈 서버의 프로세서는 전력 사용량 패턴을 추출하여 현재 단자에 접속하고 있는 전기기구의 종류를 알 수 있으므로, 사용자의 제어명령(에어컨 작동 중지 등)을 수신하면, 정확하게 제어명령을 수행할 수 있다.According to the present invention, the processor of the home server extracts a power usage pattern and knows the type of electric appliance currently connected to the terminal. Therefore, when the user receives a control command (such as stopping the air conditioner operation) of the user, the control command can be accurately executed. have.
본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 따라서 본 발명의 범위는 전술한 실시예에 한정되지 않고 특허청구범위에 기재된 내용 및 그와 동등한 범위 내에 있는 다양한 실시 형태가 포함되도록 해석되어야 할 것이다. Those skilled in the art will understand that the present invention may be implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in descriptive sense only and not for purposes of limitation. Therefore, the scope of the present invention should not be construed as being limited to the above-described examples, but should be construed to include various embodiments within the scope of the claims and equivalents thereof.
Claims (3)
복수개의 전기기구와 체결되어 전기기구의 전력 사용량을 체크하는 스마트 플러그 ; 를 포함하고,
상기 홈 서버는
근거리통신망(LAN)의 인터넷망이 연결되는 이더넷 포트(5)를 구비하는 네트워크 게이트웨이, 상기 사용자 단말 및 스마트 플러그와 무선통신을 위한 무선모듈, 상기 스마트 플러그에 체결된 전기기기들로부터 전력 사용량을 수신하고, 전력 사용 패턴을 생성하고, 전력 사용 패턴을 통해 전기 사용량이 없는 시간대에서 전기기구의 전원을 차단하는 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 스마트 전력 제어 홈 네트워크 시스템.A home server wirelessly communicating with the user terminal and installed in the home; And
A smart plug connected to a plurality of electric appliances to check power consumption of the electric appliance; Including,
The home server
Receives power consumption from a network gateway having an Ethernet port 5 connected to an Internet network of a local area network (LAN), the wireless terminal for wireless communication with the user terminal and the smart plug, and electrical devices connected to the smart plug. And a processor configured to generate a power usage pattern and to cut off power of the electric appliance in a time when there is no electricity usage through the power usage pattern.
기준 패턴과 전력 사용 패턴과의 오차 범위가 소정 범위를 초과하면, 상기 기준 패턴과 유사한 패턴을 보여주는 단자를 서치하는 것을 특징으로 하는 스마트 전력 제어 홈 네트워크 시스템.
The system of claim 1, wherein the home server processor is
And if the error range between the reference pattern and the power usage pattern exceeds a predetermined range, searching for a terminal showing a pattern similar to the reference pattern.
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