KR20200099348A

KR20200099348A - 다중 plc 통신방식을 적용한 자동검침 시스템

Info

Publication number: KR20200099348A
Application number: KR1020190017239A
Authority: KR
Inventors: 김만우
Original assignee: 주식회사 에프아이티
Priority date: 2019-02-14
Filing date: 2019-02-14
Publication date: 2020-08-24

Abstract

본 발명은 다중 PLC 통신방식을 적용한 자동검침 시스템에 관한 것으로서, 전력사용량을 검침하여 생성한 계량데이터를 송출하는 검침단말기와, 검침단말기와 접속된 전력선을 통해 통신하는 PLC모뎀과, 검침단말기와 무선으로 통신하는 집중무선 통신부를 구비하여 검침단말기로부터 수신된 계량데이터를 통신망을 통해 관리서버로 전송하는 데이터 집중처리기를 구비한다. 이러한 다중 PLC 통신방식을 적용한 자동검침 시스템에 의하면, 검침된 계량데이터를 안정적으로 실시간 수집할 수 있다.

Description

다중 PLC 통신방식을 적용한 자동검침 시스템{auto metering system using multi PLC communication}

본 발명은 다중 PLC 통신방식을 적용한 자동검침 시스템에 관한 것으로서, 상세하게는 검치단말기에서 검침된 계량데이터를 안정적으로 수집할 수 있도록 지원하는 다중 PLC 통신방식을 적용한 자동검침 시스템에 관한 것이다.

최근 기술의 발달로 전기 공급을 목적으로 하는 전력선에 통신 데이터를 주고받을 수 있는 전력선 통신(PLC; Power Line Communication)이 이용되고 있다.

전력선은 이미 전국 방방 곳곳에 가가호호마다 연결되어 있으므로 전력선 통신기술을 적용하면 새로운 통신선이 요구되지 않는 장점이 있다.

이러한 전력선 통신 기술은 국내 공개특허 제10-2008-0056526호 등 다양하게 알려져 있다.

그런데, 전력선 통신 방식은 통신만을 목적으로 설치된 전화선로, 동축 케이블, 광케이블에 비해 상대적으로 신호 감쇠가 심할 뿐만 아니라, 배전망의 형태에 따른 전력선의 분기 및 개폐기, 변압기, 차단기, 배전반 등의 계통 설비에 의해 발생하는 감쇠 역시 크게 나타난다. 또한 모터, 전자파, 전기기기의 사용에 의한 노이즈도 크게 나타난다. 이와 같이 변조 신호의 강력한 잡음이 작용하기 때문에 무선보다도 통신의 질이 나쁘고 전력선은 여러 개의 선을 전선관에 넣는 경우가 많으므로 주파수가 높을수록 혼선이 잘 생겨 잡음이 더 많아져 데이터 손실이 높고 실시간 정보 계측에 어려움이 있는 단점이 있다.

이러한 전력선 통신 기술의 어려움에 대한 극복 방안으로 노이즈에 강한 모듈레이션, 고감도 수신 알고리즘, 리피팅 기술 등을 활용하고 있으나 효율 개선에 대한 한계가 여전히 있다.

특히, 전력선은 통신선과 다르게 분기해서 사용하고 있기 때문에 신호 전달 효율이 나빠지고 잡음은 증가하는 고유의 약점이 있으며, 전력사용량을 전력선 통신을 통해 수집하는 경우 안정적인 데이터 수신이 가능한 방안이 요구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 요구사항을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 전력선 통신기술을 이용하면서도 전력사용량에 대해 검침된 계량데이터를 실시간으로 안정적으로 수집할 수 있도록 지원하는 다중 PLC 통신방식을 적용한 자동검침 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 다중 PLC 통신방식을 적용한 자동검침 시스템은 전력사용량을 검침하여 생성한 계량데이터를 송출하는 검침단말기와; 상기 검침단말기와 접속된 전력선을 통해 통신하는 PLC모뎀과, 상기 검침단말기와 무선으로 통신하는 집중무선 통신부를 구비하여 상기 검침단말기로부터 수신된 계량데이터를 통신망을 통해 관리서버로 전송하는 데이터 집중처리기;를 구비한다.

바람직하게는 상기 데이터 집중처리기는 상기 집중무선 통신부를 제어하는 집중제어부를 구비하고, 상기 집중제어부는 상기 PLC모뎀에 접속된 검침단말기로부터 설정된 대기시간동안 계량데이터가 수신되지 않으면 상기 집중무선통신부를 통해 상기 검침단말기에 대해 무선으로 계량데이터를 송출하도록 지시하고, 상기 집중무선 통신부를 통해 무선으로 수신된 계량데이터를 상기 관리서버로 송출한다.

또한, 상기 집중무선 통신부는 상기 검침단말기와 로라(LORA) 통신방식으로 통신하도록 구축된다.

본 발명에 따른 다중 PLC 통신방식을 적용한 자동검침 시스템에 의하면, 검침된 계량데이터를 안정적으로 실시간 수집할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 다중 PLC 통신방식을 적용한 자동검침 시스템을 나타내 보인 블록도이고,
도 2는 도 1의 데이터 집중처리기와 검침단말기의 상세 블록도이고,
도 3은 도 2의 집중제어부에 의한 데이터 수집 처리과정을 나타내 보인 플로우도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다중 PLC 통신방식을 적용한 자동검침 시스템을 더욱 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 다중 PLC 통신방식을 적용한 자동검침 시스템을 나타내 보인 블록도이고, 도 2는 도 1의 데이터 집중처리기와 검침단말기의 상세 블록도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 다중 PLC 통신방식을 적용한 자동검침 시스템은 검침단말기(100), 데이터 집중처리기(200) 및 관리서버(300)를 구비한다.

검침단말기(100)는 전력사용량을 검침하여 생성한 계량데이터를 설정된 주기마다 데이터 집중 처리기(200)로 송출한다.

검침단말기(100)는 데이터 집중처리기(200)와 PLC(Power Line Communication)통신과 무선통신을 수행할 수 있도록 되어 있다.

검침단말기(100)는 PLC통신부(110), 단말무선통신부(120), 단말제어부(130) 및 검침부(140)를 구비한다.

검침부(140)는 접속된 전력사용기기(20)에 대해 전력사용량을 검침하여 생성한 계량데이터를 단말제어부(130)에 제공한다.

여기서 전력사용기기(20)는 전기차, 가구별 전력공급단자 등 전력공급량을 독립적으로 계량하면서 전력이 공급되어 사용되는 것을 총칭한다.

PLC통신부(110)는 데이터 집중처리기(200)와 접속된 전력선(150)을 통해 검침부(140)에 의해 계측된 전력사용량에 대응한 계량데이터를 단말제어부(130)에 제어되어 송출한다.

단말무선 통신부(120)는 단말제어부(130)에 제어되어 데이터 집중처리기(200)와 무선통신을 수행한다.

단말제어부(130)는 설정된 송출주기마다 검침부(140)에서 계측된 계량데이터를 PLC통신부(110)를 통해 송출되게 처리한다.

또한, 단말제어부(130)는 단말무선 통신부(120)를 통해 무선으로 계량데이터를 송출하라는 신호가 수신되면 검침부(140)에서 계측된 계량데이터를 단말무선 통신부(120)를 통해 무선으로 송출되게 처리한다.

이러한 검침단말기(100)는 고유식별정보와 함께 계량데이터를 송출한다.

데이터 집중처리기(200)는 다수개의 검침단말기(100)과 접속되어 검침된 계량데이터를 수집한다.

데이터 집중처리기(200)는 검침단말기(100)와 접속된 전력선(150)을 통해 통신하는 PLC모뎀(210)과, 검침단말기(100)와 무선으로 통신하는 집중무선 통신부(220)와, 검침단말기(100)로부터 수신된 계량데이터를 통신망(10)을 통해 관리서버(300)로 전송하는 메인통신부(240)와, 집중무선 통신부(220)를 제어하는 집중제어부를 구비한다.

PLC모뎀(210)은 복수 개가 마련되어 전력선(150)을 통해 검침 단말기(100)의 PLC통신부(110)에서 주기적으로 전송되는 계량데이터를 집중제어부(250)에 제공한다.

집중무선통신부(220)는 데이터 수집대상 검침단말기(100)들과 단말무선통신부(120)를 통해 무선 통신을 수행할 수 있도록 되어 있다.

바람직하게는 집중무선통신부(220)는 수십킬로에 걸쳐 무선통신을 지원하면서 실시간 데이터 처리가 가능하도록 검침단말기(100)와 로라(LORA) 통신방식으로 통신하도록 구축된다.

메인 통신부(240)는 통신망(10)을 통해 관리서버(300)와 통신을 수행한다.

여기서, 통신망(10)은 인터넷 통신망이 적용되고 메인 통신부(240)는 인터넷 통신망을 통해 관리서버(300)로 통신을 수행하도록 구축되어 있다.

기억부(260)는 집중제어부(250)에 제어되어 기억대상 정보를 기록한다.

집중제어부(250)는 PLC모뎀(210)에 접속된 검침단말기(100)로부터 설정된 주기마다 전송되어 수신된 계량데이터를 메인 통신부(240)를 통해 관리서버(300)로 송출되게 처리한다.

또한, 집중제어부(250)는 PLC모뎀(210)으로부터 수신된 계량데이터가 노이즈, 신호 감쇠 등 여러 요인에 의해 정상적인 계량데이터 수신이 아닌 것으로 판단되면 계량데이터가 수신되지 않은 것으로 처리하고, 집중무선 통신부(220)를 통해 무선으로 계량데이터를 검침단말기(100)로부터 수신받을 수 있도록 처리한다.

즉, 집중제어부(250)는 설정된 대기시간동안 계량데이터가 수신되지 않으면 집중무선통신부(220)를 통해 검침단말기(100)에 대해 무선으로 계량데이터를 송출하도록 지시하고, 집중무선 통신부(220)를 통해 수신된 계량데이터를 메인통신부(240)를 통해 관리서버(300)로 송출되게 처리한다.

이와 같이 PLC모뎀(210)으로부터 계량데이터가 정상적으로 수신되지 않을 때만 무선으로 계량데이터를 수신받아 처리하는 집중제어부(250)의 처리과정을 도 3을 참조하여 설명한다.

먼저, 집중제어부(250)는 PLC모뎀(210)으로부터 계량데이터(PLC 계량데이터)가 정상적으로 수신됐는지를 판단한다(단계 410).

단계 410에서 집중제어부(250)는 PLC모뎀(210)으로부터 PLC 계량데이터가 정상적으로 수신되었다고 판단되면 수신된 계량데이터를 관리서버(300)로 송출한다(단계 320).

이와는 다르게, 단계 410에서 집중제어부(250)는 PLC모뎀(210)으로부터 PLC 계량데이터가 정상적으로 수신되지 않았다고 판단되면, 설정된 대기시간을 초과했는지를 판단한다(단계 430).

여기서, 대기시간은 검침단말기(100)에 대해 주기적으로 계량데이터를 송출하도록 설정된 송출주기 이상으로 적절하게 설정하면 된다.

단계 430에서 대기시간이 초과된 것으로 판단되면, 집중제어부(250)는 집중무선통신부(220)를 통해 검침단말기(100)에 대해 무선으로 계량데이터를 송출하도록하는 무선통신 데이터송출요구 신호를 출력되게 처리한다(단계 440).

이후, 집중제어부(250)는 설정된 수집시간동안 집중무선통신부(220)를 통해 검침단말기(100)로부터 무선으로 계량데이터가 수신됐는지를 판단한다(단계 450).

단계 450에서 집중무선통신부(220)를 통해 검침단말기(100)로부터 무선으로 계량데이터가 수신된 것으로 판단되면, 집중제어부(250)는 수신된 계량데이터를 관리서버(300)로 송출되게 처리한다(단계 420).

이와는 다르게, 단계 450에서 집중무선통신부(220)를 통해 검침단말기(100)로부터 무선으로 계량데이터가 수신되지 않은 것으로 판단되면, 집중제어부(250)는 통신장애 알림처리를 수행한다(단계 460).

여기서, 통신장애 알림처리는 전력선 통신과, 무선통신이 모두 정상적으로 운용되지 않음을 알리는 메시지를 관리서버(300)로 송출되게 집중제어부(250)에서 처리하도록 구축될 수 있다.

이와는 다르게, 통신장애 알림처리에 대해 집중제어부(250)가 등록된 관리자의 통신단말기로 통신장애 메시지를 송출하도록 구축될 수 있음은 물론이다.

관리서버(300)는 통신망(10)을 통해 접속되어 다수의 데이터 집중처리기(200)로부터 수신된 계량데이터를 수집하여 기록되게 처리한다.

관리서버(300)는 FEP서버(310), 메인서버(320) 및 데이터베이스(DB)로 구축되어 있다.

FEP(front-end processor)서버(310)는 인터넷 통신망(10)을 통해 수신된 계량데이터를 수신하여 메인서버(320)로 제공한다.

메인서버(320)는 FEP서버(310)로부터 수신된 계량데이터를 검침단말기(100) 각각의 고유식별정보에 대응되는 분류체계로 데이터베이스(DB)에 기록되게 처리한다.

이상에서 설명된 다중 PLC 통신방식을 적용한 자동검침 시스템에 의하면, 주기적으로 검침단말기에서 전력선을 통해 전송되는 계량데이터가 정상적으로 수신되지 않은 경우에는 무선통신을 통해 계량데이터를 안정적으로 수신받아 계량데이터에 대한 수집처리를 안정적으로 수행할 수 있다.

100: 검침단말기
200: 데이터 집중처리기
300: 관리서버

Claims

전력사용량을 검침하여 생성한 계량데이터를 송출하는 검침단말기와;
상기 검침단말기와 접속된 전력선을 통해 통신하는 PLC모뎀과, 상기 검침단말기와 무선으로 통신하는 집중무선 통신부를 구비하여 상기 검침단말기로부터 수신된 계량데이터를 통신망을 통해 관리서버로 전송하는 데이터 집중처리기;를 구비하는 것을 특징으로 하는 다중 PLC 통신방식을 적용한 자동검침 시스템.
제1항에 있어서, 상기 데이터 집중처리기는
상기 집중무선 통신부를 제어하는 집중제어부를 구비하고,
상기 집중제어부는 상기 PLC모뎀에 접속된 검침단말기로부터 설정된 대기시간동안 계량데이터가 수신되지 않으면 상기 집중무선통신부를 통해 상기 검침단말기에 대해 무선으로 계량데이터를 송출하도록 지시하고, 상기 집중무선 통신부를 통해 무선으로 수신된 계량데이터를 상기 관리서버로 송출하는 것을 특징으로 하는 다중 PLC 통신방식을 적용한 자동검침 시스템.
제2항에 있어서, 상기 집중무선 통신부는 상기 검침단말기와 로라(LORA) 통신방식으로 통신하도록 구축된 것을 특징으로 하는 다중 PLC 통신방식을 적용한 자동검침 시스템.