KR20220075524A

KR20220075524A - 스마트 미터를 이용한 블루투스 기반의 무선 원격 검침 시스템, 방법 및 이를 위한 장치

Info

Publication number: KR20220075524A
Application number: KR1020200163678A
Authority: KR
Inventors: 이재용; 김영록; 김정하; 임관욱; 탁현우
Original assignee: 주식회사 나인와트; 한국에너지기술연구원
Priority date: 2020-11-30
Filing date: 2020-11-30
Publication date: 2022-06-08
Also published as: KR102603324B1

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 스마트 미터들의 검침 데이터 수집 방법에 있어서, 각 가구에 속한 적어도 하나의 스마트 미터를 각 가구 단위의 미터 그룹으로 그룹핑하는 단계; 그룹핑된 각 미터 그룹별로 상기 검침 데이터의 전송 순서 및 전송 시간을 설정함으로써, 상기 각 미터 그룹별로 전송 구간을 할당하는 단계; BLE 통신 프로토콜을 기반으로 상기 전송 순서 및 전송 시간에 관한 정보를 상기 각 미터 그룹에 전송하는 단계; 상기 BLE 통신 프로토콜을 기반으로 상기 복수의 미터 그룹들로 싱크(Sync) 신호를 전송함으로써 상기 복수의 미터 그룹들과 동기를 맞추는 단계; 및 각 전송 구간 동안, 상기 각 전송 구간이 할당된 적어도 하나의 미터 그룹으로부터 상기 BLE 통신 프로토콜을 기반으로 상기 검침 데이터를 수신하는 단계; 를 포함할 수 있다.

Description

스마트 미터를 이용한 블루투스 기반의 무선 원격 검침 시스템, 방법 및 이를 위한 장치{Bluetooth-based wireless remote meter reading system, method, and device therefor using smart meter}

본 명세서는 스마트 미터를 이용한 블루투스 기반의 무선 원격 검침 시스템, 방법 및 이를 위한 장치를 제안한다.

일반적으로, 과학기술이 발전함에 따라 인간이 수행하던 일들을 자동화하거나 기계를 통해 수행하는 현상이 일반화되고 있다. 이중에서, 원격 검침은 각 가정이나 사무실 등에서 사용하는 수도, 전기, 가스 등의 사용량을 검침원을 보내지 않고서도 자동으로 계량하기 위한 지능형 원격검침(Advanced Metering Infrastructure, AMI) 기술을 포함한다.

특히, 이러한 지능형 원격검침은 전력 공급업체와 수용가 사이의 전력 서비스 정보화를 위한 인프라로 스마트 그리드(Smart Grid)를 구현함에 있어서 필수적인 핵심 인프라 시스템이라 할 수 있다. 지능형 원격검침 시스템은 기존에 한 달 간격으로 전력 사용량을 전송하는 단방향 자동 원격검침(Automatic Meter Reading, AMR) 시스템에서 발전되어, 시간대별 전력사용 정보를 실시간으로 자동으로 검침하고 다양한 정보를 소비자에게 제공한다.

지능형 원격검침 시스템은 스마트 미터(Smart Meter), 데이터 수집장치(Data Collection Unit, DCU) 및 지능형 원격검침 서버로 구성되며, 스마트 미터는 주기적으로 수용가의 유효전력량, 무효전력량, 역률, ID, 검침 시간 등의 정보를 포함하는 검침정보를 생성한다. 이때, 각 수용가에 설치된 스마트 미터가 일정한 주기로 검침정보를 생성하여 데이터 수집장치를 통해 지능형 원격검침 서버로 전송하게 된다.

스마트 미터는 기본적으로 기설정된 주기에 따라 자동으로 검침 데이터를 게이트웨이(gateway) 또는 사용자 장치로 전송하며, 기설정된 주기는 스마트 미터 간에 동일하게 설정될 수 있다.

따라서, 만일 스마트 미터들이 동일한 시점에 검침 데이터 전송을 시작한 경우, 검침 데이터를 수신/처리하는 게이트웨이 입장에선 기설정된 주기 간격으로 데이터를 한꺼번에 수신하는 결과를 초래하게 된다. 이는, 전송 시점이 겹치는 스마트 미터의 수가 적은 경우에는 문제가 되지 않으나, 하나의 게이트웨이가 관리하는 스마트 미터의 개수가 많은 대단지 아파트 같은 경우에는, 기설정된 주기로 방대한 양의 검침 데이터가 한꺼번에 전송되므로, 이를 처리해야 하는 게이트웨이 입장에서는 데이터 처리를 위한 오버헤드가 증가할 수밖에 없으며 한꺼번에 전송되는 검침 데이터간 간섭이 발생할 가능성도 있다. 또한, 데이터가 전송되지 않는 동안에는 게이트웨이가 매우 적은 양의 검침 데이터를 처리하거나 검침 데이터를 아예 수신하지 않게 되므로, 검침 데이터 처리가 매우 비효율적으로 수행된다는 문제점이 발생한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 스마트 미터들의 검침 데이터 수집 방법에 있어서, 각 가구에 속한 적어도 하나의 스마트 미터를 각 가구 단위의 미터 그룹으로 그룹핑하는 단계; 그룹핑된 각 미터 그룹별로 상기 검침 데이터의 전송 순서 및 전송 시간을 설정함으로써, 상기 각 미터 그룹별로 전송 구간을 할당하는 단계; BLE(Bluetooth Low Energy) 통신 프로토콜을 기반으로 상기 전송 순서 및 전송 시간에 관한 정보를 상기 각 미터 그룹에 전송하는 단계; 상기 BLE 통신 프로토콜을 기반으로 상기 복수의 미터 그룹들로 싱크(Sync) 신호를 전송함으로써 상기 복수의 미터 그룹들과 동기를 맞추는 단계; 및 각 전송 구간 동안, 상기 각 전송 구간이 할당된 적어도 하나의 미터 그룹으로부터 상기 BLE 통신 프로토콜을 기반으로 상기 검침 데이터를 수신하는 단계; 를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 양방향 통신이 가능한 블루투스(특히, BLE) 통신 프로토콜을 기준으로 게이트웨이가 스마트 미터들이 검침 데이터를 전송하는 전송 구간을 직접 할당/스케줄링해줌으로써, 검침 데이터를 효율적으로 수신 및 처리할 수 있다는 효과가 있다. 이는, 전체 스마트 검침 시스템의 데이터 처리 속도 및 효율성의 증대로 귀결된다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 가구 단위로 스마트 미터를 그룹핑하여 검침 데이터를 송/수신하므로, 가구 단위의 검침 데이터 처리 및 관리가 수월하여 데이터 처리 속도 및 효율이 증대된다는 효과가 발생한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 검침 시스템을 예시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 미터가 구비된 다가구를 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전송 구간 할당 실시예를 예시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트웨이와 스마트 미터 간의 동기화 실시예를 예시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트웨이의 검침 데이터 수집 방법을 예시한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 검침 데이터 수집 장치의 블록도이다.

이하 설명하는 기술은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 이하 설명하는 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이하 설명하는 기술의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 이하 설명하는 기술의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. 예를 들어, 'A 및/또는 B'는 'A 또는 B 중 적어도 하나'의 의미로 해석될 수 있다. 또한, '/'는 '및' 또는 '또는'으로 해석될 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 용어에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 해석되지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함한다" 등의 용어는 설시된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도면에 대한 상세한 설명을 하기에 앞서, 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다.

또, 방법 또는 동작 방법을 수행함에 있어서, 상기 방법을 이루는 각 과정들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 과정들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 검침 시스템을 예시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 검침 시스템(100)은 적어도 하나의 스마트 미터(120), 게이트웨이(130), 사용자 장치(140) 및 검침 서버(150)를 포함하도록 구성될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 적어도 하나의 구성이 제외되거나 새로운 구성이 부가될 수 있다.

스마트 미터(120)는, AMI(Advanced Metering Infrastructure)를 구축하는데 있어서 이종의 네트워크 시스템과 인터페이스를 지원하는 통신 시스템과 함께 AMI를 구성하는 핵심 설비이다. 스마트 미터(120)란 통상적으로 미터링(계량)을 위한 계량설비를 나타내는 말로 스마트 그리드 시스템 기술에서 설명되고 있는 스마트 미터(120)는 주로 전력량계(Electricity Meter or Watt Hour Meter)을 의미한다. 미터링 기술이 산업현장에 본격적으로 활용되기 시작한 시점에서의 용어적 정의를 살펴보면 미터링이란 물리적인 값에 대한 분량을 계산하는 것을 말하며, 측정이라고도 표현된다. 계측이 가장 적합한 측정 방법을 연구하여 그것을 실현할 장치와 설비를 설계 및 제작, 측정하고 측정결과에 따른 연산과 필요한 정보를 얻는 광의적 개념이라면, 계량은 특정시간 동안 축적된 측정 데이터의 양을 나타낸다. 따라서 계량기는 계량의 기능을 수행하는 기기를 말하며, 계량기(즉, 스마트 미터)의 종류에는 전기 요금의 산정을 위한 전력량계 외에도 예를 들어, 가스 계량기, 온도 계량기, 수도 계량기 등이 있다. 스마트 미터(120)는 각 가구에 설치되어 가구의 환경을 측정/계량하여 기설정된 주기로 검침 데이터를 비콘/어드버타이징 신호의 형태로 자동 전송하는 기능을 수행하게 된다.

게이트웨이(130)는 스마트 미터(120)로부터 검침 데이터를 수신/처리하여 검침 서버로 전달하는 중간 다리 역할을 수행하는 장치로서, 특히 게이트웨이(130)를 기점으로 검침 데이터의 전송 통신 프로토콜이 변경된다. 예를 들어, 스마트 미터(120)는 제1 통신 프로토콜(예를 들어, BLE(Bluetooth Low Energy) 통신 프로토콜)을 통해 게이트웨이(130)로 검침 데이터를 전송하며, 게이트웨이(130)는 제2 통신 프로토콜(예를 들어, LTE(Long Term Evolution), 5G(Generation), WiFi(Wireless Fidelity) 등)을 통해 검침 서버로 검침 데이터를 전달할 수 있다.

사용자 장치(140)는 검침 데이터를 수신하는 단말/장치를 의미하는 것으로, 검침 서버(150)를 통해 검침 데이터를 수신할 수도 있으나 집에 설치된 스마트 미터들(120)로부터 직접 검침 데이터를 수신할 수 있다. 사용자 장치(140)는 검침 서비스가 구현된 검침 어플리케이션/프로그램이 설치된 단말일 수 있으며, 해당 어플리케이션/프로그램을 통해 본인 집의 환경/상태에 관한 측정/검침 정보를 확인할 수 있다. 검침 어플리케이션/프로그램은 이하에서 후술하는 검침 서버(150)를 통해 운영/관리될 수 있다. 집에 설치된 스마트 미터들이 모두 직접 사용자 장치(140)로 검침 데이터를 전송하고, 모두 동일한 전송 주기로 설정됨에 따라 전송 시점이 동일하게 설정된 경우, 사용자 장치(140)는 검침 데이터를 수신하기 위해 스마트 미터들(120)의 전송 주기에 맞춰 깨어날(Wake-up) 수 있다. 이로써, 사용자 장치(140)는 검침 데이터를 수신하기 위해 항상 깨어있을 필요가 없어, 검침 데이터 송/수신에 소요되는 배터리 소모량을 최소화할 수 있다는 효과가 발생한다.

검침 서버(150)는 스마트 미터(120)로부터 수신한 검침 데이터를 처리하여 원격 검침 서비스를 제공하는 기능을 수행한다. 예를 들어, 검침 서버(150)는 스마트 미터(120)로부터 검침 데이터를 분석하여 현재 각 가정에 위험 요인은 없는지를 실시간으로 판단하거나, 각 가정별 전력 사용량을 통계내어 전기/수도 요금을 산출하여 전기/수도 요금 납부서를 발급하여 사용자 장치(140)로 전송할 수도 있다.

본 도면에서는 사용자 장치와 게이트웨이를 구분하여 도시하였으나, 하나의 구성으로서 통합되어 구현될 수 있다. 즉, 실시예에 따라 사용자 장치가 게이트웨이 역할을 수행할 수도 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 미터가 구비된 다가구를 예시한 도면이다.

실제로 게이트웨이(130)는 하나의 가구로부터만 검침 데이터를 수신하는 것이 아니라, 복수의 가구들로부터 검침 데이터를 수신하게 된다. 이때 만일, 스마트 미터(120-1~120-N)간 전송 주기가 동일하거나 매우 유사하게 설정됨에 따라 특정 시점에 검침 데이터의 전송량이 몰리는 상황이 발생할 수 있다. 이는, 앞서 상술한 바와 같이, 게이트웨이(130) 입장에선 데이터 수신/처리의 오버헤드/부담이 증가하게 되며, 스마트 미터(120-1~120-N)간 간섭이 발생할 수 있다.

따라서, 본 명세서에서 제안하는 게이트웨이(130)는, 스마트 미터(120-1~120-N)를 각 가구 단위로 그룹핑하고, 그룹핑한 미터 그룹 단위로 전송 구간을 할당하는 스케줄링 동작을 수행을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제1 가구에 속한 적어도 하나의 스마트 미터(120-1)는 제1 미터 그룹으로, 제2 가구에 속한 적어도 하나의 스마트 미터(120-2)는 제2 미터 그룹으로, ... 제N 가구(N은 자연수)에 속한 적어도 하나의 스마트 미터(120-N)는 제N 미터 그룹으로 각각 그룹핑될 수 있다.

게이트웨이(130)는 초반 시스템 세팅/구축 단계에서 스마트 미터들(120-1)로부터 초기 설정 정보를 수신할 수 있으며, 초기 설정 정보에는 각 스마트 미터(120-1)가 속한 가구의 식별 정보가 포함되어 있을 수 있다. 게이트웨이(130)는 동일한 가구 식별 정보를 갖는 스마트 미터를 하나의 미터 그룹으로 그룹핑함으로써 초반 시스템을 세팅/구축할 수 있다. 초기 설정 정보는 비콘/어드버타이징 신호의 형태로 게이트웨이(130)에 전송될 수 있다.

게이트웨이(130)는 그룹핑을 완료한 후, 각 미터 그룹별로 검침 데이터를 전송할 순서 및 전송 시간을 설정함으로써 전송 구간을 할당/스케줄링할 수 있다. 이에 대해서는 도 3을 참조하여 이하에서 상세히 후술한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전송 구간 할당 실시예를 예시한 도면이다.

본 실시예에서 게이트웨이에 검침 데이터를 전송하는 모든 스마트 미터의 검침 데이터 전송 주기는 모두 동일하게 설정된 것을 전제로 한다.

미터 그룹별로 할당되는 전송 구간(제1 내지 제N 구간)은, 전송 순서 및 전송 시간(t)으로 정의/구분될 수 있다. 모든 스마트 미터가 검침 데이터를 전송할 수 있는 시간 구간인 하나의 주기(본 도면에서 제1 주기(=t*N))는, 각 스마트 미터의 검침 데이터 전송 주기와 동일하게 설정될 수 있다. 각 미터 그룹에 할당된 전송 구간(제1 내지 제N 구간)은 스마트 미터에 대해 미리 설정되어 있는 검침 데이터 전송 주기로 반복될 수 있다. 따라서, 각 미터 그룹별로 전송 구간이 한 번 할당되면, 각 미터 그룹은 기설정된 주기로 반복되는 전송 구간에 자신의 검침 데이터를 게이트웨이로 전송하게 된다.

전송 시간(t)은 기설정된 주기를 그룹핑된 모든 미터 그룹의 개수로 나눈 시간으로 결정될 수 있다. 따라서, 원칙적으로 전송 구간의 개수(N)와 미터 그룹의 개수는 동일할 수 있다. 예를 들어, 스마트 미터들이 5초 단위로 검침 데이터를 전송하도록 설정되고(즉, 기설정된 주기=5초로 설정) 그룹핑된 모든 미터 그룹의 개수가 5개인 경우, 전송 시간은 1초(t=1s)로 설정될 수 있다. 이 경우, 하나의 전송 주기에서 전송 구간은 총 5개(N=5) 정의될 수 있다. 따라서, 각 미터 그룹은 할당된 자신의 전송 순서에 1초 동안 자신의 검침 데이터를 게이트웨이로 전송할 수 있다.

그러나, 미터 그룹의 개수가 너무 많아 전송 시간이 스마트 미터가 카운팅할 수 없을 정도로 매우 짧게 설정되는 경우가 발생할 수 있다. 이 경우, 스마트 미터가 전송 시간 자체를 카운팅할 수 없기 때문에 스케줄링에 따른 전송 동작 자체가 불가하다. 이러한 경우를 대비하여, 검침 데이터 전송 주기를 미터 그룹의 개수로 나눈 시간이, 복수의 스마트 미터들이 카운팅할 수 있는 최소 시간보다 작은 경우, 전송 시간은 최소 시간으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 스마트 미터가 최소 1ms 단위로 시간의 카운팅이 가능하나, 기설정된 주기를 미터 그룹의 개수로 나눈 시간이 0.1ms인 경우, 전송 시간은 1ms(t=1ms)로 설정될 수 있다.

상기 실시예에 따라 전송 시간이, 기설정된 주기를 미터 그룹의 개수로 나눈 시간으로 결정되는 경우, 할당 가능한 전송 구간의 개수(N)와 미터 그룹의 개수가 동일하므로, 게이트웨이는 각 전송 구간을 1:1의 관계로 각 미터 그룹에 할당할 수 있다. 이와 달리, 전송 시간이 최소 시간으로 설정되는 경우, 전송 구간의 개수(N)가 미터 그룹의 개수보다 적으므로, 게이트웨이는 각 전송 구간을 1:M(M은 자연수)의 관계로 각 미터 그룹에 할당할 수 있다. 즉, 하나의 전송 구간에는 하나 이상의 미터 그룹이 할당될 수 있다. 후자의 경우, 게이트웨이는 가능한 한 하나의 전송 구간에 많은 미터 그룹이 할당되지 않도록(즉, 각 전송 구간에 할당되는 미터 그룹의 개수를 최소화하는 방향으로), 전체 미터 그룹에 걸쳐 전송 구간을 골고루 할당할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트웨이와 스마트 미터 간의 동기화 실시예를 예시한 도면이다.

본 명세서에서 제안되는 실시예가 수행되기 위해서는, 게이트웨이(130)와 스마트 미터 간의 동기화가 완료되어 있음을 전제로 한다. 따라서, 게이트웨이(130)는 스마트 미터와의 동기화를 위해 싱크 신호(410)를 모든 스마트 미터에 전송할 수 있다. 게이트웨이 및 스마트 미터는 싱크 신호(410)의 송/수신되는 시점을 기준 시점으로 하여 본 명세서에서 제안되는 실시예들을 수행할 수 있다.

게이트웨이(130)는 초기 시스템 세팅/구축 시점에 초기 동기화를 위해 싱크 신호(410)를 단발성으로 전송하거나, 기설정된 주기로 싱크 신호(410)를 전송하여 주기적으로 스마트 미터와 동기를 맞출 수 있다. 후자의 경우, 내부 타이머의 성능 차이, 열화 등으로 인해 시간이 흐름에 따라 게이트웨이(130) 및 스마트 미터들간에 시간 오차가 발생하는 경우에 동기를 정확히 맞추는 데 매우 효과적으로 사용될 수 있다.

게이트웨이(130)는 각 전송 구간 동안 검침 데이터를 수신할 수 있으며, 각 전송 구간에서 전송된 검침 데이터가 각 전송 구간이 할당된 미터 그룹(120)으로부터 수신된 검침 데이터가 맞는지(즉, 정상 검침 데이터인지) 확인할 수 있다. 만일, 권한이 없는 미터 그룹(즉, 전송 구간이 할당되지 않았음에도 해당 전송 구간을 통해 전송한 미터 그룹)(120)에 의해 전송된 비정상 검침 데이터가 발견되는 경우, 게이트웨이(130)는 해당 미터 그룹(120)으로 싱크 신호(410)를 재전송함으로써 해당 미터 그룹(120)과 동기를 다시 맞출 수 있다.

본 동작은 상술한 바와 같이 미터 그룹(120) 단위로 수행될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 개별적인 스마트 미터 단위로도 수행될 수 있다. 즉, 권한이 없는 스마트 미터에 의해 전송된 비정상 검침 데이터가 발견되는 경우, 게이트웨이(130)는 해당 스마터 미터에 싱크 신호를 재전송함으로써 해당 스마트 미터와의 동기를 다시 맞출 수 있다.

만일, 새로운 스마트 미터가 발견되거나, 기존의 스마트 기기 중 검침 데이터를 전송하지 않는 스마트 미터가 발견되는 경우, 게이트웨이(130)는 이러한 내용을 반영하여 스마트 미터 그룹핑을 재수행할 수 있으며, 재그룹핑된 미터 그룹에 대한 전송 구간의 할당/스케줄링을 수행하고, 이들에 싱크 신호(410)를 전송함으로써 동기를 다시 맞출 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트웨이의 검침 데이터 수집 방법을 예시한 순서도이다.

본 순서도와 관련하여 앞서 상술한 설명이 모두 적용될 수 있으며, 중복되는 설명은 생략한다. 또한, 본 순서도에서, 실시예에 따라 적어도 하나의 단계가 제외되거나 새로운 단계가 부가될 수 있다.

도 5를 참조하면, 우선, 게이트웨이는 각 가구에 속한 적어도 하나의 스마트 미터를 각 가구 단위의 미터 그룹으로 그룹핑할 수 있다(S501). 보다 상세하게는, 게이트웨이는 적어도 하나의 스마트 미터로부터, 각 스마트 미터가 속한 가구의 식별 정보가 포함된 초기 설정 정보를 수신할 수 있으며, 가구 식별 정보가 동일한 스마트 미터끼리 하나의 미터 그룹으로 그룹핑할 수 있다.

다음으로, 게이트웨이는 그룹핑된 각 미터 그룹별로 검침 데이터의 전송 순서 및 전송 시간을 설정함으로써, 각 미터 그룹별로 전송 구간을 할당/스케줄링할 수 있다(S502). 전송 구간은 기설정된 주기(예를 들어, 5s)로 반복되며, 기설정된 주기는 복수의 스마트 미터들에 대하여 모두 동일하게 설정될 수 있다. 기설정된 주기는 스마트 미터의 제조/관리 업체에 의해 스마트 미터 설계/제조 단계에서 미리 특정 값으로 설정되거나, 게이트웨이에 의해 별도로 설정/업데이트될 수 있다.

전송 시간은, 기설정된 주기를, 그룹핑된 모든 미터 그룹의 개수로 나눈 시간으로 결정될 수 있다. 이 경우, 게이트웨이는 1:1의 관계로 각 전송 구간을 각 미터 그룹에 할당할 수 있다. 이와 달리, 만일 기설정된 주기를 그룹핑된 모든 미터 그룹의 개수로 나눈 시간이, 복수의 스마트 미터들이 카운팅할 수 있는 최소 시간보다 작은 경우, 전송 시간은 최소 시간으로 설정될 수 있다. 이 경우, 게이트웨이는 1:M(M은 자연수)의 관계로 각 전송 구간을 각 미터 그룹에 할당할 수 있다.

다음으로, 게이트웨이는 BLE 통신 프로토콜을 기반으로 전송 순서 및 전송 시간에 관한 정보를 각 미터 그룹에 전송할 수 있다(S503).

다음으로, 게이트웨이는 BLE 통신 프로토콜을 기반으로 복수의 미터 그룹들로 싱크(Sync) 신호를 전송함으로써 복수의 미터 그룹들과 동기를 맞출 수 있다(S504).

다음으로, 게이트웨이는 각 전송 구간 동안, 각 전송 구간이 할당된 적어도 하나의 미터 그룹으로부터 BLE 통신 프로토콜을 기반으로 검침 데이터를 수신할 수 있다(S505).

본 도면에는 도시하지 않았으나, 게이트웨이는 각 전송 구간 동안 수신된 검침 데이터가, 각 전송 구간이 할당된 미터 그룹으로부터 수신된 정상 검침 데이터인지 확인할 수 있다. 만일, 정상 검침 데이터가 아닌 것으로 확인되는 경우, 게이트웨이는 비정상 검침 데이터를 전송한 미터 그룹을 인식할 수 있다. 나아가, 게이트웨이는 미터 그룹으로 싱크 신호를 재전송함으로써 미터 그룹과 동기를 맞출 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 검침 데이터 수집 장치의 블록도이다.

본 명세서에서 검침 데이터 수집 장치의 대표적인 실시예로서 게이트웨이를 중심으로 설명하였으나 이에 한정되는 것은 아니며, 사용자 장치 및/또는 검침 서버가 검침 데이터 수집 장치로서의 기능을 수행할 수도 있다. 따라서, 본 명세서에서 게이트웨이는 '사용자 장치' 및/또는 '검침 서버'로 대체되어 설명될 수 있다.

도 6을 참조하면, 검침 데이터 수집 장치는 프로세서, 메모리 유닛 및 통신 유닛을 포함할 수 있다.

프로세서(610)는, 검침 데이터 수집 장치에 포함되어 있는 적어도 하나의 구성/유닛을 제어하여 본 명세서에서 제안된 실시예를 주체적으로 수행할 수 있다. 따라서, 본 명세서에서 검침 데이터 수집 장치는 '프로세서(610)'로 대체되어 설명될 수 있다. 프로세서(610)는 CPU(Central Processing Unit), MPU(Micro Processor Unit), MCU(Micro Controller Unit), AP(Application Processor), AP(Application Processor) 또는 본 발명의 기술 분야에 잘 알려진 임의의 형태의 프로세서를 적어도 하나 포함하여 구성될 수 있다. 프로세서(610)는 본 발명의 실시예들에 따른 방법을 실행하기 위한 적어도 하나의 어플리케이션 또는 프로그램에 대한 연산, 데이터 처리 등을 수행할 수 있다.

메모리 유닛(620)은, 다양한 디지털 데이터를 저장할 수 있다. 특히, 본 명세서에서 메모리 유닛(620)은, 각 가구별로 그룹핑 완료된 미터 그룹 정보, 각 미터 그룹별로 할당된/스케줄링된 전송 구간 정보, 전송 시간, 전송 순서, 각 미터 그룹으로부터 수신한 검침 데이터 등을 저장할 수 있다. 메모리 유닛(620)은 플래시 메모리, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Drive) 등의 다양한 디지털 데이터 저장 공간에 해당할 수 있다.

통신 유닛(630)은 적어도 하나의 유/무선 통신 프로토콜을 사용하여 데이터를 송신/수신할 수 있다. 특히, 통신 유닛(630)은 BLE 통신 프로토콜을 사용하여 스마트 미터로부터 검침 데이터를 수신하거나 스마트 미터로 전송 구간 스케줄링/할당 정보 등을 전송할 수 있으며, 5G/LTE/WiFi 등의 통신 프로토콜을 사용하여 검침 서버로 검침 데이터를 전송할 수 있다.

본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현은, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.

또한, 펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현되어, 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다. 여기서, 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 예컨대 기록매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Video Disk)와 같은 광 기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함한다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 이러한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

아울러, 본 발명에 따른 장치나 단말은 하나 이상의 프로세서로 하여금 앞서 설명한 기능들과 프로세스를 수행하도록 하는 명령에 의하여 구동될 수 있다. 예를 들어 그러한 명령으로는, 예컨대 JavaScript나 ECMAScript 명령 등의 스크립트 명령과 같은 해석되는 명령이나 실행 가능한 코드 혹은 컴퓨터로 판독 가능한 매체에 저장되는 기타의 명령이 포함될 수 있다. 나아가 본 발명에 따른 장치는 서버 팜(Server Farm)과 같이 네트워크에 걸쳐서 분산형으로 구현될 수 있으며, 혹은 단일의 컴퓨터 장치에서 구현될 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 장치에 탑재되고 본 발명에 따른 방법을 실행하는 컴퓨터 프로그램(프로그램, 소프트웨어, 소프트웨어 어플리케이션, 스크립트 혹은 코드로도 알려져 있음)은 컴파일 되거나 해석된 언어나 선험적 혹은 절차적 언어를 포함하는 프로그래밍 언어의 어떠한 형태로도 작성될 수 있으며, 독립형 프로그램이나 모듈, 컴포넌트, 서브루틴 혹은 컴퓨터 환경에서 사용하기에 적합한 다른 유닛을 포함하여 어떠한 형태로도 전개될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 파일 시스템의 파일에 반드시 대응하는 것은 아니다. 프로그램은 요청된 프로그램에 제공되는 단일 파일 내에, 혹은 다중의 상호 작용하는 파일(예컨대, 하나 이상의 모듈, 하위 프로그램 혹은 코드의 일부를 저장하는 파일) 내에, 혹은 다른 프로그램이나 데이터를 보유하는 파일의 일부(예컨대, 마크업 언어 문서 내에 저장되는 하나 이상의 스크립트) 내에 저장될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 하나의 사이트에 위치하거나 복수의 사이트에 걸쳐서 분산되어 통신 네트워크에 의해 상호 접속된 다중 컴퓨터나 하나의 컴퓨터 상에서 실행되도록 전개될 수 있다.

설명의 편의를 위하여 각 도면을 나누어 설명하였으나, 각 도면에 서술되어 있는 실시예들을 병합하여 새로운 실시예를 구현하도록 설계하는 것도 가능하다. 또한, 본 발명은 상술한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상술한 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시 예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

또한, 이상에서는 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 명세서는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구 범위에서 청구하는 요지를 벗어남이 없이 당해 명세서가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 명세서의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

110: 가구
120: 스마트 미터
130: 게이트웨이
140: 사용자 장치
150: 검침 서버

Claims

복수의 스마트 미터들의 검침 데이터 수집 방법에 있어서,
각 가구에 속한 적어도 하나의 스마트 미터를 각 가구 단위의 미터 그룹으로 그룹핑하는 단계;
그룹핑된 각 미터 그룹별로 상기 검침 데이터의 전송 순서 및 전송 시간을 설정함으로써, 상기 각 미터 그룹별로 전송 구간을 할당하는 단계;
BLE(Bluetooth Low Energy) 통신 프로토콜을 기반으로 상기 전송 순서 및 전송 시간에 관한 정보를 상기 각 미터 그룹에 전송하는 단계;
상기 BLE 통신 프로토콜을 기반으로 상기 복수의 미터 그룹들로 싱크(Sync) 신호를 전송함으로써 상기 복수의 미터 그룹들과 동기를 맞추는 단계; 및
각 전송 구간 동안, 상기 각 전송 구간이 할당된 적어도 하나의 미터 그룹으로부터 상기 BLE 통신 프로토콜을 기반으로 상기 검침 데이터를 수신하는 단계; 를 포함하는, 검침 데이터 수집 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 그룹핑하는 단계는,
상기 적어도 하나의 스마트 미터로부터, 각 스마트 미터가 속한 가구의 식별 정보가 포함된 초기 설정 정보를 수신하는 단계; 및
상기 가구 식별 정보가 동일한 스마트 미터를 하나의 미터 그룹으로 그룹핑하는 단계; 를 포함하는, 검침 데이터 수집 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 전송 구간은 기설정된 주기로 반복되며, 상기 기설정된 주기는 상기 복수의 스마트 미터들에 대하여 모두 동일하게 설정되는, 검침 데이터 수집 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 전송 시간은,
상기 기설정된 주기를, 그룹핑된 모든 미터 그룹의 개수로 나눈 시간으로 결정되는, 검침 데이터 수집 방법.
제 4 항에 있어서,
상기 기설정된 주기를 상기 그룹핑된 모든 미터 그룹의 개수로 나눈 시간이, 상기 복수의 스마트 미터들이 카운팅할 수 있는 최소 시간보다 작은 경우, 상기 전송 시간은 상기 최소 시간으로 설정되는, 검침 데이터 수집 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 각 미터 그룹별로 상기 전송 구간을 할당하는 단계는,
상기 전송 시간이 상기 기설정된 주기를 상기 그룹핑된 모든 미터 그룹의 개수로 나눈 시간으로 결정되는 경우, 상기 각 전송 구간을 1:1의 관계로 상기 각 미터 그룹에 할당하는 단계; 및
상기 전송 시간이 상기 최소 시간으로 설정되는 경우, 상기 각 전송 구간을 1:M의 관계로 상기 각 미터 그룹에 할당하는 단계; 를 포함하는, 검침 데이터 수집 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 각 전송 구간 동안 수신된 검침 데이터가, 상기 각 전송 구간이 할당된 미터 그룹으로부터 수신된 정상 검침 데이터인지 확인하는 단계;
상기 정상 검침 데이터가 아닌 것으로 확인되는 경우, 비정상 검침 데이터를 전송한 미터 그룹을 인식하는 단계; 및
상기 미터 그룹으로 상기 싱크 신호를 재전송함으로써 상기 미터 그룹과 동기를 맞추는 단계; 를 더 포함하는, 검침 데이터 수집 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 기설정된 주기로 상기 싱크 신호를 상기 복수의 미터 그룹들로 전송하는 단계; 를 더 포함하는, 검침 데이터 수집 방법.
복수의 스마트 미터들로부터 검침 데이터를 수집하는 수집 장치에 있어서,
데이터를 저장하는, 메모리 유닛;
BLE(Bluetooth Low Energy) 통신 프로토콜을 사용하여 통신을 수행하는, 통신 유닛; 및
상기 메모리 유닛 및 상기 통신 유닛을 제어하는, 프로세서; 를 포함하되,
상기 프로세서는,
각 가구에 속한 적어도 하나의 스마트 미터를 각 가구 단위의 미터 그룹으로 그룹핑하고,
그룹핑된 각 미터 그룹별로 상기 검침 데이터의 전송 순서 및 전송 시간을 설정함으로써, 상기 각 미터 그룹별로 전송 구간을 할당하고,
상기 BLE 통신 프로토콜을 기반으로 상기 전송 순서 및 전송 시간에 관한 정보를 상기 각 미터 그룹에 전송하고,
상기 BLE 통신 프로토콜을 기반으로 상기 복수의 미터 그룹들로 싱크(Sync) 신호를 전송함으로써 상기 복수의 미터 그룹들과 동기를 맞추고,
각 전송 구간 동안, 상기 각 전송 구간이 할당된 적어도 하나의 미터 그룹으로부터 상기 BLE 통신 프로토콜을 기반으로 상기 검침 데이터를 수신하는, 검침 데이터 수집 장치.
제 9 항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 적어도 하나의 스마트 미터로부터, 각 스마트 미터가 속한 가구의 식별 정보가 포함된 초기 설정 정보를 수신하고,
상기 가구 식별 정보가 동일한 스마트 미터를 하나의 미터 그룹으로 그룹핑하는, 검침 데이터 수집 장치.
제 9 항에 있어서,
상기 전송 구간은 기설정된 주기로 반복되며, 상기 기설정된 주기는 상기 복수의 스마트 미터들에 대하여 모두 동일하게 설정되는, 검침 데이터 수집 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 전송 시간은,
상기 기설정된 주기를, 그룹핑된 모든 미터 그룹의 개수로 나눈 시간으로 결정되는, 검침 데이터 수집 장치.
제 12 항에 있어서,
상기 기설정된 주기를 상기 그룹핑된 모든 미터 그룹의 개수로 나눈 시간이, 상기 복수의 스마트 미터들이 카운팅할 수 있는 최소 시간보다 작은 경우, 상기 전송 시간은 상기 최소 시간으로 설정되는, 검침 데이터 수집 장치.
제 13 항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 전송 시간이 상기 기설정된 주기를 상기 그룹핑된 모든 미터 그룹의 개수로 나눈 시간으로 결정되는 경우, 상기 각 전송 구간을 1:1의 관계로 상기 각 미터 그룹에 할당하고,
상기 전송 시간이 상기 최소 시간으로 설정되는 경우, 상기 각 전송 구간을 1:N의 관계로 상기 각 미터 그룹에 할당하는, 검침 데이터 수집 장치.
제 14 항에 있어서,
상기 각 전송 구간 동안 수신된 검침 데이터가, 상기 각 전송 구간이 할당된 미터 그룹으로부터 수신된 정상 검침 데이터인지 확인하고,
상기 정상 검침 데이터가 아닌 것으로 확인되는 경우, 비정상 검침 데이터를 전송한 미터 그룹을 인식하고,
상기 미터 그룹으로 상기 싱크 신호를 재전송함으로써 상기 미터 그룹과 동기를 맞추는, 검침 데이터 수집 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 기설정된 주기로 상기 싱크 신호를 상기 복수의 미터 그룹들로 전송하는, 검침 데이터 수집 장치.