KR20220164838A - 비접촉 전류 계측 ic 및 고정 지지대를 이용한 스마트 미터 - Google Patents

비접촉 전류 계측 ic 및 고정 지지대를 이용한 스마트 미터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 비접촉 전류 계측 IC 및 고정 지지대를 이용한 스마트 미터에 관한 것이다. 본 발명은 데이터 연산부가 내장되어 있으며, 각각의 센서에서 계측된 데이터를 처리하는 중앙처리장치와 상기 중앙처리장치에는 유효 및 무효전력량, 최대수요전력, 역률, 전력량계 정보를 저장하는 메모리부를 포함하고, 상기 스미트 미터의 표면에는 미터의 세팅 및 조작이 가능한 스위치부와 상기 스마트 미터에 동작 전원을 공급하는 전원회로부와 수용가의 부하를 제어 및 신호출력을 관리하는 신호출력부와 오차 펄스를 출력하는 펄스 출력부와 미터의 검침값, 시간, 날짜, 상태, 에러 등을 표시하는 LCD 표시장치와 유, 무선 통신 방식을 이용하여 검침한 데이터를 검침 서버로 전송하는 통신부로 이루어져 전력량을 계측하는 스마트 미터와 상기 스마트 미터의 일측에 수평방향으로 연장 형성되어, 상기 스마트 미터와 고정 지지대를 연결시키는 'ㄷ'자 형태의 케이블과 사각부재와 상기 사각부재의 양측에는 하부 부재가 아래방향으로 각각 형성되며, 상기 하부 부재에는 상기 케이블이 관통하도록 하기 위한 관통공이 각각 형성되어 있는 적어도 1개 이상의 고정 지지대와 상기 사각부재의 저부 표면에 고정 형성되어, 전류를 계측하는 비접촉 전류 계측 IC를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

비접촉 전류 계측 IC 및 고정 지지대를 이용한 스마트 미터{Smart meter using non-contact current control measuring IC and fixing support}
본 발명은 비접촉 전류 계측 IC 및 고정 지지대를 이용한 스마트 미터에 관한 것으로 더욱 자세하게는, 미터의 사이즈를 축소하면서 AC 및 DC 배전 계통에 직접 연결하여 AC 전압 및 전류를 계측하여, 수용가에서 사용한 유효 및 무효전력량, 최대수요전력 계량 및 역률 등을 계측하여 표시할 수 있는 비접촉 전류 계측 IC 및 고정 지지대를 이용한 스마트 미터에 관한 것이다.
일반적으로 스마트 미터는 전략량계(Watthour Meter)로서, 접속된 회로의 유효 전력을 측정하여 계량하는 전기계기 계량치는 측정시간 사이에 회로에서 소비된 전력량이며, 단위는 주로 kWh가 사용된다.
상기와 같은 전력량계는 일반 가정에도 전기료를 시간 단위로 측정할 수 있게 하는 전력량계. 전력 사용량을 상세하게 측정하고 원격 공급 연결/차단, 전력 품질 모니터링, 원격 검침 및 과금 등의 기능을 수행한다.
그러나, 도 1과 도 2를 참조하면, 기존의 전력량계(Meter)는 대부분 Shunt 및 코어에 권선비만큼 코일을 감아서 제작하는 CT(전류계) 방식의 전류센서를 전력량계의의 전원 입력단과 부하 출력단을 연결한 케이블 또는 전류바에 연결하여 전력량을 측정하고 있다.
그러나, 도 3에 나타난 바와 같이 이러한 방식은 계측 전류의 최대 크기에 따라 전류센서의 사이즈도 커지기 때문에 전력량계인 스마트 미터의 사이즈도 함께 커지게 된다. 또한, CT 방식의 전류센서는 AC 전류만 계측하는 단점이 있다.
따라서, 계측 전류의 최대 크기가 변하더라도 스마트 미터의 일정 사이즈를 유지할 수 있게 함으로써 대용량의 전류를 계측하는 스마트 미터의 사이즈도 소형화 설계가 가능하도록 하는 스마트 미터와 그 부속장치에 대한 개발이 요구되고 있어 왔다.
대한민국 실용신안공개 제2009-0004407호 대한민국 특허공개 제2012-0040221호 대한민국 특허출원 제2015-0018026호
따라서, 본 발명은 CT 방식의 전류센서 대비 사이즈가 매우 작고 높은 전류를 계측하는 것이 가능하도록 하는 비접촉 전류 계측 IC를 활용하여, 계측 전류의 최대 크기가 변한다 하더라도, 스마트 미터의 일정 크기를 유지할 수 있도록 하여 대용량 전류를 계측할수 있는 스마트 미터의 크기도 소형화 설계가 가능한 비접촉 전류 계측 IC 및 고정 지지대를 이용한 스마트 미터를 제공할 수 있는 것을 목적으로 한다.
또한, 또한 시간대별 계량과 수용가의 부하를 원격에서 제어할 수 있고, 향후 기능 확장성을 고려하여 펌웨어 업데이트, 보안, 양방향 통신(PUSH) 등의 기능을 적용하여 사용할 수 있도록 설계된 비접촉 전류 계측 IC 및 고정 지지대를 이용한 스마트 미터를 제공할 수 있는 것을 목적으로 한다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 본 발명은 비접촉 전류 계측 IC 및 고정 지지대를 이용한 스마트 미터에 관한 것으로, 데이터 연산부가 내장되어 있으며, 각각의 센서에서 계측된 데이터를 처리하는 중앙처리장치와 상기 중앙처리장치에는 유효 및 무효전력량, 최대수요전력, 역률, 전력량계 정보를 저장하는 메모리부를 포함하고, 상기 스미트 미터의 표면에는 미터의 세팅 및 조작이 가능한 스위치부와 상기 스마트 미터에 동작 전원을 공급하는 전원회로부와 수용가의 부하를 제어 및 신호출력을 관리하는 신호출력부와 오차 펄스를 출력하는 펄스 출력부와 미터의 검침값, 시간, 날짜, 상태, 에러 등을 표시하는 LCD 표시장치와 유, 무선 통신 방식을 이용하여 검침한 데이터를 검침 서버로 전송하는 통신부로 이루어져 전력량을 계측하는 스마트 미터와 상기 스마트 미터의 일측에 수평방향으로 연장 형성되어, 상기 스마트 미터와 고정 지지대를 연결시키는 'ㄷ'자 형태의 케이블과 사각부재와 상기 사각부재의 양측에는 하부 부재가 아래방향으로 각각 형성되며, 상기 하부 부재에는 상기 케이블이 관통하도록 하기 위한 관통공이 각각 형성되어 있는 적어도 1개 이상의 고정 지지대와 상기 사각부재의 저부 표면에 고정 형성되어, 전류를 계측하는 비접촉 전류 계측 IC를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 비접촉 전류 계측 IC는 상기 케이블을 통하여 데이터를 공급받고, 상기 비접촉 전류 계측 IC의 출력을 상기 스마트 미터의 검침서버로 전달하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 비접촉 전류 계측 IC와 상기 케이블의 높이는 서로 동일한 것을 특징으로 하는 것이다.
그리고, 상기 계측부는 비접촉 전류 계측 IC에서 측정한 데이터의 수집 및 센서에서 검출한 값을 산출하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명은 비접촉 전류 계측 IC를 고정 지지대에 부착하여, 계측 전류의 최대 크기가 변한다 하더라도 스마트 미터의 일정 크기를 유지할 수 있도록 하여 대용량 전류를 용이하게 계측할 수 있으며, 덩달아 스마트 미터의 크기도 소형화 설계를 도모할 수 있는 장점이 있는 비접촉 전류 계측 IC 및 고정 지지대를 이용한 스마트 미터를 제공할 수 있는 효과가 있는 것이다.
도 1은 기존에 사용하고 있는 전류센서의 사진.
도 2는 스마트 미터에 전류센서를 체결한 사진.
도 3은 전류 용량별 전류센서의 사이즈를 비교한 사진.
도 4는 스마트 미터의 구조도.
도 5는 비접촉 전류 계측 IC 지지대의 구성도.
도 6은 비접촉 전류 계측 IC가 설치된 것을 나타낸 도면.
도 7은 비접촉 전류 계측 IC의 동작도.
도 8은 비접촉 전류 계측 IC를 지지대를 사용하여 케이블에 체결한 사진.
도 9는 비접촉 전류 계측 IC를 지지대를 케이블에 체결한 저면 사진.
도 10은 비접촉 전류 계측 IC를 지지대를 사용하여 스마트 미터에 적용한 측면 사진.
도 11은 스마트 미터에 비접촉 접촉 전류 계측 IC를 이용하여 전력량을 계측하는 과정을 나태는 흐름도.
도 12는 스마트 미터의 펌웨어 시스템.
도 13은 검침서버와 관제서버의 블록도.
도 14는 저전력 블루통신을 이용하여 펌웨어 업그레이드를 하는 과정을 나타낸 흐름도.
도 15는 사물 인터넷 단말의 펌웨어 업그레이드 과정을 나타낸 흐름도.
이하에서는 본 발명의 양호한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시가 되더라도 가능한 한 동일 부호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위하여 사용된 것에 불과하므로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현도 의미하는 것임을 미리 밝혀두고자 한다.
본 발명을 설명하기에 앞서, 본 명세서에 나오는 용어 중의 하나인 비접촉 전류 계측 IC에서의 IC는 집적회로(IC: Intergrated Circuit)라는 점을 미리 밝혀두고자 한다.
도 4는 스마트 미터의 구조도이고, 도 5는 비접촉 전류 계측 IC 지지대의 구성도이고, 도 6은 비접촉 전류 계측 IC가 설치된 것을 나타낸 도면이고, 도 7은 비접촉 전류 계측 IC의 동작도이고, 도 8은 비접촉 전류 계측 IC를 지지대를 사용하여 케이블에 체결한 사진이고, 도 9는 비접촉 전류 계측 IC를 지지대를 케이블에 체결한 저면 사진이고, 도 10은 비접촉 전류 계측 IC를 지지대를 사용하여 스마트 미터에 적용한 측면 사진이고, 도 11은 스마트 미터에 비접촉 접촉 전류 계측 IC를 이용하여 전력량을 계측하는 과정을 나태는 흐름도이고, 도 12는 스마트 미터의 펌웨어 시스템이고, 도 13은 검침서버와 관제서버의 블록도이고, 도 14는 저전력 블루통신을 가지고 펌웨어 업그레이드를 하는 과정을 나타낸 흐름도이고, 도 15는 사물인터넷 단말의 펌웨어 업그레이드 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 스마트 미터(100)의 전체적인 구조도인데, 상기 스마트 미터(100)는 데이터를 수집하여 전력값이나 전력량 등의 수치 데이터를 실시간으로 계산하여 처리하는 작업을 하는 데이터 연산부(11)가 내장되어 있으며, 각각의 센서(미도시)에서 계측된 데이터를 처리하는 중앙처리장치(10)가 형성되며, 상기 중앙처리장치(10)는 유효 및 무효전력량, 최대수요전력, 역률, 전력량계의 정보들을 저장하는 메모리부(12)를 포함한다.
또한, 수용가에서 소비하는 전력량을 측정하는 계량부(13)가 형성되는데, 상기 계량부(13)는 상기 측정치를 중앙처리장치(10)의 메모리부(12)에 저장되도록 한다. 그리고, 상기 메모리부(12)는 디지털 데이터의 읽기, 쓰기가 가능한 비휘발성 저장 매체로서, 스마트 미터(100)를 동작하는데 필요한 각종 정보를 저장 및 유지하는 기능과 역할을 한다.
그리고, 상기 스미트 미터(100)의 표면에는 상기 스마트 미터(100)의 세팅 및 조작이 가능한 스위치부(20)와 상기 스마트 미터(100)에 동작 전원을 공급하는 전원회로부(30)와 수용가의 부하 제어와 신호 출력을 관리하는 신호출력부(40)와 오차 펄스를 출력하는 펄스 출력부(50)가 형성된다.
그리고, 상기 스마트 미터(100)의 검침값, 시간, 날짜, 상태, 에러 등을 표시창(미도시)으로 하여금 시각적으로 표시되도록 하는 LCD 표시장치(60)가 형성된다.
그리고, 유, 무선 통신 방식을 이용하여 검침한 데이터를 검침 서버(70)로 전송하는 통신부(80)로 이루어지는 것이다.
제어수단(110)은 롬(ROM: 111), 램(RAM: 112), 제어부(113)를 포함하여 이루어진다. 상기 롬(111)은 스마트 미터(100)의 동작을 위한 프로그램 명령어인 펌웨어를 저장하고, 램(112)은 제어부(113)가 즉시 액세스할 데이터를 일시 저장한다.
상기 롬(111)에 저장되는 프로그램의 내용은 요구되는 기능에 따라 다양하게 구성될 수 있으며, 언제라도 업데이트 될 수 있기 때문에 쓰기(Write)가 가능해야 한다.
제어부(113)는 롬(111)에 저장되어 있는 프로그램 명령어에 따라 동작하여 스마트 미터(100)를 총괄적으로 제어한다.
특히, 상기 제어부(113)는 펌웨어 업데이트와 관련하여 통신부(80)를 통해 검침서버(70)로부터 펌웨어 업데이트 정보를 수신하여 롬(111)에 저장하고, 미래의 특정 시점에서 업데이트를 수행할 수 있도록 케어(care)한다.
상기 펌웨어 업데이트의 정보를 수신하는 것과 관련하여, 제어부(113)는 통신부(80)를 통해 주기적으로 검침 서버(70)에 접속하여 최신 버전의 펌웨어나 그 모듈이 존재하는지를 확인하고, 아직 다운로드 받지 않은 새로운 펌웨어나 그 모듈이 있는 경우에는 검침 서버(70)에 다운로드를 요청할 수 있다. 또한, 상기 검침서버(70)는 관제 서버(350)와 연계하여 펌웨어 업데이트를 하는데, 이에 대하여는 후술(後述)하기로 한다.
도 5를 참조하면, 비접촉 전류 계측 IC 지지대(200)의 구성도이다.
도시된 바와 같이, 고정 지지대 역할을 하는 비접촉 전류 계측 IC 지지대(200)는 최소 1개 ~ 최대 6개의 범위로 사각부재(210)가 마련되고, 상기 사각부재(210)의 양측에는 소정 형상의 하부 부재(220)가 아래 방향으로 각각 형성되어 있고, 상기 하부 부재(220)에는 케이블(240)이 관통되도록 하기 위한 관통공(230)이 각각 형성된다.
또한, 상기 케이블(240)은 상기 스마트 미터(100)의 일측에 수평방향으로 연장 형성되어, 스마트 미터(100)와 비접촉 전류 계측 IC 지지대(200)를 연결시키는 'ㄷ'자 형태로 형성된다. 참고로, 만일 전류가 100A 이상인 경우에는, 상기 케이블(240)이 아닌 전류바(도시는 생략)로 대체되는 것이다. 케이블(240)과 스마트 미터(100)의 연결에 관한 구성의 설명과 자세한 도시는 공지된 것이므로 생략한다.
도 6을 보면, 상기 도 5에서와 같이 구성된 비접촉 전류 계측 IC 지지대(200)의 사각부재(210)의 저부 표면에 PCB(Printed Circuit Board: 도시는 생략)를 이용한 고정 결합된 전류를 계측하는 비접촉 전류 계측 IC(250)가 형성된다.
도 7을 보면, 비접촉 전류계측 IC(250)의 동작을 간단히 설명하면, 아래쪽에서 임의의 도체가 흐르게 되면 상기 비접촉 전류계측 IC(250)는 자기(磁氣)를 계측할수 있는 것인데, 상기 도체가 내부에 있는 상태에서, 상기 비접촉 전류계측 IC(250)가 일정 높이만 유지되면 스스로 전류를 감지할 수 있는 것이다.
도 8은 비접촉 전류 계측 IC 지지대(200)를 사용하여 도시된 3개의 사각부재(210)의 하부에 있는 각각의 관통공(230)을 통하여 케이블(240)이 서로 체결된 것을 나타낸다.
도 9는 비접촉 전류 계측 IC 지지대(200)를 케이블(240)에 체결한 저면 사진인데, 상기 비접촉 전류 계측 IC 지지대(200)의 사각부재(210)의 저면에 비접촉 전류 계측 IC(250)가 고정된 것이 나타나 있다.
도 10은 비접촉 전류 계측 IC(250)가 고정 형성된 비접촉 전류 계측 IC 지지대(200)를 케이블(240)을 통해 연결시켜 스마트 미터(100)에 결합, 적용한 것을 나타낸 측면 사진이다.
그리고, 상기 비접촉 전류 계측 IC(250)의 출력을 상기 스마트 미터(100)의 중앙처리장치(10)에서 수신받으며, 상기 중앙처리장치(10)의 데이터 연산부(11)에서 계산되는 값을 검침서버(70)로 전달한다. 그러면, 전달받은 검침서버(70)의 데이터 산출부(73: 도 12 참조)는 비접촉 전류 계측 IC(250)에서 측정한 데이터의 수집 및 검출값을 산출하는 것이다. 상기 산출한 값은 스마트 미터(100)의 중앙처리장치(10)로 다시 전달되는 것이다.
본 발명의 또 다른 특징으로는 상기 비접촉 전류 계측 IC(250)가 부착된 비접촉 전류 계측 IC 지지대(200)를 어떠한 케이블(240)에 서로 연결하여도 항상 일정한 높이를 유지하게 된다.
이것은 부스바(미도시) 또는 케이블(240) 모두 굵기에 관계없이 일정한 높이를 유지하게 되는데, 비접촉 전류 계측 IC 지지대(200)의 저면에 있는 비접촉 전류 계측 IC(250)가 케이블(240)을 눌러주어 고정시키도록 하여, 이탈과 유동이 방지되고 늘 일정한 높이를 유지하게 된다. 따라서, 상기 비접촉 전류 계측 IC(250)와 상기 케이블(240)의 높이는 서로 항상 동일한 것이다.
즉, 스마트 미터(100)와 비접촉 전류 계측 IC 지지대(200)를 연결하는 케이블(240)을 통해 상기 비접촉 전류 계측 IC 지지대(200)에 PCB 결합된 상기 비접촉 전류 계측 IC(250)는 전원 및 데이터를 공급받는 것이다.
이하, 스마트 미터(100)에 비접촉 전류 계측 IC(250)를 가지고, 전류를 계측하는 방법에 대한 설명을 도 11을 첨부하여 하기로 한다.
먼저, 상기 비접촉 전류 계측 IC(250)를 비접촉 전류 계측 IC 지지대(200)에 부착시킨다(제1단계).
상기 단계에서는 비접촉 전류 계측 IC 지지대(200)에 부착은 PCB(Printed Circuit Board)를 이용한 부착이다.
다음으로, 상기 비접촉 전류 계측 IC(250)가 각각 부착된 비접촉 전류 계측 IC 지지대(200)에 각각 형성된 관통공(230)에 케이블(240)을 삽입시킨다(제2단계).
상기 제2단계에서는 각각의 비접촉 전류 계측 IC 지지대(200)들을 케이블(240)을 삽입시키는 것이다. 따라서, 상기 케이블(240)과 상기 제1단계의 PCB를 통하여 상기 비접촉 전류 계측 IC(250)에 전원과 데이터를 전송받는 것이다.
다음으로, 케이블(240)을 스마트 미터(100)의 결합구(미도시)에 끼워 맞추어 삽입한다(제3단계).
상기 단계에서 언급한 방식대로 스마트 미터(100)에 결합되면, 비접촉 전류 계측 IC 지지대(200)의 비접촉 전류 계측 IC(250)가 케이블(240)을 경유하여, 상기 스마트 미터(100)에 형성된 중앙처리장치(10)로부터 출력을 전송받고, 데이터 연산부(11)를 통해 측정한 값 등을 검침 서버(70)로 전달하는 것이다.
다음, 상기 제3단계에서 수신받은 측정 치를 상기 검침서버(70)는 내부의 데이터 산출부(73)를 통하여 계측한 검침 데이터로 변환하여 전기 요금을 계산하는 것이다(제4단계). 이와 같이, 계측한 전력량을 전기요금으로 환산하여 수용가에 전송하는 것인데, 상기 제4단계에서 상기 데이터 산출부(73)가 전기 요금을 산출하는 방식에 대한 자세한 설명은 후술(後述)하기로 한다.
따라서, 본 발명에 의한 비접촉 전류 계측 IC 지지대(200)에 결합된 비접촉 전류 계측 IC(250)를 이용하여 계측 전류의 최대치가 변경된다고 하더라도, 스마트 미터(100)의 크기는 변하지 않고 일정 크기를 유지한 채 대용량 전류도 계측이 가능하며, 직류 전류 뿐만 아니고, 교류 전류도 계측할수 있는 경제적인 장점도 있다.
이하에서는, 스마트 미터(100)를 이용한 펌 웨어 사스템(300)에 대하여 도면을 첨부하여 설명하기로 한다.
도 12에 도시한 바와 같이, 상기 펌웨어 시스템(300)은 사물인터넷 시스템(310), 중계기(330), 사물인터넷 플랫폼(340), 관제 서버(350), 다수의 스마트폰 등의 단말기(370)와 앞서 서술한 실시예에서 검침서버(70)를 포함하여 형성된다.
상기 사물인터넷 시스템(310)은 하나의 스마트 미터(100)와 디지털 연결되어 있는 하나의 사물인터넷 단말(320)로 이루어지는 것이다.
즉, 상기 펌웨어 시스템(300)은 이러한 상기 사물인터넷 시스템(310)이 다수의 수용가에 각각 설치된 경우에 대한 시스템인 것이다.
중계기(330)는 사물인터넷 시스템(310)과 사물인터넷 플랫폼(340) 사이에 배치된다. 이때, 상기 중계기(330)는 사물인터넷 시스템(310)과 로라 통신망(A)을 통하여 연결되고, 사물인터넷 플랫폼(340)과 인터넷 통신망(B)을 통하여 연결된다.
상기 중계기(330)는 사물인터넷 단말(320)로부터 송출되는 스마트 미터(100)의 전력 사용량에 대한 검침 데이터도 역시 수집할 수 있다.
또한, 중계기(330)는 수집한 스마트 미터(100)의 전력 사용량에 대한 검침 데이터를 사물인터넷 플랫폼(340)으로 전송한다.
사물인터넷 플랫폼(340)은 중계기(330)와 관제 서버(350) 사이에 배치된다. 이때, 사물인터넷 플랫폼(340)은 중계기(330)와 인터넷 통신망(B)을 통해 연결되고, 보안을 위해 관제 서버(350)와 가상사설망(VPN; Virtual Private Network)을 통해 연결된다. 여기서 사물인터넷 플랫폼(340)은 개방형 플랫폼으로서, 사물인터넷 단말(320)과 관제 서버(350)를 연결시키는 매개체 역할을 하며, 관제 서버(350)에 사물인터넷 서비스를 제공한다. 즉, 사물인터넷 단말(320)과 관제 서버(350)는 사물인터넷 플랫폼(340)을 통해 서로 소통한다.
상기 사물인터넷 플랫폼(340)은 사물인터넷 단말(320)로부터 취득한 검침 데이터를 관제 서버(350)에 제공하고, 상기 관제 서버(350)로부터 전달되는 스마트 미터(100)에 대한 검침 방법, 횟수, 시간 등과 같은 제어 방법을 사물인터넷 단말(320)에도 제공한다.
관제 서버(350)는 가상사설망(C)을 통해 사물인터넷 플랫폼(340)에 접속된다. 이를 통해, 상기 관제 서버(350)는 사물인터넷 단말(320)로부터 송출되어 중계기(330)를 경유하여 사물인터넷 플랫폼(340)에 수신되어 있는 스마트 미터(100)의 전력 사용량에 대한 검침 데이터를 추출 및 저장한다.
또한, 관제 서버(350)는 수용가 측의 고객 단말(370)과 연결된다. 이처럼, 관제 서버(350)에 수용가 측의 고객 단말(370)이 연결되면, 상기 관제 서버(350)가 수용가 측의 고객 단말(370) 예컨대, 스마트 폰이나 PC 등으로 스마트 미터(100) 검침에 따른 전력 사용량, 검침횟수 및 검침시간, 스마트 미터(100)의 상태 등의 정보를 제공해 줄 수 있어, 고객 만족을 실현할 수 있게 된다.
이하에서는, 고유 아이디 값을 추출하여 신규 펌웨어 업데이트를 시키는 방식에 대하여 설명하기로 한다.
다수 수용가에 각각 설치된는 사물인터넷 시스템(310)은 각각의 전력사용량을 비롯한 검침 데이터를 송출하고, 중계기(330)는 이들 검침 데이터를 수집하여 사물인터넷 플랫폼(340)에 전송한다.
이때, 검침 데이터의 식별을 위해, 각각의 사물인터넷 시스템(310)에는 고유 아이디값이 부여된다. 그러므로 사물인터넷 시스템(310)은 검침 데이터를 송출할 때, 자신의 고유 아이디값 역시 송출한다. 이에 따라, 관제 서버(350)는 사물인터넷 플랫폼(340)에 수신되어 있는 각각의 사물인터넷 시스템(310)에 대한 검침 데이터 및 이들에 부여된 고유 아이디값을 추출 및 저장한다.
도 13을 참조하면, 검침 서버(70)의 수신부(71)는 상기 관제 서버(350)로부터 전송되는 각각의 사물인터넷 시스템(310)에 대한 검침 데이터 및 상기 사물인터넷 시스템(310)에 부여된 각각의 고유 아이디값을 수신한다.
또한, 데이터 산출부(73)는 수신부(71)에 수신된 고유 아이디값과 제1 데이터베이스(72)에 기저장된 해당 사물인터넷 시스템(310)의 고유 아이디값을 비교 판단하고, 고유 아이디값이 일치하는 기저장된 누적 검침 데이터와 수신부(71)에 수신된 검침 데이터의 변화율에 근거하여 해당 사물인터넷 시스템(310)의 스마트 미터(100)에 대한 전기 요금도 산출한다.
그리고, 제2 데이터베이스(74)는 상기 데이터 산출부(73)를 통하여 전력요금에 대한 데이터를 저장하는데, 관제 서버(350)는 상기 제2 데이터베이스(74)에 저장되는 전기요금 데이터를 전송받아 전송받은 전기요금에 대한 전자고지서를 생성, 고객들이 확인할 수 있도록 단말기(370)에 표시하는 것이다.
한편, 관제 서버(350)는 다수의 수용가 측의 단말기(370)들에 해당 스마트 미터(100)에 관한 정보를 표시하는 서비스도 제공한다. 또한, 다수의 수용가 측의 단말기(370)들은 해당 사물인터넷 단말(320)과 저전력 블루투스 통신(D)을 통해 연결되고, 상기 저전력 블루투스 통신(D)을 통해 신규 펌웨어 데이터를 무선으로 해당 사물인터넷 단말(320)에 전송한다.
도 14는 펌웨어 시스템(300)이 펌웨어 업그레이드를 하는 과정을 나타낸 흐름도인데, 도 12를 같이 참조하여 설명한다.
상기의 업그레이드 방법은 저전력 블루투스 통신(D)을 이용하여 펌웨어 업그레이드를 하는 방법이다.
도시된 바와 같이, 메시지 표시 단계(S1), 펌웨어 다운로드 단계(S2), 저전력 블루투스 통신 활성화 단계(S3), 펌웨어 전송단계(S4) 및 펌웨어 업그레이드 단계(S5)를 포함한다.
먼저, 메시지 표시단계(S1)에서는 관제 서버(350)가, 신규 펌웨어 데이터에 대한 다운로드 메시지를 고객 단말기(370: 이하, 단말기)에 표시한다.
다음으로, 펌웨어 다운로드 단계(S2)에서는 스마트 폰 등의 단말기(370)가 관제 서버(350)에 접속하여 신규 펌웨어 데이터를 다운로드하게 된다.
그 다음, 저전력 블루투스 통신(D)의 활성화 단계(S3)에서는 단말기(370)가 사물인터넷 단말(320)에 다운로드한 신규 펌웨어 데이터를 전달하기 위하여 사물인터넷 단말(320)과의 저전력 블루투스 통신(D)을 활성화한다.
그러면, 상기 사물인터넷 단말(320)은 고정형 전자기기와 디지털 연결되어 있고, 로라 통신망(A)을 포함하는 공용 네트워크를 통하여 관제 서버(350)와 연결되어 있다. 이때, 상기 고정형 전자기기는 스마트 미터(100)와 같은 전자식 전력량계를 비롯하여 수도 계량기 및 가스 계량기를 포함할 수 있다.
그 다음으로, 펌웨어 전송단계(S4)에서는 단말기(370)가 관제 서버(350)로부터 다운로드한 신규 펌웨어 데이터를 활성화된 저전력 블루투스 통신(D)을 통해 사물인터넷 단말(320)로 전송한다.
마지막으로, 펌웨어 업그레이드 단계(S5)에서는 사물인터넷 단말(320)이, 기존 펌웨어를 단말기(370)로부터 수신한 신규 펌웨어 데이터로 업그레이드 시킨다.
여기서, 상기 단말기(370)가 관제 서버(350)에 접속하여 다운로드한 신규 펌웨어 데이터는 로라 통신망(A)을 자가망으로 전환시키는 펌웨어를 포함할 수 있다. 이를 통해서, 공용망인 상기 로라 통신망(A)은 자가망으로 손쉽게 변환되는 것이다.
도 15는 사물인터넷 단말(320)의 펌웨어 업그레이드를 하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도시한 바와 같이, 신규 펌웨어 표시 단계(S101)에서는 관제 서버(350)가 관리자에 의해 입력 및 저장되어 있는 신규 펌웨어 데이터에 대한 다운로드 메시지를 단말기(370)에 표시, 표출한다.
그 다음 단계로, 신규 펌웨어 다운로드 단계(S102)에서는 단말기(370)에 관제 서버(350)로부터 다운로드 메시지를 수신한 다음, 상기 관제 서버(350)에 접속하여 신규 펌웨어 데이터를 다운로드한다.
사물인터넷 단말(320)이 펌웨어 업그레이드가 필요한 경우 예컨대, 기존 사용하던 공용망인 로라 통신망(A)을 자가망으로 전환시키고자 할 때, 신규 펌웨어 전송 단계(S103)에서는 관제 서버(350)로부터 수신한 상기 사물인터넷 단말(320)에 대한 신규 펌웨어 데이터를 저전력 블루투스 통신(D)을 통하여 상기 사물인터넷 단말(320)에 전송한다.
상기와 같은 신규 펌웨어 전송 단계(S 103)가 무선 통신으로 진행된 다음, 펌웨어 업그레이드 단계(S104)에서는 사물인터넷 단말(320)이 설치되어 있는 기존의 펌웨어를 단말기(370)로부터 수신한 신규 펌웨어 데이터로 업그레이드시키는 것이다.
이상에서와 같은 내용의 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 상기 기술한 실시 예는 예시된 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 첨부된 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구 범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 중앙처리장치 11 : 데이터 연산부
12 : 메모리부 13 : 계량부
20 : 스위치부 30 : 전원회로부
40 : 신호출력부 50 : 펄스출력부
60 : 표시장치 70 : 검침서버
71 : 수신부 72 : 제1 데이터베이스
73 : 산출부 74 : 제2 데이터베이스
80 : 통신부 90 : 전선
100 : 스마트 미터 110 : 제어수단
111 : 롬(ROM) 112 : 램(RAM)
113 : 제어부 200 : 지지대
210 : 사각부재 220 : 하부부재
230 : 관통공 240 : 케이블
250 : 비접촉 전류 계측 IC 300 : 펌웨어 시스템
310 : 사물인터넷 시스템 320 : 사물인터넷 단말
330 : 중계기 340 : 사물인터넷 플랫폼
350 : 관제서버 370 : 단말기
A : 로라 통신망 B : 인터넷 통신망
C : 가상 사설망 D : 블루투스 통신

Claims (4)

  1. 비접촉 전류 계측 IC 및 고정 지지대를 이용한 스마트 미터에 있어서,
    데이터 연산부가 내장되어 있으며, 각각의 센서에서 계측된 데이터를 처리하는 중앙처리장치와 상기 중앙처리장치에는 유효 및 무효전력량, 최대수요전력, 역률, 전력량계 정보를 저장하는 메모리부를 포함하고, 상기 스미트 미터의 표면에는 미터의 세팅 및 조작이 가능한 스위치부와 상기 스마트 미터에 동작 전원을 공급하는 전원회로부와 수용가의 부하를 제어 및 신호출력을 관리하는 신호출력부와 오차 펄스를 출력하는 펄스 출력부와 상기 스마트 미터의 검침값, 시간, 날짜, 상태, 에러 등을 표시하는 LCD 표시장치와 유, 무선 통신 방식을 이용하여 검침한 데이터를 검침 서버로 전송하는 통신부로 이루어지며 전력량을 계측하는 스마트 미터;
    상기 스마트 미터의 일측에 수평방향으로 연장 형성되어, 상기 스마트 미터와 비접촉 전류 계측 IC 지지대를 연결시키는 'ㄷ'자 형태의 케이블;
    사각부재와 상기 사각부재의 양측에는 소정 형상의 하부 부재가 아래방향으로 각각 형성되며, 상기 하부 부재에는 상기 케이블이 관통하도록 하기 위한 관통공이 각각 형성되어 있는 적어도 1개 이상의 비접촉 전류 계측 IC 지지대;
    상기 사각부재의 저부 표면에 고정 형성되어, 전류를 계측하는 비접촉 전류 계측 IC를 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉 전류 계측 IC 및 고정 지지대를 이용한 스마트 미터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 비접촉 전류 계측 IC의 출력을 상기 중앙처리장치에서 수신받고, 상기 중앙처리장치의 상기 데이터 연산부에서 계산된 값을 상기 스마트 미터의 검침서버로 전달하는 것을 특징으로 하는 비접촉 전류 계측 IC 및 고정 지지대를 이용한 스마트 미터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 비접촉 전류 계측 IC와 상기 케이블의 높이는 서로 동일한 것을 특징으로 하는 비접촉 전류 계측 IC 및 고정 지지대를 이용한 스마트 미터.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 검침서버는 상기 비접촉 전류 계측 IC에서 측정한 데이터의 수집 및 검출한 값을 산출하는 것을 특징으로 하는 비접촉 전류 계측 IC 및 고정 지지대를 이용한 스마트 미터.


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