KR20230102747A - 저전력 스마트 수도미터 - Google Patents

Abstract

저전력 스마트 수도 미터가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 저전력 스마트 수도미터는 액체가 통과할 수 있는 유로를 포함하는 유량부, 디스플레이, 유로를 통과하는 액체의 유속을 감지하는 초음파 센서, 유로를 통과하는 액체의 TDS(Total Dissolved Solids) 값을 감지하는 TDS 센서, 배터리, 외부 장치와 통신을 수행하기 위한 통신부 및 기설정된 주기마다 유로를 통과하는 액체의 TDS 값을 감지하도록 TDS 센서를 제어하고, 초음파 센서를 통해 감지된 액체의 유속에 기초하여 유로를 통과하는 유량을 식별하고, 식별된 유량 및 TDS 센서를 통해 감지된 액체의 TDS 값을 표시하도록 디스플레이를 제어하고, 식별된 유량 및 TDS 센서를 통해 감지된 액체의 TDS 값을 외부 장치에 전송하도록 통신부를 제어하는 프로세서를 포함한다.

Description

저전력 스마트 수도미터 {LOW POWER SMART WATER METER}

본 발명은 저전력 스마트 수도미터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 초음파 센서에 TDS(Total Dissolved Solids) 센서를 추가로 장착하고, 배터리 소모를 절약할 수 있는 저전력 스마트 수도미터에 관한 것이다.

초음파 센서가 구비된 수도미터를 이용하는 종래의 상수 관망시설의 경우, 수질을 측정하기 어려워 수질 사고 등의 이상 발생시 감지가 늦어지게 되고, 이에 따라 사후 대처가 지연되며 수질 사고로 인한 피해가 더욱 심각해진다는 문제가 있었다.

따라서, 상수도 공급 시 각 가정으로 공급되는 상수의 수질을 실시간으로 확인하고, 변화된 수질 정보를 취득할 수 있는 방안의 모색이 요청된다.

또한, 수질 정보를 취득하기 위해 TDS 센서를 추가로 장착한 수도미터의 경우, 종래의 수도미터보다 전력 소모량이 많기 때문에 배터리 소모를 절약할 수 있는 저전력 스마트 수도미터의 개발이 필요한 실정이다.

한편, 전술한 배경 기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.

한국공개특허 제10-1513548호 (공개일자 : 2014.08.28)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 TDS 센서를 추가로 장착하고, 배터리 소모를 절약할 수 있는 저전력 스마트 수도미터를 제공하는데 있다.

본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점은 바람직한 실시예를 설명한 하기의 설명으로부터 분명해질 것이다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 저전력 스마트 수도미터는, 액체가 통과할 수 있는 유로를 포함하는 유량부, 디스플레이, 상기 유로를 통과하는 액체의 유속을 감지하는 초음파 센서, 상기 유로를 통과하는 액체의 TDS(Total Dissolved Solids) 값을 감지하는 TDS 센서, 배터리, 외부 장치와 통신을 수행하기 위한 통신부 및 기설정된 주기마다 상기 유로를 통과하는 액체의 TDS 값을 감지하도록 상기 TDS 센서를 제어하고, 상기 초음파 센서를 통해 감지된 액체의 유속에 기초하여 상기 유로를 통과하는 유량을 식별하고, 상기 식별된 유량 및 상기 TDS 센서를 통해 감지된 액체의 TDS 값을 표시하도록 상기 디스플레이를 제어하고, 상기 식별된 유량 및 상기 TDS 센서를 통해 감지된 액체의 TDS 값을 상기 외부 장치에 전송하도록 상기 통신부를 제어하는 프로세서를 포함한다.

여기에서, 상기 기설정된 주기는, 상기 배터리의 잔량에 기초하여 결정될 수 있다.

여기에서, 상기 프로세서는, 상기 배터리의 잔량이 기설정된 제1 값 미만이면 상기 기설정된 주기를 증가시킬 수 있다.

또한, 상기 프로세서는, 제1 시점에서의 상기 배터리의 잔량 대비 상기 제1 시점에서 상기 기설정된 주기가 경과한 제2 시점에서의 상기 배터리의 잔량이 기설정된 제1 비율 미만이면 상기 기설정된 주기를 증가시킬 수 있다.

그리고, 상기 기설정된 주기는, 상기 외부 장치로부터 수신된 신호에 기초하여 결정될 수 있다.

또한, 상기 기설정된 주기는, 상기 초음파 센서를 통해 감지된 액체의 유속에 기초하여 결정될 수 있다.

여기에서, 상기 프로세서는, 상기 초음파 센서를 통해 감지된 액체의 유속이 제1 값 미만이면 상기 기설정된 주기를 증가시키고, 상기 초음파 센서를 통해 감지된 액체의 유속이 제2 값 이상이면 상기 기설정된 주기를 감소시킬 수 있다.

본 발명에 따르면, 수도미터에 수질 센서를 추가로 장착하여 상수도 공급 시 각 가정으로 공급되는 상수의 수질을 실시간으로 확인할 수 있으며, 배터리 소모를 절약하여 상대적으로 적은 배터리 용량으로도 긴 운영시간을 확보할 수 있는 효과가 있다.

다만, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 저전력 스마트 수도미터를 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 저전력 스마트 수도미터의 구성을 설명하기 위한 블록도,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 저전력 스마트 수도미터의 디스플레이를 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명의 실시예와 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 제시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다.

또한, 달리 정의하지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 가지며, 상충되는 경우에는, 정의를 포함하는 본 명세서의 기재가 우선할 것이다.

도면에서 제안된 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 그리고, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에서 기술한 "부"란, 특정 기능을 수행하는 하나의 단위 또는 블록을 의미한다.

각 단계들에 있어 식별부호(제1, 제2, 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 실시될 수도 있고 실질적으로 동시에 실시될 수도 있으며 반대의 순서대로 실시될 수도 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 저전력 스마트 수도미터를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 저전력 스마트 수도미터(100)는 유량부(110)에 포함된 유로를 통과하는 액체의 양을 측정할 수 있다. 즉, 저전력 스마트 수도미터(100)는 가정의 수도 사용량 등을 계측하는 데 이용될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 저전력 스마트 수도미터(100)는 계측 정보를 표시하기 위한 디스플레이(120)를 포함할 수 있다. 즉, 디스플레이(120)는 저전력 스마트 수도미터(100)를 통해 계측한 모든 정보(즉, 수도관을 통과하는 물의 총량, 물의 수질 등)를 표시할 수 있다. 이를 위해, 디스플레이(120)는 LCD(Liquid Crystal Display), LED(Light Emitting Diode) 및 OLED(Organic Light Emitting Diode) 등과 같은 다양한 유형의 디스플레이로 구현될 수 있다.

수도미터(100)는 유량부(110)에 포함된 유로를 통과하는 액체의 유속을 감지하기 위해 초음파 센서(130)를 구비할 수 있다. 즉, 초음파 센서(130)로부터 발생된 초음파가 반사판에 반사되어 다시 초음파 센서(130)에 도달하는 시간차를 이용하여 유속을 감지할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수도미터(100)는 수도관에 흐르는 액체의 TDS(Total Dissolved Solids) 값을 측정하기 위해 TDS 센서(140)를 구비할 수 있다.

여기서 TDS 값이란 액체에 용해된 모든 무기 및 유기 물질(즉, 불순물)의 함량을 나타내는 특성으로, 물의 수질을 나타내는 지표로 사용될 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수도미터(100)는 수질 센서인 TDS 센서(140)를 추가로 장착하여 상수도 공급 시 각 가정으로 공급되는 상수의 수질을 실시간으로 확인할 수 있다는 효과가 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수도미터의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.

도 2을 참조하면, 저전력 스마트 수도미터(100)는 유량부(110), 디스플레이(120) 및 초음파 센서(130), TDS 센서(140) 이외에도 배터리(150), 통신부(160) 및 프로세서(170)를 더 포함할 수 있다. 그러나, 이와 같은 구성은 예시적인 것으로서, 본 개시를 실시함에 있어 이와 같은 구성에 더하여 새로운 구성이 추가되거나 일부 구성이 생략될 수 있음은 물론이다.

한편, 도 2를 설명함에 있어, 도 1 에서 전술한 내용과 중복되는 설명은 생략하도록 한다.

배터리(150)는 저전력 스마트 수도미터(100)에 전력을 공급하기 위한 구성이다.

통신부(160)는 외부 장치와 통신을 수행하기 위한 구성이다. 프로세서(170)는 통신부(160)를 통해 데이터를 외부 장치로 전송하고, 외부 장치로부터 데이터를 수신할 수 있다.

이를 위해, 통신부(160)는 다양한 통신 방식을 이용하여 외부 장치와 통신을 수행할 수 있으며, 이러한 통신 방식에 따른 통신을 수행하기 위한 통신 모듈을 포함할 수 있다.

프로세서(170)는 저전력 스마트 수도미터(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(170)는 저전력 스마트 수도미터(100)에 구비된 각 하드웨어들의 동작을 제어하고, 각종 기능을 지원할 수 있다.

구체적으로, 프로세서(170)는 기설정된 주기마다 유로를 통과하는 액체의 TDS 값을 감지하도록 TDS 센서(140)를 제어할 수 있다.

즉, TDS 센서(140)를 통해 액체의 TDS 값을 측정하기 위해서는 초음파 센서(130)를 통해 액체의 유속을 측정하는 것에 비해 많은 양의 전력을 소모하게 되므로, 프로세서(170)는 TDS 값을 측정하지 않는 시간에는 TDS 센서를 동작시키지 않고, 기설정된 주기마다 TDS 값을 측정함으로써 배터리 소모를 절약할 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 저전력 스마트 수도미터(100)의 배터리 소모를 절약할 수 있는 방법에 대해 구체적으로 설명하도록 한다.

먼저, 기설정된 주기(즉, TDS 센서를 동작시키는 주기)는 배터리(150)의 잔량에 기초하여 결정될 수 있다.

구체적으로, 프로세서(170)는 배터리(150)의 잔량이 기설정된 제1 값 미만이면 기설정된 주기를 증가시킬 수 있다. 가령, TDS 값을 측정하는 초기 주기가 1시간으로 설정되어 있어, TDS 센서(140)가 1시간에 한 번씩 동작하고 있는 상황에서 배터리(150)의 잔량이 50% 미만으로 줄어든 것이 감지되면, 프로세서(170)는 기설정된 주기를 2시간으로 증가시켜 TDS 센서(140)를 2시간에 한 번씩 동작시킬 수 있다.

또한, 프로세서(170)는 제1 시점에서의 배터리(150)의 잔량 대비 제1 시점에서 기설정된 주기가 경과한 제2 시점에서의 배터리(150)의 잔량이 기설정된 제1 비율 미만이면 기설정된 주기를 증가시킬 수 있다. 즉, 프로세서(170)는 현재 측정 시의 배터리(150)의 잔량을 이전 측정 시의 배터리(150)의 잔량으로 나눈 값이 기설정된 비율 미만이면 기설정된 주기를 증가시킬 수 있다.

가령, TDS 값을 측정하는 초기 주기가 1시간이고, 기설정된 제1 비율이 0.9876인 상황을 가정하면, TDS 값을 측정한 제1 시점에서 배터리(150)의 잔량이 81%이고, 제1 시점으로부터 기설정된 주기인 1시간이 경과한 제2 시점에서의 배터리(150)의 잔량이 80%인 경우, 제1 시점에서의 배터리(150)의 잔량 대비 제2 시점에서의 배터리(150)의 잔량은 80/81 = 0.98765 가 된다. 따라서, 프로세서(170)는 제1 시점에서의 배터리(150)의 잔량(81%) 대비 제2 시점에서의 배터리(150)의 잔량(80%)이 기설정된 제1 비율(0.9876) 미만이 아니므로, 기존의 기설정된 주기(1시간)대로 TDS 센서(140)를 동작시킬 수 있다.

한편, TDS 값을 측정한 제1 시점에서 배터리(150)의 잔량이 80%이고, 제1 시점으로부터 기설정된 주기인 1시간이 경과한 제2 시점에서의 배터리(150)의 잔량이 79%인 경우, 제1 시점에서의 배터리(150)의 잔량 대비 제2 시점에서의 배터리(150)의 잔량은 79/80 = 0.9875 가 된다. 따라서, 프로세서(170)는 제1 시점에서의 배터리(150)의 잔량(80%) 대비 제2 시점에서의 배터리(150)의 잔량(79%)이 기설정된 제1 비율(0.9876) 미만이므로, TDS 센서(140)를 동작시키는 주기를 증가시킬 수 있다.

한편, TDS 센서(140)가 동작하는 기설정된 주기는, 외부 장치로부터 수신된 신호에 기초하여 결정될 수도 있다.

즉, 저전력 스마트 수도미터(100)는 통신부(160)를 통해 외부 장치와 통신을 수행할 수 있으므로, 외부 장치로부터 TDS 센서(140)의 동작 주기를 조절하는 신호를 수신할 수 있고, 수신한 신호에 기초하여 새로운 주기로 TDS 센서(140)의 동작 주기를 설정할 수도 있다.

또한, TDS 센서(140)가 동작하는 기설정된 주기는, 초음파 센서(130)를 통해 감지된 액체의 유속에 기초하여 결정될 수도 있다.

구체적으로, 프로세서(170)는, 초음파 센서(130)를 통해 감지된 액체의 유속이 제1 값 미만이면 기설정된 주기를 증가시키고, 초음파 센서(130)를 통해 감지된 액체의 유속이 제2 값 이상이면 기설정된 주기를 감소시킬 수 있다. 즉, 물의 수질이 변화할 가능성은 수도관을 통과하는 유량이 많은 시기가 유량이 적은 시기에 비해 상대적으로 높으므로, 초음파 센서(130)를 통해 감지된 액체의 유속이 제1 값 미만이면 기설정된 주기를 증가시켜(즉, TDS 센서(140)의 동작 주기를 느리게 하여) 배터리 소모를 절약하고, 감지된 액체의 유속이 제2 값 이상이면 기설정된 주기를 감소시켜(즉, TDS 센서(140)의 동작 주기를 빠르게 하여) 수질 변화에 더욱 민감하게 대응할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 저전력 스마트 수도미터(100)는 이상과 같이 TDS 센서(140)의 동작 주기를 필요에 따라 조절함으로써 배터리 소모를 절약할 수 있다는 효과가 있다.

한편, 프로세서(170)는 초음파 센서(130)를 통해 감지된 액체의 유속에 기초하여, 유로를 통과하는 유량을 식별할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(170)는 감지된 액체의 유속에 저전력 스마트 수도미터(100)의 유로의 단면적을 곱한 값을 유로를 통과하는 유량으로 식별할 수 있다.

또한, 프로세서(170)는 식별된 유량 및 TDS 센서(140)를 통해 감지된 액체의 TDS 값을 표시하도록 디스플레이(120)를 제어할 수 있다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 디스플레이(120)는 유량부(110)를 통과하는 액체의 유량, TDS 측정치뿐만 아니라 배터리 잔량, 역류 여부 등을 표시할 수 있다.

한편, 프로세서(170)는 식별된 유량 및 TDS 센서(140)를 통해 감지된 액체의 TDS 값을 외부 장치에 전송하도록 통신부(160)를 제어할 수 있다. 이를 통해 수도관을 통과하는 물의 유량 및 수질 정보 등의 데이터를 수집할 수 있으므로, 물 사용량 패턴을 분석하거나 사용량을 예측하고, 물 생산계획을 수립할 수 있다는 효과가 있다.

도면에서 동작들이 특정한 순서로 도시되어 있지만, 반드시 동작들이 도시된 특정한 순서로 또는 순차적 순서로 실행 되어야만 하거나 또는 모든 도시 된 동작들이 실행 되어야만 원하는 결과를 얻을 수 있는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정 상황에서는, 멀티태스킹 및 병렬 처리가 유리할 수도 있다. 더욱이, 위에 설명한 실시예들에서 다양한 구성들의 분리는 그러한 분리가 반드시 필요한 것으로 이해되어서는 안 되고, 설명된 프로그램 컴포넌트들 및 시스템들은 일반적으로 단일 소프트웨어 제품으로 함께 통합되거나 다수의 소프트웨어 제품으로 패키지 될 수 있음을 이해하여야 한다.

이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명의 기술적 사상이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.

본 명세서에서는 본 발명자들이 수행한 다양한 실시예 가운데 몇 개의 예만을 들어 설명하는 것이나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고, 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

100 : 저전력 스마트 수도미터 110 : 유량부
120 : 디스플레이 130 : 초음파 센서
140 : TDS 센서 150 : 배터리
160 : 통신부 170 : 프로세서

Claims (7)

1. 액체가 통과할 수 있는 유로를 포함하는 유량부;
   디스플레이;
   상기 유로를 통과하는 액체의 유속을 감지하는 초음파 센서;
   상기 유로를 통과하는 액체의 TDS(Total Dissolved Solids) 값을 감지하는 TDS 센서;
   배터리;
   외부 장치와 통신을 수행하기 위한 통신부; 및
   기설정된 주기마다 상기 유로를 통과하는 액체의 TDS 값을 감지하도록 상기 TDS 센서를 제어하고,
   상기 초음파 센서를 통해 감지된 액체의 유속에 기초하여 상기 유로를 통과하는 유량을 식별하고,
   상기 식별된 유량 및 상기 TDS 센서를 통해 감지된 액체의 TDS 값을 표시하도록 상기 디스플레이를 제어하고,
   상기 식별된 유량 및 상기 TDS 센서를 통해 감지된 액체의 TDS 값을 상기 외부 장치에 전송하도록 상기 통신부를 제어하는 프로세서;를 포함하는, 저전력 스마트 수도미터.
2. 제1항에 있어서,
   상기 기설정된 주기는, 상기 배터리의 잔량에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 수도 미터.
3. 제2항에 있어서,
   상기 프로세서는, 상기 배터리의 잔량이 기설정된 제1 값 미만이면 상기 기설정된 주기를 증가시키는 것을 특징으로 하는, 수도 미터.
4. 제2항에 있어서,
   상기 프로세서는,
   제1 시점에서의 상기 배터리의 잔량 대비 상기 제1 시점에서 상기 기설정된 주기가 경과한 제2 시점에서의 상기 배터리의 잔량이 기설정된 제1 비율 미만이면 상기 기설정된 주기를 증가시키는 것을 특징으로 하는, 수도 미터.
5. 제1항에 있어서,
   상기 기설정된 주기는, 상기 외부 장치로부터 수신된 신호에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 수도 미터.
6. 제1항에 있어서,
   상기 기설정된 주기는, 상기 초음파 센서를 통해 감지된 액체의 유속에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 수도 미터.
7. 제6항에 있어서,
   상기 프로세서는,
   상기 초음파 센서를 통해 감지된 액체의 유속이 제1 값 미만이면 상기 기설정된 주기를 증가시키고, 상기 초음파 센서를 통해 감지된 액체의 유속이 제2 값 이상이면 상기 기설정된 주기를 감소시키는 것을 특징으로 하는, 수도 미터.

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