WO2013065891A1 - Ａｍｉ 및 홈 네트워크 전력 모니터링 시스템 - Google Patents

Ａｍｉ 및 홈 네트워크 전력 모니터링 시스템 Download PDF

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WO2013065891A1
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ami
home network
ihd
zigbee
esi
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PCT/KR2011/008617
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신복덕
유정희
박용진
우성제
김기성
박상우
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주식회사 우암코퍼레이션
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to a system for monitoring power consumption of an advanced metering infrastructure (AMI) and a home network. More specifically, it complies with ZigBee Smart Energy Profile (SEP), Device Language Message Specification (DLMS), and Device Language Message Specification (DLMS), which is a communication standard for electronic electricity meters.
  • SEP ZigBee Smart Energy Profile
  • DLMS Device Language Message Specification
  • DLMS Device Language Message Specification
  • the present invention relates to a system that provides a variety of energy information such as energy usage and billing information through a single device that combines an energy service interface (IHD) and an in-home display (IHD).
  • IHD energy service interface
  • IHD in-home display
  • Smart Grid is an intelligent power grid system that improves efficiency by integrating information and communication technologies into the production, transportation, and consumption of electricity.
  • the core of Smart Grid is to build AMIs on the grid to provide real-time information on power generation and consumption.
  • AMI an intelligent communication interworking technology
  • To build such an AMI it is necessary to connect physically different communication environments into one network.
  • a special communication interworking technology is required to link an environment with a narrow but complex structure to an AMI such as an area and a house where no separate communication network is installed.
  • ZigBee and Power Line Communicaton (PLC) are considered to be important technologies that can work with AMIs in these environments.
  • Combining the above communication technology can establish a communication network from power producers to consumers, through which consumers and power companies can exchange information in real time.
  • the electricity producer can grasp the power usage in real time, so that the power supply can be flexibly adjusted, and the user can check the used electricity rate in real time and use the electricity to avoid the daytime which is expensive.
  • Zigbee is a protocol for building low-power, low-scale wireless networks.
  • the IEEE standard is the 802.15.4 standard.
  • Wireless standards include Wi-Fi or Bluetooth, but it is pointed out that the structure is complicated, hardware is expensive, and battery consumption is large.
  • ZigBee has the advantage of dramatically reducing power consumption instead of yielding transmission rates while using radio bands like these. Therefore, it is not suitable as a protocol for transmitting image or multimedia data and is suitable for delivering simple text-based commands. Instead of yielding speed, battery consumption is only half of Bluetooth, 1 / 100th of Wi-Fi, and hardware is cheap.
  • the ZigBee Smart Energy Profile (Zigbee SEP) is a Zigbee-based energy management standard. 1 shows a standard system architecture of ZigBee SEP. The power consumption of various electronic products in the home is delivered to IHD (In-home Display) through Zigbee communication method, and ESI (Energy Service Interface) serves as an interface that enables communication between IHD and Smart Meter. .
  • IHD In-home Display
  • ESI Energy Service Interface
  • the Device Language Message Specification (DLMS) protocol supports most energy types and applications such as electricity, gas, heating, water and sewage. It is a smart meter standard for secure data access through AES 128 encryption as well as interoperability between metering systems such as residential, transmit, distributed) and communication media (RS232, RS485, PSTN, GSM, GPRS, IPv4, PPP, PLC).
  • DLMS Device Language Message Specification
  • the above-mentioned Zigbee SEP standard system is composed of separate devices of ESI and IHD, and is defined to provide simple meter service, so that Zigbee firmware of all the devices involved is required when new service is required. Should be updated.
  • communication between ESI and IHD is made by low speed Zigbee method, it is difficult to upgrade firmware which is essential for providing new service, and it is also difficult to upgrade firmware of separate ESI and IHD at the same time.
  • ESI can obtain power consumption information of the whole house from smart meters, but transmission and reception of processed information in the automatic data collection system (ADCS) and the meter data management system (MDMS), which are higher AMI systems, are not defined. not.
  • ADCS automatic data collection system
  • MDMS meter data management system
  • the present invention for solving the above problems can easily upgrade the firmware of the ESI / IHD even when providing a new service while following the communication standard of ZigBee SEP, and provides a power monitoring system that can seamlessly link information between AMI and home
  • the purpose is to provide.
  • it aims to provide AMI and home network power information and various services through ESI / IHD integrating ESI and IHD to manage the protocol of ESI and IHD collectively.
  • the present invention is to solve the above problems in the AMI and home network power monitoring system that satisfies the Zigbee Smart Energy Profile (SEP), home appliances and smart meters that are linked in a Zigbee method (Smart Meter) ) And AMI and home network power monitoring system including integrated terminals (ESI / IHD) that communicate directly with the Automatic Data Collection System (ADCS).
  • SEP Zigbee Smart Energy Profile
  • Smart Meter Smart Meter
  • AMI and home network power monitoring system including integrated terminals (ESI / IHD) that communicate directly with the Automatic Data Collection System (ADCS).
  • ADCS Automatic Data Collection System
  • the AMI and the home network power monitoring system the communication between the integrated terminal and the ADCS is based on the TCP / IP protocol, the AMI, characterized in that the information provided by the upper system of the smart meter can be provided; Provides home network power monitoring system.
  • the present invention provides an AMI and a home network power monitoring system, wherein the integrated terminal updates firmware using a TCP / IP protocol.
  • the AMI and home network power monitoring system when the integrated terminal is unable to connect to the ADCS, AMI and home network power monitoring system, characterized in that by transmitting and receiving information by communicating with the smart meter and DLMS protocol To provide.
  • the present invention while complying with the Zigbee SEP standard, it is possible to provide device cost reduction and efficient power information by providing an ESI / IHD integrated terminal, and Zigbee SEP-based Zigbee communication in a structure in which the ESI and IHD devices are separated.
  • This can solve the limitations of information transmission, firmware upgrades to provide new services other than metering, and protocol redefinition.
  • FIG. 1 is a diagram showing the structure of the AMI and home network power monitoring system proposed in the Zigbee SEP standard.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the structure of an AMI and a home network power monitoring system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of an AMI and a home network power monitoring system according to an embodiment of the present invention.
  • the AMI and home network power monitoring system according to an embodiment of the present invention includes an integrated terminal 200 directly interworking with the home appliance 110 and the smart grid system.
  • the home appliance 110 of the home network transmits power consumption to the integrated terminal 200 in which IHD and ESI are integrated by using Zigbee communication.
  • Zigbee SEP it is defined to transmit only simple power metering information, but when redefining the protocol through firmware upgrade of the integrated terminal 200, more various information can be received.
  • AMI Advanced Metering Infrastructure
  • DCU data concentration unit 150
  • ADCS autumatic data collection system
  • MDMS meter data management system
  • the smart meter 140 is a device that has developed a power meter, which is a device for periodically checking power usage for billing purposes.
  • the smart meter 140 can communicate with the central system in both directions, and can check power consumption remotely.
  • the DCU 150 is a data collection device that collects power demand data of the home from the smart meter 140 and provides electricity usage information.
  • the DCU 150 transmits the price of power according to the current power demand to the smart meter 140.
  • the ADCS 160 is a device that automatically collects power usage information of the DCU 150.
  • the MDMS 170 is a device that stores and manages a large amount of power usage information collected from the DCU 150 for a long time.
  • the integrated terminal 200 includes both IHD and ESI functions proposed by the existing Zigbee SEP. Since the IHD to ESI shown in the standard configuration of Zigbee SEP transmit and receive information only through the smart meter 140, it cannot provide additional services beyond the simple metering service. In order to overcome this problem, the integrated terminal 200 of the present invention should be able to directly access the smart grid infrastructure.
  • the integrated terminal 200 of the present invention communicates with the smart meter 140 in a Zigbee or power line communication (PLC) method, and additionally ADCS (Autumatic Data). Collection System) and Wireless Local Area Network (WLAN) or LAN (LAN) can be connected to perform TCP / IP communication.
  • PLC power line communication
  • the AMI and home network power monitoring system interworks and processes the power consumption metering information of the smart meter 140 through the ADCS 160 and the MDMS 170 with the power consumption information of the home appliance 110. It can provide useful consumption saving information.
  • additional information that can not be realized through the standard structure of Zigbee SEP can be implemented. Additional information includes the current weather, carbon dioxide emission information, home appliances, as well as power usage information such as power usage, current electricity rate information, application progress level information, previous month's electricity consumption, estimated monthly electricity consumption and billing information. Additional information can be provided, such as power usage information, carbon emissions and consulting to improve power consumption patterns.
  • the AMI and the home network power monitoring system may directly communicate with the smart meter 140 through the integrated terminal 200 even when the AMI and the home network power monitoring system cannot connect to a higher system such as the ADCS 160 and the MDMS 170.
  • a higher system such as the ADCS 160 and the MDMS 170.
  • DCU Data Concentration Unit
  • ADCS Autumatic Data Collection System
  • MDMS Meter Data Management System

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Power Engineering (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
  • Selective Calling Equipment (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Abstract

본 발명은 홈 네트워크를 통하여 전자기기들의 전력을 모니터링 하는 시스템에 관한 것이다. 더 자세하게는 ZigBee SEP(Smart Energy Profile)와 DLMS(Device Language Message Specification)을 준수하며, ESI(Energy Service Interface)와 IHD(In-home display)를 결합한 단일기기를 통해 에너지 사용량, 요금 정보 등 에너지에 대한 다양한 정보를 제공하는 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 Zigbee SEP의 통신표준을 따르면서도 새로운 서비스를 제공하는 경우에도 손쉽게 ESI/IHD의 펌웨어를 업그레이드할 수 있는 AMI 및 홈 네트워크 전력 모니터링 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다. 또한 ESI와 IHD의 프로토콜을 일괄적으로 관리할 수 있도록 ESI와 IHD를 통합한 ESI/IHD를 제공하는 AMI 및 홈 네트워크 전력 모니터링 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 AMI 및 홈 네트워크 전력 모니터링 시스템은 가전제품(110) 및 스마트 그리드 시스템과 직접 연동되는 통합 단말기(200)를 포함한다. 본 발명에 의하면 Zigbee SEP 표준을 준수하면서, ESI/IHD 통합단말기 제공을 통하여 장치 비용절감 및 효율적인 전력정보를 제공할 수 있으며, ESI와 IHD 장치가 분리된 형태의 구조에서 Zigbee SEP 기반의 Zigbee 통신을 함으로써 생기는 정보 전송량의 한계, 미터링 이외의 새로운 서비스 제공을 위한 펌웨어 업그레이드 및 프로토콜의 재정의 문제 등을 해결할 수 있다.

Description

ＡＭＩ 및 홈 네트워크 전력 모니터링 시스템
본 발명은 AMI(Advanced Metering Infrastructure) 및 홈 네트워크의 소비전력을 모니터링 하는 시스템에 관한 것이다. 더 자세하게는 AMI와 홈네트워크 연동을 위한 무선통신 규격인 ZigBee SEP(Smart Energy Profile)와 DLMS(Device Language Message Specification)와 전자식 전력량계의 통신규격인 DLMS(Device Language Message Specification)을 준수을 준수하며, ESI(Energy Service Interface)와 IHD(In-home display)를 결합한 단일기기를 통해 에너지 사용량, 요금 정보 등 에너지에 대한 다양한 정보를 제공하는 시스템에 관한 것이다.
스마트 그리드(Smart Grid)는 전기의 생산, 운반, 소비 과정에 정보통신기술을 접목하여 공급자와 소비자가 서로 상호작용함으로써 효율성을 높인 지능형 전력망 시스템이다. 스마트그리드의 핵심은 전력망에 AMI를 구축하여 전력 생산과 소비에 관련한 정보를 실시간으로 제공하는데 있다. 이러한 AMI를 구축하기 위해서는 물리적으로 서로 다른 통신 환경을 하나의 망으로 연결할 수 있어야 한다. 특히, 별도의 통신망이 시설되어 있지 않은 지역과 주택과 같이 좁지만 복잡한 구조를 가지는 환경을 AMI에 연동하기 위해서는 특별한 통신 연동 기술이 요구된다. 지그비(ZigBee), 전력선 통신(Power Line Communicaton : PLC) 등이 이러한 환경에서 AMI와 연동할 수 있는 중요한 기술로 평가되고 있다. 이상과 같은 통신기술을 결합하여 전력생산자에서 소비자에 이르는 통신망을 구축할 수 있으며 이를 통해 소비자와 전력회사가 실시간으로 정보를 주고받을 수 있다. 전력생산자 입장에서는 전력 사용 현황을 실시간으로 파악하기 때문에 전력공급량을 탄력적으로 조절할 수 있고, 사용자 입장에서는 사용한 전기요금을 실시간으로 확인하여 전기요금이 비싼 낮 시간대를 피해 전기를 사용하는 것이 가능하다. 이러한 스마트 그리드의 기반시설(Infrastructure)을 AMI라 한다.
지그비(Zigbee)는 저전력, 저규모 무선 네트워크를 구축할 수 있는 프로토콜이며, IEEE 규격으로는 802.15.4 표준으로 제정되어 있다. 무선 방식의 표준으로 와이파이(Wifi)나 블루투스가 있지만 구조가 복잡하고 하드웨어 비용이 비싸며 배터리를 많이 소모한다는 것이 큰 문제로 지적되었다. 이에 비해 지그비는 이들과 같은 무선 주파수대를 사용하면서 전송 속도를 양보하는 대신 전력 소모를 획기적으로 줄였다는 장점이 있다. 따라서 이미지나 멀티미디어 데이터를 전송하는 규약으로는 적합하지 않으며 간단한 텍스트 기반의 명령어를 전달하는 용도로 적합하다. 속도를 양보한 대신 배터리 소모량은 블루투스의 절반, 와이파이보다는 1/100 정도만 소모한며 하드웨어 가격도 저렴하다.
지그비 스마트 에너지 프로파일(ZigBee Smart Energy Profile : Zigbee SEP)은 지그비 기반의 에너지 관리표준이다. 도1은 ZigBee SEP의 표준 시스템 구조도를 나타내고 있다. 댁내의 각종 전자제품의 전력사용량을 IHD(In-home Display)에 Zigbee 통신방식으로 전달하고, ESI(Energy Service Interface)는 IHD와 스마트 미터(Smart Meter) 사이의 통신을 가능하게 하는 인터페이스 역할을 한다.
스마트 미터(Smart Meter)와 DCU(Data Concentration Unit)과의 통신은 DLMS 프로토콜에 의하는데, DLMS(Device Language Message Specification) 프로토콜은 전기, 가스, 난방, 상/하수도 같은 대부분의 에너지 유형과 여러 애플리케이션(주거, 송신, 분배) 및 통신 미디어(RS232, RS485, PSTN, GSM, GPRS, IPv4, PPP, PLC) 같은 미터링 시스템 간의 상호 운용성은 물론, AES 128 암호화를 통한 보안 데이터 액세스를 위한 스마트 미터 표준이다.
상술한 Zigbee SEP 표준 시스템은 ESI와 IHD가 별개의 기기로 구성되어 있고, 단순한 미터(meter) 서비스 제공을 목표로 규정되어있어 새로운 서비스의 제공이 필요한 경우 관여된 모든 기기의 Zigbee 펌웨어(firmware)가 업데이트 되어야한다. 하지만 ESI와 IHD간의 통신이 저속의 Zigbee방식으로 이루어지기 때문에 새로운 서비스의 제공시 필수적인 펌웨어(firmware) 업그레이드가 어렵고, 각각 분리된 ESI와 IHD를 동시에 펌웨어 업그레이드를 하는데에도 어려움이 있다.
도1은 기존의 표준에 따른 미터링 시스템을 나타낸 도면이다. 상기 표준에 따르면 ESI가 스마트 미터로부터 주택 전체의 소비전력정보를 입수할 수 있으나 AMI 상위 시스템인 ADCS(Automatic Data Collection System)와 MDMS(Meter Data Management System)에서 가공 처리된 정보의 송수신은 정의되어 있지 않다. 또한 스마트 미터와 DCU간 통신 프로토콜인 DLMS의 기능과 구조 역시 SEP와 연동에 대한 고려 없이 규정되어 있다.
상술한 문제를 해결하기 위한 본 발명은 ZigBee SEP의 통신표준을 따르면서도 새로운 서비스를 제공하는 경우에도 손쉽게 ESI/IHD의 펌웨어를 업그레이드할 수 있고, AMI와 홈의 원활한 정보연동이 가능한 전력 모니터링 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다. 또한 ESI와 IHD의 프로토콜을 일괄적으로 관리할 수 있도록 ESI와 IHD를 통합한 ESI/IHD를 통해 AMI 및 홈 네트워크 전력 정보 및 다양한 서비스를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 문제를 해결하고자 하는 본 발명은 지그비(Zigbee) 스마트 에너지 프로파일(Smart Energy Profile : SEP)을 만족하는 AMI 및 홈 네트워크 전력 모니터링 시스템에 있어서, 지그비 방식으로 연동되는 가전제품 및 스마트 미터(Smart Meter) 및 ADCS(Automatic Data Collection System)와 직접 정보를 주고 받는 통합 단말기(ESI/IHD)를 포함하는 AMI 및 홈 네트워크 전력 모니터링 시스템을 제공한다.
본 발명은 상기 AMI 및 홈 네트워크 전력 모니터링 시스템에 있어서, 상기 통합 단말기와 ADCS간의 통신은 TCP/IP 프로토콜에 의하며, 상기 스마트 미터의 상위시스템에서 제공하는 정보를 제공받을 수 있는 것을 특징으로 하는 AMI 및 홈 네트워크 전력 모니터링 시스템을 제공한다.
본 발명은 상기 AMI 및 홈 네트워크 전력 모니터링 시스템에 있어서, 상기 통합 단말기는 TCP/IP 프로토콜을 이용하여 펌웨어(firmware)를 업데이트 하는 것을 특징으로 하는 AMI 및 홈 네트워크 전력 모니터링 시스템을 제공한다.
본 발명은 상기 AMI 및 홈 네트워크 전력 모니터링 시스템에 있어서, 상기 통합단말기는 상기 ADCS와 연결할 수 없는 경우에는 상기 스마트미터와 DLMS 프로토콜로 통신하여 정보를 송수신하는 것을 특징으로 하는 AMI 및 홈 네트워크 전력 모니터링 시스템을 제공한다.
본 발명에 의하면 Zigbee SEP 표준을 준수하면서, ESI/IHD 통합단말기 제공을 통하여 장치 비용절감 및 효율적인 전력정보를 제공할 수 있으며, ESI와 IHD 장치가 분리된 형태의 구조에서 Zigbee SEP 기반의 Zigbee 통신을 함으로써 생기는 정보 전송량의 한계, 미터링 이외의 새로운 서비스 제공을 위한 펌웨어 업그레이드 및 프로토콜의 재정의 문제 등을 해결할 수 있다. 또한, 서로 상이한 규격으로 개발 되고 있는 AMI와 홈의 연동 문제를 효과적으로 해결할 수 있다.
도1은 Zigbee SEP 표준에서 제시하는 AMI 및 홈 네트워크 전력 모니터링 시스템의 구조도를 도시한 도면.
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 AMI 및 홈 네트워크 전력 모니터링 시스템의 구조도를 도시한 도면.
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 AMI 및 홈 네트워크 전력 모니터링 시스템의 구성도를 나타낸 도면이다. 본 발명의 일실시예에 따른 AMI 및 홈 네트워크 전력 모니터링 시스템은 가전제품(110) 및 스마트 그리드 시스템과 직접 연동되는 통합 단말기(200)를 포함한다.
홈 네트워크의 가전제품(110)은 지그비 통신을 이용하여 IHD와 ESI가 하나로 통합된 통합 단말기(200)에 전력사용량을 전송한다. Zigbee SEP에 따르면 단순한 전력 미터링 정보만을 전송하는 것으로 정의되어 있지만, 통합 단말기(200)의 펌웨어 업그레이드를 통하여 프로토콜을 재정의할 경우 더욱 다양한 정보를 수신할 수 있게 된다.
스마트 그리드의 핵심 인프라인 AMI(Advanced Metering Infrastructure)는 AMR 시스템에서 발전한 시스템으로 전력 사업자와 전력 소비자 사이의 양방향 통신이 가능하게 하여 양방향 실시간 전력정보를 제공하기 위한 인프라를 말한다. 댁내에 위치하는 통합 단말기(200)에 전력 정보를 제공하는 AMI의 구조는 스마트 미터(140), DCU(Data Concentration Unit ,150), ADCS(Autumatic Data Collection System, 160) 및 MDMS(Meter Data Management System)을 포함한다.
스마트 미터(140)는 비용청구를 위하여 주기적으로 전력 사용량을 점검하는 기기인 전력량계를 발전시킨 장치로 중앙의 시스템과 양방향으로 통신이 가능하며, 원격으로 전력사용량을 점검할 수 있는 장치이다. DCU(150)는 스마트 미터(140)로부터 댁내의 전력 수요 데이터를 수집하는 동시에 전기 사용정보를 제공하는 데이터 수집 장치이며, 현재 전력수요에 따른 전력의 가격 등을 스마트 미터(140)에 전송하여 줄 수 있다. ADCS(160)는 DCU(150)의 전력 사용정보를 자동으로 수집하는 장치이다. MDMS(170)는 DCU(150)로부터 수집한 대량의 전력사용 정보를 장기간 저장하고 관리하는 장치이다.
통합 단말기(200)는 기존의 Zigbee SEP에서 제안한 IHD와 ESI의 기능을 모두 포함하고 있다. Zigbee SEP의 표준 구성에 나타난 IHD 내지 ESI는 스마트 미터(140)를 통해서만 정보를 송수신하게 되므로 단순한 미터링 서비스 이상의 추가적인 서비스를 제공할 수 없다. 이를 극복하기 위해서는 스마드 그리드 인프라에 직접 접속하여 정보를 가져올 수 있어야 하는데 본 발명의 통합 단말기(200)는 스마트 미터(140)와는 지그비 또는 전력선통신(PLC)방식으로 통신하고, 추가적으로 ADCS(Autumatic Data Collection System)과 무선랜(Wireless Local Area Network : WLAN) 내지 랜(LAN)으로 연결하여 TCP/IP 통신을 할 수 있다. 이를 통하여 Zigbee SEP의 표준을 준수하면서, 댁내에서는 저전력 지그비 통신의 장점을 그대로 활용하고, 외부 통신은 LAN(Local Area Network)를 이용하여 고속의 양방향 통신을 지원하고 일괄적인 펌웨어 업그레이드 등을 지원하여 관리가 용이한 장점이 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 AMI 및 홈 네트워크 전력 모니터링 시스템은 ADCS(160)와 MDMS(170)를 통해 스마트 미터(140)의 소비전력 검침 정보를 가전제품(110) 소비전력 정보와 연동 및 가공하여 유용한 소비절약정보를 제공할 수 있다. 즉, Zigbee SEP의 표준을 준수하면서 Zigbee SEP의 표준 구조를 통해서는 구현할 수 없는 추가 정보를 구현할 수 있다. 추가 정보로는 검침일 기준의 전력 사용량, 현재 전기요금 정보, 적용 누진단계 정보, 전월 전력사용량, 월말 예상 전력사용량 및 요금정보 등의 전력 사용정보는 물론 현재의 날씨, 이산화탄소 배출정보, 댁내 가전기기의 전력 사용정보, 탄소 배출량 및 전력 소비패턴을 개선할 수 있는 컨설팅 등의 부가 정보를 제공할 수 있다.
본 발명은 일실시예에 따른 AMI 및 홈 네트워크 전력 모니터링 시스템은 ADCS(160), MDMS(170) 등 상위 시스템과 연결할 수 없는 경우에도 통합 단말기(200)를 통해 스마트미터(140)와 직접 DLMS 통신을 통해 홈 전체 소비전력뿐만 아니라 ZigBee를 통한 가전제품(110)의 소비 전력정보를 제공할 수 있다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있다.
<부호의 설명>
110: 가전제품
120: IHD(In-Home Display)
130: ESI(Energy Service Interface)
140: 스마트 미터
150: DCU(Data Concentration Unit)
160: ADCS(Autumatic Data Collection System)
170: MDMS(Meter Data Management System)
200: 통합 단말기(200)

Claims (4)

  1. 지그비(Zigbee) 스마트 에너지 프로파일(Smart Energy Profile : SEP)을 만족하는 AMI 및 홈 네트워크 전력 모니터링 시스템에 있어서,
    지그비 방식으로 연동되는 가전제품; 및
    스마트 미터(Smart Meter) 및 ADCS(Automatic Data Collection System)와 직접 정보를 주고 받는 통합 단말기(ESI/IHD);를 포함하는 AMI 및 홈 네트워크 전력 모니터링 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 통합 단말기와 ADCS간의 통신은 TCP/IP 프로토콜에 의하며, 상기 스마트 미터의 상위시스템에서 제공하는 정보를 제공받을 수 있는 것을 특징으로 하는 AMI 및 홈 네트워크 전력 모니터링 시스템.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 통합 단말기는 TCP/IP 프로토콜을 이용하여 펌웨어(firmware)를 업데이트 하는 것을 특징으로 하는 AMI 및 홈 네트워크 전력 모니터링 시스템.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 통합단말기는 상기 ADCS와 연결할 수 없는 경우에는 상기 스마트미터와 DLMS 프로토콜로 통신하여 정보를 송수신하는 것을 특징으로 하는 AMI 및 홈 네트워크 전력 모니터링 시스템.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103744046A (zh) * 2013-12-09 2014-04-23 深圳供电局有限公司 一种智能电能表运行状态监测系统
WO2017119539A1 (ko) * 2016-01-08 2017-07-13 디노플러스(주) 스마트 홈 구현을 위한 통합 게이트웨이장치
KR20170134248A (ko) * 2016-05-26 2017-12-06 강감찬 Usim을 이용한 계량기 자동검침시스템에서의 서비스 제공을 위한 사용자 관리방법 및 그 장치
KR20170134246A (ko) * 2016-05-26 2017-12-06 강감찬 Usim을 이용한 에너지 계량기 자동검침시스템에서의 빅데이터 관리방법 및 그 장치
KR20170133675A (ko) * 2016-05-26 2017-12-06 강감찬 Usim 상의 애플릿을 이용한 계량기 자동검침시스템의 데이터 처리방법 및 그 장치

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10095659B2 (en) * 2012-08-03 2018-10-09 Fluke Corporation Handheld devices, systems, and methods for measuring parameters
US9541472B2 (en) 2013-03-15 2017-01-10 Fluke Corporation Unified data collection and reporting interface for equipment
US9766270B2 (en) 2013-12-30 2017-09-19 Fluke Corporation Wireless test measurement
CN104333495A (zh) * 2014-09-26 2015-02-04 国家电网公司 一种基于智能电表用电双向交互的家庭网关实现方法
JP6344188B2 (ja) * 2014-10-06 2018-06-20 住友電気工業株式会社 電力メーター及び、電力メーターの自己管理方法
KR101621931B1 (ko) * 2014-12-19 2016-05-17 한국인터넷진흥원 스마트 그리드에서의 전력정보 송수신 시스템
CN104599469B (zh) * 2014-12-25 2017-09-05 深圳市银河表计股份有限公司 一种用电信息同步采集的方法及系统
CN105243810B (zh) * 2015-10-21 2018-08-10 宁波三星医疗电气股份有限公司 电力用户用电信息采集系统及其采集方法
KR101701914B1 (ko) * 2016-09-12 2017-02-03 민우배 스마트 절전 시스템
WO2018079883A1 (ko) * 2016-10-28 2018-05-03 전자부품연구원 국제표준 iec62541 기반 ami 데이터 수집 방법 및 시스템
CN107544371A (zh) * 2017-11-06 2018-01-05 国网辽宁省电力有限公司大连供电公司 家庭能源管理控制智能主机

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002044750A (ja) * 2000-07-25 2002-02-08 Asahi Kasei Corp 設備機器遠隔監視診断システム
JP2002077426A (ja) * 2000-08-28 2002-03-15 Toyo Commun Equip Co Ltd データ自動収集システムに用いる設定器及び設定方法
KR100684613B1 (ko) * 2006-03-07 2007-02-22 주식회사 대우일렉트로닉스 홈 네트워크 시스템 및 그 데이터 전송 방법
KR101027713B1 (ko) * 2010-09-28 2011-04-12 한국전력공사 분산 컴포넌트 기반의 미터 데이터 관리 시스템 및 방법
KR20110042880A (ko) * 2009-10-20 2011-04-27 한국전력공사 홈 네트워크 상의 전력기기들과 에너지서비스제공자의 서비스 포털서버와의 단일 접속 포인트를 제공하는 홈 에너지 관리장치 및 그 방법
JP2011180868A (ja) * 2010-03-02 2011-09-15 Advanced Telecommunication Research Institute International ホームネットワーク管理システム

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5699276A (en) * 1995-12-15 1997-12-16 Roos; Charles E. Utility meter providing an interface between a digital network and home electronics
US7486782B1 (en) * 1997-09-17 2009-02-03 Roos Charles E Multifunction data port providing an interface between a digital network and electronics in residential or commercial structures
US7170405B2 (en) * 2000-12-26 2007-01-30 General Electric Company Method and apparatus for interfacing a power line carrier and an appliance
KR100434270B1 (ko) * 2001-05-30 2004-06-04 엘지전자 주식회사 가전기기 네트워크 제어시스템
US7151968B2 (en) * 2001-11-01 2006-12-19 Salton, Inc. Intelligent coffeemaker appliance
US6838978B2 (en) * 2002-01-09 2005-01-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Appliance data collecting system
US7262695B2 (en) * 2004-12-15 2007-08-28 At&T Intellectual Property, Inc. Network interface device
DE112006000263B4 (de) * 2005-01-25 2016-10-06 Lg Electronics Inc. Verfahren zum Steuern eines Fernüberwachungssystems
KR20100035083A (ko) * 2008-09-25 2010-04-02 (주)보체웹닷컴 공중 ｉｐ망을 공유하는 ａｍｉ 게이트웨이 및 이를 통한 실시간 전력 수요 관리 시스템
US8090480B2 (en) * 2009-01-07 2012-01-03 International Business Machines Corporation Consumer electronic usage monitoring and management
KR101537620B1 (ko) * 2009-10-20 2015-07-17 엘지전자 주식회사 전력공급네트워크 시스템 및 그 제어방법
KR101310156B1 (ko) * 2010-03-04 2013-09-23 강동주 스마트 미터링 장치
US8791592B2 (en) * 2010-07-28 2014-07-29 Lg Electronics Inc. Air conditioner and method for controlling the same
KR101662705B1 (ko) * 2010-12-22 2016-10-05 한국전자통신연구원 그린 홈 전력 관리 시스템에서 소비 전력량 데이터 관리 및 검증 장치 및 그 방법
KR101797945B1 (ko) * 2011-02-10 2017-11-16 삼성전자주식회사 Ｄｒ제어레벨의 변경이 가능한 전기기기 및 전력관리기
CN102130507A (zh) * 2011-03-26 2011-07-20 河南省电力公司 接入智能电网与新能源的智能家居系统及能效管理方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002044750A (ja) * 2000-07-25 2002-02-08 Asahi Kasei Corp 設備機器遠隔監視診断システム
JP2002077426A (ja) * 2000-08-28 2002-03-15 Toyo Commun Equip Co Ltd データ自動収集システムに用いる設定器及び設定方法
KR100684613B1 (ko) * 2006-03-07 2007-02-22 주식회사 대우일렉트로닉스 홈 네트워크 시스템 및 그 데이터 전송 방법
KR20110042880A (ko) * 2009-10-20 2011-04-27 한국전력공사 홈 네트워크 상의 전력기기들과 에너지서비스제공자의 서비스 포털서버와의 단일 접속 포인트를 제공하는 홈 에너지 관리장치 및 그 방법
JP2011180868A (ja) * 2010-03-02 2011-09-15 Advanced Telecommunication Research Institute International ホームネットワーク管理システム
KR101027713B1 (ko) * 2010-09-28 2011-04-12 한국전력공사 분산 컴포넌트 기반의 미터 데이터 관리 시스템 및 방법

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103744046A (zh) * 2013-12-09 2014-04-23 深圳供电局有限公司 一种智能电能表运行状态监测系统
WO2017119539A1 (ko) * 2016-01-08 2017-07-13 디노플러스(주) 스마트 홈 구현을 위한 통합 게이트웨이장치
KR20170134248A (ko) * 2016-05-26 2017-12-06 강감찬 Usim을 이용한 계량기 자동검침시스템에서의 서비스 제공을 위한 사용자 관리방법 및 그 장치
KR20170134246A (ko) * 2016-05-26 2017-12-06 강감찬 Usim을 이용한 에너지 계량기 자동검침시스템에서의 빅데이터 관리방법 및 그 장치
KR20170133675A (ko) * 2016-05-26 2017-12-06 강감찬 Usim 상의 애플릿을 이용한 계량기 자동검침시스템의 데이터 처리방법 및 그 장치
KR102473985B1 (ko) * 2016-05-26 2022-12-08 강우찬 Usim을 이용한 계량기 자동검침시스템에서의 서비스 제공을 위한 사용자 관리방법 및 그 장치
KR102473960B1 (ko) * 2016-05-26 2022-12-12 강우찬 Usim을 이용한 에너지 계량기 자동검침시스템에서의 빅데이터 관리방법 및 그 장치
KR102557344B1 (ko) * 2016-05-26 2023-07-18 강우찬 Usim 상의 애플릿을 이용한 계량기 자동검침시스템의 데이터 처리방법 및 그 장치

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Publication number Publication date
US20140232549A1 (en) 2014-08-21
CN103918228A (zh) 2014-07-09
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