KR101238911B1

KR101238911B1 - 스타 토폴로지 네트워크 구조의 원격검침 시스템 및 원격검침 방법

Info

Publication number: KR101238911B1
Application number: KR1020110109879A
Authority: KR
Inventors: 김동원; 황충선
Original assignee: 주식회사 에너리더
Priority date: 2011-10-26
Filing date: 2011-10-26
Publication date: 2013-03-06

Abstract

무선 통신을 이용한 원격검침 시스템에서 원격검침 노드와 액세스포인트 간의 네트워크 구조가 스타 토폴로지(star topology) 형태로 구성되어 실시간 데이터검침이 가능한 스타 토폴로지 네트워크 구조의 원격검침 시스템 및 원격검침 방법이 제공된다. 본 발명의 원격검침방법은 다수의 액세스포인트를 스캔하여 신호세기가 소정의 레벨 이상인 액세스포인트를 액세스포인트 리스트에 등록하는 액세스포인트 등록단계와, 제1 주기마다 액세스 포인트 리스트에 등록된 액세스 포인트 중의 하나에 접속하여 액세스포인트로부터 커맨드 데이터를 수신하고, 수신된 커맨드에 해당하는 작업을 수행하는 커맨드 수행단계와, 제2 주기마다 액세스 포인트 리스트에 등록된 액세스 포인트 중의 하나에 접속하여 검침 데이터를 액세스포인트로 전송하는 검침데이터 전송단계를 구비한다. 본 발명에 따르면, 원격검침 노드와 액세스포인트 사이에 일대일 통신이 이루어지면서도 통신환경의 변화나 액세스포인트의 과부하 등의 경우에도 대처할 수 있어서 실시간으로 사용량 데이터 검침이 가능하다는 효과가 있다.

Description

스타 토폴로지 네트워크 구조의 원격검침 시스템 및 원격검침 방법 {Telemetering system and method with star topology network structure}

본 발명은 스타 토폴로지 네트워크 구조의 원격검침 시스템 및 원격검침 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 무선 통신을 이용한 원격검침 시스템에서 원격검침 노드와 액세스포인트 간의 네트워크 구조가 스타 토폴로지(star topology) 형태로 구성되고, 원격검침 노드와 액세스포인트 간의 통신 설정 절차가 간단하고 실시간 데이터검침이 가능한 스타 토폴로지 네트워크 구조의 원격검침 시스템 및 원격검침 방법에 관한 것이다.

원격검침 시스템은 수용가에서 사용하는 각종 에너지(예를 들어 전기, 가스, 수도, 열량 등)의 사용량 데이터를 검침원이 방문하지 않고 원격지에서 자동으로 검침하는 시스템으로, 검침원에 의한 수동 검침에 따른 불편을 해소하기 위해 제안되어 지속적으로 발전되어 왔다. 원격검침 시스템은 원격검침에 이용하는 통신 매체에 따라 유선 및 무선 방식으로 나누어지며, 또 네트워크 구성 방식에 따라 스타, 메쉬(Mesh) 및 클러스터 트리(Cluster Tree) 토폴로지 구조 등으로 나누어져 다양하게 진화되어 왔다.

예를 들면, 특허공개 제10-2007-0099976호는 스타 네트워크 구조의 원격검침 시스템을 제안하고 있으며, 특허공개 제10-2011-0023585호는 스타 구조과 메쉬 구조가 결합되어 있는 하이브리드 네트워크와 메쉬 네트워크를 모두 갖는 구조의 원격검침 시스템을 제안하고 있다.

특허공개 제10-2007-0099976호는 구성이 간단하다는 장점이 있지만, 원격검침 노드들이 연결되는 액세스포인트가 미리 정해져있고 변경이 어려워서, 액세스포인트에 문제가 발생하거나 특정 지역에 노드가 많이 설치되어 트래픽 로드가 많아지는 경우 등에 대처하기가 어렵다.

또한, 스타 네트워크 구조의 원격검침 시스템에서는 원격검침 노드(node)와 액세스포인트 간의 통신에 있어서 소출력 무선 방식을 사용하기 때문에 통신 가능거리가 짧은 단점이 있는데, 이를 해소하기 위해 원격검침 노드가 중계 역할을 수행하여 통신 가능거리를 확대할 수 있는 메쉬 토폴로지 네트워크 구조가 제안되고 있다.

그러나, 메쉬 토폴로지 네트워크 구성은 여러 단계에 걸친 복잡한 절차로 이루어지고, 또한 물리적인 환경상태 변화에 따른 빈번한 네트워크 재구성, 데이터 중계 기능으로 인한 부가적인 데이터 통신이 많이 발생하여 네트워크 부하를 증가시키기 때문에 통신 매체가 가지고 있는 물리적인 전송속도를 최대한 활용하지 못하는 문제점이 있다. 또한, 액세스포인트가 여러 단계의 원격검침 노드를 통해 계량기의 사용량 데이터를 검침하는 방식을 사용하기 때문에 한 개의 액세스포인트에 수용된 다수의 모든 계량기로부터 사용량 데이터를 검침하는데 많은 시간이 소요되어 실시간 사용량 데이터 검침이 어렵다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로서, 원격검침 노드와 원격검침 노드(node)와 AP(access point)간의 데이터 통신에 있어서 다중 경로 통신이 아닌 일대일 통신으로 통신 매체가 가지고 있는 물리적인 전송속도를 최대화하며, 사용량 데이터 검침에 있어서 원격검침 노드(node)와 AP(access point)간의 신호세기(RSSI-received signal strength indicator)를 감시하여 통신품질이 보장되는 쪽으로 종부를 변경하고, 각 구성 요소간의 데이터 전송이 효율적으로 이루어질 수 있도록 하여 실시간으로 사용량 데이터 검침이 가능한 원격검침 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은 하나의 원격검침 노드가 다수의 액세스포인트 사이에서 접속 변경이 가능하도록 하여, 액세스포인트에 문제가 발생하거나 특정 지역에 노드가 많이 설치되어 트래픽 로드가 많아지는 경우 등에도 대처할 수 있는 원격검침 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 원격검침방법은, 다수의 원격검침 노드가 스타 토폴로지 네트워크 구조로 다수의 액세스포인트에 무선으로 연결되는 원격검침 시스템에서 원격검침 노드의 원격검침방법에 있어서, 다수의 액세스포인트를 스캔하여 신호세기가 소정의 레벨 이상인 액세스포인트를 액세스포인트 리스트에 등록하는 액세스포인트 등록단계와, 제1 주기마다 액세스 포인트 리스트에 등록된 액세스 포인트 중의 하나에 접속하여 액세스포인트로부터 커맨드 데이터를 수신하고, 수신된 커맨드에 해당하는 작업을 수행하는 커맨드 수행단계와, 제2 주기마다 액세스 포인트 리스트에 등록된 액세스 포인트 중의 하나에 접속하여 검침 데이터를 액세스포인트로 전송하는 검침데이터 전송단계를 구비한다.

원격검침 노드에는 각 액세스포인트에 접속하기 위한 정보가 저장되어 있다. 액세스포인트 등록단계는 원격검침 노드가 저장된 상기 정보를 이용하여 각 액세스포인트의 신호세기를 측정하는 단계와, 신호세기가 소정의 레벨 이상인 액세스포인트를 액세스포인트 리스트에 등록하는 단계를 포함할 수 있다.

액세스포인트는 골드코드를 사용한 직접 시퀀스 확산 스펙트럼(Direct Sequence Spread Spectrum) 통신방식을 사용하여 데이터를 전송할 수 있다. 각 액세스포인트에 접속하기 위한 정보에는 각 액세스포인트가 사용하는 골드코드가 포함될 수 있으며, 원격검침 노드는 상기 저장된 골드코드를 이용하여 각 액세스포인트로부터의 신호세기를 측정한다.

액세스 포인트 리스트에 등록된 액세스 포인트 중의 하나에 접속하는 것은, 액세스포인트 리스트에 등록된 액세스 포인트 중에서 신호세기가 가장 높은 액세스포인트에 접속을 시도하고, 접속이 실패하면 다시 그 다음으로 신호세기가 높은 액세스포인트에 접속을 시도하는 것을 접속이 될 때까지 소정의 횟수만큼 수행하여 접속하는 것일 수 있다.

원격검침 노드는 임의위상 다중접속(Random Phase Multiple Access) 방식을 사용하여 액세스포인트에 데이터를 전송할 수 있다. 이때, 데이터를 전송할 때마다 랜덤 칩 지연(random chip delay)를 사용하여 전송하는 것이 바람직하다.

원격검침 노드로 전송되는 커맨드에는 전력제어 커맨드가 포함될 수 있다. 커맨드 수행단계에서 원격검침 노드가 전력제어 커맨드를 수신한 경우에 원격검침 노드는 출력전력을 수신된 전력제어 커맨드에 따라 조절한다.

실시예에 따라 제2주기는 제1주기의 정수배로 설정할 수 있다. 원격검침 노드는 평상시에는 슬립상태로 있으며, 제1주기 및 제2주기마다 웨이크업되어 커맨드 수행단계와 검침데이터 전송단계를 각각 수행하는 것이 바람직하다.

커맨드에는 확산계수(spreading factor) 설정 커맨드가 포함될 수 있다. 커맨드 수행단계에서 원격검침 노드가 확산계수 설정 커맨드를 수신한 경우에 원격검침 노드는 수신된 확산계수 설정 커맨드에 따라 확산계수를 설정한다.

원격검침 노드는 제1주기 및 제2주기보다 큰 제3주기마다 액세스포인트 등록단계를 수행하도록 구성할 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 원격검침 시스템은, 다수의 액세스포인트와 다수의 원격검침 노드가 스타 토폴로지 네트워크 구조로 연결되어 스펙트럼 확산 통신 방식으로 통신을 하는 원격검침 시스템에 있어서, 각각 고유의 개별주소를 가지며 무선으로 액세스포인트와 데이터를 송수신하는 다수의 액세스포인트, 각 액세스포인트에 관한 정보를 저장하고 있으며, 각 액세스포인트를 스캔하여 신호세기가 소정의 레벨 이상인 액세스포인트를 액세스포인트 리스트에 등록하고, 제1 주기마다 액세스 포인트 리스트에 등록된 액세스 포인트 중의 하나에 접속하여 액세스포인트로부터 커맨드 데이터를 수신하여 수신된 커맨드에 해당하는 작업을 수행하고, 제2 주기마다 액세스 포인트 리스트에 등록된 액세스 포인트 중의 하나에 접속하여 검침 데이터를 액세스포인트로 전송하며, 각각 고유의 개별주소를 가진 다수의 원격검침 노드, 다수의 원격검침 노드로부터의 검침 데이터를 저장하고 관리하는 검침서버, 다수의 액세스포인트와 상기 다수의 원격검침 노드 사이의 네트워크를 관리하기 위한 네트워크 관리서버, 다수의 액세스포인트와 유선 또는 무선으로 연결되어 다수의 액세스포인트로부터의 데이터 중에서 검침 데이터는 검침서버로, 네트워크 관련 데이터는 네트워크 관리서버로 중계하는 중계서버를 구비한다.

본 발명에 따르면, 원격검침 노드와 액세스포인트 사이에 일대일 통신이 이루어지면서도 통신환경의 변화나 액세스포인트의 과부하 등의 경우에도 대처할 수 있어서 실시간으로 사용량 데이터 검침이 가능하다는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 스타 토폴로지 네트워크 구조의 원격검침 시스템의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 2는 원격검침 노드의 개략적인 구성을 보여주는 블록도이다.
도 3은 액세스포인트의 개략적인 구성을 보여주는 블록도이다.
도 4는 원격검침 노드에서 파워온 시에 액세스포인트에 접속하는 과정을 보여주는 흐름도이다.
도 5는 원격검침 노드에서 제1주기마다 웨이크업 되어 검침 데이터를 전송하는 과정을 보여주는 흐름도이다.
도 6은 원격검침 노드에서 제3주기마다 웨이크업 되어 액세스포인트 리스트를 갱신하는 과정을 보여주는 흐름도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 스타 토폴로지 네트워크 구조의 원격검침 시스템의 구성을 보여주는 블록도이다.

본 발명의 스타 토폴로지 네트워크 구조의 원격검침 시스템에서는 다수의 액세스포인트(20a, 20b, 20c)와 다수의 원격검침 노드(10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g, 10h)가 스타 토폴로지 네트워크 구조로 연결되어 스펙트럼 확산 통신 방식으로 통신을 한다.

도 2에 원격검침 노드(10)의 내부 구성을 보여주는 블록도가 도시되어 있다. 원격검침 노드(10)는 계량기에 연결되어 계량기의 측정 데이터를 읽어들이기 위한 계량기 인터페이스(11), 원격검침 노드(10)의 동작을 제어하는 제어부(12), 그리고 액세스포인트와의 무선 통신을 위한 무선 인터페이스(13)를 구비한다.

액세스포인트(20a, 20b, 20c)는 각각 고유의 개별주소를 가지며 무선으로 액세스포인트와 데이터를 송수신한다. 액세스포인트(20a, 20b, 20c)와 원격검침 노드(10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g, 10h) 사이의 통신은 DSSS(direct sequence spread spectrum) 통신 시스템을 사용하는 것이 바람직하다. 각 액세스포인트(20a, 20b, 20c)는 고유의 확산코드(PN code)인 골드코드(Gold Code)로 구별된다. 골드코드는 원격검침 노드가 전파를 스캔(scan)하여 액세스포인트를 찾을 때 액세스포인트를 식별하데 사용된다.

도 3에 액세스포인트(20)의 내부 구성이 도시되어 있다. 액세스포인트(20)는 중계서버(30)와의 유무선 통신을 위한 네트워크 인터페이스(21), 액세스포인트(20)의 동작을 제어하는 제어부(22), 그리고 원격검침 노드(10)들과의 무선 통신을 위한 무선 인터페이스(23)를 구비한다.

원격검침 노드(10)는 네트워크 시스템에 구성되는 모든 액세스포인트(20a, 20b, 20c)에 할당된 골드코드 테이블 정보를 가지고 있다. 이 정보는 프로그램 다운로드 시 노드(node)의 메모리에 저장된다. 원격검침 노드(10)는 각 액세스포인트를 스캔하여 신호세기가 소정의 레벨 이상인 액세스포인트를 액세스포인트 리스트에 등록한다. 제1 주기마다 액세스 포인트 리스트에 등록된 액세스 포인트 중의 하나에 접속하여 액세스포인트로부터 커맨드 데이터를 수신하여 수신된 커맨드에 해당하는 작업을 수행하고, 제2 주기마다 액세스 포인트 리스트에 등록된 액세스 포인트 중의 하나에 접속하여 검침 데이터를 액세스포인트로 전송한다. 원격검침 노드(10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g, 10h)도 각각 고유의 개별주소를 가진다.

원격검침 노드(10)에서의 전력소모를 줄이기 위하여 원격검침 노드(10)는 평상시에는 슬립상태로 있으며, 제1주기 및 제2주기마다 웨이크업되어 작업 수행 및 검침데이터 전송을 각각 수행하도록 구성될 수 있다.

원격검침 노드(10)는 임의위상 다중접속(Random Phase Multiple Access) 방식을 사용하여 액세스포인트에 데이터를 전송할 수 있다. 이 경우에 원격검침 노드는 원격검침 노드들 사이의 신호 충돌을 피하기 위하여 데이터를 전송할 때마다 랜덤 칩 지연(random chip delay)를 사용하여 전송하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 제안한 스타 토폴로지 네트워크 구조를 구성하기 위해서는 액세스 포인트와 일대일 접속이 불가능한 원격검침 노드가 발생해서는 안 된다. 이러한 문제점을 보안하기 위해서는 원격검침 노드와 액세스 포인트 사이에 매우 큰 링크 마진(link margin)을 갖고 100%의 커버리지(coverage)를 제공하거나, 어느 원격검침 노드라도 액세스 포인트를 2개 이상 모니터(monitor) 할 수 있도록 액세스 포인트를 설치하여 통신 상태에 따라 선택적으로 네트워크 망을 구성할 수 있어야 하는 것이 바람직하다.

큰 링크마진을 갖기 위해서는 SF(Spreading Factor)를 가변할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 수신 신호(RSSI)가 미약하여 통신이 어려울 경우 SF값을 크게 하여 데이터 처리 이득(processing gain)을 높임으로써 SNR(signal to noise ratio)을 증가시켜 수신감도(received sensitivity)을 개선한다. 수신감도의 개선은 전파가 데이터 손실없이 보다 먼 거리까지 도달하는 것을 의미하며, 즉, 결과적으로 링크마진이 증가하게 된다. 따라서, 위 두 방법을 적용하여 본 발명에서 제안한 스타 토폴로지 구조를 사용하는데 가장 큰 제약사항인 음영 노드(hidden node) 문제를 해결할 수 있다.

본 발명의 원격검침 시스템은 또한 액세스포인트(20a, 20b, 20c)로부터 전송 받은 검침 데이터 및 네트워크 상태 데이터를 분리하여 검침 데이터는 검침 서버(40)로 전송하고, 네트워크 상태 데이터는 네트워크 관리 서버(50)로 전송하는 중계 서버(30)와, 이 중계 서버(30)로 부터 전송 받은 검침 데이터를 기간 및 종류별로 분리하여 데이터 베이스 서버(70)에 저장하는 검침 서버(40)와, 또 이 중계 서버(30)로부터 전송된 네트워크 상태 데이터를 관리하는 네트워크 관리 서버(50)와, LAN(Local Area Network) 및 인터넷(Internet)을 통해 관리자 및 사용자에게 원하는 데이터를 확인할 수 있는 서비스를 제공하는 웹 서버(60)를 구비할 수 있다.

중계서버(30)는 액세스포인트(20a, 20b, 20c)와 유선 또는 무선 네트워크(N)를 통해 연결되어 있다. 중계서버(30)는 원격검침 노드의 소프트웨어 업그레이드(upgrade), 통신상태 및 통신 장애관리, 채널할당, 무선출력 관리, 액세스포인트 용량관리 등과 같은 네트워크 구성관리, 보안관리, 시스템 성능관리 등의 역할을 수행할 수도 있다.

각 액세스포인트(20a, 20b, 20c)는 각 원격검침 노드(10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g, 10h)로부터의 신호세기를 측정하여 이를 중계서버(30)를 통하여 네트워크 관리서버(50)로 전송하고, 네트워크 관리서버(50)는 각 액세스포인트(20a, 20b, 20c)에 수신되는 원격검침 노드들의 신호세기가 서로 일정하게 되도록 제어하는 전력제어 커맨드를 액세스포인트(20a, 20b, 20c)를 통하여 원격검침 노드(10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g, 10h)로 전송한다. 원격검침 노드(10)는 전력제어 커맨드를 수신하면 출력전력을 수신된 전력제어 커맨드에 따라 조절함으로써 액세스포인트(20)에서 수신되는 원격검침 노드들의 신호 레벨이 비슷한 레벨로 유지되게 된다.

액세스포인트(20)는 수신감도에 따라 확산계수를 설정하고, 설정된 확산계수를 설정하기 위한 확산계수 설정 커맨드를 원격검침 노드(10)들에 전송할 수 있다. 확산계수 설정 커맨드를 수신한 원격검침 노드(10)는 수신된 확산계수 설정 커맨드에 따라 확산계수를 설정한다.

다음으로 도 4 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 스타 토폴로지 네트워크 구조의 원격검침 시스템에서의 원격검침 방법에 대해서 상세히 설명한다.

도 4는 원격검침 노드에서 파워온 시에 액세스포인트에 접속하는 과정을 보여주는 흐름도이다.

원격검침 노드(10)는 파워온이 되어(단계 410) 초기화가 되면(단계 420), 다수의 액세스포인트를 스캔하여 신호세기가 소정의 레벨 이상인 액세스포인트를 액세스포인트 리스트에 등록한다(단계 430). 원격검침 노드는 저장되어 있는 액세스포인트들에 관한 접속정보를 이용하여 각 액세스포인트의 신호세기를 측정하고, 신호세기가 소정의 레벨 이상인 액세스포인트를 액세스포인트 리스트에 등록한다.

액세스포인트 리스트의 작성이 실패한 경우에는(단계 440의 '아니오'), 일정 시간동안 딥슬립 상태에 들어간 후에 다시 단계 430부터 반복한다.

액세스포인트 리스트의 작성이 성공한 경우에는(단계 440의 '예'), 원격검침 노드(10)는 첫번째 액세스포인트에의 접속을 시도한다(단계 460). 첫번째 액세스포인트는 액세스포인트 리스트에 등록된 액세스 포인트 중에서 신호세기가 가장 높은 액세스포인트인 것이 바람직하다.

첫번째 액세스포인트에의 접속시도가 성공한 경우에는(단계 470의 '예') 이후에 이 액세스포인트로 접속할 수 있도록 메모리에 이 액세스포인트에 관한 정보를 저장해두고(단계 480) 슬립상태로 들어간다(490).

첫번째 액세스포인트에의 접속시도가 실패한 경우에는(단계 470의 '아니오') 단계 462에서 두번째 액세스포인트에의 접속을 시도한다(단계 462). 두번째 액세스포인트에의 접속시도가 성공한 경우에는(단계 472의 '예') 이후에 이 액세스포인트로 접속할 수 있도록 메모리에 이 액세스포인트에 관한 정보를 저장해두고(단계 480) 슬립상태로 들어간다(490). 두번째 액세스포인트는 액세스포인트 리스트에 등록된 액세스 포인트 중에서 신호세기가 두번째로 높은 액세스포인트인 것이 바람직하다.

두번째 액세스포인트에의 접속시도도 실패한 경우에는(단계 472의 '아니오') 단계 464에서 세번째 액세스포인트에의 접속을 시도한다(단계 464). 세번째 액세스포인트에의 접속시도가 성공한 경우에는(단계 474의 '예') 이후에 이 액세스포인트로 접속할 수 있도록 메모리에 이 액세스포인트에 관한 정보를 저장해두고(단계 480) 슬립상태로 들어간다(490). 세번째 액세스포인트는 액세스포인트 리스트에 등록된 액세스 포인트 중에서 신호세기가 세번째로 높은 액세스포인트인 것이 바람직하다.

세번째 액세스포인트에의 접속시도도 실패한 경우에는(단계 474의 '아니오') 단계 450으로 가서 일정시간 동안 딥슬립 상태에 들어간 다음, 다시 단계 430부터 반복 수행한다.

한편, 도 4에서는 액세스포인트에의 접속시도를 세번째 액세스포인트까지 하는 경우를 예로 들어 설명하였지만, 액세스포인트에의 접속시도 횟수는 상황에 따라 적절하게 가감할 수 있다. 또한, 도 4에서는 액세스포인트와의 접속시도가 성공한 경우에 바로 슬립상태로 들어가는 것으로 설명하였지만, 후술하는 도 5의 동작을 수행한 후에슬립상태로 들어가도록 구성하는 것도 가능하다.

다음으로 도 5를 참조하여 원격검침 노드(10)가 제1주기마다 웨이크업 되어 검침 데이터를 전송하는 과정을 설명한다.

원격검침 노드(10)는 슬립상태로 들어갈 때 제1주기마다 웨이크업 되도록 설정하고 슬립상태로 들어간다. 제1주기마다 웨이크업 된(단계 510) 원격검침 노드(10)는, 액세스포인트(20)로부터의 유니캐스트 데이터가 있는지를 확인한다(단계 520). 유니캐스트 데이터는 액세스포인트(10)로부터의 커맨드 데이터가 포함될 수 있다. 원격검침 노드(10)는 유니캐스트 데이터에 포함된 커맨드 데이터에 해당하는 작업을 수행한다(단계 530).

원격검침 노드(10)는 또한 제2 주기마다 액세스 포인트 리스트에 등록된 액세스 포인트 중의 하나에 접속하여 검침 데이터를 액세스포인트로 전송한다. 도 5의 실시예에서는 제2 주기가 제1 주기의 정수배인 경우의 동작을 보여주고 있다. 즉, 예를 들면 제1주기가 2초인 경우에 제2주기는 60초와 같이 제1 주기의 N배수인 경우이다.

제1 주기로 웨이크업 된 원격검침 노드(10)는 웨이크업 될 때마다 카운트를 하여 카운트가 미리 정해진 N이 되면(단계 540의 '예') 계량기에서 측정된 검침 데이터를 액세스포인트(20)로 전송한다(단계 550).

이와 같은 작업이 모두 종료하면 원격검침 노드(10)는 다시 슬립상태로 들어간다(단계 560).

한편, 도 5의 예에서는 제1 주기와 제2 주기가 정수배인 경우에 대해서 설명하였지만, 제2 주기를 제1 주기와 관계없이 설정하는 것도 물론 가능하다. 이 경우에는 웨이크업 주기로 제1 주기와 제2 주기를 모두 설정해둔다.

한편, 단계 520에서 액세스포인트 리스트 중의 첫번째 액세스포인트와의 접속이 실패한 경우에는 도 4의 단계 460 이하의 절차에 따라 새로운 액세스포인트에 접속하여 통신하도록 구성하는 것도 가능하다.

다음으로 도 6을 참조하여 원격검침 노드(10)가 제3주기마다 웨이크업 되어 액세스포인트 리스트를 갱신하는 과정을 설명한다.

원격검침 노드(10)는 슬립상태로 들어갈 때 제1주기 이외에도 제1주기보다 훨씬 큰 제3주기마다 웨이크업 되도록 설정하고 슬립상태로 들어갈 수 있다. 제3주기마다 웨이크업 된(단계 610) 원격검침 노드(10)는, 저장되어 있는 액세스포인트들에 관한 접속정보를 이용하여 액세스포인트들을 스캔한다(단계 620). 그리고 스캔된 액세스포인트들의 신호세기에 따라 작성된 액세스포인트 리스트를 기존의 리스트와 비교하여(단계 630) 동일하지 않으면(단계 640의 '아니오') 새로 작성된 액세스포인트 리스트로 액세스포인트 리스트를 갱신한다(단계 650). 단계 630과 단계 640을 생략하고 매번 제3 주기마다 액세스포인트 리스트를 새로 작성하도록 구성하는 것도 가능하다. 액세스포인트 리스트 작성 또는 갱신이 종료되면 다시 슬립상태로 들어간다(단계 660).

이와 같이 일정 주기마다 액세스포인트 리스트를 갱신하도록 함으로써 무선 환경의 변화나 액세스포인트의 고장 등에 의해 어느 한 액세스포인트와의 통신이 어려워진 경우에도 다른 액세스포인트를 통하여 원격검침 데이터를 전송할 수 있게 된다.

한편, 실시예에 따라서는 전력소모를 줄이기 위하여 도 6의 과정을 없앨 수도 있다. 또는 네트워크 관리서버(50)에서 원격검침 노드(10)로 제3 주기값을 0으로 설정하도록 하는 커맨드를 보낼 수도 있다.

이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.

또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 원격검침노드
20 액세스포인트
30 중계서버
40 검침서버
50 네크워크 관리서버
60 웹서버
70 데이터베이스 서버

Claims

다수의 원격검침 노드가 스타 토폴로지 네트워크 구조로 다수의 액세스포인트에 무선으로 연결되는 원격검침 시스템에서 원격검침 노드의 원격검침방법에 있어서,
다수의 액세스포인트를 스캔하여 신호세기가 소정의 레벨 이상인 액세스포인트를 액세스포인트 리스트에 등록하는 액세스포인트 등록단계와,
제1 주기마다 액세스 포인트 리스트에 등록된 액세스 포인트 중의 하나에 접속하여 액세스포인트로부터 커맨드 데이터를 수신하고, 수신된 커맨드에 해당하는 작업을 수행하는 커맨드 수행단계와,
제2 주기마다 액세스 포인트 리스트에 등록된 액세스 포인트 중의 하나에 접속하여 검침 데이터를 액세스포인트로 전송하는 검침데이터 전송단계
를 구비하는 원격검침방법.
제1항에 있어서,
원격검침 노드에는 각 액세스포인트에 접속하기 위한 정보가 저장되어 있으며,
상기 액세스포인트 등록단계는
원격검침 노드가 저장된 상기 정보를 이용하여 각 액세스포인트의 신호세기를 측정하는 단계와,
신호세기가 소정의 레벨 이상인 액세스포인트를 액세스포인트 리스트에 등록하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격검침방법.
제2항에 있어서,
상기 액세스포인트는 골드코드를 사용한 직접 시퀀스 확산 스펙트럼(Direct Sequence Spread Spectrum) 통신방식을 사용하여 데이터를 전송하며,
상기 각 액세스포인트에 접속하기 위한 정보에는 각 액세스포인트가 사용하는 골드코드가 포함되며,
원격검침 노드는 상기 저장된 골드코드를 이용하여 각 액세스포인트로부터의 신호세기를 측정하는 것을 특징으로 하는 원격검침방법.
제1항에 있어서,
액세스 포인트 리스트에 등록된 액세스 포인트 중의 하나에 접속하는 것은,
상기 액세스포인트 리스트에 등록된 액세스 포인트 중에서 신호세기가 가장 높은 액세스포인트에 접속을 시도하고, 접속이 실패하면 다시 그 다음으로 신호세기가 높은 액세스포인트에 접속을 시도하는 것을 접속이 될 때까지 소정의 횟수만큼 수행하여 접속하는 것임을 특징으로 하는 원격검침방법.
제1항에 있어서,
원격검침 노드는 임의위상 다중접속(Random Phase Multiple Access) 방식을 사용하여 액세스포인트에 데이터를 전송하며, 데이터를 전송할 때마다 랜덤 칩 지연(random chip delay)를 사용하여 전송하는 것을 특징으로하는 원격검침방법.
제5항에 있어서,
상기 커맨드에는 전력제어 커맨드가 포함되며, 상기 커맨드 수행단계에서 원격검침 노드가 전력제어 커맨드를 수신한 경우에 원격검침 노드는 출력전력을 수신된 전력제어 커맨드에 따라 조절하는 것을 특징으로 하는 원격검침방법.
제1항에 있어서,
상기 제2주기는 상기 제1주기의 정수배인 것을 특징으로 하는 원격검침방법.
제1항에 있어서,
원격검침 노드는 평상시에는 슬립상태로 있으며, 제1주기 및 제2주기마다 웨이크업되어 커맨드 수행단계와 검침데이터 전송단계를 각각 수행하는 것을 특징으로 하는 원격검침방법.
제1항에 있어서,
상기 커맨드에는 확산계수(spreading factor) 설정 커맨드가 포함되며, 커맨드 수행단계에서 원격검침 노드가 확산계수 설정 커맨드를 수신한 경우에 원격검침 노드는 수신된 확산계수 설정 커맨드에 따라 확산계수를 설정하는 것을 특징으로 하는 원격검침방법.
제1항에 있어서,
제1주기 및 제2주기보다 큰 제3주기마다 상기 액세스포인트 등록단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 원격검침방법.
다수의 액세스포인트와 다수의 원격검침 노드가 스타 토폴로지 네트워크 구조로 연결되어 스펙트럼 확산 통신 방식으로 통신을 하는 원격검침 시스템에 있어서,
각각 고유의 개별주소를 가지며 무선으로 액세스포인트와 데이터를 송수신하는 다수의 액세스포인트,
각 액세스포인트에 관한 정보를 저장하고 있으며, 각 액세스포인트를 스캔하여 신호세기가 소정의 레벨 이상인 액세스포인트를 액세스포인트 리스트에 등록하고, 제1 주기마다 액세스 포인트 리스트에 등록된 액세스 포인트 중의 하나에 접속하여 액세스포인트로부터 커맨드 데이터를 수신하여 수신된 커맨드에 해당하는 작업을 수행하고, 제2 주기마다 액세스 포인트 리스트에 등록된 액세스 포인트 중의 하나에 접속하여 검침 데이터를 액세스포인트로 전송하며, 각각 고유의 개별주소를 가진 다수의 원격검침 노드,
상기 다수의 원격검침 노드로부터의 검침 데이터를 저장하고 관리하는 검침서버,
상기 다수의 액세스포인트와 상기 다수의 원격검침 노드 사이의 네트워크를 관리하기 위한 네트워크 관리서버,
상기 다수의 액세스포인트와 유선 또는 무선으로 연결되어 상기 다수의 액세스포인트로부터의 데이터 중에서 검침 데이터는 상기 검침서버로, 네트워크 관련 데이터는 상기 네트워크 관리서버로 중계하는 중계서버
를 구비하는 원격검침 시스템.
제11항에 있어서,
상기 원격검침 노드는 저장된 각 액세스포인트에 관한 정보를 이용하여 각 액세스포인트의 신호세기를 측정하고, 신호세기가 소정의 레벨 이상인 액세스포인트를 액세스포인트 리스트에 등록하는 것을 특징으로 하는 원격검침 시스템.
제12항에 있어서,
상기 액세스포인트는 골드코드를 사용한 직접 시퀀스 확산 스펙트럼(Direct Sequence Spread Spectrum) 통신방식을 사용하여 데이터를 전송하며,
상기 각 액세스포인트에 관한 정보에는 각 액세스포인트가 사용하는 골드코드가 포함되며,
원격검침 노드는 상기 저장된 골드코드를 이용하여 각 액세스포인트로부터의 신호세기를 측정하는 것을 특징으로 하는 원격검침 시스템.
제11항에 있어서,
원격검침 노드는 임의위상 다중접속(Random Phase Multiple Access) 방식을 사용하여 액세스포인트에 데이터를 전송하며, 데이터를 전송할 때마다 랜덤 칩 지연(random chip delay)를 사용하여 전송하는 것을 특징으로하는 원격검침 시스템.
제11항에 있어서,
각 액세스포인트는 각 원격검침 노드로부터의 신호세기를 측정하여 이를 중계서버를 통하여 네트워크 관리서버로 전송하고,
상기 네트워크 관리서버는 각 액세스포인트에 수신되는 원격검침 노드들의 신호세기가 서로 일정하게 되도록 제어하는 전력제어 커맨드를 상기 액세스포인트를 통하여 원격검침 노드로 전송하고,
원격검침 노드는 전력제어 커맨드를 수신하면 출력전력을 수신된 전력제어 커맨드에 따라 조절하는 것을 특징으로 하는 원격검침 시스템.
제11항에 있어서,
상기 제2주기는 상기 제1주기의 정수배인 것을 특징으로 하는 원격검침 시스템.
제11항에 있어서,
원격검침 노드는 평상시에는 슬립상태로 있으며, 제1주기 및 제2주기마다 웨이크업되어 작업 수행 및 검침데이터 전송을 각각 수행하는 것을 특징으로 하는 원격검침 시스템.
제11항에 있어서,
액세스포인트는 수신감도에 따라 확산계수를 설정하고, 설정된 확산계수를 설정하기 위한 확산계수 설정 커맨드를 원격검침 노드에 전송하며,
확산계수 설정 커맨드를 수신한 원격검침 노드는 수신된 확산계수 설정 커맨드에 따라 확산계수를 설정하는 것을 특징으로 하는 원격검침 시스템.