KR101708762B1 - 파워 모니터링 시스템 및 장치 - Google Patents

Abstract

파워 모니터링 시스템 및 장치를 개시한다. 본 발명에 따른 파워 모니터링 시스템은 적어도 하나의 콘센트를 구비하고, 상기 적어도 하나의 콘센트에 각각 연결된 가전제품의 전력 사용량을 계측하며 상기 각 콘센트에서 상기 각 가전제품으로 공급되는 전압 값 또는 전류 값을 적어도 하나의 전압 센서 또는 전류 센서를 통해 측정하는 적어도 하나의 파워 미터기와, 상기 파워 미터기에서 상기 전압 센서 또는 전류 센서를 통해 측정된 전압 값 또는 전류 값과 상기 파워 미터기에서 계측된 상기 각 가전제품의 전력 사용량에 대한 정보를 데이터베이스에 저장하고 관리하는 웹서버와, 상기 웹서버로부터 상기 각 가전제품의 전력 사용량에 대한 정보를 수신하여 사용자에게 상기 전력 사용량과 관련된 정보를 제공하는 한편, 상기 웹서버로부터 상기 적어도 하나의 전압 센서 또는 전류 센서를 통해 측정된 전압 값 또는 전류 값을 전송받아 상기 전압 값 또는 전류 값을 이용하여 상기 각 가전제품의 고장 확률을 예측하고 그 예측한 고장 확률에 대한 정보를 사용자에게 제공하는 단말 장치를 포함한다.

Description

파워 모니터링 시스템 및 장치{POWER MONITORING SYSTEM AND POWER MONITORING DEVICE}

본 발명은 파워 모니터링 시스템 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가정 내 각 가전제품의 전력 사용량을 모니터링할 수 있도록 해 주고 각 가전제품의 고장 확률을 예측하여 그 예측 결과를 실시간으로 사용자에게 알려줄 수 있는 파워 모니터링 시스템 및 장치에 관한 것이다.

가정 내 가전제품들 사용으로 인한 전력 소비량을 모니터링하기 위한 종래 다양한 형태의 시스템 또는 장치들이 존재한다. 특히, 특허문헌 1,2 에는 콘센트 형태를 가지는 전력 소비량 모니터링 시스템 또는 장치들이 개시되어 있다.

특허문헌 1은 대기전력 측정 및 차단 콘센트 그리고 이를 포함하는 지그비 통신 기반의 전력 제어 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가정, 빌딩, 공장 등의 전기기기의 에너지 소비를 전력사용자 실시간으로 파악하고 제어할 수 있도록 하며, 특히 에너지 소비의 모니터링과 실시간 제어시 지그비 통신을 통해 다양한 통신 단말을 가지고 접근할 수 있도록 구성하여 전력에너지 소비 정보를 전력소비자가 쉽게 확인할 수 있고 전력소비를 최적화할 수 있도록 해 준다.

특허문헌 2는 전력 측정, 통신 및 차단 기능을 갖는 기능성 이동형 콘센트에 관한 것으로, 산업현장, 가정, 사무실 등에서 전력 관리를 수행할 수 있도록 각 전기기기의 개체나 그룹간의 전력소비 행태를 파악하며 서버에 측정 데이터를 송신하고 근본적인 에너지 소비관리 및 보고를 자동화하여 모니터링을 할 수 있는 전력 측정, 통신 및 차단기능을 갖는 기능성 이동형 콘센트를 개시하고 있다.

이와 같이, 종래의 전력 소비량 모니터링 시스템 또는 장치는 콘센트에 연결된 가전제품들이 전력을 어느 정도 소비하는지 그 소비량을 사용자가 모니터링할 수 있도록 전력 소비량에 관한 정보를 제공하고, 대기 전력 소모를 차단할 목적 또는 기타 전력 관리의 목적으로 특정 가전제품으로의 전원 공급을 차단시킬 수 있는 제어 기능을 더 포함하는 구성을 가진다.

그러나 가정 내의 가전제품들의 사용과 관련되어 보다 안전하게 가정 내에서 가전제품들의 사용을 가능하게 하기 위해서는 그들의 전력 소비량을 모니터링하는 것과 더불어, 사용하는 가전제품들에 고장이 발생할 가능성에 대한 정보 역시 사용자에게 제공하는 것이 필요하다.

일반적으로 정격 전압제품에서 정격 내외의 적은 오차를 갖는 전원이 공급될 때, 제품의 수명이 최대가 되고 안정성도 가장 높다.

그러나, 여러 가지 현실에서의 예기치 못한 사고로 인해 과전압 또는 방전 등이 발생하게 되고, 이러한 과전압 또는 방전 등은 시스템 전반적인 약화뿐만 아니라 전기전자기기 등의 전자제품들의 수명을 단축시킨다. 심지어 고가의 제품이 고장이 나거나 폭발로 이어지어, 현장에서의 화재가 발생할 수도 있다.

하나의 예로서, 자체 배터리를 가진 제품의 경우 방전으로 인해 기기의 전원공급이 원활하지 않으면, 배터리의 수명이 급격히 단축되고 충전 역시 어려워진다. 그리고, 더 위험한 경우의 일 예로는, 과전압이 공급되어 과열로 인한 화재나 배터리 폭발 등 큰 사고로 이어질 수 있다.

그러므로, 이러한 관점에서 가정 내의 보다 안전한 가전제품들의 사용을 위해서는 각 가전제품의 고장 가능성을 사용자에게 알려주는 것이 매우 유용할 것이다.

특허문헌 1 : 한국특허공개공보 제10-2013-0132114호 (공개일 : 2013.12.04) 특허문헌 2 : 한국특허공개공보 제10-2011-0007137호 (공개일 : 2011.07.19)

그러므로 본 발명은 가정 내 각 가전제품들의 전력 사용량을 모니터링할 수 있도록 해 주고 각 가전제품들로의 전원 공급 상태에 따른 상기 각 가전제품들의 고장 확률을 예측하여 그 예측 결과를 실시간으로 사용자에게 알려줄 수 있는 파워 모니터링 시스템 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 파워 모니터링 시스템은 적어도 하나의 콘센트를 구비하고, 상기 적어도 하나의 콘센트에 각각 연결된 가전제품의 전력 사용량을 계측하며 상기 각 콘센트에서 상기 각 가전제품으로 공급되는 전압 값 또는 전류 값을 적어도 하나의 전압 센서 또는 전류 센서를 통해 측정하는 적어도 하나의 파워 미터기; 상기 파워 미터기에서 상기 전압 센서 또는 전류 센서를 통해 측정된 전압 값 또는 전류 값과 상기 파워 미터기에서 계측된 상기 각 가전제품의 전력 사용량에 대한 정보를 데이터베이스에 저장하고 관리하는 웹서버; 및 상기 웹서버로부터 상기 각 가전제품의 전력 사용량에 대한 정보를 수신하여 사용자에게 상기 전력 사용량과 관련된 정보를 제공하는 한편, 상기 웹서버로부터 상기 적어도 하나의 전압 센서 또는 전류 센서를 통해 측정된 전압 값 또는 전류 값을 전송받아 상기 전압 값 또는 전류 값을 이용하여 상기 각 가전제품의 고장 확률을 예측하고 그 예측한 고장 확률에 대한 정보를 사용자에게 제공하는 단말 장치를 포함한다.

여기서, 상기 파워 미터기는, 외부 기기와 데이터 송수신하는 데이터 송수신부; 상기 적어도 하나의 콘센트 각각에 연결된 가전제품의 전력 사용량을 계측하는 전력 계측부; 상기 각 가전제품이 연결된 콘센트에서 상기 각 가전제품으로 공급되는 전압 값 또는 전류 값을 측정하는 적어도 하나의 전압 센서 또는 전류 센서; 및 상기 전력 계측부에서 계측된 각 가전제품의 전력 사용량에 대한 정보 및 상기 적어도 하나의 전압 센서 또는 전류 센서에서 측정된 전압 값 또는 전류 값이 상기 데이터 송수신부를 통해 외부 기기로 전송되도록 하는 제어부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 파워 미터기는, 상기 데이터 송수신부를 통해 전송받은 특정 콘센트에 대한 전원 제어명령에 따라 해당 콘센트의 전원을 온 또는 오프시키는 전원 제어부를 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 단말 장치는, 상기 웹서버와 데이터 송수신하는 데이터 송수신부; 상기 데이터 송수신부를 통해 상기 각 가전제품의 전력 사용량에 대한 정보를 수신하고 이를 가공하여 상기 전력 사용량과 관련된 정보를 제공하는 정보 제공부; 상기 데이터 송수신부를 통해 상기 적어도 하나의 전압 센서 또는 전류 센서를 통해 측정된 전압 값 또는 전류 값을 수신하고 이를 이용하여 상기 파워 미터기의 각 콘센트에 연결된 각 가전제품의 고장 확률을 예측하는 고장 확률 예측부; 및 상기 각 부의 동작을 제어하고, 사용자의 요청에 따라 상기 정보 제공부에서 제공하는 상기 전력 사용량과 관련된 정보가 화면에 표시 또는 상기 고장 확률 예측부에서 예측된 상기 각 가전제품의 고장 확률에 대한 정보가 화면에 표시되도록 하는 제어부를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제어부는, 상기 파워 미터기에 연결된 특정 가전제품에 대한 사용자의 전원공급 제어 명령이 입력되는 경우, 그에 따라 해당 가전제품이 연결되어 있는 콘센트의 전원을 온 또는 오프시키는 전원 제어명령을 상기 데이터 송수신부를 통해 전송시킬 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 고장 확률 예측부에서 예측된 상기 각 가전제품의 고장 확률에 따라 기 설정해 놓은 기준 고장 확률을 초과하는 가전제품이 존재하는 경우, 해당 가전제품에 대한 고장 경고 메시지가 화면에 표시되도록 하거나 해당 가전제품이 연결된 콘센트의 전원을 오프시키는 전원 제어명령을 상기 데이터 송수신부를 통해 전송시킬 수 있다.

본 발명에서, 상기 고장 확률 예측부는, 상기 적어도 하나의 전압 센서 또는 전류 센서를 통해 측정된 전압 값 또는 전류 값과 칼만 필터를 이용한 추정 값을 이용하여 상기 각 가전제품의 상대적 고장 확률을 예측할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 파워 모니터링 장치는 적어도 하나의 콘센트에 연결된 각 가전제품의 전력 사용량을 계측하는 전력 계측부; 상기 각 가전제품이 연결된 콘센트에서 상기 각 가전제품으로 공급되는 전압 값 또는 전류 값을 적어도 하나의 전압 센서 또는 전류 센서를 통해 측정하고 이를 이용하여 상기 각 가전제품의 고장 확률을 예측하는 고장 확률 예측부; 및 사용자의 요청에 따라 상기 전력 계측부에서 계측된 전력 사용량을 이용하여 상기 전력 사용량과 관련된 정보를 생성하고 화면에 표시되도록 하거나 사용자의 요청에 따라 상기 고장 확률 예측부에서 예측된 상기 각 가전제품의 고장 확률에 대한 정보가 화면에 표시되도록 하는 제어부를 포함한다.

여기서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 파워 모니터링 장치는 상기 적어도 하나의 콘센트에 대하여 콘센트 전원을 온 또는 오프시키는 전원 제어부를 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 제어부는, 사용자의 요청에 따라 해당 가전제품이 연결된 콘센트의 전원을 온 또는 오프 시키는 전원 제어명령을 생성하여 상기 전원 제어부로 제공, 또는 상기 고장 확률 예측부에서 예측된 상기 각 가전제품의 고장 확률에 따라 기 설정해 놓은 기준 고장 확률을 초과하는 가전제품이 존재하는 경우, 해당 가전제품이 연결된 콘센트의 전원을 오프시키는 전원 제어명령을 생성하여 상기 전원 제어부로 제공할 수 있고, 이때에, 상기 전원 제어부는, 상기 제어부로부터 제공된 상기 전원 제어명령에 따라 해당 콘센트의 전원을 온 또는 오프시킬 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 고장 확률 예측부에서 예측된 상기 각 가전제품의 고장 확률에 따라 기 설정해 놓은 기준 고장 확률을 초과하는 가전제품이 존재하는 경우, 해당 가전제품에 대한 고장 경고 메시지가 화면에 표시되도록 할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 파워 모니터링 장치에서, 상기 고장 확률 예측부는, 상기 적어도 하나의 전압 센서 또는 전류 센서를 통해 측정된 전압 값 또는 전류 값과 칼만 필터를 이용한 추정 값을 이용하여 상기 각 가전제품의 상대적 고장 확률을 예측할 수 있다.

본 발명은 각 가전제품의 전력 소비량을 모니터링하고 각 가전제품으로의 전원 공급 또는 전원 공급 차단을 원격 제어 가능하게 할 뿐만 아니라, 가정 내에서 이용하는 각 가전제품의 고장 확률을 예측 및 그 예측한 고장 확률정보를 사용자에게 제공해 줌으로써 홈 에너지 관리 이외에도 홈 내에서 이용하는 가전제품을 보다 안전하게 사용할 수 있는 환경을 제공한다. 특히, 본 발명은 각 가전제품의 고장 확률을 예측시, 칼만 필터를 이용한 추정값을 이용하여 상대적 고장 확률을 예측함으로써, 외부 환경 잡음 또는 측정 잡음에 최소한의 영향을 받으며 보다 정확한 가전제품의 고장 확률 예측이 가능하게 해 준다.

본 발명은 각 가전제품 고장 확률을 예측하고 그 예측한 결과를 제공함으로써 가정 내 사용하는 가전제품의 고장으로 인한 전기사고를 미연에 방지할 수 있도록 해 주고, 전력 소비량 모니터링 및 전원 공급에 대한 원격 제어 기능을 제공함으로써 홈 에너지의 효율적인 관리 및 에너지 절감 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 파워 모니터링 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 파워 모니터링 시스템에서 파워 미터기의 세부 구성을 도시한 블럭도이다.
도 3은 본 발명에 따른 파워 모니터링 시스템에서 단말 장치의 세부 구성을 도시한 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 파워 모니터링 장치의 구성을 도시한 블럭도이다.
도 5는 사용자에게 전력 사용량과 관련된 정보를 제공하는 일 실시 예를 도시한 도면이다.
도 6은 사용자에게 가전제품들의 고장 확률 예측 결과를 제공하는 일 실시 예를 도시한 도면이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 파워 모니터링 시스템을 도시한 도면으로, 본 발명에 따른 시스템은 적어도 하나의 파워 미터기(100)와, 웹서버(200)와, 단말 장치(300)를 포함한다.

본 발명에서 파워 미터기(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 메인 파워 미터기와 서브 파워 미터기의 두 종류가 존재할 수 있다. 여기서 서브 파워 미터기는 메인 파워 미터기를 통해서 외부 웹서버(200)와 통신을 수행하는 파워 미터기로, 메인 파워 미터기에 연결되어 사용되는 파워 미터기 종류이다.

도 1은 가정 내 두 개의 파워 미터기들이 존재하는 경우를 일 예로 도시하고 있으며, 특히 1개의 메인 파워 미터기와 1개의 서브 파워 미터기가 존재하는 경우이다. 서브 파워 미터기에는 에어콘, TV의 가전제품이 연결되어 있고, 메인 파워 미터기에는 냉장고가 연결되어 있으며, 메인 파워 미터기 및 서브 파워 미터기는 이하에서 설명할 파워 미터기의 동작들을 동일하게 수행하되, 메인 파워 미터기는 서브 파워 미터기와 웹서버(100) 간의 통신 중계 역할도 함께 수행하게 된다. 그리고, 본 발명에 따른 시스템에서 적어도 하나의 파워 미터기(100)는 도 1에 도시된 바와 달리, 가정 내 메인 파워 미터기 한 개만 존재할 수도 있고, 복수 개의 메인 파워 미터기들만이 존재할 수 있음은 물론이다.

그러므로 본 발명에서 상기 파워 미터기(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 웹서버(200)와 직접 통신을 수행하도록 메인 파워 미터기로 구성될 수도 있고 메인 파워 미터기의 중계를 통해 웹서버(200)와 통신이 가능한 서브 파워 미터기로 구성될 수도 있을 뿐, 메인 파워 미터기와 서브 파워 미터기는 서로 다른 구성이 아니다. 따라서, 이하 본 발명에서 상기 파워 미터기에 대한 설명은 상기 메인 파워 미터기로 동작하는 경우와 상기 서브 파워 미터기로 동작하는 경우를 따로 구분하지 않고 수행하도록 하겠다.

본 발명에서 가정 내 존재하는 적어도 하나의 파워 미터기(100)는 각자 고유의 식별정보를 구비하고 있다. 그리고, 상기 파워 미터기(100) 각각은 적어도 하나의 콘센트를 구비하며, 상기 파워 미터기(100)는 상기 적어도 하나의 콘센트마다 일 대 일로 연결된 가전제품에서 사용되는 전력 사용량을 계측한다.

또한 상기 파워 미터기(100)는 각 가전제품이 연결된 콘센트에서 상기 각 가전제품으로 공급되는 전압 값 또는 전류 값을 적어도 하나의 전압 센서 또는 전류 센서를 통해 측정한다.

상기 전압 센서 또는 전류 센서는 상기 파워 미터기에 존재하는 콘센트마다 일대일 매칭되어 존재하며, 각 콘센트에서 가전제품으로 공급되는 전압 값 또는 전류 값을 측정한다. 상기 전압 센서 또는 전류 센서가 측정하는 전압 값 또는 전류 값은 각 콘센트에서 그에 연결된 가전제품으로 전원이 공급되는 상태를 확인할 수 있는 정보가 된다.

그리고, 본 발명에서 상기 파워 미터기(100)는 외부로부터 전송받은 특정 콘센트에 대한 전원 제어명령에 따라 해당 콘센트의 전원을 온 또는 오프시키는 기능을 가질 수 있다. 이로써, 상기 파워 미터기(100)는 외부 원격 제어가 가능하도록 구성될 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 파워 모니터링 시스템에서 파워 미터기의 세부 구성을 도시한 블럭도로, 도 2를 참조하여 살펴보면, 상기 파워 미터기(100)는 데이터 송수신부(110), 적어도 하나의 콘센트(120), 전력 계측부(130), 적어도 하나의 전압 센서 또는 전류 센서(140), 전원 제어부(160), 사용자 인터페이스(170) 및 제어부(150)를 포함할 수 있다.

데이터 송수신부(110)는 외부 기기와 데이터 송수신하는 구성이다.

전력 계측부(130)는 적어도 하나의 콘센트(120) 각각에 연결된 가전제품의 전력 사용량을 계측한다.

적어도 하나의 전압 센서 또는 전류 센서(140)는 상기 각 가전제품이 연결된 콘센트(120)에서 상기 각 가전제품으로 공급되는 전압 값 또는 전류 값을 측정한다.

전원 제어부(160)는 상기 데이터 송수신부(110)를 통해 전송받은 특정 콘센트에 대한 전원 제어명령에 따라 해당 콘센트의 전원을 온 또는 오프시킨다.

제어부(150)는 상기 각 부의 동작을 제어하되, 상기 전력 계측부(130)에서 계측된 각 가전제품의 전력 사용량에 대한 정보 및 상기 적어도 하나의 전압 센서 또는 전류 센서(140)에서 측정된 전압 값 또는 전류 값이 상기 데이터 송수신부(110)를 통해 외부로 전송되도록 한다. 또한 제어부(150)는 사용자 인터페이스(170)를 통해 입력되는 사용자의 요청에 따라 특정 정보가 화면에 표시되도록 제어하거나 상기 요청에 따른 기타 다른 동작이 수행되도록 상기 각 부의 동작을 제어할 수 있다.

도 1에 도시된 웹서버(200)는 상기 적어도 하나의 파워 미터기(100)로부터 상기 전압 센서 또는 전류 센서(140)를 통해 측정된 전압 값 또는 전류 값을, 그리고 상기 각 파워 미터기(100)에서 계측된 각 가전제품의 전력 사용량에 대한 정보를 수신받는다. 그리고, 상기 수신받은 데이터들을 데이터베이스에 저장하고 관리하며, 상기 단말 장치(300)로부터 입력되는 데이터 요청에 따라 해당 데이터를 상기 단말 장치(300)로 제공한다.

상기 단말 장치(300)에는 도 1에 도시된 노트북 또는 이동통신 단말기 등과 같이 사용자가 이동하면서 웹서버에 접속할 수 있는 단말 기기를 포함한다.

상기 단말 장치(300)는 상기 웹서버(200)로부터 상기 파워 미터기(100) 각각에서 계측된 적어도 하나의 가전제품에 대한 전력 사용량 정보를 수신하여 사용자에게 상기 전력 사용량과 관련된 정보를 제공한다. 여기서 상기 전력 사용량과 관련된 정보는 상기 적어도 하나의 가전제품에 대한 전력 사용량 정보를 가공하여 생성할 수 있는 당일 누적 전력 사용량 정보, 당일 시간별 전력 사용량 정보, 월별 누적 전력 사용량 정보, 각 가전제품별 당일/주별/월별 누적 전력 사용량 정보, 또는 당일/주별/월별 누적 전력 사용량에 따른 전기 요금 정보 등 다양한 정보를 포함한다.

그리고 상기 단말 장치(300)는 상기 웹서버(200)로부터 상기 파워 미터기(100) 내에 상기 적어도 하나의 전압 센서 또는 전류 센서(140)를 통해 측정된 전압 값 또는 전류 값을 전송받아 이를 이용하여 상기 파워 미터기(100)에 연결된 적어도 하나의 가전제품에 대한 고장 확률을 예측하고 그 예측한 고장 확률에 대한 정보를 사용자에게 제공한다.

여기서, 상기 단말 장치(300)는 상기 예측된 상기 각 가전제품의 고장 확률에 따라 기 설정해 놓은 기준 고장 확률을 초과하는 가전제품이 존재하는 경우, 해당 가전제품에 대한 고장 경고 메시지가 화면에 표시되거나 해당 가전제품이 연결된 파워 미터기(100)의 콘센트 전원을 오프시키는 전원 제어명령을 발생시켜 상기 웹서버(200)를 통해 해당 파워 미터기(100)에 전송되도록 한다.

한편, 상기 단말 장치(300)는 사용자로부터 특정 가전제품에 대한 전원공급 제어 명령이 입력되는 경우, 그에 따라 해당 가전제품이 연결되어 있는 파워 미터기(100)의 콘센트 전원을 온 또는 오프시키는 전원 제어명령을 발생시켜 상기 웹서버(200)를 통해 해당 파워 미터기(100)에 전송시킬 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 파워 모니터링 시스템에서 단말 장치의 세부 구성을 도시한 블럭도로, 도 3을 참조하여 상기 단말 장치(300)를 상세히 살펴보도록 한다.

상기 단말 장치(300)는 도 3에 도시된 바와 같이, 등록부(310), 데이터 송수신부(320), 정보 제공부(330), 고장 확률 예측부(340), 사용자 인터페이스(360) 및 제어부(350)를 포함할 수 있다.

등록부(310)는 상기 적어도 하나의 파워 미터기(100)의 식별 정보를 사용자 인터페이스(360)를 통해 사용자로부터 입력받아 상기 단말 장치(300)에서 상기 웹서버(200)를 통해 통신이 가능한 파워 미터기(100)로 등록해 놓는다. 또한, 상기 등록부(310)는 상기 각 파워 미터기(100)에 구비된 적어도 하나의 콘센트(120)별로 각각 연결되어 있는 가전제품에 대한 정보를 사용자 인터페이스(360)를 통해 사용자로부터 입력받아 등록해 둔다. 그에 따라, 상기 단말 장치(300)는 상기 등록부(310)를 통해 등록된 정보로, 가정 내 이용되는 적어도 하나의 파워 미터기(100)에 대한 정보 및 상기 파워 미터기(100) 각각에 연결된 적어도 하나의 가전제품에 대한 정보를 획득할 수 있다.

데이터 송수신부(320)는 상기 웹서버(200)와 데이터 송수신하는 구성이다.

정보 제공부(330)는 상기 데이터 송수신부(320)를 통해 상기 각 가전제품의 전력 사용량에 대한 정보를 수신하고 이를 가공하여 상기 전력 사용량과 관련된 정보를 제공하는 구성이다. 여기서, 상기 전력 사용량과 관련된 정보는 앞서 언급하였으므로, 여기서는 그 설명을 생략한다.

고장 확률 예측부(340)는 상기 데이터 송수신부(320)를 통해 상기 파워 미터기(100) 내에 상기 적어도 하나의 전압 센서 또는 전류 센서(140)를 통해 측정된 전압 값 또는 전류 값을 전송받아 이를 이용하여 상기 파워 미터기(100)에 연결된 적어도 하나의 가전제품에 대한 고장 확률을 예측한다. 다시 말해서, 고장 확률 예측부(340)는 상기 각 가전제품으로의 전원 공급 상태에 따른 고장 확률을 예측한다.

이때, 본 발명에 따른 상기 고장 확률 예측부(340)는 상기 적어도 하나의 전압 센서 또는 전류 센서(140)를 통해 측정된 전압 값 또는 전류 값과 칼만 필터를 이용한 추정 값을 이용하여 상기 각 가전제품의 상대적 고장 확률을 예측하는 것을 특징으로 한다.

그 이유는, 여러 센서를 통하여 측정되는 정보는 환경 잡음 및 측정 잡음 등으로 인해 측정된 정보에 오차가 존재할 확률이 높다. 그러므로, 본 발명에 따른 고장 확률 예측부(340)는 상기 칼만 필터를 이용한 추정값을 이용하여 상대적 고장 확률을 예측하여 줌으로써 상기 전압 센서 또는 전류 선서(140)의 측정값에 관련된 잡음의 영향을 최소화시키고자 한다. 이로써, 상기 고장 확률 예측부(340)는 상기 각 가전제품에 대하여 보다 정확한 고장 확률 예측을 수행할 수 있다.

제어부(350)는 상기 단말 장치(300) 내 상기 각 부의 동작을 제어하고, 사용자 인터페이스(360)를 통해 입력된 사용자의 요청에 따라 상기 정보 제공부(330)에서 제공하는 상기 전력 사용량과 관련된 정보가 상기 단말 장치(300)의 화면에 표시되도록 하거나, 상기 고장 확률 예측부(340)에서 예측된 상기 각 가전제품의 고장 확률에 대한 정보가 상기 화면에 표시되도록 해 준다.

그리고, 상기 제어부(350)는 사용자 인터페이스(360)를 통해 특정 가전제품에 대한 사용자의 전원공급 제어 명령이 입력되는 경우, 그에 따라 해당 가전제품이 연결되어 있는 파워 미터기(100)의 콘센트(120) 전원을 온 또는 오프시키는 전원 제어명령을 생성할 수 있다. 그리고 상기 제어부(350)는 상기 생성한 전원 제어명령이 상기 데이터 송수신부(320)를 통해 상기 웹서버(200)로 전송되게 한다. 이 경우, 상기 웹서버(200)는 상기 단말 장치(300)의 상기 데이터 송수신부(320)로부터 수신된 상기 전원 제어명령이 해당 파워 미터기(100)로 전송되도록 해 준다.

또한, 상기 제어부(350)는, 상기 고장 확률 예측부(340)에서 예측된 상기 각 가전제품의 고장 확률에 따라 기 설정해 놓은 기준 고장 확률을 초과하는 가전제품이 존재하는 경우, 해당 가전제품에 대한 고장 경고 메시지가 상기 단말 장치(300)의 화면에 표시되도록 하거나 해당 가전제품이 연결된 파워 미터기(100)의 콘센트 전원을 오프시키는 전원 제어명령을 생성시켜 상기 데이터 송수신부(320)를 통해 상기 웹서버(200)로 전송시킬 수 있다.

이로써, 본 발명에 따른 파워 모니터링 시스템은 가정 내 각 가전제품의 전력 소비량을 모니터링하고 각 가전제품으로의 전원 공급 또는 전원 공급 차단을 원격 제어 가능하게 할 뿐만 아니라, 가정 내에서 이용하는 각 가전제품의 고장 확률을 예측 및 그 예측한 고장 확률정보를 사용자에게 제공해 줌으로써 홈 에너지 관리 이외에도 홈 내에서 이용하는 가전제품을 보다 안전하게 사용할 수 있는 환경을 제공할 수 있다.

한편, 앞서 살펴본 본 발명에 따른 시스템이 제공하는 기능들은 하나의 장치 형태로도 제공이 가능하다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 파워 모니터링 장치의 구성을 도시한 블럭도로, 하나의 장치 형태로 상기 본 발명에 따른 시스템과 동일한 기능들을 제공하도록 구성된 일 예이다.

도 4를 살펴보면, 본 발명에 따른 파워 모니터링 장치(400)는 적어도 하나의 콘센트(410), 등록부(420), 전력 계측부(430), 적어도 하나의 전압 센서 또는 전류 센서(440), 고장 확률 예측부(450), 전원 제어부(470), 사용자 인터페이스(480) 및 제어부(460)를 포함할 수 있다.

등록부(420)는 상기 파워 모니터링 장치(400)에 구비된 적어도 하나의 콘센트(410)별로 각각에 연결되어 있는 가전제품에 대한 정보를 사용자 인터페이스(480)를 통해 사용자로부터 입력받아 등록해 둔다. 상기 파워 모니터링 장치(400)는 상기 등록부(420)를 통해 등록된 정보로, 상기 파워 모니터링 장치(400)의 각 콘센트(410)에 연결되어 있는 가전제품에 대한 정보를 획득한다.

전력 계측부(430)는 상기 적어도 하나의 콘센트(410)에 연결된 각 가전제품의 전력 사용량을 계측한다.

고장 확률 예측부(450)는 상기 각 가전제품이 연결된 콘센트(410)에서 상기 각 가전제품으로 공급되는 전압 값 또는 전류 값을 적어도 하나의 전압 센서 또는 전류 센서(440)를 통해 측정하고 이를 이용하여 상기 각 가전제품의 고장 확률을 예측한다.

여기서, 상기 고장 확률 예측부(450)는, 상기 적어도 하나의 전압 센서 또는 전류 센서(440)를 통해 측정된 전압 값 또는 전류 값과 칼만 필터를 이용한 추정 값을 이용하여 상기 각 가전제품의 상대적 고장 확률을 예측하는 것을 특징으로 한다.

앞서 언급했던 바와 같이, 본 발명에 따른 상기 고장 확률 예측부(450)는 상기 칼만 필터를 이용한 추정값을 이용하여 상대적 고장 확률을 예측하여 줌으로써 상기 전압 센서 또는 전류 선서(440)의 측정값에 관련된 잡음의 영향을 최소화시키고자 한다.

전원 제어부(470)는 상기 적어도 하나의 콘센트(410)에 대하여 콘센트 전원을 온 또는 오프시키는 구성이다.

제어부(460)는 상기 파워 모니터링 장치(400) 내 상기 각 부의 동작을 제어하되, 사용자 인터페이스(480)를 통해 입력된 사용자의 요청에 따라 상기 전력 계측부(430)에서 계측된 전력 사용량을 이용하여 상기 전력 사용량과 관련된 정보를 생성하고 상기 파워 모니터링 장치(400)의 화면에 표시되도록 하거나 사용자의 요청에 따라 상기 고장 확률 예측부(450)에서 예측된 상기 각 가전제품의 고장 확률에 대한 정보가 상기 화면에 표시되도록 해 준다.

그리고, 상기 제어부(460)는, 사용자의 요청에 따라 해당 가전제품이 연결된 콘센트(410)의 전원을 온 또는 오프 시키는 전원 제어명령을 생성하여 상기 전원 제어부(470)로 제공할 수 있다. 또한 상기 제어부(460)는 상기 고장 확률 예측부(450)에서 예측된 상기 각 가전제품의 고장 확률에 따라 기 설정해 놓은 기준 고장 확률을 초과하는 가전제품이 존재하는 경우, 해당 가전제품이 연결된 콘센트(410)의 전원을 오프시키는 전원 제어명령을 생성하여 상기 전원 제어부(470)로 제공할 수 있다. 상기 전원 제어부(470)는, 상기 제어부(460)로부터 제공된 상기 전원 제어명령에 따라 해당 콘센트(410)의 전원을 온 또는 오프시킨다.

상기 제어부(460)는, 상기 고장 확률 예측부(450)에서 예측된 상기 각 가전제품의 고장 확률에 따라 기 설정해 놓은 기준 고장 확률을 초과하는 가전제품이 존재하는 경우, 해당 가전제품에 대한 고장 경고 메시지가 상기 파워 모니터링 장치(400)의 화면에 표시되게 할 수도 있다.

도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 시스템에서 상기 단말 장치(300)의 화면에 표시되거나 아니면 본 발명에 따른 장치(400)의 화면에 표시될 수 있는 정보의 일 예로서, 도 5는 사용자에게 전력 사용량과 관련된 정보를, 그리고 도 6은 사용자에게 가전제품들의 고장 확률 예측 결과를 제공하는 일 실시 예를 도시한 도면이다.

자세하게, 도 5는 사용자에게 제공될 수 있는 전력 사용량과 관련된 정보로, 당일 시간별 전력 사용량에 대한 정보가 화면에 제공되는 일 예를 도시하고 있다.

도 6은 제 1 파워 미터기(PMM1404050)의 두 개의 콘센트들(C01, C02)에 각각 냉장고와 에어콘이, 제2 파워 미터기(PMM1404060)의 두 개의 콘센트들(C01, C02)에 각각 컴퓨터와 전자렌지가 연결되어 있고, 위 4개의 가전제품들 각각에 대한 고장 확률 예측 결과가 제공되는 모습을 도시하고 있다. 여기서, 만약 기 설정해 놓은 기준 고장 확률이 80%인 경우라면, 상기 기준 고장 확률을 초과하는 상기 전자렌지가 존재함을 알 수 있다. 이 경우, 본 발명에 따른 시스템에서 상기 단말 장치(300)는 상기 전자렌지가 연결된 상기 제 2 파워 미터기(PMM1404060)의 해당 콘센트(C02) 전원을 오프시키는 전원 제어 명령을 생성하여 상기 웹서버(200)를 통해 상기 제 2 파워 미터기(PMM1404060)에 수신되게 하거나 상기 전자렌지 제품에 대한 고장 경고 메시지를 화면에 표시하여 사용자에게 상기 전자렌지 제품의 고장 가능성을 알려 줄 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 파워 모니터링 시스템 및 장치는 가정 내 사용하는 각 가전제품의 고장 확률을 예측하고 그 예측한 결과를 제공함으로써 가정 내 사용하는 가전제품의 고장으로 인한 전기사고를 미연에 방지할 수 있도록 해 줄 수 있다. 또한, 가정 내 전력 소비량에 대한 모니터링 및 가전제품으로 전원 공급을 온/오프 원격 제어가 가능하도록 해 줌으로써 홈 에너지의 효율적인 관리 및 에너지 절감 효과를 제공할 수 있다.

본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

100 : 파워 미터기
110,320 : 데이터 송수신부
120,410 : 콘센트
130,430 : 전력 계측부
140,440 : 전압 센서 또는 전류 센서
150,350,460 : 제어부
160,470 : 전원 제어부
170,360,480 : 사용자 인터페이스
200 : 웹서버
310. 420: 등록부
330 : 정보 제공부
340,450 : 고장 확률 예측부
300 : 단말 장치
400 : 파워 모니터링 장치

Claims (12)

1. 적어도 하나의 콘센트를 구비하고, 상기 적어도 하나의 콘센트에 각각 연결된 가전제품의 전력 사용량을 계측하며 상기 각 콘센트에서 상기 각 가전제품으로 공급되는 전압 값 또는 전류 값을 적어도 하나의 전압 센서 또는 전류 센서를 통해 측정하는 적어도 하나의 파워 미터기;
   상기 파워 미터기에서 상기 전압 센서 또는 전류 센서를 통해 측정된 전압 값 또는 전류 값과 상기 파워 미터기에서 계측된 상기 각 가전제품의 전력 사용량에 대한 정보를 데이터베이스에 저장하고 관리하는 웹서버; 및
   상기 웹서버로부터 상기 각 가전제품의 전력 사용량에 대한 정보를 수신하여 사용자에게 상기 전력 사용량과 관련된 정보를 제공하는 한편, 상기 웹서버로부터 상기 적어도 하나의 전압 센서 또는 전류 센서를 통해 측정된 전압 값 또는 전류 값을 전송받아 상기 전압 값 또는 전류 값을 이용하여 상기 각 가전제품으로의 전원 공급 상태에 따른 상기 각 가전제품의 고장 확률을 예측하고 그 예측한 고장 확률에 대한 정보를 사용자에게 제공하는 단말 장치를 포함하며,
   상기 단말 장치는
   상기 웹서버와 데이터 송수신하는 데이터 송수신부;
   상기 데이터 송수신부를 통해 상기 각 가전제품의 전력 사용량에 대한 정보를 수신하고 이를 가공하여 상기 전력 사용량과 관련된 정보를 제공하는 정보 제공부;
   상기 데이터 송수신부를 통해 상기 적어도 하나의 전압 센서 또는 전류 센서를 통해 측정된 전압 값 또는 전류 값을 수신하고, 이를 이용하여 상기 파워 미터기의 각 콘센트에 연결된 각 가전제품의 고장 확률을 예측하는 고장 확률 예측부; 및
   상기 각 부의 동작을 제어하고 사용자의 요청에 따라 상기 정보 제공부에서 제공하는 상기 전력 사용량과 관련된 정보가 화면에 표시 또는 상기 고장 확률 예측부에서 예측된 상기 각 가전제품의 고장 확률에 대한 정보가 화면에 표시되도록 하는 제어부;를 포함하며,
   상기 고장 확률 예측부는
   상기 적어도 하나의 전압 센서 또는 전류 센서를 통해 측정된 전압 값 또는 전류 값과 칼만 필터를 이용한 추정 값을 이용하여 상기 각 가전제품의 상대적 고장 확률을 예측하는 파워 모니터링 시스템.
   
2. 제1 항에 있어서,
   상기 파워 미터기는,
   외부 기기와 데이터 송수신하는 데이터 송수신부;
   상기 적어도 하나의 콘센트 각각에 연결된 가전제품의 전력 사용량을 계측하는 전력 계측부;
   상기 각 가전제품이 연결된 콘센트에서 상기 각 가전제품으로 공급되는 전압 값 또는 전류 값을 측정하는 적어도 하나의 전압 센서 또는 전류 센서; 및
   상기 전력 계측부에서 계측된 각 가전제품의 전력 사용량에 대한 정보 및 상기 적어도 하나의 전압 센서 또는 전류 센서에서 측정된 전압 값 또는 전류 값이 상기 데이터 송수신부를 통해 외부 기기로 전송되도록 하는 제어부를 포함하는 파워 모니터링 시스템.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 파워 미터기는,
   상기 데이터 송수신부를 통해 전송받은 특정 콘센트에 대한 전원 제어명령에 따라 해당 콘센트의 전원을 온 또는 오프시키는 전원 제어부를 더 포함하는 파워 모니터링 시스템.
   
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 단말장치의 제어부는,
   상기 파워 미터기에 연결된 특정 가전제품에 대한 사용자의 전원공급 제어 명령이 입력되는 경우, 그에 따라 해당 가전제품이 연결되어 있는 콘센트의 전원을 온 또는 오프시키는 전원 제어명령을 상기 데이터 송수신부를 통해 전송시키는 파워 모니터링 시스템.
   
6. 삭제
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 단말장치의 제어부는,
   상기 고장 확률 예측부에서 예측된 상기 각 가전제품의 고장 확률에 따라 기 설정해 놓은 기준 고장 확률을 초과하는 가전제품이 존재하는 경우, 해당 가전제품에 대한 고장 경고 메시지가 화면에 표시되도록 하거나 해당 가전제품이 연결된 콘센트의 전원을 오프시키는 전원 제어명령을 상기 데이터 송수신부를 통해 전송시키는 파워 모니터링 시스템.
   
8. 적어도 하나의 콘센트에 연결된 각 가전제품의 전력 사용량을 계측하는 전력 계측부;
   상기 각 가전제품이 연결된 콘센트에서 상기 각 가전제품으로 공급되는 전압 값 또는 전류 값을 적어도 하나의 전압 센서 또는 전류 센서를 통해 측정하고 이를 이용하여 상기 각 가전제품으로의 전원 공급 상태에 따른 상기 각 가전제품의 고장 확률을 예측하는 고장 확률 예측부; 및
   사용자의 요청에 따라 상기 전력 계측부에서 계측된 전력 사용량을 이용하여 상기 전력 사용량과 관련된 정보를 생성하고 화면에 표시되도록 하거나 사용자의 요청에 따라 상기 고장 확률 예측부에서 예측된 상기 각 가전제품의 고장 확률에 대한 정보가 화면에 표시되도록 하는 제어부를 포함하며,
   상기 고장 확률 예측부는
   상기 적어도 하나의 전압 센서 또는 전류 센서를 통해 측정된 전압 값 또는 전류 값과 칼만 필터를 이용한 추정 값을 이용하여, 상기 각 가전제품의 상대적 고장 확률을 예측하는 파워 모니터링 장치.
   
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 콘센트에 대하여 콘센트 전원을 온 또는 오프시키는 전원 제어부를 더 포함하는 파워 모니터링 장치.
   
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    사용자의 요청에 따라 해당 가전제품이 연결된 콘센트의 전원을 온 또는 오프 시키는 전원 제어명령을 생성하여 상기 전원 제어부로 제공, 또는 상기 고장 확률 예측부에서 예측된 상기 각 가전제품의 고장 확률에 따라 기 설정해 놓은 기준 고장 확률을 초과하는 가전제품이 존재하는 경우, 해당 가전제품이 연결된 콘센트의 전원을 오프시키는 전원 제어명령을 생성하여 상기 전원 제어부로 제공하고,
    상기 전원 제어부는,
    상기 제어부로부터 제공된 상기 전원 제어명령에 따라 해당 콘센트의 전원을 온 또는 오프시키는 파워 모니터링 장치.
    
11. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 고장 확률 예측부에서 예측된 상기 각 가전제품의 고장 확률에 따라 기 설정해 놓은 기준 고장 확률을 초과하는 가전제품이 존재하는 경우, 해당 가전제품에 대한 고장 경고 메시지가 화면에 표시되도록 하는 파워 모니터링 장치.
    
12. 삭제

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