KR102021984B1 - 원격 검침 시스템 및 그 제어 방법. - Google Patents

원격 검침 시스템 및 그 제어 방법. Download PDF

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Abstract

원격 검침 시스템 및 그 제어 방법을 제공한다.
일 실시예에 따른 원격 검침 시스템은 검침을 수행하는 적어도 하나 이상의 무선 모듈과 무선 모듈로부터 검침 데이터를 수신하는 데이터 집중기(Data Concentrator unit)과, 데이터 집중기로부터 원격 검침 데이터를 획득하고, 획득된 원격 검침 데이터를 기초로 음영 지역을 결정하는 헤드 엔드 시스템(Head End system) 및 데이터 집중기로부터 무선 네트워크 스캔 명령을 수신하고, 상기 무선 모듈의 통신 상태를 확인하는 이동용 중계 장치를 포함한다

Description

원격 검침 시스템 및 그 제어 방법. {WIRELESS REMOTE METERING SYSTEM AND CONTROL METHOD THEREOF}
원격 검침 시스템 및 그 제어 방법 에 있어서, 이동용 중계 장치를 통하여 무선 음영 지역의 무선 모듈의 상태 확인을 가능하게 하는 방법에 관한 발명이다.
일반적으로, 원격 검침 시스템(Advanced Metering Infrastructure)을 통한 무선 원격 검침은 수도 사용 지침값을 검침 단말기가 검침하고, 전송부(예를 들어, 중계기, 수집기, CDMA)를 통하여 원격지에 있는 전산 운영 센터(예를 들어, 본 발명에서는 "헤드 엔드 시스템(HES: Head End System) "라고 한다)에 자동으로 검침된 데이터를 전송하는 방식을 의미한다.
이러한 원격 검침 시스템은 데이터를 검침하는 복수 개의 모듈이 데이터 집중기(Data Concentrator Unit)을 통해서 무선 연결되어 무선 네트워크(Network)를 형성하고, 무선 네트워크를 통해 검침한 검침 데이터를 수집하여 데이터 집중기의 상위 계층에 있는 HES(Head End System)으로 전달하는 방식을 취하고 있다.
다만, 기존의 원격 검침 시스템을 구축하기 위해서 초기에 복수 개의 무선 모듈 및 데이터 집중기의 설치가 단기간에 진행될 수 없고, 최소 2-3주의 설치 후 설치된 데이터를 수집하여 음영 지역의 여부를 판단한 이후, 재방문을 통해 RF 테스트(Radio Frequency) 수행하고, 음영 지역에 대한 리피터를 설치하였다.
다만, 무선 통신의 특성 상 원격 검침 시 음영 지역이 존재하게 되며, 음영으로 인하여 무선 네트워크 구성이 정상적으로 형성되지 않을 수 있다. 이런 음영 지역에서의 검침이 이뤄지지 않는 문제를 해결하기 위하여 종래에는 무선 설치 툴을 이용하여 예측된 검침 결과를 획득하기도 하였으나, 무선 설치 툴의 경우 가격이 비싸고, 지역마다 다른 환경마다 정확한 예측 결과를 획득하는 것이 불가능하다는 문제점이 있었다.
뿐만 아니라, 음영 지역에서의 검침이 이뤄지지 않는 문제를 해결하기 위해서는 무선 리피터(Wireless Repeater)를 추가적으로 설치 해야 하는데, 설치 위치 파악의 어려움, 시스템 안정화 등에 많은 시간이 소모되는 문제점이 있었다. 또한, 계량기의 위치가 가정 내에 있을 경우에 이를 방문하여 설치하기란 현실적으로 불가능한 문제점이 있었다.
오늘날 드론(Drone)은 사람이 탑승하지 않고 원격 조정에 의해 비행하거나 지정된 경로를 따라 자율적으로 비행하는 이동용 중계 장치로서, 주로 군사적 용도로 활용되어 왔으나, 최근에는 운송 분야, 보안 분야 등 다양한 분야에서 드론이 활용되고 있으며, 개인적 용도로도 활용되고 있는 실정이다.
따라서, 드론의 사용을 활성화하고자 하는 기술이 지속적으로 연구되고 있음에 따라, 원격 검침 시스템에 있어서, 통신 음영 지역에서 이동용 중계 장치를 활용하여 음영 지역에서의 검침을 용이하게 하고자 하는 방향 역시 연구 중이다.
공개 특허 공보 KR 10-2017-0019881호
게시된 발명의 일 실시예에 따르면, 이동용 중계 장치를 활용하여 원격 검침 시스템의 무선 네트워크 현황 및 무선 모듈의 설치 현황을 파악하고자 한다.
즉, 게시된 발명의 일 실시예에 따르면, 이동용 중계 장치가 원격 검침 시스템 리피터 위치 파악 및 음영 모듈의 위치를 파악함에 따라 무선 모듈 설치 기사의 설치 현장 방문 횟수를 감소시키고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 검침을 수행하는 적어도 하나 이상의 무선 모듈; 상기 무선 모듈로부터 검침 데이터를 수신하는 데이터 집중기(Data Concentrator unit); 상기 데이터 집중기로부터 원격 검침 데이터를 획득하고, 획득된 원격 검침 데이터를 기초로 음영 지역을 결정하는 헤드 엔드 시스템(Head End system); 및 상기 데이터 집중기로부터 무선 네트워크 스캔 명령을 수신하고, 상기 무선 모듈의 통신 상태를 확인하는 이동용 중계 장치;를 포함하는 원격 검침 시스템이 제공될 수 있다.
또한, 상기 헤드 엔드 시스템은, 상기 이동용 중계 장치가 확인한 무선 모듈의 통신 상태를 기초로 음영 지역을 결정할 수 있다.
또한, 상기 이동용 중계 장치는, 상기 데이터 집중기를 중심으로 반경을 넓혀 이동하며 상기 무선 모듈의 통신 상태를 확인할 수 있다.
또한, 상기 이동용 중계 장치는, 상기 음영 지역 도달 시, 임시 무선 통신 중계 역할을 수행할 수 있다.
또한, 상기 이동용 중계 장치는, 상기 음영 지역 도달 시, 주변에 존재하는 음영 무선 모듈 정보 및 정상 무선 모듈의 정보를 상기 데이터 집중기로 전송할 수 있다.
또한, 상기 이동용 중계 장치는, 상기 데이터 집중기로부터 미리 설정한 반경 도달 시, 상기 데이터 집중기로 이동할 수 있다.
또한, 상기 헤드 엔드 시스템은, 상기 음영 무선 모듈 정보 및 정상 무선 모듈의 정보를 기초로 리피터(Repeater) 설치 위치 및 상기 데이터 집중기의 커버리지(Coverage)를 결정할 수 있다.
또한, 상기 헤드 엔드 시스템은, 상기 이동용 중계 장치가 제 1 지역 위치 시 송신한 무선 모듈의 정보가 음영 무선 모듈 정보만 포함 시 상기 제 1 지역이 상기 데이터 집중기의 커버리지에 속하는지 여부를 판단할 수 있다.
또한, 상기 헤드 엔드 시스템은, 상기 이동용 중계 장치가 제 2 지역 위치 시 송신한 무선 모듈의 정보가 음영 무선 모듈 정보 및 정상 무선 모듈 정보를 포함 시 상기 제 2 지역에 상기 리피터 설치 여부를 결정할 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 적어도 하나 이상의 무선 모듈로부터 검침을 수행하는 단계; 데이터 집중기(Data Concentrator Unit)이 상기 무선 모듈로부터 검침 데이터를 획득하는 단계; 헤드 엔드 시스템(Head End System)이 상기 데이터 집중기로부터 원격 검침 데이터를 획득하는 단계; 상기 헤드 엔드 시스템(Head End System)이 획득된 원격 검침 데이터를 기초로 음영 지역을 결정하는 단계; 상기 데이터 집중기가 이동용 중계 장치로 무선 네트워크 스캔 명령을 송신하는 단계; 및 상기 이동용 중계 장치가 상기 데이터 집중기로부터 상기 무선 네트워크 스캔 명령 수신 시, 상기 무선 모듈의 통신 상태를 확인하는 단계;를 포함하는 원격 검침 시스템의 제어 방법이 제공될 수 있다.
또한, 상기 헤드 엔드 시스템(Head End System)이 획득된 원격 검침 데이터를 기초로 음영 지역을 결정하는 단계;는, 상기 이동용 중계 장치가 확인한 무선 모듈의 통신 상태를 기초로 음영 지역을 결정할 수 있다.
또한, 상기 이동용 중계 장치는, 상기 데이터 집중기를 중심으로 반경을 넓혀 이동하며 상기 무선 모듈의 통신 상태를 확인하고, 상기 음영 지역 도달 시 임시 무선 통신 중계 역할을 수행할 수 있다.
또한, 상기 이동용 중계 장치가 상기 음영 지역 도달 시, 주변에 존재하는 음영 무선 모듈 정보 및 정상 무선 모듈의 정보를 상기 데이터 집중기로 전송하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 이동용 중계 장치는 상기 데이터 집중기로부터 미리 설정한 반경 도달 시, 상기 데이터 집중기로 이동하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 헤드 엔드 시스템 상기 음영 무선 모듈 정보 및 정상 무선 모듈의 정보를 기초로 리피터(Repeater) 설치 위치 및 상기 데이터 집중기의 커버리지(Coverage)를 결정하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
게시된 발명의 일 실시예에 따르면, 이동용 중계 장치를 활용하여 원격 검침 시스템의 무선 네트워크 현황 및 무선 모듈의 설치 현황을 파악할 수 있다.
즉, 게시된 발명의 일 실시예에 따르면, 이동용 중계 장치가 원격 검침 시스템 리피터 위치 파악 및 음영 모듈의 위치를 파악함에 따라 무선 모듈 설치 기사의 설치 현장의 방문 횟수를 감소시킬 수 있다.
따라서, 별도의 리피터를 추가 설치하지 않을 수 있어 별도의 리피터(repeater) 설치를 위한 비용이 감소될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 원격 검침 시스템에 포함된 복수의 모듈, 데이터 집중기의 무선 연결 상태를 도시한 개략도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 원격 검침 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 3은 이동용 중계 장치의 내부 블록도이다.
도 4 및 도 5는 일 실시예에 따른 원격 검침 시스템에 있어서, 이동용 중계 장치가 무선 모듈의 상태를 파악하는 상황을 나타낸 개략도이다.
도 6는 일 실시예에 따른 무선 원격 검침을 수행하는 이동용 검침 장치, 데이터 집중기, 및 헤드 엔드 시스템이 사용자 단말기의 지시를 받아 동작하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 원격 검침 시스템에 포함된 이동용 중계 장치의 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 원격 검침 시스템에 포함된 헤드 엔드 시스템의 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
이하에서는 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 무선 통신 모뎀 및 무선 통신 모뎀 제어 방법을 상세하게 설명하도록 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 원격 검침 시스템에 포함된 복수의 모듈, 데이터 집중기의 무선 연결 상태를 도시한 개략도이며, 도 2는 일 실시예에 따른 원격 검침 시스템을 나타낸 블록도이다.
먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 원격 검침 시스템(1)은 (DCU: Data Concentrator Unit)(20)를 기반으로 복수의 무선 모듈을 통해 무선 네트워크를 형성해서 검침 데이터를 수집하여 저장을 한다.
이러한 원격 검침 시스템(1)은 도 2에 도시된 바와 같이, 헤드 엔드 시스템(HES: Head End System)(10), 데이터 집중기(DCU: Data Concentrator Unit)(20) 및, 복수의 무선 모듈(node)로 구성될 수 있으며, 일 실시예에 따른 원격 검침 시스템(1)은 이동용 중계 장치(100)를 더 포함할 수 있다.
이 때, 일 실시예에 따른 이동용 중계 장치 (100)란 드론(Drone)과 같이 사람이 탑승하지 않고 원격 조정에 의해 비행하거나 지정된 경로를 따라 자율적으로 비행하는 이동용 중계 장치일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
무선 모듈은 도 1 및 도 3 내지 도 5에서 원형으로 표기한 것으로, 각 무선 모듈들은 상호 무선 통신을 수행하여, 각 지역에 위치한 원격 검침 데이터를 송수신한다. 특히, 복수의 모듈 간 무선 통신은 시간 분할 다중 접속(TimeDivision Multiple Access: TDMA), 부호 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access: CDMA), 광대역 부호 분할 다중 접속(Wide Code Division Multiple Access:WCDMA), CDMA2000(Code Division Multiple Access 2000), 와이브로(Wireless Broadband: Wibro), 와이맥스(World Interoperability for Microwave Access:WiMAX), 엘티이(Long Term Evolution: LTE), 와이브로 에볼류션(Wireless Broadband Evolution) 등의 통신 표준에 따라 통신이 가능하나 이에 한정되는 것은 아니다.
따라서, 무선 모듈은 각 지역에 위치한 검침 장치에 설치되고, 검침 장치의 검침 데이터를 데이터 집중기(20)로 집중시키기 위한 무선 통신을 수행한다.
구체적으로, 무선 모듈에서 획득한 원격 검침 데이터는 데이터 집중기(20)를 통하여 형성된 네트워크를 통해 헤드 엔드 시스템(10)으로 전송할 수 있다. 이러한 무선 모듈은 데이터 단말 기능을 수행하는 하나의 단위로서, 데이터 송신 및 수신 장치로서 동작하며, 링크 프로토콜에 따라 행해지는 데이터 통신 제어 기능을 갖추고 있는 것이 일반적이다.
각 무선 모듈은 멀티포인트 유니캐스팅(Unicasting) 통신, 브로드캐스팅(Broadcasting) 통신, 및 멀티캐스팅(Multicasting) 통신이 모두 가능한 무선 모듈로 구성될 수 있다.
유니캐스팅 통신은 특정 모듈이 특정 모듈을 제외한 다른 무선 모듈과 일대일 통신을 의미하는 것으로, 모듈이 이동용 중계 장치와 통신 시 유니캐스팅 통신이 가능하다.
브로드캐스팅 통신이란, 모듈이 네트워크에 연결된 다른 모든 모듈과 통신을 수행하는 것을 의미하는 것으로, 복수의 모듈이 다른 모듈과 통신 시 일반적으로 브로드캐스팅 통신을 통하여 데이터 집중기(20)까지 데이터를 전송할 수 있다.
멀티캐스팅 통신이란, 유니캐스팅 통신의 통신망 효율을 저하하는 단점을 극복하기 위하여 동시에 여러 모듈간에 데이터를 주고받는 것이 가능한 통신을 말한다. 모듈이 이동용 중계 장치와 통신 시 멀티캐스팅 통신이 가능하나, 멀티캐스팅 통신이 어려운 경우, 유니캐스팅 통신을 수행하여, 이동용 중계 장치(100)이 일방적으로 모듈의 원격 검침 정보를 수신한다.
따라서, 무선 모듈은 통상적으로 브로드캐스팅 통신을 수행하여, 주변 모듈과 지속적인 데이터 송수신을 수행할 수 있다. 다만, 무선 모듈이 음영지역에 위치하는 경우에 있어서, 이동용 중계 장치(100) 와 통신을 수행하는 경우에 무선 모듈은 이동용 중계 장치(100)와 유니캐스팅 통신 또는 멀티캐스팅 통신을 수행할 수 있다.
다음으로, 데이터 집중기(20)는 공용의 데이터 전송로로서 동시에 사용 가능한 통신로의 수보다 많은 데이터 단말 장치를 접속시킬 수 있도록 하는 기능을 수행하는 모듈을 말한다. 따라서, 데이터 집중기(20)는 무선 모듈로부터 무선 검침 데이터를 확보하고, 확보한 무선 검침 데이터를 헤드 엔드 시스템(10)으로 송신할 수 있다. 뿐만 아니라, 데이터 집중기(20)는 헤드 엔드 시스템(10)으로부터 원격 검침 시스템(1)이 관리하는 검침 지역에 포함된 복수의 모듈의 음영 지역 정보를 획득 할 수 있다. 또한, 데이터 집중기(20)는 이동용 중계 장치(100)와 무선 통신을 수행하여 무선 검침 지역에 관한 정보를 송신하고, 이동용 중계 장치(100)가 획득한 무선 검침 정보를 수신할 수도 있다.
따라서, 일 실시예에 따른 원격 검침 시스템(1)은 도 2에 도시된 바와 같이, 내부 블록도로 구성될 수 있다. 즉, 원격 검침 시스템(1)은 헤드 엔드 시스템(10), 데이터 집중기(20), 복수의 무선 모듈(30) 및 데이터 집중기(20) 와 복수의 무선 모듈(30)과 무선 통신이 가능한 이동용 중계 장치(100)를 포함할 수 있다.
이 때, 이동용 중계 장치(100)의 내부 블록도는 이동용 중계 장치의 위치 정보를 확보하는 GPS(Global Positioning System)부(110), 제어부(120), 무선 통신부(130) 및 구동부(140)를 포함한다.
이하에서는 일 실시예에 따른 원격 검침 시스템(1)에 활용되는 이동용 중계장치(100)는 도 3의 이동용 중계 장치의 내부 블록도를 통하여 설명한다.
먼저, 이동용 중계 장치(100)의 GPS부(110)는 GPS 위성으로부터 이동용 중계 장치(100)의 위치를 산출하기 위한 정보를 수신하고, GPS 위성으로부터 수신된 정보를 기초로 이동용 중계 장치(100)의 위치를 판단할 수 있다. 무선 통신부(130)는 이동용 중계 장치(100)이 복수개의 모듈, 또는 데이터 집중기(20)와 통신할 수 있다. 구체적으로, 무선 통신부(130)는 시간 분할 다중 접속(TimeDivision Multiple Access: TDMA), 부호 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access: CDMA), 광대역 부호 분할 다중 접속(Wide Code Division Multiple Access:WCDMA), CDMA2000(Code Division Multiple Access 2000), 와이브로(Wireless Broadband: Wibro), 와이맥스(World Interoperability for Microwave Access:WiMAX), 엘티이(Long Term Evolution: LTE), 와이브로 에볼류션(Wireless Broadband Evolution) 등의 통신 표준에 따라 무선으로 통신할 수 있다.
이동용 중계 장치의 제어부(120)는 이동용 중계 장치(100)을 총괄적으로 제어한다. 구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 이동용 중계 장치 제어부(120)는 하드웨어적으로 이동용 중계 장치를 총괄적으로 제어하는 메인 프로세서(121)와 이동용 중계 장치(100)의 각종 동작 및 제어 방법을 저장하는 메모리(122)를 포함한다.
이 때, 메모리(122)는 메인 프로세서(121)와 메인프로세서(121)의 동작에 필요한 각종 데이터를 저장할 수 있는 것으로, S램(S-RAM), D램(D-RAM) 등의 휘발성 메모리뿐만 아니라 플래시 메모리, 롬(Read Only Memory), 이피롬(Erasable Programmable Read Only Memory: EPROM), 이이피롬(Electrically Erasable Programmable Read OnlyMemory: EEPROM) 등의 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
비휘발성 메모리는 이동용 중계 장치(1)의 동작을 제어하기 위한 제어 프로그램 및 제어 데이터를 반 영구적으로 저장할 수 있으며, 휘발성 메모리는 비휘발성 메모리로부터 제어 프로그램 및 제어 데이터를 불러와 임시로 기억하고, 검침 정보 및 메인 프로세서에서 출력하는 각종 제어 신호를 임시로 저장할 수 있다.
다음으로, 구동부(140)는 이동용 중계 장치(100)을 구동시키는 구성으로, 이동용 중계 장치 제어부(120)의 명령에 따라, GPS 부(110)의 위치를 기초로 이동용 중계 장치(100)을 원하는 위치로 이동시킨다.
따라서, 구동부(140)는 GPS 부(110)를 통해 획득한 현재 위치 정보와 이동용 중계 장치 제어부(120)를 통하여 획득한 이동용 중계 장치가 가야할 위치 정보를 기초로 이동용 중계 장치의 좌표 및 벡터를 결정하여 이동시킨다.
이상에서는 일 실시예에 따른 이동용 중계 장치(100)의 구성에 대하여 설명하였다.
이하에서는 일 실시예에 따른 이동용 중계 장치(100)의 제어 방법에 대하여 구체적으로 설명한다. 이동용 중계 장치(100)의 총괄적인 제어는 메인 프로세서(121)에서 수행한다.
이동용 중계 장치(100)의 메인 프로세서(121)는 원격 검침 시스템(1)에 포함된 복수의 모듈이 검침이 되지 않는 음영 지역인 것으로 판단되는 경우, 이동용 중계 장치(100)가 음영 지역에 이동하여 원격 검침을 수행할 수 있다.
다만, 이동용 중계 장치(100)가 원격 검침을 수행하기 이전에, 음영 지역의 판단을 수행하기 위한 이동 방법에 대하여 설명한다.
즉, 도 4 및 도 5는 일 실시예에 따른 원격 검침 시스템에 있어서, 이동용 중계 장치(100)가 무선 모듈의 상태를 파악하는 상황을 나타낸 개략도이다.
도 4에서는 데이터 집중기(20)를 중심으로 각 지역에 위치한 복수의 무선 모듈(N1 내지 N13)이 존재하고, 복수의 무선 모듈(N1 내지 N13)은 서로 무선 연결을 통하여 연결된 상태를 나타내었다.
일 예로, 제 1 무선 모듈(N1) 내지 제 4 무선 모듈(N4)까지 무선 연결을 통해 각 지역에서 획득한 검침 데이터를 데이터 집중기(20)로 전송이 가능한 상태이다.
또한, 일 예로, 제 5 무선 모듈(N5) 내지 제 9 무선 모듈(N9)까지 무선 연결을 통해 각 지역에서 획득한 검침 데이터를 데이터 집중기(20)로 전송이 가능한 상태이다.
도시된 바에 따르면, 제 10 무선 모듈(N10), 제 11 무선 모듈(N11), 제 12 무선 모듈(N12), 및 제 13 무선 모듈(N13)은 각 지역의 상황에 따라 음영 상태로 가정한다.
이 때, 이동용 중계 장치(100)는 데이터 집중기(20)에서부터 점선으로 나타낸 골뱅이 모양으로 데이터 집중기(20)를 중심으로 하여 점차 멀리 비행하면서 데이터 집중기(20) 주변에 설치된 복수의 무선 모듈의 상태와 음영 지역을 파악하고, 동시에 네트워크 구성 경로를 파악할 수 있다.
특히, 이동용 중계 장치(100)는 데이터 집중기(20)로부터 미리 설정된 반경까지 점차 반경을 넓혀 가며 비행을 수행할 수 있다.
또한, 이동용 중계 장치(100)는 비행 중 네트워크 구성 경로를 파악하기 위하여 임시 무선 모듈 모드를 실행할 수 있다.
예컨대, 도 5는 이동용 중계 장치(100)가 임시 무선 모듈 모드를 실행 시의 네트워크 구성 경로를 설명하기 위한 개략도이다.
먼저, 도 4와 동일하게, 데이터 집중기(20)를 중심으로 각 지역에 위치한 복수의 무선 모듈(N1 내지 N13)이 존재하고, 복수의 무선 모듈(N1 내지 N13)은 서로 무선 연결을 통하여 연결될 수 있다.
즉, 제 1 무선 모듈(N1) 내지 제 4 무선 모듈(N4)까지 무선 연결을 통해 각 지역에서 획득한 검침 데이터를 데이터 집중기(20)로 전송이 가능한 상태이며, 제 5 무선 모듈(N5) 내지 제 9 무선 모듈(N9)까지 무선 연결을 통해 각 지역에서 획득한 검침 데이터를 데이터 집중기(20)로 전송이 가능한 상태이다.
도시된 바에 따르면, 제 10 무선 모듈(N10), 제 11 무선 모듈(N11), 제 12 무선 모듈(N12), 및 제 13 무선 모듈(N13)은 각 지역의 상황에 따라 음영 상태로 가정한다.
이동용 중계 장치(100)는 네트워크 구성 경로를 파악하기 위하여 데이터 집중기(20) 근처에서 출발하여 점차 반경을 넓혀 비행할 수 있다. 일 예로, 도 5에 도시된 바와 같이, 이동용 중계 장치(100)가 A, B, C, D 지역을 지나갈 때는 반경이 가장 짧은 C를 먼저 지나가게 되고, 그 이후, A-> B -> D 의 순서로 점차 반경을 넓혀갈 수 있다.
또한, 이동용 중계 장치(100)는 비행 중 네트워크 구성 경로를 파악하기 위하여 임시 무선 모듈 모드를 실행할 수 있다. 예컨대, 이동용 중계 장치가 A위치에 위치하여 임시 무선 모듈 모드를 수행하는 경우에 음영 상태로 판단된 제 10 무선 모듈(N10)과 무선 통신이 가능하여, 제 10 무선 모듈(N10)로부터 수집한 원격 검침 데이터를 데이터 집중기(20)까지 전송이 가능할 수 있다.
따라서, 이동용 중계 장치(100)의 제어부(120)는 A 의 위치를 저장하여 추후 무선 모듈의 설치 지역으로서 A를 미리 파악할 수 있다.
다른 일 예로, 이동용 중계 장치(100)가 비행중에 B위치에 위치하여 임시 무선 모듈을 수행하는 경우에도, 음영 상태로 판단된 제 10 무선 모듈(N10)과 무선 통신이 가능하여, 제 10 무선 모듈(N10)로부터 수집한 원격 검침 데이터를 데이터 집중기(20)까지 전송이 가능할 수 있다.
따라서, 이동용 중계 장치(100)의 제어부(120)는 B의 위치를 저장하여 추후 무선 모듈의 설치 지역으로서 B를 미리 파악할 수 있다.
또한, 이동용 중계 장치(100)가 비행중에 C 위치에 위치하여 임시 무선 모듈을 수행하는 경우에도, 음영 상태로 판단된 제 11 무선 모듈(N11) 및 제 12 무선 모듈(N12)가 무선 통신이 가능하여, 제 10 무선 모듈(N10)로부터 수집한 원격 검침 데이터를 데이터 집중기(20)까지 전송이 가능할 수 있다.
따라서, 이동용 중계 장치(100)의 제어부(120)는 C의 위치를 저장하여 추후 무선 모듈의 설치 지역으로서 C를 미리 파악할 수 있다.
다만, 이동용 중계 장치(100)가 비행중에 D의 위치하더라도 음영 지역에 위치한 것으로 판단되었던 제 13 무선 모듈(N13)의 원격 검침 데이터를 데이터 집중기(20)까지 전송하기 어려울 수 있다.
이러한 경우, 이동용 중계 장치(100)는 무선 모듈을 제 13 무선 모듈(N13) 근처에 추가하더라도 네트워크 구성이 어려운 것으로 미리 판단할 수 있다.
따라서, 이동용 중계 장치(100)는 A 내지 C 지역에 위치하는 경우 임시적으로 리피터(Repeater) 역할을 수행할 수 있다. 리피터란 전송되는 신호가 전송 선로의 특성 및 외부 충격 등의 요인으로 인하여 원래의 형태와 다르게 왜곡되거나 약해질 경우 원래의 신호 형태로 재생하여 다시 전송하는 역할을 수행하는 장치를 의미한다.
즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 이동용 중계 장치(100)은 헤드 엔드 시스템(10)으로부터 획득한 음영 지역에 관한 정보를 기초로, 무선 신호가 왜곡되거나 약해져 검침 데이터가 획득되지 않는 곳으로 이동하여 리피터의 역할을 수행함에 따라, 추후 추가되어야 할 무선 모듈의 위치를 미리 판단하고, 판단한 결과 데이터를 데이터 집중기(20)로 전송함에 따라, 음영 지역에 관한 정보를 이동용 중계 장치(100)의 동작으로 쉽게 파악할 수 있다.
이상에서는 무선 검침을 수행하는 이동용 중계 장치(100)의 동작 및 제어 방법에 대하여 설명하였다.
이하에서는 사용자 단말기로부터 하나의 데이터 집중기(20)과 관리하는 무선 모듈의 전체 지역에서의 네트워크 상태 확인 요청이 입력된 경우, 이동용 중계 장치(100), 데이터 집중기(20), 및 헤드 엔드 시스템(10)의 동작 방법을 설명한다.
구체적으로, 도 6는 일 실시예에 따른 무선 원격 검침을 수행하는 이동용 중계 장치(100), 데이터 집중기(20), 및 헤드 엔드 시스템(10)이 사용자 단말기(150)로부터 지시를 받아 동작하는 방법을 나타내는 순서도이다.
먼저, 도 6에 도시된 바와 같이, 원격 검침 시스템(1)은 사용자 단말기(150)로부터 네트워크 상태 요청 신호를 수신한다. 즉, 사용자 단말기(150)는 원격 검침 시스템(1)의 헤드 엔드 시스템(10)에 네트 워크 상태를 요청하고, 헤드 엔드 시스템(10)은 수신한 네트워크 상태 요청 정보를 기초로 데이터 집중기(20)에 복수의 무선 모듈 및 데이터 집중기(20) 간의 네트워크 스캔 명령을 전송한다.
헤드 엔드 시스템(10)으로부터 데이터 집중기(20)로 전송되는 네트워크 스캔 명령 시 네트워크 스캔 모드 명령어뿐만 아니라, 데이터 집중기(20)로부터 최대 검색 반경을 전달 받는다.
또한, 이동용 중계 장치(100)는 데이터 집중기(20)에 비콘 메시지를 전송하고, 데이터 집중기(20)는 수신한 비콘 메시지를 헤드 엔드 시스템(10)에 전송함에 따라, 헤드 엔드 시스템(10)은 이동용 중계 장치(100)가 무선 통신이 가능한 상태에 도달함을 확인한 이후, 네트워크 스캔 명령을 데이터 집중기(20)에 전송할 수 있다.
이 때, 비콘 메시지란 지정한 범위 내 특정한 주파수 대의 일정한 신호를 의미하는 것으로, 신호의 송수신이 가능한 것일 뿐 정보를 전달하는 신호는 아니다. 따라서, 비콘 메시지의 송신 및 수신으로 무선 통신의 가능 여부를 판단할 수 있다. 또한, 비콘 메시지는 주기적으로 송신 및 수신되어 통신의 가능여부를 판단할 수 있다. 또한, 비콘 메시지는 브로드캐스팅 방법으로 전송되는 것으로, 특정 모듈에서 다른 모든 모듈에 비콘 메시지를 뿌리는 방식으로 수행된다.
따라서, 이동용 중계 장치(100)에서 송신한 비콘메시지가 헤드 엔드 시스템(10)까지 전송되면, 헤드 엔드 시스템(10)은 네트워크 스캔 명령을 데이터 집중기(20)에 전송하여, 이동용 중계 장치(100)가 네트워크 스캔 모드로 동작하도록 제어할 수 있다.
이후, 이동용 중계 장치(100)는 도 4 및 도 5에 도시된 바에 따른 네트워크 스캔을 수행하고, 수행한 결과 데이터를 데이터 집중기(20)로 전송한다.
따라서, 데이터 집중기(20)는 결과 데이터를 헤드 엔드 시스템(10)으로 전송하여, 헤드 엔드 시스템(10)은 최종적으로 결과 데이터를 기초로 리피터 및 데이터 집중기의 추가 위치 정보를 판단한다. 또한, 헤드 엔드 시스템(10)은 헤드 엔드 시스템(10)이 판단한 리피터 및 데이터 집중기의 추가 위치 정보를 사용자 단말기(150)로 전송하여, 사용자가 확인할 수 있도록 한다.
구체적으로, 이동용 중계 장치(100)가 데이터 집중기(20)로부터 점차 반경을 넓혀가며 네트워크 스캔 모드 동작 시의 이동용 중계 장치(100)의 동작 방법은 도 7에 도시된 바에 따라 구체적으로 설명될 수 있으며, 헤드 엔드 시스템(10)의 리피터 및 데이터 집중기의 위치 정보를 판단하는 방법은 도 8에 도시된 바에 따라 구체적으로 설명될 수 있다.
먼저, 도 7은 일 실시예에 따른 원격 검침 시스템에 포함된 이동용 중계 장치의 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
일 예로, 도 7에 도시된 바와 같이, 이동용 중계 장치(100)는 드론과 같은 비행체일 수 있는 것으로, 비행을 시작하여 브로드캐스팅 통신을 수립한다(1000, 1010). 구체적으로, 브로드캐스팅 통신이란 비콘 메시지를 데이터 집중기(20)로 전송함에 따라, 이동용 중계 장치(100)가 무선 통신의 송수신이 가능한 상태임을 확인하는 단계를 포함한다.
또한, 이동용 중계 장치(100)는 네트워크 스캔 모드 시 주기적으로 비콘 메시지를 브로드캐스팅 전송할 수 있다.
따라서, 이동용 중계 장치(100)가 브로드캐스팅 통신을 통해 데이터 집중기(20)로 비콘 메시지 전송이 수립되고, 데이터 집중기(20)로부터 네트워크 스캔 명령을 수신하면, 네트워크 스캔 모드를 동작한다(1020). 이 때, 네트워크 스캔 모드는 도 4 및 도 5에 도시된 바에 따른 것으로 생략한다.
즉, 이동용 중계 장치(100)는 비행을 통하여 임시 무선 모듈 역할을 수행하여 여러 위치에 존재하는 무선 모듈의 정보를 수신하고(1030), 각 무선 모듈의 정보를 저장한다(1040).
일 예로, 이동용 중계 장치(100)는 각 무선 모듈 중 음영 지역에 존재하는 무선 모듈의 위치 정보를 저장할 수 있으며, 해당 음영 지역에 존재하는 무선 모듈과 타 무선 모듈의 사이에서 이동용 중계 장치(100)가 임시 무선 모듈 역할을 수행시 음영 지역에 존재하는 무선 모듈에서의 검침 정보를 데이터 집중기(20)까지 전송시킬 수 있는 해당 위치 정보를 저장할 수도 있다.
또한, 이동용 중계 장치(100)는 비행 시 주변에 음영 지역의 무선 모듈이 존재할 경우에 해당 무선 모듈의 목록과 위치 정보를 저장할 수 있다.
따라서, 이동용 중계 장치(100)는 저장한 무선 모듈 정보를 저장한 이후, 네트워크 스캔 모드 종료 시 데이터 집중기로 위치를 이동하여(1050)여 저장한 정보를 데이터 집중기(20)로 전송할 수 있다.
다음으로, 도 8은 일 실시예에 따른 원격 검침 시스템에 포함된 헤드 엔드 시스템의 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
먼저, 헤드 엔드 시스템(2000)은 사용자 단말기(150)로부터 사용자 요청을 입력받는다(2000).
또한, 헤드 엔드 시스템(2000)은 데이터 집중기(20)로부터 비콘 메시지를 수신한다(2010).
따라서, 헤드 엔드 시스템(2000)은 사용자 단말기(150)로부터 사용자 요청을 입력받고, 데이터 집중기(20)로부터 비콘 메시지를 수신하면, 데이터 집중기(20)에 네트워크 스캔모드 동작 명령을 전송한다(2020).
이후, 헤드 엔드 시스템(10)은 네트워크 스캔을 수행한 이동용 중계 장치(100)가 데이터 집중기(20)로 전송한 노드 정보를 수신한다(2030).
이후, 수신한 노드 정보를 기초로 테이블을 정렬하여(2040), 리피터가 필요한 추가 지역을 결정하는데 이하 자세히 설명한다.
먼저, 헤드 엔드 시스템(10)은 데이터 집중기(20)로부터 음영 노드가 많은 기준으로 노드를 테이블로 정렬한다(2040). 노드란 편의상 무선 모듈을 의미한다.
즉, 아래 [표 1]은 A 위치 내지 E 위치에 이동용 중계 장치(100)가 위치할 때, 음영 노드와 정상 노드 정보이며, [표 2]는 1차적으로, 음영 노드가 많은 기준으로 노드를 테이블로 정렬한 것이다.
즉, B 위치에 이동용 중계 장치(100)가 위치할 때, 음영 노드가 세개로 가장 많고, C 위치에 이동용 중계 장치(100)가 위치할 때, 음영 노드가 두개로 그 다음임을 확인할 수 있다.
다만, 이동용 중계 장치(100)가 A 지역, D 지역, 및 E 지역에 위치하는 경우 음영 노드가 각각 한 개로 동일하여, 헤드 엔드 시스템(10)은 정상노드의 개수 및 호핑(hopping) 수를 비교하여 테이블을 정렬한다(2040, 2050).
넘버 위치정보 음영 노드 정상노드
1 A 1 Node 　 　 5 Node(2hop) 6 Node(3hop) 　
2 B 1 Node 2 Node 3 Node 5 Node(2hop) 6 Node(3hop) 7 Node(4hop)
3 C 2 Node 3 Node 　 7 Node(4hop) 　 　
4 D 4 Node 　 　 7 Node(4hop) 　 　
5 E 5 Node 　 　 　 　 　
넘버 위치정보 음영 노드 정상노드
1 B 1 Node 2 Node 3 Node 5 Node(2hop) 6 Node(3hop) 7 Node(4hop)
2 C 2 Node 3 Node 　 7 Node(4hop) 　 　
3 A 1 Node 　 　 5 Node(2hop) 6 Node(3hop) 　
4 D 4 Node 　 　 7 Node(4hop) 　 　
5 E 5 Node 　 　 　 　 　
구체적으로, 헤드 엔드 시스템(10)은 비교 대상이 테이블의 음영 노드 기준이 되는 테이블에 모두 존재하고, 음영 노드수가 동일하게 되면 정상노드를 비교하여 정상 노드 중에 홉(hop)이 가장 작은 노드가 존재하는 테이블을 기준으로, 테이블을 [표3]과 같이 삭제 및 정렬을 완료할 수 있다.
넘버 위치정보 음영 노드 정상노드
1 B 1 Node 2 Node 3 Node 5 Node(2hop) 6 Node(3hop) 7 Node(4hop)
2 D 4 Node 　 　 7 Node(4hop) 　 　
3 E 5 Node 　 　 　 　 　
따라서, 헤드 엔드 시스템(100)은 정렬된 테이블을 기초로 리피터 추가 지역을 결정할 수 있다(2060). 즉, 주변에 정상노드 및 음영 노드가 모두 존재하는 경우 해당 지역에 리피터를 추가할 것으로 결정한다(2060).
또한, 헤드 엔드 시스템(10)은 데이터 집중기(20)의 커버리지(coverage)를 결정할 수 있다. 일 예로, 해당 지역에 음영 노드만 존재하면, 해당 지역이 데이터 집중기(20)로부터의 커버리지에 포함되는지를 확인하고, 미리 설정한 커버리지 이내이면, 해당 음영 노드가 주변 노드에 외장 안테나 확장인지 여부로 결정한다. 이와 달리, 음영 노드가 미리 설정한 커버리지 밖으로 판단되면, 헤드 엔드 시스템(10)은 해당 음영 노드가 다른 데이터 집중기(20)에 속한 무선 노드로 판단한다.
이상에서는 개시된 발명의 일 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 개시된 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며 청구범위에서 청구하는 요지를 벗어남 없이 개시된 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형실시가 가능함을 물론이고 이러한 변형실시들은 개시된 발명으로부터 개별적으로 이해될 수 없다.
1: 원격 검침 시스템
10: 헤드 엔드 시스템
20: 데이터 집중기
100: 이동용 중계 장치
30: 복수의 모듈

Claims (15)

  1. 검침을 수행하는 적어도 하나의 무선 모듈;
    상기 적어도 하나의 무선 모듈로부터 검침 데이터를 수신하는 데이터 집중기(Data Concentrator unit);
    상기 데이터 집중기로부터 검침 데이터를 획득하고, 상기 획득한검침 데이터를 기초로 음영 지역을 결정하는 헤드 앤드 시스템(Head End system); 및
    상기 데이터 집중기로부터 무선 네트워크 스캔 명령을 수신하고, 상기 무선 모듈의 통신 상태를 확인하는 이동용 중계 장치;를 포함하고,
    상기 헤드 앤드 시스템은, 상기 이동용 중계 장치가 전송한 음영 무선 모듈 정보 및 정상 무선 모듈의 정보를 기초로 리피터(Repeater) 설치 위치 및 상기 데이터 집중기의 커버리지(Coverage)를 결정하는
    원격 검침 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 헤드 엔드 시스템은,
    상기 이동용 중계 장치가 확인한 무선 모듈의 통신 상태를 기초로 음영 지역을 결정하는 원격 검침 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동용 중계 장치는,
    상기 데이터 집중기를 중심으로 반경을 넓혀 이동하며 상기 무선 모듈의 통신 상태를 확인하는 원격 검침 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 이동용 중계 장치는,
    상기 음영 지역 도달 시, 임시 무선 통신 중계 역할을 수행하는 원격 검침 시스템.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동용 중계 장치는,
    상기 데이터 집중기로부터 미리 설정한 반경 도달 시, 상기 데이터 집중기로 이동하는 원격 검침 시스템.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 헤드 앤드 시스템은,
    상기 이동용 중계 장치가 제 1 지역 위치 시 송신한 무선 모듈의 정보가 음영 무선 모듈 정보만 포함 시 상기 제 1 지역이 상기 데이터 집중기의 커버리지에 속하는지 여부를 판단하는 원격 검침 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 헤드 앤드 시스템은,
    상기 이동용 중계 장치가 제 2 지역 위치 시 송신한 무선 모듈의 정보가 음영 무선 모듈 정보 및 정상 무선 모듈 정보를 포함 시 상기 제 2 지역에 상기 리피터 설치 여부를 결정하는 원격 검침 시스템.
  10. 적어도 하나의 무선 모듈로부터 검침을 수행하는 단계;
    데이터 집중기(Data Concentrator Unit)가 상기 적어도 하나의 무선 모듈로부터 검침 데이터를 획득하는 단계;
    헤드 앤드 시스템(Head End System)이 상기 데이터 집중기로부터 검침 데이터를 획득하는 단계;
    상기 헤드 앤드 시스템(Head End System)이 획득된검침 데이터를 기초로 음영 지역을 결정하는 단계;
    상기 데이터 집중기가 이동용 중계 장치로 무선 네트워크 스캔 명령을 송신하는 단계;
    상기 이동용 중계 장치가 상기 데이터 집중기로부터 상기 무선 네트워크 스캔 명령 수신 시, 상기 무선 모듈의 통신 상태를 확인하는 단계; 및
    상기 헤드 앤드 시스템은, 상기 이동용 중계 장치가 전송한 음영 무선 모듈 정보 및 정상 무선 모듈의 정보를 기초로 리피터(Repeater) 설치 위치 및 상기 데이터 집중기의 커버리지(Coverage)를 결정하는
    를 포함하는 원격 검침 시스템의 제어 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 헤드 엔드 시스템(Head End System)이 획득된 원격 검침 데이터를 기초로 음영 지역을 결정하는 단계;는,
    상기 이동용 중계 장치가 확인한 무선 모듈의 통신 상태를 기초로 음영 지역을 결정하는 원격 검침 시스템의 제어 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 이동용 중계 장치는,
    상기 데이터 집중기를 중심으로 반경을 넓혀 이동하며 상기 무선 모듈의 통신 상태를 확인하고, 상기 음영 지역 도달 시 임시 무선 통신 중계 역할을 수행하는 원격 검침 시스템의 제어 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 이동용 중계 장치가 상기 음영 지역 도달 시, 주변에 존재하는 음영 무선 모듈 정보 및 정상 무선 모듈의 정보를 상기 데이터 집중기로 전송하는 단계;를 더 포함하는 원격 검침 시스템의 제어 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 이동용 중계 장치는 상기 데이터 집중기로부터 미리 설정한 반경 도달 시, 상기 데이터 집중기로 이동하는 단계;를 더 포함하는 원격 검침 시스템의 제어 방법.


  15. 삭제
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