KR20030027975A

KR20030027975A - 원격검침용 무선모뎀

Info

Publication number: KR20030027975A
Application number: KR1020010057636A
Authority: KR
Inventors: 조송만
Original assignee: (주)누리텔레콤
Priority date: 2001-09-18
Filing date: 2001-09-18
Publication date: 2003-04-08

Abstract

본 발명은 원격검침용 무선모뎀에 관한 것으로, 특히 본 발명은 전원 커넥터를 통해 AC 전원으로부터 전원을 공급받아 동작에 필요한 전원을 공급하는 전원공급기와; 전원공급기에 연결되어 있으며, 전원공급기로부터 전원을 공급받아 백업 전원을 충전하고, 충전 완료시 전원을 차단하는 충전지/전원차단회로와; 전자식 전력량계와의 동작 속도 및 타이밍을 조절하기 위한 버퍼링을 수행하고, 계량기 종류에 따라 프로토콜를 변환하는 계량기 인터페이스와; 계량기 인터페이스와 상호 연결되어 있으며, RS-232C 인터페이스 방식에 의해 데이터의 직렬 입력 또는 출력을 조절하는 RS-232C 드라이버와; 전원공급기 및 RS-232C 드라이버에 연결되어 있으며, 전원공급기로부터 인가되는 전원에 의해 동작하며, RS-232C 드라이버로부터 전달하는 검침 데이터 및 전자식 전력량계의 고유 ID를 입력받아 저장하도록 지시하고, 원격검침 서버로부터 요청된 데이터를 전송하도록 지시하고, 데이터 송/수신 상태 및 현재 상태를 표시하도록 지시하는 LED 구동신호를 송출하는 마이크로 프로세서와; 마이크로 프로세서와 상호 연결되어 있으며, 프로그램 수행 도중 발생하는 각종 변수 및 데이터를 저장하는 RAM과; 마이크로 프로세서와 상호 연결되어 있으며, 전원 공급이 차단되더라도 저장하기 위한 특정 데이터를 레지스터에 저장하는 EEPROM과; 마이크로 프로세서와 상호 연결되어 있으며, 마이크로 프로세서의 전체 동작을 수행하기 위한 프로그램을 저장하는 ROM과; 마이크로 프로세서와 상호 연결되어 있으며, 무선모듈 인터페이스를 통해 인가되는 데이터의 동작 신호를 마이크로 프로세서에서 처리할 수 있는 동작 신호로 변환하고, 반대로 마이크로 프로세서로부터 인가되는 데이터의 동작 신호를 무선모듈 인터페이스가 처리할 수 있는 동작 신호로 변환하는 5V/3V 레벨변환기와; 전원공급기 및 무선모듈 인터페이스에 연결되어 있으며, 전원공급기로부터 인가되는 전원에 의해 동작하고, 송/수신용 안테나를 통해 무선모듈 인터페이스로부터 전달되는 데이터를 송신하기 용이한 무선 주파수로 변환하여 이동 통신망의 기지국으로 송신하고, 이동 통신망의 기지국으로부터 전송되는 무선 주파수를 송/수신용 안테나를 통해 수신하여 비트 데이터 스트림으로 복원하고, 복원된 데이터를 무선모듈 인터페이스로 전달하는 무선모듈; 및 마이크로 프로세서에 연결되어 있으며, 마이크로 프로세서로부터 전달되는 LED 구동신호를 수신하여 해당 LED를 구동시키도록 관리하는 LED 출력 드라이버를 포함한다. 따라서, 본 발명에 의하면 현재의 통신 상태를 외부에서 확인할 수 있도록 디스플레이함으로써, 이상 발생시 즉각적인 조치를 취할 수 있는 효과가 있다.

Description

원격검침용 무선모뎀{Wireless Modem for Remote Telemetering}

본 발명은 원격검침용 무선모뎀에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고압 원격검침 시스템의 전자식 전력량계에서 검침한 전력 사용량을 이동 통신망으로 송신하고, 이동 통신망을 통해 검침센터로부터 전송되는 각종 데이터를 전자식 전력량계로 전달해주는 원격검침용 무선모뎀에 관한 것이다.

일반적으로, 상수도, 가스, 전기 등에 대한 종래의 계량기 검침방법은 검침원들이 직접 계량기를 찾아가서 계량기 수치를 확인하고, 확인한 데이터를 메모지에 기록한 후, 다시 기록된 내용을 특정 컴퓨터에 입력하는 과정으로 이루어져 있다. 그러므로, 이러한 과정을 수행하는 중에 착오가 발생될 경우에 발생된 착오에 대한 문제는 수요자 또는 국가의 손실로 이어지게 된다. 또한, 이러한 계량기는 정기적인 점검과 교환이 이루어져야 하지만 교환시기와 정기점검시기에 대한 정보가 없기 때문에 교환과 점검을 위해 구입한 부품들이 방치되어 막대한 자금을 낭비하는 경우가 발생된다. 따라서, 이러한 문제를 해결하기 위해 여러 가지 방식의 원격검침 시스템이 개발되어 왔다.

예를 들어, 핸디터미널을 이용하여 수용가를 검침원이 직접 방문하여 현장에서의 검침 데이터를 입력하는 방식이 개발되었다. 그렇지만, 이러한 방식은 전산자료의 입력과정을 단축하였다는 장점이 있으나, 검침원이 직접 검침하여 데이터를 입력하므로 직접 검침에 따른 인건비 절감에는 기여하지 못한다는 단점 때문에 실효를 거두지 못하는 실정이다. 또한, 수용가에 설치된 각종 계량기(전기 계량기, 가스 계량기, 수도 계량기 등)의 사용량을 검침원이 수용가를 직접 방문하지 않고 유/무선의 통신매체를 이용하여 컴퓨터로 원격 검침하는 각종 제어장치를 원격검침 시스템에 적용하고 있다. 이러한 원격검침 시스템에는 계량기와 이동 통신망 또는PSTN 등과의 데이터 교환을 위해 유/무선 모뎀을 사용하고 있지만, 종래의 유/무선 모뎀은 단지 상호간의 데이터 교환을 중계하는 역할만을 수행하기 때문에 유/무선 모뎀의 작동상태를 정확하게 파악할 수 없는 문제가 있다. 특히, 무선 모뎀의 경우, 유선 모뎀과는 달리 특정 주파수를 이용하여 데이터 교환이 이루어지기 때문에 인접 주파수와의 혼선이 야기될 가능성이 매우 크고, 여러 가지 에러 발생 요인에 대한 정확한 진단이 어렵다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 제1 목적은 각종 전자식 전력량계(예컨대, GE, 서창, LG산전, 대한전선, 금호, 일진 등에서 제조한 모델)와 통신할 수 있는 프로토콜을 내장하고, 서버에서 설정한 주기에 따라 해당 수용가의 전자식 전력량계를 검침하고 그 검침결과를 서버에 패킷 또는 서킷 형태로 전송하는 원격검침용 무선모뎀을 제공하는 데 있다.

본 발명의 제2 목적은 전자식 전력량계와의 접속 상태를 감시하여 전력량계가 응답이 없거나 접속이 끊어졌을 경우 그 사실을 서버에 통지하고, 서버에서 전자식 전력량계와의 직접 통신을 시도하면 연결된 전력량계간의 직접 통신이 이루어지도록 중계하는 원격검침용 무선모뎀을 제공하는 데 있다.

본 발명의 제3 목적은 전자식 전력량계와의 통신 상태를 표시하는 로컬(Local)측 동작표시수단과 서버와의 통신 상태를 표시하는 원격(Remote)측 동작표시수단을 구비함으로써, 현재의 통신 상태를 외부에서 확인할 수 있도록 디스플레이하고, 이상 발생시 즉각적인 조치를 취할 수 있도록 지원하는 원격검침용 무선모뎀을 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에서 사용되는 원격검침용 무선모뎀을 이용한 원격검침 시스템의 전체적인 구성도이고,

도 2는 전자식 전력량계와 원격검침용 무선모뎀의 연결관계를 나타내는 구성도이고,

도 3은 본 발명에 따른 원격검침용 무선모뎀의 외부 구성을 보여주는 사시도이고,

도 4는 본 발명에 따른 원격검침용 무선모뎀의 내부 구성을 보여주는 블록도이다.

♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣

110: 전자식 전력량계120: 원격검침용 무선모뎀

130: 이동 통신망140: FEP

150: FEP측 무선모뎀160: AMR 서버

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전자식 전력량계와 원격검침 서버와의 상호 통신이 이루어지도록 이동 통신망을 통해 중계하는 원격검침용 무선모뎀에 있어서, 전원 커넥터를 통해 AC 전원으로부터 전원을 공급받아 동작에 필요한 전원을 공급하는 전원공급기와; 전원공급기에 연결되어 있으며, 전원공급기로부터 전원을 공급받아 백업 전원을 충전하고, 충전 완료시 전원을 차단하는 충전지/전원차단회로와; 전자식 전력량계와의 동작 속도 및 타이밍을 조절하기 위한 버퍼링을 수행하고, 계량기 종류에 따라 프로토콜를 변환하는 계량기 인터페이스와; 계량기 인터페이스와 상호 연결되어 있으며, RS-232C 인터페이스 방식에 의해 데이터의 직렬 입력 또는 출력을 조절하는 RS-232C 드라이버와; 전원공급기 및 RS-232C 드라이버에 연결되어 있으며, 전원공급기로부터 인가되는 전원에 의해 동작하며, RS-232C 드라이버로부터 전달하는 검침 데이터 및 전자식 전력량계의 고유 ID를 입력받아 저장하도록 지시하고, 원격검침 서버로부터 요청된 데이터를 전송하도록 지시하고, 데이터 송/수신 상태 및 현재 상태를 표시하도록 지시하는 LED 구동신호를 송출하는 마이크로 프로세서와; 마이크로 프로세서와 상호 연결되어 있으며, 프로그램 수행 도중 발생하는 각종 변수 및 데이터를 저장하는 RAM과; 마이크로 프로세서와 상호 연결되어 있으며, 전원 공급이 차단되더라도 저장하기 위한 특정 데이터를 레지스터에 저장하는 EEPROM과; 마이크로 프로세서와 상호 연결되어 있으며, 마이크로프로세서의 전체 동작을 수행하기 위한 프로그램을 저장하는 ROM과; 마이크로 프로세서와 상호 연결되어 있으며, 무선모듈 인터페이스를 통해 인가되는 데이터의 동작 신호를 마이크로 프로세서에서 처리할 수 있는 동작 신호로 변환하고, 반대로 마이크로 프로세서로부터 인가되는 데이터의 동작 신호를 무선모듈 인터페이스가 처리할 수 있는 동작 신호로 변환하는 5V/3V 레벨변환기와; 전원공급기 및 무선모듈 인터페이스에 연결되어 있으며, 전원공급기로부터 인가되는 전원에 의해 동작하고, 송/수신용 안테나를 통해 무선모듈 인터페이스로부터 전달되는 데이터를 송신하기 용이한 무선 주파수로 변환하여 이동 통신망의 기지국으로 송신하고, 이동 통신망의 기지국으로부터 전송되는 무선 주파수를 송/수신용 안테나를 통해 수신하여 비트 데이터 스트림으로 복원하고, 복원된 데이터를 무선모듈 인터페이스로 전달하는 무선모듈; 및 마이크로 프로세서에 연결되어 있으며, 마이크로 프로세서로부터 전달되는 LED 구동신호를 수신하여 해당 LED를 구동시키도록 관리하는 LED 출력 드라이버를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 원격검침용 무선모뎀은 전자식 전력량계(예컨대, GE, 서창, LG산전, 대한전선, 금호, 일진 등에서 제조한 모델)가 저장하고 있는 전력 사용량을 검침하여 이동 통신망을 이용하여 서버로 전송하여 주고, 서버에서의 요청이 있을 때 모뎀간의 회선을 연결하여 원격에서 검침할 수 있는 가입자 접속장치이다. 이러한 원격검침용 무선모뎀은 일정한 간격으로 검침이 이루어져 가입자의 순간 전력 사용량 및 전력 사용 추이도를 한눈에 확인할 수 있도록 구현되어 있기 때문에 수요관리 등 전력사업 선진화의 필수요소이다. 또한, 원격검침용 무선모뎀은 정전및 전력량계의 상태 감시 기능이 있어 정전이 발생하거나 전력량계에 이상이 발생할 때, 해당 사실을 즉각적으로 관리자의 모니터에 통지해 주는 기능이 있어 품질 높은 전력 서비스를 제공할 수 있다. 또한, 원격검침용 무선모뎀은 무선전송망의 통신보안기능을 가지고 있고, 자체 TCP/IP 프로토콜을 보유하여 통신하며, 전용선 통신을 위한 패킷 데이터 서비스(Packet Data Service)와 CDMA 통신을 위한 서킷 데이터 서비스(Circuit Data Service)를 선택적으로 사용함으로써, 이동 통신망의 부하를 최소로 줄이고, 고객별 검침주기의 설정으로 통신량을 조절할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 원격검침용 무선모뎀에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에서 사용되는 원격검침용 무선모뎀을 이용한 원격검침 시스템(100)의 전체적인 구성도로서, 원격검침 시스템은 전자식 전력량계(110), 원격검침용 무선모뎀(120), 이동 통신망(130), FEP(Front End Processor)(140), FEP측 무선모뎀(150), 원격검침 서버(AMR)(160), 데이터베이스(170), LAN망(180) 및 개인용 컴퓨터(190)를 포함하여 구성되어 있다.

전자식 전력량계(110)는 디지털 방식으로 수용가의 전기 사용량을 측정하여 내부 메모리에 저장하고, 검침 데이터 전송명령이 수신되면 내부 메모리에 저장된 검침 데이터(즉, 전기 사용량)와 함께 해당 수용가의 고유 ID를 전송하는 역할을 수행한다. 원격검침용 무선모뎀(120)은 전자식 전력량계(110)와 RS-232C 통신방식을 이용하여 상호 통신을 수행하고, 전자식 전력량계(110)로부터 취득한 검침 데이터 및 고유 ID 정보를 무선모듈을 통해 이동 통신망(130)으로 전송하는 중계역할을수행한다. 또한, 원격검침용 무선모뎀(120)은 서킷 데이터 서비스를 이용하여 하드웨어 리셋 주기(Default :1시간 최소 15분, 최대 24시간, 96단계)를 설정하고, 설정된 주기로 하드웨어를 자동으로 리셋하는 기능과 원격에서 원격 제어를 통해 하드웨어를 리셋하는 기능을 포함하고, 서킷 데이터 서비스 연결시 통신보안을 위하여 암호화된 인증코드를 이용하여 통신을 개통하고, 암호화된 인증코드를 통해 전자식 전력량계(110)를 검침할 수 있다. 원격검침용 무선모뎀(120)과 전자식 전력량계(110)의 연결관계, 원격검침용 무선모뎀의 외관 및 내부 구성은 도 2내지 도 4를 참조하여 상세하게 후술한다.

이동 통신망(130)은 기지국(132, 138), 교환기(134) 및 IWF(Inter-Working Function:망 연동 장치)를 포함하며, 원격검침용 무선모뎀(120)과 패킷 데이터 통신 또는 서킷 데이터 통신을 통해 데이터를 상호 교환하고, IWF(136)를 통해 FEP(140)와 패킷 데이터 통신을 수행하고 기지국(138)을 통해 FEP측 무선모뎀(150)과 서킷 데이터 통신을 수행한다. 여기에서, IWF는 데이터 서비스 통신 프로토콜 기능인 TAF(Terminal Adaptor Fuction)와 연동하는 무선 데이터 송수신 프로토콜을 지원한다. 서킷 데이터 통신은 원격검침용 무선모뎀(120) 또는 FEP측 무선모뎀(150)과 기지국(132, 138) 사이 무선 구간의 데이터 전달 채널 설정 및 유지, 유선의 기지국(132), 그리고 교환기(134) 및 IWF(136)까지의 무선모뎀(120 또는 150) 데이터를 전달하는 채널의 설정과 유지 방식이 한번의 호가 설정되면 단말기와 호스트 양측의 전달할 데이터가 없어도 무선 채널과 유선망 내의 채널이 종료되지 않고 지속적으로 무선모뎀(120, 150)와 망연동시스템까지의 회선을 연결해 놓는 데이터 서비스를 말한다. 반면, 패킷 데이터 통신은 일차 호가 설정된 후 전달할 데이터가 없으면 일정 시간이 경과한 후 자동으로 해제되고 다시 전달할 데이터가 발생하면 사용자는 인식하지 않은 상태에서 무선 채널과 유선망 내의 채널 설정이 신규 호 발생시와 유사하게 다시 설정된다. 이로 인해, 무선구간의 채널을 트랙픽에 따라 효율적으로 사용할 수 있다는 것이 서킷 데이터 통신과 다른점이다.

FEP(140)는 이동 통신망(130)의 IWF(136)와 상호 연결되어 있으며, 최대 16개의 다이얼 업 회선을 수용할 수 있는 통신처리모듈을 4개까지 탑재할 수 있는 뛰어난 확장성을 가지고, TCP/IP, SLIP, PPP, Async Protocol을 지원하며 원격 다이얼 업 모뎀과 TCP/IP 통신방식으로 각종 전자식 전력량계로부터 원시 검침 데이터를 취득함으로써 통신장비와 회선의 장애로 인한 문제점을 최소화하는 기능을 수행한다. 또한, 포트별 상태감시로 문제의 원인을 정학하고 신속하게 판단하며, 검침 실행 후 모뎀의 초기화를 자동으로 실행시켜 모뎀의 행 업(Hang up)상태를 미연에 방지하고, 검침 데이터를 취득하는 과정에서 사용하는 모뎀 또는 회선의 잡음이나 통신왜곡으로 데이터가 손상되는 경우 즉시 관리자에게 경보 메시지를 전달하는 기능을 수행한다. FEP측 무선모뎀(150)은 이동 통신망(130)의 기지국(138)과 상호 연결되어 있으며, 기지국(138)으로부터 전송되는 무선 데이터를 수신하여 FEP(140)로 전달하거나 FEP(140)로부터 전달된 무선 데이터를 이동 통신망(130)으로 전송하는 중계역할을 수행한다.

원격검침 서버(AMR)는 FEP(140)와 상호 연결되어 있으며, 데이터베이스(170)를 관리하는 서버로서, IBM 주전산기의 요금관리시스템과의 고객정보, 검침 데이터의 송수신 연계 기능을 수행하며 FEP(140)로부터 수신한 검침 데이터를 관리하는 기능을 수행한다. 또한, LAN망(180)(즉, 사내 교환망)을 통해 관리자의 각 컴퓨터(190)와 연결되어 컴퓨터(190)에서 요청한 데이터를 전송해 주는 역할을 수행한다. ARM(160)은 700MHz Intel Xeon Pentium Ⅲ 프로세서를 듀얼 CPU로 장착한 고성능 High-end급 서버 시스템으로 업무용 데이터베이스 시스템이나 기업 네트워크의 새로운 솔루션으로 등장한 인트라넷, 기업 내의 업무를 빠른 속도로 처리할 수 있도록 하는 파일 시스템 및 VOD(Video On Demand), CTI(Computer Telephone Integration) 등과 같은 여러 종류의 대용량 비즈니스 서버를 하나의 시스템에 구현할 수 있는 다기능 서버 시스템이다. 이러한 ARM(160)은 700MHz 프로세서를 최대 4개까지 장착할 수 있는 슬롯과 인텔리전트 I/O 서브 시스템 및 USB 포트, 원격 진단(Remote Diagnostic) 등의 최신 기술을 채택하였으며, 최대 10개의 SCSI 디바이스를 장착할 수 있는 핫 스왑(Hot Swap) 기능을 가진 SCSI Bay를 제공한다. 또한, 6개의 64비트 PCI와 5개의 32비트 PCI 슬롯 등 다양한 옵션 보드를 장착할 수 있어 보다 고수준의 시스템 확장 영역을 제공한다.

도 2는 전자식 전력량계(110)와 원격검침용 무선모뎀(120)의 연결관계를 나타내는 구성도로서, 전자식 전력량계(110)와 원격검침용 무선모뎀(120)은 연결 포트(124)를 통해 연결되어 RS-232C 통신이 이루어진다. 또한, 원격검침용 무선모뎀(120)에는 동작에 필요한 전원을 공급하기 위한 전원 커넥터(125)가 탑재되어 있으며, 전원선(127)을 전원 커넥터(125)에 연결한 후 플러그를 상용전원(예컨대, 110/220V AC)에 연결함으로써 원격검침용 무선모뎀(120)을 작동시킨다.

여기에서, RS-232C는 EIA가 RS-232B의 개정판으로 1969년에 발표하고 1981년 개선하여 승인한 규격으로서, CCITT권고 중 V.24(DTE와 DCE간 상호접속회로의 정의, 핀번호와 회로의 의미)와 V.28(불평형 복류 상호접속회로의 전기적 특성)에 ISO2110(25핀 커넥터와 핀배치)을 사용하는 접속규격과 기능적으로 호환성을 갖고 있다. RS-232C는 25핀 커넥터로서, 이론적으로는 DTE와 DCE가 25개의 선으로 연결되어야 함을 의미하나 실제 응용에서는 이보다 적은 수의 선을 이용해서도 상호접속할 수 있게 된다. RS-232C에서는 임의 신호를 입력(수신)하였을 때 그 신호전압이 -3V이하이면 2진값 '1'로서 판정하고 +3V이상이면 '0'값으로 판정하게 된다. 출력(송신)시에는 2진값 '0'과 '1'을 각각 +12V, -12V의 전압값으로 표현하여 전송한다. 접속규격의 데이터 속도는 20kbps이상이며, 전송거리는 15m이하이다. RS-232C에서는 송신측과 수신측이 서로 상대의 상태를 확인하면서 데이터 전송을 수행하는 핸드세이크(handshake) 방식을 사용한다. 다만, RS-232C의 핸드세이크는 DTE측이 송신할 때와 DCE측이 송신할 때 서로 다른 방법을 사용한다. RS-232C는 컴퓨터와 모뎀 또는 ASCII 터미널 사이의 짧은 거리에 대해 비동기, 직렬전송을 이용하는 대중적인 표준안이며, RS-232C에서는 시작 비트가 문자의 앞에 나타나고, 최소한 한 비트 길이의 정지 비트가 각 문자를 뒤따른다. 그리고, 정확하게 동일한 길이의 시간 내에 각 비트들을 전송한다.

도 3은 본 발명에 따른 원격검침용 무선모뎀(120)의 외부 구성을 보여주는 사시도로서, 원격검침용 무선모뎀(120)은 안테나(121), 벽걸이(122), 동작표시부(123), 연결 포트(124), 전원 커넥터(125), 리셋 스위치(126) 및전원선(127)으로 이루어져 있다.

안테나(121)는 PCS 통신을 위한 것으로 길이는 약 1m 정도이며, 안테나 밑부분은 자석으로 구성되어 원격검침용 무선모뎀(120) 본체의 임의의 위치에 부착할 수 있도록 되어 있다. 또한, 안테나(121)를 본체의 임의의 위치에 부착하기 위한 충분한 길이의 안테나선이 연결되어 있다. 벽걸이(122)는 본 원격검침용 무선모뎀(120)을 벽면에 설치하기 위한 것으로, 본 원격검침용 무선모뎀(120)을 수용가에 설치시 나사못 등을 먼저 임의의 벽면에 고정시킨 후, 벽걸이(122)를 걸어 본 원격검침용 무선모뎀(120)을 벽면에 고정시킨다. 동작표시부(123)는 본 원격검침용 무선모뎀(120) 본체의 전면패널에 위치하며, 본 원격검침용 무선모뎀(120)의 동작 상태를 표시하기 위한 것으로, 8개의 LED로 이루어져 있다.

동작표시부(123)는 크게 LOCAL측 동작표시부와 REMOTE측 동작표시부로 이루어져 있다. LOCAL측 동작표시부는 원격검침용 무선모뎀(120)에서 전자식 전력량계(110) 방향의 송신 데이터를 표시하는 TxD, 전자식 전력량계(110)에서 원격검침용 무선모뎀(120) 방향의 수신 데이터를 표시하는 RxD, 전자식 전력량계(110)와의 접속 상태를 표시하는 DTR, 전자식 전력량계(110)와의 통신 상태를 표시하는 DCD로 구성되어 있고, REMOTE측 동작표시부는 원격검침용 무선모뎀(120)에서 이동 통신망(130) 방향의 송신 데이터를 표시하는 TxD, 이동 통신망(130)에서 원격검침용 무선모뎀(120) 방향의 수신 데이터를 표시하는 RxD, 원격검침용 무선모뎀(120)의 무선 통신 가능여부를 표시하는 STBY, 무선 통신 상태를 표시하는 BUSY로 구성되어 있다. 연결 포트(124)는 전자식 전력량계(110)와 원격검침용 무선모뎀(120)을 연결하여 상호간의 데이터 통신을 수행하기 위한 포트로서, RS-232C 25핀 female 타입의 표준 커넥터이다. 각 핀별 명칭 및 기능은 RS-232C 표준과 동일하므로 설명을 생략한다. 전원 커넥터(125)는 전원선(127)을 연결하여 원격검침용 무선모뎀(120)으로 전원을 공급하기 위한 것으로, 플러그는 220V용으로 구성되어 있으며, 동작 전압은 110/220V AC이다. 리셋 스위치(126)는 수동으로 원격검침용 무선모뎀(120)을 초기화시키기 위한 것으로, 원격검침용 무선모뎀(120)을 재가동시키고자할 때 소정시간(예컨대, 1초) 접촉한 후 이격시킴으로써, 원격검침용 무선모뎀(120)을 수동으로 초기화시킬 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 원격검침용 무선모뎀의 내부 구성을 보여주는 블록도로서, 원격검침용 무선모뎀은 AC 전원(405), 전원공급기(410), 충전지/전원차단회로(415), 계량기 인터페이스(420), RS-232C 드라이버(425), 마이크로 프로세서(430), RAM(435), EEPROM(440), ROM(445), 5V/3V 레벨 변환기(450), 무선모듈 인터페이스(455), 무선모듈(460), LED 출력 드라이버(465) 및 LED(470)를 포함하여 구성되어 있다.

전원공급기(410)는 전원 커넥터(125)를 통해 AC 전원(405)으로부터 전원을 공급받아 충전지/전원차단회로(415), 마이크로 프로세서(430) 및 무선모듈(460)로 동작에 필요한 전원을 공급시키는 역할을 수행한다. 충전지/전원차단회로(415)는 전원공급기(410)에 연결되어 있으며, 전원공급기(410)로부터 전원을 공급받아 전원 공급이 차단될 때를 대비한 백업 전원을 충전하고, 충전 완료시 전원을 차단하는 역할을 수행한다.

계량기 인터페이스(420)는 전자식 전력량계(110)와 원격검침용 무선모듈(120)의 동작 속도 및 타이밍을 조절하기 위해 버퍼링 기능을 수행하고, 상호간의 통신 방식에 따라 통신할 수 있도록 데이터를 변환하는 기능을 수행한다. RS-232C 드라이버(425)는 계량기 인터페이스(420)와 상호 연결되어 있으며, 데이터의 직렬 입력 또는 출력을 V.24 규격에 의해 제공하기 위한 포트로서, 동기화 또는 비동기화 프로토콜을 사용하여 마이크로 프로세서(430)가 다른 주변장치와 쉽게 연동할 수 있게 한다.

마이크로 프로세서(430)는 전원공급기(410) 및 RS-232C 드라이버(425)에 연결되어 있으며, 전원공급기(410)로부터 인가되는 전원에 의해 동작하며, RS-232C 드라이버(425)로부터 전달하는 검침 데이터 및 해당 전자식 전력량계(110)의 고유 ID를 입력받아 저장하도록 지시하고, 원격검침 서버(160)로부터 요청된 데이터를 무선모듈(460)을 통해 전송하도록 지시하고, 원격검침용 무선모듈(120)의 동작 상태(예컨대, 접속 상태, 통신 상태 등)를 표시하도록 제어하는 역할을 수행한다. 또한, 마이크로 프로세서는 전원이 공급되지 않으면 패킷 데이터 서비스를 이용하여 지정된 원격검침 서버로 정전 정보를 전송하도록 제어한다. 마이크로 프로세서(430)에는 프로그램 수행 도중 발생하는 각종 변수 및 데이터를 저장하는 RAM(435), 전원 공급이 차단되더라도 소실되어서는 안되는 중요 데이터(예컨대, 검침 데이터 및 해당 전자식 전력량계(110)의 고유 ID 등)를 레지스터에 저장하는 EEPROM(440) 및 원격검침용 무선모듈(120)의 전체 동작을 수행하는 프로그램을 저장하는 ROM(445)이 연결되어 있다.

5V/3V 레벨변환기(450)는 마이크로 프로세서(430)와 상호 연결되어 있으며, 무선모듈 인터페이스(455)를 통해 무선모듈(460)로부터 인가되는 데이터의 동작 전원(예컨대, 3V)을 마이크로 프로세서(430)에서 처리할 수 있는 동작 전원(예컨대, 5V)으로 변환하고, 반대로 마이크로 프로세서(430)로부터 인가되는 데이터의 동작 전원(예컨대, 5V)을 무선모듈(460)이 처리할 수 있는 동작 전원(예컨대, 3V)으로 변환하는 역할을 수행한다. 무선모듈 인터페이스(455)는 무선모듈(460)과 마이크로 프로세서(430)간에 주고받는 데이터의 동작 속도 및 타이밍을 조절하는 역할을 수행한다. 무선모듈(460)은 전원공급기(410) 및 무선모듈 인터페이스(455)에 연결되어 있으며, 전원공급기(410)로부터 인가되는 전원에 의해 동작하고, 송/수신용 안테나를 통해 무선모듈 인터페이스(455)로부터 전달되는 데이터를 송신하기 용이한 무선 주파수로 변환하여 이동 통신망(130)의 기지국(132)으로 송신하고, 이동 통신망(130)의 기지국(132)으로부터 전송되는 무선 주파수를 송/수신용 안테나를 통해 수신하여 비트 데이터 스트림(stream)으로 복원하고, 복원된 데이터를 무선모듈 인터페이스(455)로 전달하는 역할을 수행한다.

LED 출력 드라이버(465)는 마이크로 프로세서(430)에 연결되어 있으며, 마이크로 프로세서(430)로부터 전달되는 LED 구동신호를 수신하여 해당 LED(470)를 구동시키도록 관리하는 역할을 수행한다. 여기에서, LED 구동신호는 원격검침용 무선모뎀(130)의 동작 상태별로 표시하기 위해 8개의 신호[예컨대, LOCAL측 LED(4개), REMOTE측 LED(4개)]로 구분되어 전송된다.

이하에서는, 본 발명에 따른 원격검침용 무선모뎀에 대한 동작 관계를 첨부된 도면에 의거하여 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 원격검침용 무선모뎀을 전자식 전력량계에 근접한 위치에 설치한다. 원격검침용 무선모뎀의 설치 위치는 전자식 전력량계 케이블 길이, 전원 콘센트와의 거리, 송/수신용 안테나의 설치 위치를 고려하여 선정하는 것이 바람직하다. 원격검침용 무선모뎀의 설치 위치가 선정되면, 나사못 등을 벽면에 설치하고 원격검침용 무선모뎀에 부착된 벽걸이를 이용하여 원격검침용 무선모뎀을 나사못에 고정시킨다. 이 때, 원격검침용 무선모뎀이 흔들리거나 기울어지지 않도록 고정시킨다. 다음에, 전자식 전력량계의 통신 커넥터를 원격검침용 무선모뎀의 연결 포트에 결합하고, 원격검침용 무선모뎀에 부착된 송/수신용 안테나를 적절한 위치에 설치한다. 여기에서, 송/수신용 안테나의 밑면은 자석이 부착되어 있기 때문에 원하는 위치에 고정시키는 것이 가능하다. 그 후, 원격검침용 무선모뎀의 전원 커넥터에 전원선을 연결하고, 전원선을 전원 콘센트에 연결한다.

설치가 완료되면, 원격검침용 무선모뎀의 동작 상태를 점검한다. 전자식 전력량계와의 연결 상태를 표시하는 L-DTR(LOCAL측 DTR)의 LED가 켜져 있으면 정상이고, 본 원격검침용 무선모뎀의 통신 가능 여부를 표시하는 R-STBY(REMOTE측 STBY)의 LED가 켜져 있으면 정상이다. 다만, 모뎀 초기화 상태, 무선모듈 모드 변경 중, 무선 통신 시작 또는 종료시에는 일시적 R-STBY의 LED가 점등될 수 있으나 정상이다.

본 원격검침용 무선모뎀의 동작표시부의 동작 상태는 다음과 같으며, 동작표시부는 크게 LOCAL측 동작표시부와 REMOTE측 동작표시부로 이루어져 있다. LOCAL측동작표시부는 L-TxD, L-RxD, L-DTR, L-DCD로 구성되어 있고, REMOTE측 동작표시부는 R-TxD, R-RxD, R-STBY, R-BUSY로 구성되어 있다.

L-TxD는 원격검침용 무선모뎀에서 전자식 전력량계로 전송하는 송신 데이터의 상태를 나타내며, 기본 OFF 상태이고, 통신시에는 ON/OFF를 반복한다. L-RxD는 원격검침용 무선모뎀이 전자식 전력량계로부터 받는 수신 데이터의 상태를 나타내며, 기본 OFF 상태이고, 통신시에는 ON/OFF를 반복한다. L-DTR은 전자식 전력량계에서 출력되는 데이터 터미널 레디(Date Terminal Ready) 신호의 수신 여부를 표시하는 것으로, 전자식 전력량계가 동작중이고 정상적으로 접속되어 있으면 ON 상태가 된다. L-DCD는 원격검침용 무선모뎀에서 출력되는 데이터 캐리어 디텍트(Data Carrier Detect) 신호의 송신 가능 여부를 표시하는 것으로, 원격검침용 무선모뎀이 전자식 전력량계와 통신을 시도할 때 ON 상태가 된다.

R-TxD는 원격검침용 무선모뎀에서 이동 통신망으로 전송하는 송신 데이터의 상태를 나타내며, 기본 OFF 상태이고, 통신시에는 ON/OFF를 반복한다. R-RxD는 원격검침용 무선모뎀이 이동 통신망으로부터 받는 수신 데이터의 상태를 나타내며, 기본 OFF 상태이고, 통신시에는 ON/OFF를 반복한다. R-STBY는 원격검침용 무선모뎀이 이동 통신망과의 통신 가능 여부를 표시하는 것으로, 통신이 가능할 때 ON 상태이고, 통신이 불가능할 때 OFF 상태이며, 초기화시에는 ON/OFF를 반복한다. R-BUSY는 원격검침용 무선모뎀이 이동 통신망과의 통신 상태를 표시하는 것으로, 통신중일 때 ON, 통신중이 아닐 때 OFF 상태이고, 통신이 시도중일 때 ON/OFF를 반복한다.

원격검침용 무선모뎀의 리셋 스위치를 누른 경우에는 다음의 단계를 거쳐 초기화된다. R-STBY가 2∼3회 점등된 뒤 정상적으로 켜지고, R-TxD, R-RxD가 여러 차례 점등되며 R-SYBY가 1회 정도 점등된다. 그 후, L-DCD가 켜지고, L-TxD, L-RxD가 여러 차례 점등되며 전자식 전력량계와 통신을 시도한다. 통신 완료 후에는 L-DCD가 오프된다. 다음에, R-TxD, R-RxD가 여러 차례 점등되면서 이동 통신망과 무선 통신을 시도한다. R-BUSY가 여러 차례 점등되다가 켜지면 이동 통신망에 연결된 상태이고, R-TxD가 한차례 점등되면 데이터 전송중이고, R-STBY, R-BUSY가 동시에 오프되었다가 R-STBY만 다시 점등된 후 켜지면 이동 통신망 연결을 종료한 상태이다. 이동 통신망에서 원격검침용 무선모뎀으로 데이터가 수신될 때는 R-TxD, R-RxD가 여러 차례 점등되면서 무선 통신 수신모드로 변경된다.

전술한 원격검침용 무선모뎀은 전기 계량기는 물론 상수도, 가스 등의 계량기에 모두 적용할 수 있음은 당연하다.

이상의 설명은 하나의 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며 첨부한 특허청구범위 내에서 다양하게 변경 가능한 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소의 형상 및 구조는 변형하여 실시할 수 있을 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 원격검침용 무선모뎀에 의하면, 현재의 통신 상태를 외부에서 확인할 수 있도록 디스플레이함으로써, 이상 발생시 즉각적인 조치를 취할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 각종 전자식 전력량계(예컨대, GE, 서창, LG산전, 대한전선, 금호, 일진 등)와 통신할 수 있는 프로토콜을 내장하고, 서버에서 설정한 주기에 따라 해당 수용가의 전자식 전력량계를 검침하고 그 검침결과를 서버에 패킷 또는 서킷 형태로 전송할 수 있는 효과가 있다.

Claims

전자식 전력량계와 원격검침 서버와의 상호 통신이 이루어지도록 이동 통신망을 통해 중계하는 원격검침용 무선모뎀에 있어서,

전원 커넥터를 통해 AC 전원으로부터 전원을 공급받아 동작에 필요한 전원을 공급하는 전원공급기;

상기 전원공급기에 연결되어 있으며, 상기 전원공급기로부터 전원을 공급받아 백업 전원을 충전하고, 충전 완료시 전원을 차단하는 충전지/전원차단회로;

상기 전자식 전력량계와의 동작 속도 및 타이밍을 조절하기 위한 버퍼링을 수행하고, 계량기 종류에 따라 프로토콜을 변환하는 계량기 인터페이스;

상기 계량기 인터페이스와 상호 연결되어 있으며, RS-232C 인터페이스 방식에 의해 데이터의 직렬 입력 또는 출력을 조절하는 RS-232C 드라이버;

상기 전원공급기 및 RS-232C 드라이버에 연결되어 있으며, 상기 전원공급기로부터 인가되는 전원에 의해 동작하며, 상기 RS-232C 드라이버로부터 전달하는 검침 데이터 및 상기 전자식 전력량계의 고유 ID를 입력받아 저장하도록 지시하고, 원격검침 서버로부터 요청된 데이터를 전송하도록 지시하고, 데이터 송/수신 상태 및 현재 상태를 표시하도록 지시하는 LED 구동신호를 송출하는 마이크로 프로세서;

상기 마이크로 프로세서와 상호 연결되어 있으며, 프로그램 수행 도중 발생하는 각종 변수 및 데이터를 저장하는 RAM;

상기 마이크로 프로세서와 상호 연결되어 있으며, 전원 공급이 차단되더라도저장하기 위한 특정 데이터를 레지스터에 저장하는 EEPROM;

상기 마이크로 프로세서와 상호 연결되어 있으며, 상기 마이크로 프로세서의 전체 동작을 수행하기 위한 프로그램을 저장하는 ROM;

상기 마이크로 프로세서와 상호 연결되어 있으며, 무선모듈 인터페이스를 통해 인가되는 데이터의 동작 신호를 상기 마이크로 프로세서에서 처리할 수 있는 동작 신호로 변환하고, 반대로 상기 마이크로 프로세서로부터 인가되는 데이터의 동작 전원을 상기 무선모듈 인터페이스가 처리할 수 있는 동작 신호로 변환하는 5V/3V 레벨변환기;

상기 전원공급기 및 무선모듈 인터페이스에 연결되어 있으며, 상기 전원공급기로부터 인가되는 전원에 의해 동작하고, 송/수신용 안테나를 통해 상기 무선모듈 인터페이스로부터 전달되는 데이터를 송신하기 용이한 무선 주파수로 변환하여 이동 통신망의 기지국으로 송신하고, 상기 이동 통신망의 기지국으로부터 전송되는 무선 주파수를 상기 송/수신용 안테나를 통해 수신하여 비트 데이터 스트림으로 복원하고, 복원된 데이터를 상기 무선모듈 인터페이스로 전달하는 무선모듈; 및

상기 마이크로 프로세서에 연결되어 있으며, 상기 마이크로 프로세서로부터 전달되는 LED 구동신호를 수신하여 해당 LED를 구동시키도록 관리하는 LED 출력 드라이버를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격검침용 무선모뎀.
제1항에 있어서, 상기 무선모듈은 전용선 통신을 위한 패킷 데이터 서비스와 무선 이동 통신을 위한 서킷 데이터 서비스를 선택적으로 사용하는 것을 특징으로하는 원격검침용 무선모뎀.
제2항에 있어서, 상기 서킷 데이터 서비스를 이용하여 하드웨어 리셋 주기(Default :1시간 최소 15분, 최대 24시간, 96단계)를 설정하고, 설정된 주기로 하드웨어를 자동으로 리셋하는 기능과 원격에서 원격 제어를 통해 하드웨어를 리셋하는 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 원격검침용 무선모뎀.
제2항에 있어서, 상기 서킷 데이터 서비스 연결시 통신보안을 위하여 암호화된 인증코드를 이용하여 통신을 개통하고, 상기 암호화된 인증코드를 통해 상기 전자식 전력량계를 검침하는 것을 특징으로 하는 원격검침용 무선모뎀.
제1항에 있어서, 상기 마이크로 프로세서는 전원이 공급되지 않으면 상기 패킷 데이터 서비스를 이용하여 지정된 원격검침 서버로 정전 정보를 전송하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 원격검침용 무선모뎀.