KR101023064B1 - 원격 검침을 위한 단말기의 데이터 압축 방법 및 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 계량기에 부착된 단말기와 원격검침 서버의 데이터를 이용하여 최종 계량기값 및 계량기의 고유 아이디, 경로정보, 단말기의 배터리 정보를 포함하여 24시간 검침값 전송을 위한 새로운 압축방법을 사용하여 약 42%로 압축하여 데이터 양 및 통신시간을 획기적으로 줄이도록 하는 원격 검침을 위한 단말기의 데이터 압축 방법 및 시스템에 관한 것이다.

본 발명은 (a) 상기 단말기가 검출된 데이터를 압축된 고유정보로 생성하도록 하는 단계(S10); (b) 상기 압축된 고유정보를 집중기에 전송하도록 하는 단계(S30); (c) 상기 단말기가 상기 집중기로부터 고유정보의 전송 성공유무를 ACK 신호를 통하여 수신하도록 하여 송신에러 발생시 재전송 신호를 받는 단계(S34); (d) 상기 단말기가 정상적인 ACK 신호를 수신한 경우, 다수개의 단말기로부터 수신된 고유정보들을 수집 완료하도록 하는 단계(S36); 및 (e) 상기 집중기로부터 원격검침 서버에 상기 고유정보들을 송신하도록 하는 단계(S38); 로 구성된다.

단말기, 원격검침, 데이터, 집중기

Description

원격 검침을 위한 단말기의 데이터 압축 방법 및 시스템{System and Method for data compressive of terminal for automatic meter reading}

본 발명은 원격 검침을 위한 단말기의 데이터 압축 방법 및 시스템으로서, 보다 상세하게는, 최종 계량기값 및 계량기의 고유 아이디, 경로정보, 단말기의 배터리 정보를 포함하여 24시간 검침값 전송을 위한 새로운 압축방법을 사용하여 약 42%로 압축하여 데이터 양 및 통신시간을 획기적으로 줄이도록 하는 원격 검침을 위한 단말기의 데이터 압축 방법 및 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 과학기술이 발전함에 따라 인간이 수행하던 일들을 자동화하거 나 기계를 통해 수행하는 현상이 일반화되고 있다.

'원격검침'은 각 가정이나 사무실 등에서 사용하는 수도, 전기, 가스 등의 사용량을 검침원을 보내지 않고서도 자동으로 계량하기 위한 자동검침(AMR: Automatic Meter Reading)기술을 포함하는 개념으로서, 통상 자동 검침(AMR)은 각 가정이나 사무실 등에 설치되는 자동 검침 단말기와, 중앙에서 검침을 관리하고 검 침량에 따라 자동으로 과금하고 고객을 관리 하는 자동검침 서버와, 자동 검침 단말기의 계량값을 자동검침 서버로 전송하기 위한 무선통신수단으로 이루어진다.

그러나, 무선통신은 설치 환경 및 주변조건에 따라 통신장애가 발생하고 이러한 통신장애를 극복하기 위해 반복적으로 데이터를 송/수신하고 이에 따라 배터리 소모량이 많다.

따라서, 주변 조건의 영향을 최소화하여 정확한 정보를 전달하는 것이 무선통신에 있어서 중요한 과제이다.

일부의 자동 검침 단말기는 설치환경 및 주변 조건에 따라 불안정한 통신을 하거나 통신이 안 되는 경우가 발생한다.

무선데이터 통신 시에 전송되는 데이터는 기본적으로 계량기 값 및 기타정보(계량기의 고유ID, 경로정보, 단말기의 배터리 정보 등)를 포함하고 있다.

이때, 상기 자동 검침 단말기의 계량기 값을 전송함에 있어서 종래의 방식을 사용할 경우 24개의 계량기 값(24시간 사용량)을 전송할 경우 1개 계량기 값 표현을 위하여 3Byte를 사용할 경우 총 72Byte 및 기타 정보(추가 Byte)의 전송량이 필요하다.

이와 같은 방법을 사용할 경우 24시간 검침값 전송을 위한 상당히 많은 양의 무선데이터를 전송해야 하기 때문에 통신 거리 및 통신 성공률이 줄어들게 되는 문제점이 발생하였다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 최종 계량기값 및 계량기의 고유 아이디, 경로정보, 단말기의 배터리 정보를 포함하여 24시간 검침값 전송을 위한 압축방법을 사용하여 약 42% 압축하여 데이터 양 및 통신시간을 획기적으로 줄이도록 하는 원격 검침을 위한 단말기의 데이터 압축 방법 및 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 (a) 상기 단말기가 검출된 데이터를 압축된 고유정보로 생성하도록 하는 단계(S10); (b) 상기 압축된 고유정보를 집중기에 전송하도록 하는 단계(S30); (c) 상기 단말기가 상기 집중기로부터 고유정보의 전송 성공유무를 ACK 신호를 통하여 수신하도록 하여 송신에러 발생시 재전송 신호를 받는 단계(S34); (d) 상기 단말기가 정상적인 ACK 신호를 수신한 경우, 다수개의 단말기로부터 수신된 고유정보들을 수집 완료하도록 하는 단계(S36); 및 (e) 상기 집중기로부터 원격검침 서버에 상기 고유정보들을 송신하도록 하는 단계(S38); 를 포함한다.

또한, 본 발명은, 각 가정의 원격 계량기에 부착되어 해당 설정된 시간과 상기 해당 설정된 시간 전 계량기 값과의 차이를 기록하도록 하여 계량기 값을 Byte화하여 매시간 기록하고, 기 설정된 통신 경로를 통하여 고유정보(고유 ID, 계량기 번호, 압축된 검침값)를 전송하기 위한 단말기(50); 상기 단말기로부터 상기 고유 정보를 수신하여 상기 단말기에 ACK 신호를 송신하도록 하고, 다수개의 단말기로부터 상기 고유정보들을 수집하는 집중기(60); 상기 집중기에 수집된 상기 고유정보들을 수신 받고, 전송된 데이터를 통하여 종합적으로 관리 제어하는 원격검침서버(70); 로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 24시간 원격검침 데이터 압축방법을 사용하여 데이터를 원격검침함에 있어 최종 계량기값 및 계량기의 고유 아이디, 경로정보, 단말기의 배터리 정보를 포함하여 24시간 검침값을 전송함에 있어서 약 42%로 압축하여 데이터 양 및 통신시간을 획기적으로 줄이도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 24시간 검침값 전송을 위하여 데이터를 압축하여 통신 거리 및 통신 성공률을 높이고 검침데이터의 정확도가 증가하도록 하는 효과가 있다.

이하, 도면을 참조하여 원격 검침을 위한 단말기의 데이터 압축방법 및 시스템에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 원격검침을 위한 단말기의 데이터 압축 시스템의 전체 구성을 도시한 개략도이고, 도 2는 본 발명에 이용되는 단말기의 무선통신회로를 나타낸 블록도, 도 3은 본 발명에 이용되는 집중기의 무선통신회로를 나타낸 블 록도이다.

상기 도면들에 도시된 바와 같이, 각 가정의 원격 계량기에 부착되어 해당 설정된 시간과 상기 해당 설정된 시간 전 계량기 값과의 차이를 기록하도록 하여 계량기 값을 Byte화하여 매시간 기록하고, 집중기에 기 설정된 통신 경로를 통하여 고유정보(고유 ID, 계량기 번호, 압축된 검침값 등)를 전송하기 위한 단말기(50), 상기 단말기로부터 상기 고유정보를 수신하여 상기 단말기에 ACK 신호를 송신하도록 하고, 다수개의 단말기로부터 상기 고유정보들을 수집하는 집중기(60), 상기 집중기에 수집된 상기 고유정보들을 수신받고, 전송된 데이터를 통하여 종합적으로 관리 제어하는 원격검침서버(70)로 구성된다.

상기 원격검침서버(70)에는 상기 원격검침서버를 관리 및 실행시키는 컴퓨터(PC, 80)가 더 연결될 수도 있다.

상기 단말기(50)는 원격검침 데이터 압축하기 위하여 <표1>을 참조하면,

1시간 간격의 차이값(OFFSET 값)을 이용하도록 하는 방식으로서, 최종 계량기 값을 3Byte(00시)로 하여 기록하고, 이 값을 기준으로 1시간 전 계량기 값(23시)과의 차이값을 (OFFSET.23)에 기록한다.

그리고, 동일한 방법으로 OFFSET.22 에는 23시와 22시의 계량기값 차이가 기록되도록 하여 24개의 계량기 차이값을 기록한다.

이때, OFFSET 값이 1Byte 인가를 판단하여, OFFSET값이 1Byte 인 경우, 255 까지 표현하고, OFFSET 값이 1Byte 이상일 경우, 사용량이 많은 것으로 판단되어 1시간 차이값이 255를 초과할 경우에 대비하여 255값을 512 까지 확장할 수 있도록 OFF_MSB_8이라는 3Byte를 할당하여 24개 값에 1bit 씩 (총 24개 bit)을 확장할 수 있도록 한다.

상기 단말기(50)는 감지수단(센서 등)에서 감지된 측정데이터, 위성항법장치(GPS)에 의해 송/수신되는 데이터, 라디오의 특정 방송데이터, 차량운행(교통)시 스템에 있어서 차량으로부터 송/수신되는 데이터 등을 무선으로 송/수신하는 단말기가 포함된다.

집중기(60)는 각 단말기(50)가 자동검침 서버(70)와 1:1 방식으로 직접 통신할 경우에 통신선로를 많이 필요로 하여 통신비용이 증가하는 문제점을 해소하기 위하여 일정 구역마다 설치되어 관할지역의 모든 단말기(50)로부터 전송된 계량값을 집중한 후 통신망을 통해 자동검침 서버(70)로 전송한다.

이러한, 상기 집중기(60)는 상기 단말기(70)와 통신하는 방식과, 상기 자동검침 서버(70)와 통신하는 방식(즉, 어떠한 통신망을 채용하느냐)에 따라 다양한 형태로 구현될 수 있다.

예컨대, 상기 단말기(50)와는 유선방식이나 무선방식으로 통신할 수 있고, 자동검침 서버(70)와는 PSTN, 인터넷, 개인무선통신망(셀룰러 통신망), 위성통신망, 전력선망, 케이블망, 광케이블망 등을 이용할 수 있다.

상기 단말기(50)는 로컬통신이 가능한 제 1송신부(53)와 로컬통신이 가능한 제 1수신부(54)로 구성된 제 1로컬데이터통신회로부(51), 상기 제 1로컬데이터통신회로부(51)에 연결되어 있는 제 1안테나(58), 데이터를 분석할 수 있는 제 1제어부(52), 그룹번호 및 고유번호 정보 데이터가 저장되어 있는 제 1메모리부(55), 시간을 설정 및 변경할 수 있는 제 1타이머(56)로 구성된다.

상기 단말기(50)는, 예를 들어 감지수단(센서 등)에서 감지된 측정데이터, 위성항법장치(GPS)에 의해 송/수신되는 데이터, 라디오의 특정 방송데이터, 차량 운행(교통)시스템에 있어서 차량으로부터 송/수신되는 데이터 등을 무선으로 송/수 신하는 단말기가 될 수 있다.

상기 집중기(60)는 로컬통신이 가능한 제 2송신부(63)와 로컬통신이 가능한 제 2수신부(64)로 구성된 제 2로컬데이터통신회로부(61), 상기 제 2로컬데이터통신회로부(61)에 연결되어 있는 제 2안테나(68), 데이터를 분석할 수 있는 제 2제어부(62), 그룹번호 및 고유번호 정보 데이터가 저장되어 있는 제 2메모리부(65), 시간을 설정 및 변경할 수 있는 제 2타이머(66), 상기 원격검침서버(70)로 데이터를 송/수신하는 제 1이동통신망 데이터통신회로부(67), 상기 제 1이동통신망 데이터통신회로부(67)에 연결된 제 3안테나(69)로 구성된다.

상기 제 1제어부(52)와 상기 제 2제어부(62)는 8 비트 리스크 타입의 프로세서로 구성되며 프로그램을 재기록할 수 있다.

상기 원격검침서버(70)는 상기 집중기(60)와 데이터를 송/수신하는 제 2이동통신망 데이터통신회로(71)를 포함하며, 상기 제 2이동통신망 데이터통신회로부(71)에 연결된 제 4안테나(78)로 구성된다.

그리고, 상기 원격검침서버(70)에는 상기 원격검침서버(70)를 관리 및 실행시키는 PC(80)가 더 연결되어 구성된다.

상기 집중기(60)와 상기 단말기(50) 사이의 무선통신방법은 도 1내지 도 3에 나타낸 바와 같다.

도 4는 본 발명에 이용되는 단말기의 데이터 전송 방법을 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명에 이용되는 원격검침된 데이터를 압축하는 방법을 나타내는 도 면이다.

상기 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 자동검침은 각 가정이나 사무실 등에 설치된 단말기와, 일정구역마다 설치된 집중기 및 자동검침 응용 프로그램을 수행하는 원격검침 서버의 유기적인 동작에 의해 이루어진다.

먼저, 상기 단말기가 검출된 데이터를 압축된 고유정보로 생성하도록 하는 단계를 수행한다.(S10)

상기 S10 단계는, 단말기가 1시간 간격의 차이값을 이용하도록 하여 계측된 데이터를 압축하는 방법으로서, 상기 원격검침 데이터 압축방법은, <표 1>을 참고하면, 1시간 간격의 차이값(OFFSET 값)을 이용하도록 하는 방식으로, 최종 계량기 값을 3Byte(00시)로 하여 기록하고(S11), 이 값을 기준으로 1시간 전 계량기 값(23시)과의 차이값을 (OFFSET.23)에 기록한다.(S13)

그리고, 동일한 방법으로 OFFSET.22 에는 23시와 22시의 계량기값 차이가 기록되도록 하여 24개의 계량기 차이값을 기록한다.(S15)

이때, OFFSET 값이 1Byte 인가를 판단하여, OFFSET값이 1Byte 인 경우, 255 까지 표현하고(S22), OFFSET 값이 1Byte 이상일 경우, 사용량이 많은 것으로 판단되어 1시간 차이값이 255를 초과할 경우에 대비하여 255값을 512 까지 확장(S29)할 수 있도록 OFF_MSB_8이라는 3Byte를 할당하여 24개 값에 1bit 씩 (총 24개 bit)을 확장할 수 있도록 한다.(S20)

다음으로, 상기 압축된 고유정보를 집중기에 전송하도록 하는 단계를 수행한다.(S30)

이때, 상기 단말기가 상기 집중기로부터 고유정보의 전송 성공유무를 ACK 신호를 통하여 수신(S32)하도록 하여 송신에러 발생시 재전송 신호를 받는 단계(S34)를 수행하고, 상기 단말기가 정상적인 ACK 신호를 수신한 경우에는 S36 단계를 수행한다.

다음으로, 상기 집중기에는 다수개의 단말기로부터 수신된 고유정보들을 수집 완료하도록 하는 단계(S36)를 수행한다.

다음으로, 상기 집중기로부터 원격검침 서버에 상기 고유정보들을 송신하도록 하는 단계를 수행한다.(S38)

상기 신호는 집중기와 단말기사이의 통신방식에 따라 무선이나 유선을 통하여 단말기로 전달된다.

따라서, 상기와 같은 원격검침을 하기 위하여 데이터를 압축하는 방법을 통하여 원격으로 데이터를 전송 및 검침하도록 하여 데이터의 양과 통신시간을 줄일 수 있다.

즉, 단말기가 정해진 시각에 동작되도록 하여 압축된 데이터를 생성하고 상시 대기 중인 집중기로 기 설정된 통신 경로를 통하여 자신의 고유정보(고유ID, 계량기 번호, 압축된 검침값 등)을 전송하고, 이때 ACK신호(전송 성공유무를 확인)를 집중기로부터 수신하여 송신 에러 발생시에 재전송을 시도한다.

이와 같이 전송된 단말기 정보는 집중기로 수집되고 여러 단말기로부터 수집 완료된 단말기의 정보는 집중기의 다양한 통신망을 통해서 원격검침 서버로 넘어가도록 한다.

도 6은 본 발명에 따른 무선데이터 통신방법에 따른 타이밍 도를 나타내는 도면이다.

상기 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 통신 경로가 설정된 후, 단말기와 집중기간의 무선데이터 통신이 이루어지는 경우, 12시간 간격으로 24시간 원격검침 데이터를 전송하도록 한다.

"00 : 1일차 무선데이터 1차 전송

12 : 1일차 무선데이터 2차 전송

00 : 2일차 무선데이터 1차 전송

12 : 2일차 무선데이터 2차 전송 "

과 같은 형태로 12시간 간격으로 24시간 원격 검침 데이터를 전송하도록 한다.

또한, 상기 집중기(60)와 상기 다수의 단말기들(50)간에 1:1 통신할 때 24시간 데이터를 상기 집중기(60)와 상기 단말기(50)간 통신할 때마다 가져오면 1일 2회 검침 시 2회 통신 중 1회만 성공하여도 24시간 데이터를 수집할 수 있다.

상기 24시간 데이터를 수집하면 필요한 시간 인근의 데이터를 활용해도(특히 원격검침시) 되고 1일 2회 데이터를 수집해서 1회 통신 시 몇 개의 단말기 데이터를 통신 실패해도 2회 때 성공되면 24시간 데이터를 수집할 수 있기 때문에 데이터 수집률(통신성공률)을 높일 수 있다.

즉, 1일 2회 통신 시 1번째 통신이 안 되더라도 2번째 통신 때 통신이 성공 할 경우 지난 시간의 데이터를 모두 가져올 수 있기 때문에 통신 성공률을 높일 수 있다.(예를 들면 1일 3회 통신 시 3번 중에 1번만 통신 성공이면 24시간 데이터를 볼 수 있음.)

한편, 단말기 수량이 수백 대의 경우 상기 집중기(60)에서 무선통신 경로설정이 메모리 부족 또는 많은 시간이 걸릴 수 있으므로 이동통신망 또는 본 분야에서 관용적으로 이용되는 RS232 네트워크 통신 프로토콜로 상기 집중기(60)에 저장된 데이터를 상기 컴퓨터(80)로 전송하여 상기 컴퓨터(80)에서 경로설정을 하여 상기 집중기(60)로 재전송하면 더욱 효과적이다.

그리고, 상기 원격검침서버(70)가 상기 집중기(60)와 상기 단말기(50)의 현재시각을 상기 원격검침서버(70) 시각에 맞게 재설정하는 시각 동기처리를 주기적으로 수행한다.

상기와 같은 규칙을 이용하여 무선데이터를 전송함으로써 통신 성공률을 극대화하고 통신 효율을 높이고자 한다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 발명의 상세한 설명 및 첨부된 도면에 의하여 한정되는 것은 아니고, 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 해당 기술분야의 당업자가 다양하게 수정 및 변경시킨 것 또한 본 발명의 범위 내에 포함됨은 물론이다.

도 1은 본 발명에 따른 원격검침을 위한 단말기의 데이터 압축 시스템의 전체 구성을 도시한 개략도.

도 2는 본 발명에 이용되는 단말기의 무선통신회로를 나타낸 블록도.

도 3은 본 발명에 이용되는 집중기의 무선통신회로를 나타낸 블록도.

도 4는 본 발명에 이용되는 단말기의 데이터 압축 방법을 나타내는 도면.

도 5는 본 발명에 이용되는 원격검침된 데이터를 압축하는 방법을 나타내는 도면.

도 6은 본 발명에 따른 무선데이터 통신방법에 따른 타이밍 도를 나타내는 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

50 : 단말기 60 : 집중기

70 : 원격검침 서버 80 : 컴퓨터

Claims (7)

1. 삭제
2. 원격 검침을 위한 단말기의 데이터 압축 방법에 있어서,

   (a) 상기 단말기가 검출된 데이터를 압축된 고유정보로 생성하는 단계(S10);

   (b) 상기 압축된 고유정보를 집중기에 전송하는 단계(S30);

   (c) 상기 단말기가 상기 집중기로부터 고유정보의 전송 성공유무를 ACK 신호를 통하여 수신하게 하여 송신에러 발생시 재전송 신호를 받는 단계(S34);

   (d) 상기 단말기가 정상적인 ACK 신호를 수신한 경우, 상기 집중기가 다수개의 단말기로부터 수신된 고유정보들을 수집 완료하는 단계(S36); 및

   (e) 상기 집중기에서 원격검침 서버로 상기 고유정보들을 송신하는 단계(S38)를 포함하되,

   상기 (a) 단계는,

   (a-1) 상기 단말기가 계량기 값을 3Byte(00시)로 하여 기록하는 단계(S11);

   (a-3) 상기 단말기가 상기 계량기 값을 기준으로 1시간 전 계량기 값(23시)과의 차이값을 OFFSET.23에 기록하는 단계(S13);

   (a-5) 상기 단말기가 1시간 전 계량기 값과의 차이값을 이용하여 매시간의 간격을 OFFSET 값으로 기록 하는 단계(S15);

   (a-7) 상기 단말기가 상기 OFFSET 값이 1Byte 인지를 판단하는 단계(S17); 및

   (a-9) 상기 단말기가 상기 OFFSET값이 1Byte인 경우, 255까지 표현하는 단계(S22)를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 검침을 위한 단말기의 데이터 압축 방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기 (a-7) 단계는, 상기 OFFSET값이 1Byte를 넘는 경우, 상기 OFFSET값이 512까지 확장될 수 있도록 OFF_MSB_8의 3byte를 할당하는 단계(S20)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 검침을 위한 단말기의 데이터 압축 방법.
4. 계량기 값을 압축하기 위해, 각 가정의 원격 계량기에 부착되어 해당 설정된 시간의 계량기 값과 상기 해당 설정된 시간 전 계량기 값과의 차이값을 압축된 검침값으로 하여 매시간 기록하고, 기 설정된 통신 경로를 통하여 고유정보(고유 ID, 계량기 번호, 압축된 검침값)를 전송하는 단말기(50);

   상기 단말기로부터 상기 고유정보를 수신하여 상기 단말기에 ACK 신호를 송신하고, 다수개의 단말기로부터 상기 고유정보들을 수집하는 집중기(60);

   상기 집중기에 수집된 상기 고유정보들을 수신받고, 전송된 데이터를 통하여 종합적으로 관리 제어하는 원격검침서버(70)로 구성된 것을 특징으로 하는 원격 검침을 위한 단말기의 데이터 압축시스템.
5. 제4항에 있어서, 상기 원격 검침을 위한 단말기의 데이터 압축시스템은,

   상기 원격검침서버(70)를 관리 및 실행시키는 컴퓨터(PC, 80)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 검침을 위한 단말기의 데이터 압축시스템.
6. 제4항에 있어서,

   상기 단말기(50)와 상기 집중기(60)간에 무선데이터 통신이 이루어지는 경우, 12시간 간격으로 24시간 원격검침 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 원격 검침을 위한 단말기의 데이터 압축시스템.
7. 제4항에 있어서,

   상기 집중기(60)와 상기 다수개의 단말기들(50)간에 1:1로 통신할 때 24시간 데이터를 상기 집중기(60)와 상기 단말기(50)간 통신할 때마다 가져오면, 1일 2회 검침 시 2회 통신 중 1회만 성공하여도 24시간 데이터를 수집할 수 있도록 하는 것 특징으로 하는 원격 검침을 위한 단말기의 데이터 압축시스템.

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