(19) 대한민국특허청 (KR) (12) 등록특허공보 (B1) (45) 공고일자 2012 년 07 월 05 일 (11) 등록번호 10-1162741 (24) 등록일자 2012년06월28일 (51) 국제특허분류 (Int. Cl.) G08C 19/02 (2006.01) (21) 출원번호 10-2011-0114741 (22) 출원일자 2011 년 11 월 04 일 심사청구일자 (56) 선행기술조사문헌 KR1020030034326 A KR1020090049491 A 2011 년 11 월 04 일 (73) 특허권자 옴니시스템주식회사 경기도여주군가남면연삼로 284 (72) 발명자 김지효 서울특별시강북구오패산로 257, 2 동 204 호 ( 미아동, 현대빌라 ) 전익호 서울특별시광진구광장동현대아파트 901 동 1803 호 ( 뒷면에계속 ) (74) 대리인 특허법인정직과특허 전체청구항수 : 총 14 항심사관 : 김성훈 (54) 발명의명칭실시간프로토콜을이용한원격검침시스템 (57) 요약 본발명은실시간프로토콜을이용한원격검침시스템에관한것으로, 본발명에따른원격검침시스템은전기사용량을계량하는전력량계와수도, 가스, 온수, 난방의사용량을각각계량하는수도미터, 가스미터, 온수미터, 열량계와같은설비미터들을포함하는복수의계량기와, 상기복수의계량기에통신접속하여실시간프로토콜에따라상기복수의계량기로부터검침데이터를수신하여자체메모리에저장하고각설비미터의검침데이터를일정시간간격으로상기전력량계로전송하는원격검침장치와, 상기원격검침장치에통신접속하여상기실시간프로토콜에따라상기원격검침장치에수집된검침데이터를중계장치와, 상기중계장치를통해상기원격검침장치에접속하여상기원격검침장치에검침데이터를요청하고상기원격검침장치로부터제공받은검침데이터를수집하여데이터베이스화하며상기검침데이터를이용하여세대별각계량기의사용량을검침하는중앙관제장치를포함한다. 대표도 - 도 5-1 -
(72) 발명자 박남규 경기도남양주시화도읍차산리풍림아이원아파트 107 동 601 호 김주현 경기도남양주시진접읍금곡리신안인스빌 1217 동 1903 호 김영훈 서울특별시노원구공릉 1 동 604-11 대동아파트 1 차 605 호 손병일 서울특별시성동구옥수동극동아파트 8 동 405 호 최호석 경기도여주군여주읍세종로 61, 103 동 206 호 ( 현대아파트 ) - 2 -
특허청구의범위청구항 1 전기사용량을계량하는전력량계와수도, 가스, 온수, 난방의사용량을각각계량하는수도미터, 가스미터, 온수미터, 열량계와같은설비미터들을포함하는복수의계량기와, 상기복수의계량기에통신접속하여실시간프로토콜에따라상기복수의계량기로부터검침데이터를수신하여자체메모리에저장하고각설비미터의검침데이터를일정시간간격으로상기전력량계로전송하는원격검침장치와, 상기원격검침장치에통신접속하여상기실시간프로토콜에따라상기원격검침장치에수집된검침데이터를중계장치와, 상기중계장치를통해상기원격검침장치에접속하여상기원격검침장치에검침데이터를요청하고상기원격검침장치로부터제공받은검침데이터를수집하여데이터베이스화하며상기검침데이터를이용하여세대별각계량기의사용량을검침하는중앙관제장치를포함하며, 상기검침데이터는누적검침데이터및현시점검침데이터중하나이상을포함하고, 상기실시간프로토콜은시작필드, 주소필드, 제어필드, 길이필드, 데이터식별필드, 암호필드, 데이터필드, 에러체크필드, 종료필드로구성되는것을특징으로하는실시간프로토콜을이용한원격검침시스템. 청구항 2 제1항에있어서, 상기전력량계는, 부하로공급되는전류를측정하는전류측정부와, 상기부하로공급되는전압을측정하는전압측정부와, 상기전류측정부와전압측정부에의해측정된전류및전압을이용하여전기사용량을연산하는연산부와, 상기연산된전기사용량및상기원격검침장치로부터전송되는각설비미터의검침데이터가저장되는메모리와, 상기전기사용량및상기각설비미터의검침데이터를표시하는표시부를포함하는것을특징으로하는실시간프로토콜을이용한원격검침시스템. 청구항 3 제1항에있어서, 상기원격검침장치는, 상기설비미터들과 DCPLC(DC Power Line Communication) 통신선을통해결선되는것을특징으로하는원격검침시스템. 청구항 4 제1항에있어서, 상기원격검침장치는, 상기전력량계와 RS-485 통신선을통해결선되는것을특징으로하는실시간프로토콜을이용한원격검침시스템. 청구항 5 삭제청구항 6 제1항에있어서, 상기시작필드는, 프레임의첫번째필드와세번째필드에각각 1 바이트크기로할당되며 4가지프로토콜속성중어느하나의 - 3 -
프로토콜속성을정의할수있는것을특징으로하는실시간프로토콜을이용한원격검침시스템. 청구항 7 제1항에있어서, 상기주소필드는, 목적지주소가정의되는영역인것을특징으로하는실시간프로토콜을이용한원격검침시스템. 청구항 8 제 1항에있어서, 상기제어필드는, 제어명령을정의할수있는것을특징으로하는실시간프로토콜을이용한원격검침시스템. 청구항 9 제1항에있어서, 상기길이필드는, 데이터식별필드, 암호필드, 데이터필드의전체크기를나타내는것을특징으로하는실시간프로토콜을이용한원격검침시스템. 청구항 10 제1항에있어서, 상기데이터식별필드는, 프로토콜의용도를정의하는영역인것을특징으로하는실시간프로토콜을이용한원격검침시스템. 청구항 11 제1항에있어서, 상기암호필드는, 0 바이트또는 4 바이트크기로할당되는것을특징으로하는실시간프로토콜을이용한원격검침시스템. 청구항 12 제1항에있어서, 상기데이터필드는, 각설비미터의검침데이터및각설비미터와의통신상태정보를포함하는것을특징으로하는실시간프로토콜을이용한원격검침시스템. 청구항 13 제1항에있어서, 상기데이터필드는, 전력량계의검침데이터를포함하는것을특징으로하는실시간프로토콜을이용한원격검침시스템. 청구항 14 제13항에있어서, 상기데이터필드는, 상기전력량계의전원차단릴레이제어명령을더포함하는것을특징으로하는실시간프로토콜을이용한원격검침시스템. 청구항 15 제1항에있어서, 상기에러체크필드에는, 시작필드부터에러체크필드전까지필드값를더한값이포함되는것을특징으로하는실시간프로토콜을이용한원격검침시스템. 명세서 [0001] 기술분야 본발명은실시간프로토콜을이용하여수도, 온수, 가스, 난방등의사용량을실시간으로원격에서검침하는 - 4 -
실시간프로토콜을이용한원격검침시스템에관한것이다. [0002] [0003] [0004] [0005] 배경기술원격검침시스템은공동주택이나사무실등에설치된전기, 가스, 수도, 온수, 열량등각종계량기의사용량을검침원이직접세대를방문하지않고관리사무소의검침센터에서자동으로검침하고컴퓨터를이용하여검침데이터를검색하고출력할수있는시스템을말한다. 이러한원격검침시스템은사무간소화, 에너지수요관리, 안전관리등이가능하고비즈니스의효율성극대화할수있다. 원격검침시스템은전력량계, 가스미터, 수도미터, 온수미터, 열량계등과같은복수의디지털계량기와, 각각의디지털계량기로부터검침데이터를수신하는통합검침유닛과, 각각의통합검침유닛으로부터통합검침데이터를수신하는중앙관제유닛으로구성된다. 통합검침유닛은각각의디지털계량기로부터검침데이터를수신한다. 그리고, 중앙관제유닛은세대별통합검침유닛으로부터각각통합검침데이터를수집하고이를검침관리자에게통보함으로써세대별에너지사용현황을파악하고요금부과를할수있게된다. 그러나종래기술에따른원격검침시스템은세대별계량기별누적사용량만을검침할수있어, 전기, 수도, 난방, 온수, 가스등의실시간사용량을검침할수없다. 발명의내용 [0006] [0007] 해결하려는과제본발명은상기한문제점을해결하기위한것으로, 실시간프로토콜을이용하여수도, 온수, 가스, 난방등의사용량을실시간으로원격에서검침하는실시간프로토콜을이용한원격검침시스템을제공하기위한것이다. 또한, 본발명은실시간으로검침된정보를각세대의정보단말로제공하여실시간사용량을확인할수있게하는실시간프로토콜을이용한원격검침시스템을제공하기위한것이다. [0008] 과제의해결수단상기한과제를실현하기위한본발명의실시예에따른실시간프로토콜을이용한원격검침시스템은전기사용량을계량하는전력량계와수도, 가스, 온수, 난방의사용량을각각계량하는수도미터, 가스미터, 온수미터, 열량계와같은설비미터들을포함하는복수의계량기와, 상기복수의계량기에통신접속하여실시간프로토콜에따라상기복수의계량기로부터검침데이터를수신하여자체메모리에저장하고각설비미터의검침데이터를일정시간간격으로상기전력량계로전송하는원격검침장치와, 상기원격검침장치에통신접속하여상기실시간프로토콜에따라상기원격검침장치에수집된검침데이터를중계장치와, 상기중계장치를통해상기원격검침장치에접속하여상기원격검침장치에검침데이터를요청하고상기원격검침장치로부터제공받은검침데이터를수집하여데이터베이스화하며상기검침데이터를이용하여세대별각계량기의사용량을검침하는중앙관제장치를포함한다. [0009] [0010] 발명의효과이와같이, 본발명은실시간프로토콜을이용하여수도, 온수, 가스, 난방등의사용량을실시간으로원격에서검침할수있다. 또한, 본발명은실시간으로검침된정보를각세대의정보단말로제공하여사용자가실시간으로사용량을확인할수있게편의를제공할수있다. [0011] 도면의간단한설명 도 1 은본발명의실시예와관련된원격검침시스템을도시한블록구성도이다. 도 2는도 1에도시된전력량계의블록구성도를도시한다. 도 3a 및도 3b는도 1에도시된설비미터와원격검침장치간의통신을위한폴링프로토콜및실시간프로토콜의포맷을도시한도면이다. 도 4a 및도 4b는본발명과관련된전력량계와원격검침장치간의통신을위한실시간프로토콜구조를도시 - 5 -
한도면이다. 도 5 는본발명과관련된실시간프로토콜의구조를도시한도면이다. [0012] [0013] [0014] [0015] [0016] [0017] [0018] [0019] [0020] [0021] [0022] [0023] [0024] [0025] 발명을실시하기위한구체적인내용이하, 첨부된도면들을참조하여본발명의실시예와관련된원격검침시스템및방법을상세하게설명한다. 도 1은본발명의실시예와관련된원격검침시스템을도시한블록구성도이고, 도 2는도 1에도시된전력량계의블록구성도를도시한다. 도 1에도시된바와같이, 본발명에따른원격검침시스템은전력량계 (Energy Meter, EM)(10) 및수도미터 (Water Meter, WM)(20), 온수미터 (Hot water Meter, HM)(30), 가스미터 (Gas Meter, GM)(40), 열량계 (Calorie Meter, CM)(50) 등과같은복수의계량기, 원격검침장치 (60), 중계장치 (70), 인터페이스유니트 (80), 중앙관제장치 (90) 를포함한다. 계량기는세대별로복수개가설치되어, 전기, 가스, 난방 ( 열량 ), 수도, 온수등의사용량을계량하여그계량데이터를출력한다. 상기계량데이터는디지털신호또는아날로그신호 ( 펄스신호 ) 로출력된다. 전력량계 (10) 는세대의전기사용량을측정하는계기로, 전류측정부 (11), 전압측정부 (12), 연산부 (13), 통신부 (14), 메모리 (15), 표시부 (16) 를포함한다. 상기전력량계 (10) 의전류측정부 (11) 와전압측정부 (12) 는부하로공급되는전류와전압을각각측정한다. 상기연산부 (13) 는상기측정된전류와전압을이용하여일정시간동안공급되는전기에너지의사용량을연산한다. 그리고, 전력량계 (10) 의통신부 (14) 는상위장치 ( 예 : 원격검침장치, 중계장치 ) 와의통신을위한 RS-485 통신모듈과 DCPLC(DC Power Line Communication) 통신모듈을포함한다. 상기통신부 (14) 가 DCPLC 통신모듈을구비하는경우, 전력량계 (10) 는 DCPLC 통신을통해디지털설비미터 ( 수도미터, 온수미터, 가스미터, 열량계 ) 와통신하여각설비미터로부터계량데이터를수신할수있다. 따라서, DCPLC 통신모듈을내장한전력량계 (10) 는전기사용량계량뿐만아니라원격검침장치와같이설비미터의계량데이터를수집하는역할도수행할수있다. 메모리 (15) 는비휘발성메모리로구현되며, 계량된전기사용량이저장되거나또는각각의계량기를통해계량된데이터들이저장된다. 즉, 메모리 (15) 에는전기, 난방, 수도, 온수, 가스, 예비계량기의사용량이저장된다. 표시부 (16) 는전력량계 (10) 및수도미터 (20), 온수미터 (30), 가스미터 (40), 열량계 (50) 각각의적산량을표시한다. 이때, 상기표시부 (16) 는각계량기의적산량을정해진순서대로표시한다. 상기표시부 (16) 는 LCD(Liquid Crystal Display) 로구현될수있다. 원격검침장치 (Terminal Control Board, TCB)(60) 는각각의계량기로부터실시간사용량및 / 또는누적사용량을검침데이터로수신하여자체메모리 ( 미도시 ) 에저장시킨다. 그리고, 상기원격검침장치 (60) 는상기자체메모리에저장시킨각설비미터의검침데이터를일정시간간격 ( 예 : 1분 ) 으로상기전력량계 (10) 에전송하여상기전력량계 (10) 의표시부 (16) 에표시하게하며상기검침데이터를중계장치 (70) 로전송한다. 상기원격검침장치 (60) 는 DCPLC 통신을통해수도미터 (20), 온수미터 (30), 가스미터 (40), 열량계 (50) 와같은설비미터와데이터통신을수행하며, RS-485 직렬통신을통해전력량계 (10) 와데이터를송수신한다. 중계장치 (Distributer Control Unit, DCU)(70) 는상기원격검침장치 (60) 와인터페이스유니트 (80) 사이의연결장치로, 최대 256개의원격검침장치 (60) 를연결할수있도록구성된다. 상기중계장치 (70) 는중앙관제장치 (90) 의요청에따라상기원격검침장치 (60) 가수집한각계량기의검침데이터를인터페이스유니트 (80) 를통해중앙관제장치 (90) 로전송한다. 또한, 상기중계장치 (70) 는읽기 / 쓰기기능을가지고있어상기중앙관제장치 (90) 의제어에따라하위장치 ( 전력량계및원격검침장치 ) 의설정을변경할수있다. 예를들어, 중계장치 (70) 는전력량계의암호및디스플레이설정, 디스플레이시간설정을변경할수있다. 인터페이스유니트 (Interface Unit, IF)(80) 는상기중앙관제장치 (90) 와중계장치 (70) 사이의연결장치로, RS-485 통신을 RS-232 통신으로전환하는역할을한다. 즉, 상기인터페이스유니트 (80) 는 RS-485 통신을통 - 6 -
해중계장치 (70) 로부터전달받은데이터를 RS-232 통신을이용하여상위장치인중앙관제장치 (90) 로전송한다. 반대로, 상기인터페이스유니트 (80) 는 RS-232 통신을통해중앙관제장치 (90) 로부터제공받은데이터를 RS- 485 통신을통해중계장치 (70) 로전송한다. [0026] [0027] [0028] [0029] 상기중앙관제장치 (90) 는각세대별공급되는전기, 수도, 온수, 가스, 난방, 예비계량기의사용량을수집하여데이터베이스화한다. 상기중앙관제장치 (90) 는데이터베이스화된검침데이터를이용하여관리자가각종리포트를작성하여편리한요금고지및관리를수행할수있게한다. 상기중앙관제장치 (90) 는컴퓨터본체, 모니터, 프린터등으로구성되며, 상기컴퓨터본체의내부메모리에는검침소프트웨어가저장된다. 상기검침소프트웨어를통해상기중앙관계장치 (90) 는각계량기를통해계량된세대별계량기사용량을검침하며, 계량기이상유무를확인한다. 그리고, 상기중앙관제장치 (90) 는상기중계장치 (70) 및인터페이스유니트 (80) 의상태를확인하여디스플레이에표시한다. 상기중앙관제장치 (90) 는검침데이터를세대별기간별 / 일별 / 시간별사용량분석및건물별기간별 / 월별 / 일별사용량분석과같은각종통계작업을수행한다. 또한, 상기중앙관제장치 (90) 는검침데이터자료를특정파일형태 ( 예 : 엑셀등 ) 로저장하거나프린터로인쇄할수있게한다. 뿐만아니라, 상기중앙관제장치 (90) 는원격검침서버와홈네트워크서버가연동하여에너지사용량을각세대에서검색할수있게한다. 또한, 상기중앙관제장치 (90) 는유무선통신을통해정보단말로실시간검침데이터를전송하여사용자가현재사용량을확인할수있게한다. 상기정보단말은휴대단말기및 PDA(Personal Digital Assistant), 컴퓨터등으로구현될수있다. [0030] [0031] [0032] [0033] 도 3a 및도 3b는도 1에도시된설비미터와원격검침장치간의통신을위한폴링프로토콜및실시간프로토콜의포맷을도시한도면이다. 도 3a에도시된폴링프로토콜은원격검침장치 (60) 가수도미터 (20), 온수미터 (30), 가스미터 (40), 열량계 (50) 등과같은설비미터로부터누적검침데이터를폴링방식 (Data Auto Polling) 으로수집할때사용된다. 누적검침데이터요청메시지 ( 프레임 )(100) 는시작필드 (101), OP 코드 (operation code)(102), 주소필드 (103), 에러체크필드 (104), 종료필드 (105) 를포함하며, 누적검침데이터응답메시지 (110) 은시작필드 (111), OP 코드 (operation code)(112), 주소필드 (113), 데이터 (114), 에러체크필드 (115), 종료필드 (116) 를포함한다. 시작필드 (101, 111) 는프로토콜의속성을구분하는시작코드이다. 상기시작코드는고정값 (Fixed Value) 으로, 그크기는 1byte이다. 상기프로토콜속성을구분하는시작코드 (101, 111) 는표 1과같다. [0034] 시작코드 설명 0x68 상위네트워크간이용시사용, 원격검침장치-중계장치레벨에서사용 0xE1 계량기에실시간데이터요청시사용 0xE9 계량기에서실시간데이터응답시사용 0xC0 구형계량기에서누적검침데이터를수신할때사용 표 1 [0035] [0036] [0037] [0038] 따라서, 누적검침데이터요청메시지 (100) 과누적검침데이터응답메시지 (110) 의시작필드 (101, 111) 에는시작코드 0xC0가포함된다. 상기 OP 코드필드 (102, 112) 에는수행할명령어가정의된다. 상기누적검침데이터요청메시지 (100) 의주소필드 (103) 에는설비미터의주소가입력되며, 상기누적검침데이터응답메시지 (110) 의주소필드 (103) 에는상기누적검침데이터를요청메시지 (100) 을전송한원격검침장치 (60) 의주소가입력된다. 상기누적검침데이터응답메시지 (110) 의데이터필드 (114) 에는누적검침데이터가저장된다. 이때, 상기누적검침데이터를 3 바이트 (bytes) 씩읽어오며소수점이하 1자리까지허용한다. 여기서, 소수점자리는설명 - 7 -
의이해를돕기위해소점이하 1 자리로기재하였으나, 이에한정되지않고가변적일수있다. [0039] [0040] [0041] [0042] [0043] [0044] [0045] [0046] 상기에러체크필드 (104, 115) 에는시작필드 (101, 111) 부터에러체크필드 (104, 115) 이전까지바이트 (byte) 를더한값에 0x7F 와같은고정값을추가로합산한값이입력된다. 상기종료필드 (105, 116) 에는메시지의마지막을나타내는특정값이포함되며, 그크기는 1byte이다. 여기서, 특정값은시작필드 (101, 111) 에입력되는시작코드에따라달라진다. 예를들어, 시작필드 (101, 111) 의시작코드가 0xC0 이면종료필드 (105, 116) 에는 0xD0 이포함되고, 시작필드 (101, 111) 의시작코드가 0xE1 인경우, 종료필드 (105, 116) 에는 0xF0 가정의된다. 도 3b에도시된실시간프로토콜의포맷 (format) 은수도미터 (20), 온수미터 (30), 가스미터 (40), 열량계 (50) 등과같은설비미터로부터누적검침데이터뿐만아니라현시점검침데이터 ( 순시치 ) 를실시간으로원격검침장치 (60) 가수집할때사용된다. 실시간검침데이터요청메시지 (120) 은시작필드 (121), 데이터식별필드 (Data Identification, DI)(122), 길이필드 (123), 주소필드 (124), 에러체크필드 (125), 종료필드 (126) 를포함하며, 실시간검침데이터응답메시지 (130) 은시작필드 (131), 데이터식별필드 (132), 길이필드 (133), 주소필드 (134), 데이터 (135), 에러코드필드 (136), 에러체크필드 (137), 종료필드 (138) 를포함한다. 상기시작필드 (121, 131) 에는프로토콜속성을나타내는시작코드가포함되며, 표 1을참조하면실시간검침데이터를수집하는경우에 0xE1이저장된다. 상기데이터식별필드 (122, 132) 에는프로토콜의용도가정의된다. 예를들어, 프로토콜이실시간세대별사용량검침을위해사용되는경우데이터식별필드 (122, 132) 에는 0x42와같은고유값이포함된다. 상기길이필드 (123, 133) 에는데이터길이가포함된다. 상기주소필드 (124, 134) 에는설비미터의주소가포함되며, 그크기는 1byte이다. 여기서, 설비미터의주소는표 2와같다. 표 2 [0047] 설비미터 주소 수도미터 (Water Meter, WM) 0x02 온수미터 (Hot Water Meter, HM) 0x03 가스미터 (Gas Meter, GM) 0x04 열량계 (Calorie Meter, CM) 0x05 예비미터 (Special Meter, SP) 0x06 [0048] [0049] 상기데이터필드 (135) 는 4 bytes의누적검침데이터와 3 bytes의실시간순시치검침데이터를포함한다. 여기서, 두검침데이터는소수점이하 3번째자리값까지취한다. 그러나, 이에한정되지않고, 검침데이터의소수점자리는설비미터에따라가변적일수있다. 상기에러코드필드 (136) 는 8개의비트로구성되며, 표 3과같이각비트의설정을통해발생한에러를나타낸다. 표 3 [0050] 에러코드 설명 Bit7-5 Reserved Bit4 Over Flow Error Bit3 Sensor Problem Error Bit2 Magnetic influence Error Bit1 Memory Error Bit0 Reverse Flow Error Bit Set ( 1 ): Error / Bit Clear ( 0 ): OK - 8 -
[0051] 상기설비미터는실시간검침데이터요청메시지를수신한후일정시간 ( 예 : 30mS) 동안대기한후응답메시지 를전송한다. [0052] [0053] [0054] [0055] [0056] [0057] [0058] [0059] [0060] [0061] [0062] [0063] 도 4a 및도 4b는본발명과관련된전력량계와원격검침장치간의통신을위한실시간프로토콜구조를도시한도면이다. 도 4a에도시된데이터는원격검침장치 (60) 가전력량계 (10) 의표시부 (16) 에표시하는디스플레이항목및디스플레이시간간격등의보기모드 (show mode) 를설정할때사용된다. 전력량계 (10) 의표시부 (16) 에표시할항목선택 (point selection) 데이터 (141) 는전기 ( 송전, 수전 ), 수도, 온수, 난방, 가스등과같은선택항목이각각할당된비트들로구성된다. 상기전력량계 (10) 의표시부 (16) 에표시할항목에해당하는비트를 1로설정한다. 또한, 원격검침장치 (60) 는전력량계 (10) 의표시부 (16) 에표시되는검침데이터의소수점자리를읽고 / 설정할수있다. 소수점자리설정데이터 (143) 는표시부 (16) 에표시되는항목별검침데이터의소수점자리를소수점이하한자리또는두자리중하나로선택한다. 소수점자리설정데이터 (143) 의항목별비트에는 0( 소수점이하 1자리 ) 또는 1( 소수점이하 2자리 ) 이정의되어, 소수점자리를나타낸다. 예를들어, 송전비트가 0으로설정되면전력량계 (10) 는송전전력량을소수점아래한자리까지표시하고, 송전비트가 1로설정되면상기전력량계 (10) 는송전전력량을소수점아래두자리까지표시한다. 도 4b에도시된전력량계 (10) 와원격검침장치 (60) 사이의통신에사용되는실시간프로토콜에따른요청메시지 (150) 와응답메시지 (160) 는시작필드 (STX1, STX2)(151, 161), 설비미터주소필드 (152, 162), 제어필드 (153, 163), 길이필드 (154, 164), 데이터식별필드 (155, 165), 에러체크필드 (156, 167), 종료필드 (ETX)(157, 168) 를포함하며, 상기응답메시지 (160) 는데이터필드 (166) 을더포함한다. 상기데이터필드 (166) 는데이터식별필드 (155, 165) 에정의된데이터식별자에따라데이터구성이상이하다. 전체적산유효전력량 (DI: 90 70) 을수집하는경우, 상기데이터필드 (166) 에는 1바이트의부호와, 4바이트의전체적산유효전력량이저장된다. 상기전체적산유효전력량은수전유효적산전력량에서송전유효적산전력량을뺀값이고, 상기부호는수전량이송전량보다크면 0x00으로설정되고, 상기수전량이송전량보다작으면 0xFF로설정된다. 전체전력검침데이터 (DI: 90 8F) 를수집하는경우, 데이터필드 (166) 에는부호 (1 byte), 전체적산유효전력량 (4 bytes), 수전적산유효전력량 (4 bytes), 송전적산유효전력량 (4 bytes), 전력방향 (1 byte), 수전유효전력 (4 bytes) 가포함된다. 여기서, 전력방향은수전 (0x00) 또는송전 (0xFF) 을나타낸다. 또한, 수전유효전력량및유효전력을검침데이터로요청하고전송할때상기데이터식별필드 (155, 165) 에는 90 44가포함되고, 상기데이터필드 (166) 에는 4바이트의수전적산유효전력량과 4바이트의수전유효전력이포함된다. 그리고, 수집하는검침데이터가송전유효전력량및유효전력인경우에는데이터식별필드 (155, 165) 에 91 44가정의되고, 데이터필드 (166) 에는 4바이트의송전적산유효전력량과 4바이트의송전유효전력이포함된다. 상기검침데이터가수전무효전력량및무효전력이면데이터식별필드 (155, 165) 에 92 44가정의되고, 데이터필드 (166) 에는각각의크기가 4바이트인수전무효전력량및무효전력이저장된다. 한편, 상기검침데이터가송전무효전력량및무료전력이면데이터식별필드 (155, 165) 에는 93 44가저장되고, 데이터필드 (166) 에는각 4바이트인송전무효전력량및무효전력이저장된다. [0064] 도 5 는본발명과관련된실시간프로토콜의구조를도시한도면이다. 여기서, 실시간프로토콜은원격검침장 치와중계장치간의통신또는원격검침장치와전력량계간의통신또는원격검침장치와전력량계사이의통 신에사용된다. - 9 -
[0065] [0066] [0067] [0068] 도 5에도시된실시간프로토콜의포맷은시작필드 (STX), 주소필드 (Address), 제어필드 (Control), 길이필드 (LEN), 데이터식별필드 (DI), 암호필드 (PWD), 데이터필드 (Data), 에러체크필드 (BCC), 종료필드 (ETX) 를포함한다. 시작필드 (STX) 는프레임의첫번째필드와세번째필드에각각 1 바이트크기로할당되며표 1의 4가지프로토콜속성중어느하나의프로토콜속성을정의되는영역이다. 주소필드 (Address) 에는 6 바이트의계량기주소 (or 목적장치주소 ) 가정의되며, 상기계량기주소는실제계량기주소의최하위비트 (Least Significant Bit, LSB) 부터최상위비트 (Most Significant Bit, MSB) 순으로입력된다. 예를들어, 계량기의실제주소가 0x10/0x90/0x12/0x34/0x56/0x78인경우, 주소필드에는 0x78/0x56/0x34/0x12/0x90/0x10이포함된다. 상기제어필드 (Control), 는제어명령어가정의되며, 제어명령어는표 4와같다. 표 4 [0069] 명령어 의미 0x01 (Master)Read from Master 0x81 (Slave) Response Reading from Master 0x04 (Master) Write from Master 0x84 (Slave) Response Writing from Master Others Error [0070] [0071] [0072] [0073] [0074] [0075] [0076] [0077] [0078] [0079] 길이필드 (LEN) 는데이터식별필드및암호필드, 데이터필드의전체크기를나타낸다. 데이터식별필드 (DI) 는프로토콜의용도를정의하는영역으로, 이필드를통해프로토콜의목적을확인할수있다. 암호필드 (PWD) 는 0 바이트또는 4 바이트크기를가지며, 설정된암호를최하위비트부터최상위비트순으로변경한후 0x33을더한값이다. 여기서, 암호가디폴트 (default) 로 0x11/0x11/0x11/0x00이설정되는경우, 상기암호필드에저장되는암호데이터는 0x33/0x44/0x44/0x44 이다. 데이터필드 (Data) 에는검침데이터가포함되며, 그데이터의크기는유동적이다. 상기데이터필드에입력되는데이터는검침데이터를최하위바이트부터최상위바이트순으로재정렬한후각바이트에 0x33을더한다. 예를들어, 검침데이터가 012345.6인경우, 다음과같이검침데이터의최하위바이트부터최상위바이트순으로데이터를정렬하고, 각바이트에 0x33을더하여 (0 60 add 0 33)/(0 45 add 0 33)/ (0 23 add 0 33)/ (0 01 add 0 33), 상기데이터필드에는 0x93/0x78/0x56/0x34가입력된다. 에러체크필드 (BCC) 에는시작필드부터에러체크필드전까지필드를더한값이포함된다. 종료필드 (ETX) 에는프레임의마지막을나타내는고정된값 0x16이포함된다. 이하, 본발명에서제안된실시간프로토콜을이용하여원격검침을수행하는경우요청메시지및응답메시지의구조를설명한다. 먼저, 전력량계주소를읽거나설정 (read/write) 하는경우, 데이터필드에는전력량계주소가입력된다. 여기서, 마스터주소정의는일대일통신에서만사용되며, 주소를읽거나설정하는마스터의주소는 0x99/0x99/0x99/0x99/0x99/0x99 (Protocol Data Order) 로정의하고, 설비미터값을읽는마스터의주소는 0xAA/0xAA/0xAA/0xAA/0xAA/0xAA (Protocol Data Order) 로정의한다. 마스터장치는기설정된전력량계 (10) 의표시부 (16) 에표시되는데이터의소수점자리를읽어와확인후원하는소수점자리로선택하여설정할수있다. 이때, 데이터필드에는소수점자리선택정보가입력되는데, 검침항목이각각할당된비트에 1 또는 0이정의된다. 따라서, 항목별검침데이터의소수점자리를선택할수있다. 상기마스터장치는전력량계 (10) 의보기모드설정정보를읽고원하는보기모드로설정할수있다. 상기보기모드설정정보는검침항목별표시여부및표시시간간격을포함한다. 이때, 데이터필드에는표시할검침항목을선택한검침항목별표시여부데이터 1 바이트와, 표시시간간격을나타내는 1 바이트의사이클 - 10 -
타임과, 널데이터 (null data) 를포함한다. [0080] [0081] [0082] [0083] [0084] [0085] [0086] 디바이스에 RTC(Real Time Clock) 가존재하는경우날짜 (day) 및시간 (time) 을읽고설정할수있다. 이때, 데이터필드에입력되는데이터는날짜또는시간이입력된다. 또한, 마스터장치는디바이스로부터디바이스의버전정보를읽을수있다. 데이터필드에는버전정보및타입 ( 단상 / 삼상 ), 상태가포함된다. 그리고, 본발명에서제안된실시간프로토콜을통해슬라이브디바이스의암호를읽고설정할수있다. 초기암호는디바이스제작시디폴트로설정되며, 암호변경을요청할때암호필드에는기존암호데이터를입력하고, 데이터필드에는새암호데이터가정의된다. 실시간프로토콜을통해각설비미터로부터검침데이터를읽을수있다. 각설비미터는검침데이터요청메시지를수신하면실시간프로토콜의데이터필드에각설비미터로부터수신한검침데이터들과통신상태정보를저장하여전송한다. 상기검침데이터및통신상태정보의크기는각각 4 바이트및 1 바이트이다. 상기통신상태정보는각설비미터와의통신상태를포함하며, 상기통신상태는각설비미터별로할당된비트에 1( 에러 ) 또는 0( 정상 ) 으로나타낸다. 상기전력량계 (10) 의표시부에복수의계량기를통해검침된검침데이터를쓰기하는경우, 암호필드에암호데이터가저장되고, 데이터필드에는복수의계량기를통해검침된검침데이터들 ( 수도, 전기, 가스, 온수, 난방등 ) 이소정순서로정의된다. 또한, 전력량계 (10) 로공급되는전원을원격으로제어할수있다. 이때, 전력량계 (10) 의전원차단릴레이를제어하는명령을전송하는메시지의데이터필드에는 1 바이트의릴레이데이터 (on/off) 가포함된다. 또한, 마스터장치는복수의계량기의현재누적검침데이터를초기화시킬수도있다. 설비미터의누적검침데이터초기화를지시하는메시지 ( 프레임 ) 의데이터필드는널데이터로입력되고, 전력량계의누적검침데이터초기화를지시하는경우에는데이터필드에 4 바이트의초기화값이삽입된다. 여기서, 전력량계및설비미터들의동작을제어하는경우, 동작제어메시지의암호필드에는암호가삽입된다. [0087] 부호의설명 10: 전력량계 20: 수도미터 30: 온수미터 40: 가스미터 50: 열량계 60: 원격검침장치 70: 중계장치 80: 인터페이스유니트 90: 중앙관제장치 - 11 -
도면 도면 1 도면 2 도면 3a - 12 -
도면 3b 도면 4a 도면 4b 도면 5-13 -