[논문]RF 트랜시버 모듈을 이용한 자동원격검침 시스템의 설계

정원창

RF 트랜시버 모듈을 이용한 자동원격검침 시스템의 설계
Design of Automatic Meter Reading using RF transceiver module 원문보기

검침원이 방문을 통하여 계량기 지침을 읽고, 핸디 터미널을 이용하여 지침값을 입력하는 검침업무 시스템은 사생활 침해, 미검침 처리 및 오검침, 과다한 검침 비용 등의 문제가 발생하고 있다. 이런 고객서비스질의 저하를 막기 위하여 계량기의 지침을 자동으로 인식하고, RF 모듈를 이용하여 무선으로 검침데이터를 전송할 수 있는 원격검침 시스템을 설계하였다. 검침 데이터의 원시 자료 수집부터 수용가의 사용량 정보에 대한 통계정보 관리에 이르기까지의 전체적인 시스템을 설계함으로써 고객에게 보다 정확하고 구체적인 사용 정보를 제공하여 서비스의 만족도와 신뢰도를 향상 시킬 수 있으리라 사료된다.

Meter reading system, operated by meter staff who reads the meter and record consumption with handhold data terminals. can cause privacy intrusion, unread meter data, abnormal readings and excessive expenses of maintaining the system. To prevent the deterioration of customer service quality, Automatic Meter Reading system, which automatically recognizes meter readings and transmit reading data through wireless RF module, is designed. From collecting the reading data to managing statistics of customer's consumption information. this automatic meter reading system provides more accurate and fast information to customers. By designing this system, customer service satisfaction and reliability can be improve

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문제 정의

저장된 데이터를 통하여 에너지 소비량을 시간대별로 측정하여 소비 패턴 분석, 누수. 동파의 파악으로 능동적인 유지보수가 가능한 자동 원격검침 시스템을 설계하고자 한다.
이러한 문제점들을 해결하기 위하여 본 연구에서는 계량기의 지침을 자동으로 인식하고, RF모듈을 이용하여 무선통신 방식으로 계량기 지침을 효율적으로 전송하는 시스템을 설계하고자 한다. 또한 전송된 데이터를 수집하여 저장하고.

제안 방법

데이터 전송에 있어서 자 료구조는와 같이 제어 플래그와 이진화된 검침값 부분으로 구성하였다.
제안한 RF모듈의 검침부에서는 사업소에서 필요한 최저단위에 따라 지침이 변할 때에만 전원을 인가하여 계량기의 지침을 인식함으로서 전류 소모를 최소화하였다. 또한, 이때인가된 전원으로 RF송신부가 검침부에서 인식한 계량기 지 침을 무선신호로 변환하여 각 지역 대표 중계기로 전송한다. 이와 같이 RF모듈에서도 일방향 전 송 방식을 채택함으로써 송, 수신 요구인터럽트를 수용하기 위하여 모듈에 항상 전원이 인가되어야 하는 문제를 해결하였다.
먼저 수신부는 RF모듈에서 전송한 RF 신호를 수신하고, 이것을의 데이터 프레임 구조에 따라 해석한다.
본 연구에서는 전기.수도, 가스 등의 검침 데이터를 통합을 위하여 RF를 이용한 자동 원격검침 시스템을 설계하였다. 제안한 자동 원격검침 시스템은 검침원이 직접적으로 방문하여 계량기의 지침을 조사하는 방식이 아닌, 센서를 통한 자동인식 방법과 무선전송 방식을 이용하여 계량기의 해당 지침을 직접적으로 얻음으로써 기존의 검침 원 방문에 들어갔던 인력과 경비가 절감된다.
이런 문제들을 해결하기 위해 제안한 RF모듈은 검침부에서 계량기 지침을 인식하기 위해 전원이 인가되는 즉시, 중계기로 검침 데이터를 전송함으로써 내장 전원을 효율적으로 관리한다. 이를 위해 제안한 RF모듈은 계량기의 지침을 인식하는 검침부와 인식된 검침 데이터를 무선으로 송신하기 위한 RF송신부로 나눈다.
이런 문제들을 해결하기 위해 제안한 RF모듈은 검침부에서 계량기 지침을 인식하기 위해 전원이 인가되는 즉시, 중계기로 검침 데이터를 전송함으로써 내장 전원을 효율적으로 관리한다. 이를 위해 제안한 RF모듈은 계량기의 지침을 인식하는 검침부와 인식된 검침 데이터를 무선으로 송신하기 위한 RF송신부로 나눈다.
또한 전송된 데이터를 수집하여 저장하고. 저장된 데이터를 통하여 에너지 소비량을 시간대별로 측정하여 소비 패턴 분석, 누수. 동파의 파악으로 능동적인 유지보수가 가능한 자동 원격검침 시스템을 설계하고자 한다.
제안한 자동 원격검침은 각 수용가에 설치된 계량기의 지침을 자동으로 인식하여 RF를 이용하여 중계기로 검침 데이타를 전송하는 RF모듈부, 무선통신 방식에서의 거리제 약을 극복하기 위하여 무선신호를 증폭시켜 중계기로 재전송하는 리피터, RF를 이용하여 수신받은 데이터를 임시로 저장하고, 통신방식에 따라 인터페이스를 달리하여 데이타 관리시스템으로 전송하는 중계기, 마지막으로 수집된 데이터를 저장하여 통계조사, 고장 계량기. 누수, 동파 여부 등을 파 악하는 데이터 관리 시스템으로 구성된다.
중계기는 제안한 RF모듈에서 POWER ON 시 EVENT 방식으로 전송된 수용가들의 검침 데이터를 효율적으로 저장하고. 데이터 관리 시스템으로 중계 처리하기 위한 장치이다.
일반적인 검침 업무는 원칙적으로 매월 정기적으로 정하여 진 검침일에 고객에게 부설되어 있는 계량기의 지시수를 읽어. 지침 및 사용량을 산출하여 검침표에 기록 또는 전산기록장치(Handy-Terminal)에 입력하고, 이를 고객에게 통지하는 업무와 확인 검침. 이상 사용의 처리 및 이에 부대하는 업무이다.

대상 데이터

제안한 전송 데이터 프레임은 전송 프레임의 시작과 끝 구분을 위한 제어플래그 4바이트. 수도 전기가스의 검침 구분을 위한 1바이트, 호 요청 데이터 프레임의 요청 데이 터 수에 따른 검침 데이터로 구성된다. 저장된 검침 데이터는 호 요청 프로토콜의 요청 자료 플래그에 따라<표 3>의 데이터 프레임으로 변경하여 전송한다.

성능/효과

원격검침 시스템은 검침 데이타의 전송 방식 즉, 통신수단에 따라 여러 방식으로 분류된다.[2]일 반적인 계량기에서 집중 화장치 사이의 데이터 교환은 무선을 이용하는 방식과 유선을 이용하는 방식이 있다. 무선방식은 계량기와 집중화장치에 각각 RF모듈을 부착함으로써 서로 통신한다.
제안한 RF모듈의 검침부에서는 사업소에서 필요한 최저단위에 따라 지침이 변할 때에만 전원을 인가하여 계량기의 지침을 인식함으로서 전류 소모를 최소화하였다. 또한, 이때인가된 전원으로 RF송신부가 검침부에서 인식한 계량기 지 침을 무선신호로 변환하여 각 지역 대표 중계기로 전송한다.
수도, 가스 등의 검침 데이터를 통합을 위하여 RF를 이용한 자동 원격검침 시스템을 설계하였다. 제안한 자동 원격검침 시스템은 검침원이 직접적으로 방문하여 계량기의 지침을 조사하는 방식이 아닌, 센서를 통한 자동인식 방법과 무선전송 방식을 이용하여 계량기의 해당 지침을 직접적으로 얻음으로써 기존의 검침 원 방문에 들어갔던 인력과 경비가 절감된다. 또한 검침원이 수용가를 직접 방문하지 않음으로써 사생활 보호와 방범효과 등의 서비스 질을 더욱 향상시킬 수 있다.

후속연구

향후 RF모듈을 기반으로 한 홈네트워크 구성을 위한 요소 기술로의 개발이 필요하다.

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