비행체를 이용한 원격 검침 시스템 {FLY-BY METER READING SYSTEM WITH AIR-CRAFT}

본 발명은 비행체를 이용한 원격 검침 시스템에 관한 것으로서, 비행체가 데이터 수집 장치를 탑재한 상태에서 검침 단말기의 전기, 수도, 가스, 난방 사용 계량 데이터를 장애물의 제한 없이 먼 거리에서 효과적으로 수집하는 비행체를 이용한 원격 검침 시스템에 관한 것이다.

종래 원격 검침은 전기, 수도, 가스, 난방 사용 데이터를 검침 단말기로 읽어 들이고, 관리자의 편의나 경제성에 따라 다른 방식으로 마련된다.

따라서, 원격 검침 시스템은 세대 내에 구성된 계량기 및 설비 계량기들의 누적 검침값을 사람이 직접 수검침 하던 방식에서 최근엔 통신 기술을 이용한 원격 검침 방식이었다.

따라서, 세대별로 설치되는 계량기로부터 건물에서 사용되는 전기, 가스, 수도, 온도, 압력, 유량 중 적어도 하나의 사용량을 계량하여 사용량에 따른 계량 데이터를 단말장치(PDA, 스마트폰 등)로 사람이 직접 해당 수용가를 방문하여 수집하는 Walk-By 원격 검침 방법과, 자동차에 수집 장치를 탑재하여 데이터를 수집하는 방법으로서, 검침 단말기의 데이터를 수집 장치를 탑재한 자동차로 검침 지역을 운행하며 검침하는 Drive-By 원격 검침 방법이 있다.

하지만, 검침원 운영에 따른 비용 부담과 검침 거리에 제한을 받을 수 있어 다세대 집단 주거지나 계량기 위치가 취약한 지역의 접근성에 문제점이 지적되고 있고, 검침 시간 단축의 장점은 있지만, 차량 이용에 따른 접근성이 떨어지며, 일부 수집되지 않은 검침 단말기가 존재할 수 있어 재검침에 대한 문제점이 지적되고 있다.

이어서, 수용가 측에 설치된 전자식 전력량계의 사용량을 원격 검침용 슬레이브 모뎀과 마스터 모뎀을 이용하여 검침 데이터를 수집하고, 수집된 검침 데이터를 원격 검침 서버로 전송하는 데이터 전송장치로부터 계량 데이터를 중앙에서 수집하는 Fixed-By 원격 검침 방식으로서, 원격 검침 서버는 데이터 전송장치로부터 전송받은 계량 데이터를 획득하고 저장하여 웹브라우저를 통하여 각 수용가에게 해당 수용가의 전력 사용에 관한 정보를 제공할 수 있다.

하지만, 초기 도입 비용이 많이 드는 검침 범위를 넓히기 위해 중계기 설치에 있어서, 전봇대를 이용하는 경우, 최근 전봇대 매설에 따라 일부 지역은 설치가 어려우며, 높은 빌딩 옥상에 설치하는 경우는 건물주의 동의에 대한 문제점과, 유선 통신으로 마련되는 전력선 통신에 의하여 전자식 전력량계와 데이터 전송장치 사이의 검침 데이터를 전송하는 지역과 지그비(Zigbee) 통신 등의 무선 통신 방식에 의하여 검침 데이터를 전송하는 지역이 별개로 구성되고 있어서 음영지역이 존재하여 검침 데이터의 전송이 원활하게 되지 않는 문제가 끊임없이 제기되고 있다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 보다 상세하게는 비행모듈에 원격 검침 단말장치가 마련되어, 건물에서 사용하는 전기, 가스, 수도, 온도, 압력, 유량 등에 대한 검침된 계량 데이터를 장애물의 제한 없이 획득할 수 있는 것을 제공하는데 그 목적이 있다.

사용되는 전기, 가스, 수도, 온도, 압력, 유량 중 적어도 하나 이상의 계량 데이터를 측정하는 계량기가 구비되고, 상기 계량기로부터 측정된 계량 데이터를 저장하는 제1저장부와, 외부로 송, 수신하는 제1단말장치; 복수개의 설정된 범위 영역들 중 선택된 하나의 특정 영역의 상공을 비행하고, 제2단말장치가 구비되는 비행모듈; 상기 제2단말장치는 상기 계량기에 인접 배치되는 상기 제1단말장치로부터 계량 데이터를 수신하여, 저장하는 제2저장부;를 포함하며, 상기 비행모듈을 원격 제어 하거나 또는 상기 제2단말장치로부터 저장된 계량 데이터를 제공받아 과금을 산출하는 관재부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 비행체를 이용한 원격 검침 시스템을 제공한다.

상기 제1단말장치는 상기 계량기로부터 측정된 계량 데이터를 무선으로 송신하는 블루투스 모듈을 포함할 수 있다.

상기 제1저장부는 상기 제1단말장치로부터 입력받은 계량 데이터를 저장하며, 설정된 시간에 따라 기존에 저장된 계량 데이터를 삭제하고, 신규 계량 데이터를 입력받아 저장할 수 있다.

상기 비행모듈은 실내 또는 실외에 설치되는 상기 제1단말장치의 상기 설정된 범위 영역별 위치를 인식하며, 선택된 상기 특정 영역의 상공에서 비행하여 속도를 측정하는 GPS모듈을 포함할 수 있다.

상기 비행모듈은 상기 특정 영역 내에서 건물의 이미지 패턴을 기 설정된 이미지와 매칭하여 건물과의 상대거리를 비교 또는 측정하는 비전센서를 포함할 수 있다.

상기 비행모듈의 작동을 제어하는 컨트롤러를 더 포함할 수 있다.

상기 제2저장부는 상기 제1단말장치의 고유번호에 따른 번지수를 인식하여, 상기 번지수 별로 획득되는 계량 데이터를 저장할 수 있다.

상기 관재부는 상기 제2단말장치로부터 전달받은 전기, 가스, 수도, 온도, 압력, 유량 중 적어도 하나 이상의 계량 데이터를 연산하여, 사용량에 따른 과금 내역 데이터를 설정된 데이터테이블로 저장하며, 상기 과금 내역을 세대주의 휴대 단말기로 전송할 수 있다.

상기 제1, 제2단말장치는 계량 데이터 전송은 TDMA 통신, IRDA 통신, RF 통신 중 어느 하나를 통해 형성될 수 있다.

상기 제1, 제2단말장치는 고속 무선모뎀이 마련되며, 세대의 밀집도가 높고 생활 노이즈원이 많은 곳에 따라 고속 무선모뎀 통신을 이용하여, 계량 데이터 수집의 효율성을 높일 수 있다.

본 발명에 따른 비행체를 이용한 원격 검침 시스템에 따르면,

첫째, 검침 단말기의 위치와 장애물에 대한 검침 거리의 제한을 최소화로 보다 먼 검침 거리가 형성되며, 넓은 범위의 검침이 가능하여 검침 시간을 단축시킬 수 있고,

둘째, 검침 범위를 넓히기 위해 설치하는 중계기의 설치 환경에 제한을 받지 않아 사전 셀 플래닝 또는 건물주 동의가 필요 없이 적용될 수 있고,

셋째, 다세대 주거지의 원격 검침시 출입 제한으로 접근성이 어려운 아파트, 빌라 등 고층 건물을 출입 제한 없이 검침을 할 수 있고,

넷째, 지자체나 사업장의 캠페인 문구 또는 공지사항을 부착하여 활용 가능한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 비행체를 이용한 원격 검침 시스템을 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 비행모듈의 측면의 단면을 도시한 단면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가진 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 비행체를 이용한 원격 검침 시스템을 도시한 개념도이고, 도 2는 본 발명의 비행모듈의 측면의 단면을 도시한 단면도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 비행체를 이용한 원격 검침 시스템(100)은 건물에 사용되는 전기, 가스, 수도, 온도, 압력, 유량 등의 적어도 하나 이상을 검침하여 계량 데이터를 측정하는 계량기(200)와, 상기 계량기(200)로부터 측정된 계량 데이터를 수집하는 제1단말장치(210)와, 상기 제1단말장치(210)는 상기 계량기(200)로부터 측정된 계량 데이터를 저장하는 제1저장부(211)를 포함하고, 상기 제1단말장치(210)가 설치된 건물에 대한 설정된 영역을 공중 부양하며, 유동하는 비행모듈(300)과, 상기 비행모듈(300)의 하부에 마련되어 수용공간이 형성되는 수용부(310)와, 상기 수용부(310)의 외측에 비행선을 상승시키거나, 전진시키는 구동수단 즉, 제1모터(350)와, 제1프로펠러(351)가 장착되며, 상기 비행모듈(300)의 후방에 마련되는 수직날개의 표면에 타공된 � ��형으로 형성되어, 방향 전환용 제2프로펠러(360)와, 상기 제2프로펠러(360)를 구동하는 제2모터(361)가 마련되어, 상기 비행모듈(300)을 공중으로 부양함과 동시에 방향 전환이 가능하도록 포함하고, 상기 수용부(310)는 상기 계량기(200)로부터 측정된 계량 데이터를 상기 제1단말장치(210)와 설정된 통신 방법으로 상호 연결되는 제2단말장치(311)가 마련되고, 상기 제2단말장치(311)는 상기 제1단말장치(210)로부터 획득되는 계량 데이터를 저장하는 제2저장부(312)와, 상기 제1단말장치(210)가 설치되는 건물의 구역을 인식하며, 선택된 구역을 공중에서 유동하여 현재의 위치 및 속도를 인식하는 GPS모듈(320)과, 건물 외형의 물체와의 상대거리 또는 위치를 인식하는 비전센서(330)와, 상기 비행모듈(300)을 외부 제어장치로부터 제어되는 제어부(미도시)를 포함한다.

여기서, 상기 제어부(미도시)를 제어할 수 있는 컨트롤러(미도시)를 더 포함한다.

또한, 상기 제2저장부(312)에 저장되는 계량 데이터를 상기 제2단말장치(311)로부터 월별 사용량에 대한 계량 데이터를 관재부(400)에 송신하고, 상기 관재부(400)는 상기 제2단말장치(311)로부터 전달받은 전기, 가스, 수도, 온도, 압력, 유량 등의 적어도 하나 이상의 계량 데이터에 따른 사용요금 데이터를 연산하여 과금 내역 데이터를 저장하며, 해당 세대주의 단말기(미도시)로 전송하도록 마련된다.

상기 계량기(200)는 가정에서 사용하는 가스, 물, 전기 등을 측정하기 위해 복수개로 마련되는 장치로서, 가스계량기, 수도계량기 및 전기계량기가 있다.

따라서, 상기 가스계량기는 내부에 풍구와 같은 장치를 하고 사용되는 가스가 내부로 유입될 때 칸막이가 좌, 우로 이동할 수 있도록 가스의 사용량을 측정하고, 상기 수도계량기는 내부에 물의 흐름양을 측정하여 물 흐름의 세기가 수차를 돌릴 수 있을 정도로 강하기 대문에 수차를 이용하여 물의 양을 측정하고, 상기 전기계량기는 건물에서 사용되는 전력량을 측정하는 장치로서, 내부에 복수개의 코일을 마주 보게 설치 또는 코일을 권선한 말굽철편의 두 자극 사이의 틈에 알루미늄 회전원판이 마련되어 자기력으로 회전하도록하여 전력량을 측정한다.

복수개로 마련되는 상기 계량기(200)는 일 측에 인접배치되는 상기 제1단말장치(210)와 유선 또는 무선으로 연결되어 상기 계량기(200)로부터 측정된 계량 데이터를 상기 제1단말장치(210)로 전송하게 된다.

여기서, 상기 계량기(200)와, 상기 제1단말장치(210)는 무선으로 설치되는 것을 일 예로 설명한다.

상기 계량기(200)는 상기 제1단말장치(210)와 무선 통신이 가능하도록 상기 블루투스 모듈(미도시)을 포함한다.

상기 블루투스 모듈(미도시)은 근거리, 일대다, 음성과 데이터 전송을 위한 무선 주파수에 대한 표준이며, 금속이 아닌 고체를 통과해 통신할 수 있고, 약 10cm에서 10m에 이르는 거리 내의 단말 간 통신이 가능하고, 전파를 높이면 100m까지도 확장할 수 있다. 상기 블루투스 모듈(미도시)은 2.4Ghz 대역의 ISM(Industrial Scientific Medical) 대역 (2.40Ghz ~ 2.480ghz)을 이용하며, 1Mbps의 전송 속도와, 간섭방지를 위한 주파수 호핑 방식을 이용하며, 저소비 전력(대기상태 0.3mA, 송, 수신시 최대 30mA)이 가능하고, 전송거리 10m 및 100m까지 가능하다. 상기 블루투스 모듈(미도시)은 신호 간섭을 방지하기 위하여 상기 대역에 있어서 2.4Ghz ~ 2.40Ghz 사이의 로우 가드 밴드와, 2.48Ghz ~ 2.4835Ghz 사이의 업 가드 밴드를 포함한다.

이러한 상기 블루투스 모듈(미도시)은 GFSK(Guassian Frequency Shift Keying) 변조방식을 이용하며 A-Law, U-Law, PCM, CVSDs 3채널의 Voice 지원이 가능하다.

이어서, 상기 계량기(200)와 상기 제1단말장치(210)의 계량 데이터의 송, 수신하는 통신 방법에는 이에 국한 되지 않으며, 빌딩 또는 높은 건물의 경우에는 유선으로 마련될 수 있다.

상기 제1단말장치(210)는 상기 계량기(200)로부터 측정된 계측 데이터를 저장하는 상기 제1저장부(211)가 마련되며, 이때, 상기 제1저장부(211)는 관리자의 설정된 데이터 시트로 저장하기 위해 일, 월, 년으로 구분되어 저장하고, 설정된 시간이 지남에 따라 기존 데이터를 삭제하여, 신규 데이터를 저장하는 설정된 프로세서가 마련될 수 있다.

상기 제1단말장치(210)는 상기 제1저장부(211)에 저장된 계량 데이터를 외부로 전송하기 위해 통신으로 상기 비행모듈(300)에 마련되는 상기 제2단말장치(311)와 연결되도록 마련되며, 통신 방법에는 TDMA 통신, IRDA 통신, RF 통신으로 마련될 수 있으며, 본 발명에 따른 통신 방법은 TDMA 통신으로 마련되는 것을 일 예로 설명하는 바, 통신 방법에는 이에 국한 되지 않는다.

따라서, 무선 원격 검침을 하기 위해 상기 제1단말장치(210)와, 상기 제2단말장치(311)의 계량 데이터 송, 수신 방법은 상기 제2단말장치(311)는 상기 제1단말장치(210)에 네트워크 기준 정보를 가지고 있는 비콘 패킷을 전송하며, 네트워크 합류요청, 분리요청, 허용, 자원할달요청, 허용, 연결요청, 허용 등의 명령 패킷을 임의 접근 방식으로 전송하며, 상기 제2단말장치(311)로부터 시간의 배타적 할당을 통한 매체에 대한 독점적 접근이 보장되지 않으므로, 건물에 설치되는 상기 제1단말장치(210)는 CSMA/CA를 사용하여, 상기 제2단말장치(311)와 통신 연결된다.

이어서, 상기 제2단말장치(311)는 TDMA방식을 사용하여 검침 대상이 되는 설정된 구역의 시간 슬롯을 각 스테이션에게 분배하며, 분배된 시간 슬롯 동안은 상기 제1단말장치(210)에 접속하여 측정된 계량 데이터를 주고 받을 수 있다.

상기 제1단말장치(210)로부터 측정된 계량 데이터를 획득한 상기 제2단말장치(311)는 상기 제1단말장치(210)의 고유번호에 따른 번지수와, 상기 계량 데이터를 저장할 수 있는 상기 제2저장부(312)가 마련된다.

상기 제2단말장치(312)는 상기 제2저장부(312)에 저장되는 계량 데이터는 전술한 통신 방식을 이용하여 상기 관재부(400)에 전송하게 되는데, 이때, 상기 관재부(400)는 계량 데이터를 측정 순서에 따라 저장할 수 있으며, 또한, 수도 사용량, 가스 사용량, 전기 사용량 등의 정보에 대한 일일 보고 데이터, 월간 보고 데이터, 분기 보고 데이터 및 년간 보고 데이터 등도 저장할 수 있으며, 상기 제1단말장치(210)의 고유번호에 따른 번지수의 과부하 상태에 있는지 여부를 계량 데이터에 따른 여부를 확인할 수 있다.

따라서, 상기 관재부(400)는 계량 데이터를 전송받아 저장한 후 수용가의 수도 사용량, 가스 사용량, 전기 사용량 등에 대한 과금 등을 하고 데이터 통신망을 통하여 수용가측에 전력사용량, 수도사용량, 가스사용량 및 과금액 등의 정보를 제공할 수 있으며, 세대주의 단말 장치로 사용량 및 과금액 등의 정보를 전송할 수 있다.

상기 비행모듈(300)은 하부에 배치되는 상기 수용부(310)가 마련되며, 상기 수용부(310)는 상기 제2단말장치(311), 상기 제2저장부(312), 상기 GPS모듈(320), 상기 비전센서(330), 상기 제어부(미도시)를 포함한다.

본 발명에 따른 상기 비행체를 이용한 원격 검침 시스템(100)의 상기 비행모듈(300)은 내부에 수용공간이 형성되는 기낭(301)으로 이루어지며, 상기 기낭(301)의 내부에 채워진 헬륨에 의해 부력을 받으며 상승하고, 운행에 소요되는 전기를 제공하는 베터리(미도시)에 의해 상기 제1프로펠러(351), 상기 제2프로펠러(361)의 작동에 의해 상승한 후 전진 및 방향 회전하는 비행을 하게된다.

이때, 상기 비행모듈(300)을 관리자로부터 제어될 수 있도록 상기 제어부(미도시)가 마련되게 되는데, 이는 상기 컨트롤러(미도시)로부터 제어될 수 있도록 마련되며, 상기 비행모듈(300)의 좌선회, 우선회를 수행할 수 있으며, 비행선의 선회를 관리자로부터 신속하게 구현할 수 있게 된다.

하지만, 상기 비행모듈(300)의 종류는 이에 국한 되지 않으며, 무인 비행체는 드론(Drone) 등으로 구현될 수 있다.

상기 GPS모듈(320)은 관리자로부터 제어되는 상기 비행모듈(300)이 실내 또는 실외에 설치되는 상기 제1단말장치(2101)의 구역을 인식하며, 선택된 구역을 상공하여 현재의 위치 및 속도를 측정할 수 있는 장치로서, 선택된 영역을 벗어나 타 구역의 원격 검침을 수행할 때 현재의 위치 및 속도를 인식하도록 마련된다. 이때, 상기 비행모듈(300)의 위치를 파악할 수 있는 GPS수신기(미도시)를 더 포함하여 구비될 수 있다.

상기 비전센서(330)는 상기 비행모듈(300)의 전방을 지향한 상태로 마련되고, 도심지역에서 운행될 때, 빌딩 및 고층 건물 또는 조류들에 대한 충돌 방지를 위해 마련되며, 1m ~ 5m 내에 접근하는 빌딩 및 고층 건물 또는 조류들의 기 설정된 이미지와 동일하거나 유사하다고 판단되는 영역을 물체와의 상대거리 또는 위치를 인식하여, 상기 제어장치(미도시)로부터 관리자에게 충돌 위험 경고를 알리는 부저와, 회피지시를 확인할 수 있는 램프가 발광하는 것을 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100 : 비행체를 이용한 원격 검침 시스템 200 : 계량기
210 : 제1단말장치 211 : 제1저장부
300 : 비행모듈 310 : 수용부
311 : 제2단말장치 312 : 제2저장부
320 : GPS모듈 330 : 비전센서
350 : 제1모터 351 : 제1프로펠러
360 : 제2모터 361 : 제2프로펠러
400 : 관재부