Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers (전자공학회논문지)

The Institute of Electronics and Information Engineers (대한전자공학회)
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Low-Cost Remote Power-Quality-Failure Monitoring System using Android APP and MCU

안드로이드 앱과 MCU를 이용한 저가형 원격 전원품질이상 감시 시스템

  • Lim, Ho-Kyoun (School of Information, Communications, and Electronic Engineering, The Catholic University of Korea) ;
  • Kim, Seo-Hwi (School of Information, Communications, and Electronic Engineering, The Catholic University of Korea) ;
  • Lee, Seung-Hyeon (School of Information, Communications, and Electronic Engineering, The Catholic University of Korea) ;
  • Choe, Sangho (School of Information, Communications, and Electronic Engineering, The Catholic University of Korea)
  • 임호균 (가톨릭대학교 정보통신전자공학부) ;
  • 김서휘 (가톨릭대학교 정보통신전자공학부) ;
  • 이승현 (가톨릭대학교 정보통신전자공학부) ;
  • 최상호 (가톨릭대학교 정보통신전자공학부)
  • Received : 2013.02.22
  • Published : 2013.09.25
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Abstract

This paper presents a low-cost remote power-quality-failure monitoring system (RPMS) using Android App and TI MCU (micro-controller unit), which is appliable to a micro-grid. The designed RPMS testbed consists of smart nodes, a server, and Android APPs. Especially, the C2000-series MCU-based RPMS smart node that is low-cost compared to existing monitoring systems has both a signal processing function for power signal processing and a data transmission function for power-quality monitoring data transmission. The signal processing function implements both a wavelet-based power failure detection algorithm including sag, swell, and interruption, and a FFT-based power failure detection algorithm including harmonics such that reliable and real-time power quality monitoring is guaranteed. The data transmission function implements a low-complexity RPMS transmission protocol and defines a simple data format (msg_Diag) for power monitoring message transmission. We may watch the monitoring data in real time both at a server and Android phone Apps connected to the WiFi network (or WAN). We use RS-232 (or Bluetooth) as the wired (or wireless) communication media between a server and nodes. We program the RPMS power-quality-failure monitoring algorithm using C language in the CCS (Code Composer Studio) 3.3 environment.

본 논문에서는 안드로이드 앱과 TI 320F28335 MCU를 활용한 마이크로그리드용 저가형 원격 전원품질이상 감시 시스템(Remote Power-quality-failure Monitoring System : RPMS)을 제안한다. 설계한 RPMS 테스트 베드는 스마트 노드와 서버 그리고 안드로이드 앱으로 구성된다. 특별히 RPMS 스마트 노드는 기존 감시 시스템과는 달리 C2000 계열 MCU를 이용한 저가형으로 설계되며 전력신호처리를 위한 신호처리 기능과 함께 전원품질 모니터링 정보 전송을 위한 데이터 전송 기능을 포함한다. 전력신호처리 기능은 순시전압강하, 순시전압상승 혹은 순시정전에 대한 웨이브렛 기반 검출 알고리즘과 고조파에 대한 FFT 기반 검출 알고리즘을 구현하며, 이를 이용 신뢰성 있는 실시간 전원품질 감시를 가능하게 한다. 데이터 전송 기능은 전원품질 원격 감시를 위한 저 복잡도의 전용 전송 프로토콜 알고리즘을 구현하며, 품질이상 검출 메시지 전송을 위한 간단한 데이터 포맷 (msg_Diag)을 정의 사용한다. 스마트 노드 측정 결과는 서버는 물론 WiFi (혹은 WAN) 망에 연동되는 안드로이드 폰으로 전송되어 실시간 원격 모니터링을 가능하게 한다. RPMS 테스트 베드의 서버와 노드 간 통신에는 RS-232 혹은 블루투스의 유 무선통신을 이용하며, 노드에 구현된 전원품질이상 검출 알고리즘은 CCS (Code Composer Studio) 3.3 환경하에 C 언어로 구현한다.

Keywords

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