KR100489244B1 - 무인 중계소를 감시 및 제어하기 위한 단말 장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원격 감시 제어 주장치로부터 무선 통신망을 통해 무인 중계소를 감시 및 제어하기 위한 데이터를 수신하여 역다중화하여 무인 중계소를 감시하는 감시 장치로부터 전송하고, 감시 장치로부터 감시 데이터를 수신하여 다중화하여 원격 감시 제어 주장치로 전송하는 단말 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

상기의 목적을 이루기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 원격 감시 제어 주장치로부터 무선 통신망을 이용하여 무인 중계소를 감시 및 제어하는 단말 장치는 복수의 감시 장치로부터 적어도 하나 이상의 감시 데이터를 수신하기 위한 데이터 수신부 - 상기 감시 데이터는 감시 장치 별로 서로 상이한 프레임 포맷을 포함함 -; 상기 수신된 감시 데이터를 다중화하여 제1 다중화 프레임을 생성하는 다중화 처리부; 상기 무선 통신망을 통하여 상기 원격 감시 제어 주장치와 RF 신호를 주고 받기 위한 장치로서, 상기 제1 다중화 프레임을 RF 신호로 변환하여 상기 원격 감시 제어 주장치로 전송하고, 상기 원격 감시 제어 주장치로부터 RF 신호를 수신하여 제2 다중화 프레임을 생성하는 모뎀; 및 상기 제2 다중화 프레임을 역다중화하여 제어 명령 데이터를 생성하는 역다중화 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 무인 중계소에 설치된 복수의 감시 장치로부터 수신되는 이종 감시 데이터를 다중화하여 송수신함으로써 운용자가 무인 중계소의 이상 발생을 즉시 파악할 수 있도록 할 수 있다.

Description

무인 중계소를 감시 및 제어하기 위한 단말 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR MONITORING AN UNATTENDED RELAY STATION AND METHOD THEREOF}

본 발명은 무선 통신망에 이용되는 무인 중계소를 감시 및 제어하는 단말 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원격 감시 제어 주장치로부터 무선 통신망을 통해 무인 중계소를 감시 및 제어하기 위한 데이터를 수신하여 역다중화하여 무인 중계소를 감시하는 감시 장치로 전송하고, 감시 장치로부터 감시 데이터를 수신하여 다중화하여 원격 감시 제어 주장치로 전송하는 단말 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

통상적으로 무인 중계소는 사람 없이 원격 조종으로 조작하는 마이크로파(波)용 중계 설비로서, 전파가 직진하는 마이크로파는 도달범위가 가시거리(可視距離)에 한정되므로 일정 거리마다 설치되어야 하며, 가시거리를 길게 하기 위해 산꼭대기 등 높은 곳에 설치되는 경우도 많다. 무인 중계소를 원격지에서 감시하기 위해서는 무인 중계소의 각종 상태를 감시할 수 있는 복수의 감시 장치가 필요하다.

감시 장치의 일례로서 배터리 감시 장치가 필요하다. 일반적으로, 무인 중계소는 전기적 장애(예를 들어 전압 변동, 주파수 변동, 순간 정전, 서지 등)가 발생한 경우 각종 기기에 안정된 전원을 지속적으로 공급하기 위한 무정전 전원 공급 장치(Uninterruptible Power Supply)가 절대적으로 요구되고 있다. 그러나, 종래 무정전 전원 공급 장치는 시스템 자체의 관리에만 충실하고, 배터리의 상태가 양호하다고 하더라도 일정 시간 동안 사용된 후 배터리를 전체적으로 교체하여야 하므로 이로 인한 인력 및 배터리의 비용이 낭비되는 경제적인 손실을 가져오고 있다. 일반적으로 무정전 전원 공급 장치에 주로 사용되는 배터리는 밀폐형 납 축전지로서, 전해액이 고갈되면 온도가 상승하여 결국 폭발하고, 그로 인한 화재가 발생할 위험이 있으므로 개별 축전지에 대한 전압과 온도를 감시하는 장치가 필요하다. 또한, 여러 개의 축전지가 직렬 또는 병렬로 연결되어 있는 상태에서 평상시에는 정상 전압을 나타내어 이상을 발견할 수 없으나 정전 시 부하가 가해지면 제 기능을 발휘하지 못하는 경우가 종종 발생하여 비상용 전원으로서의 역할을 제대로 하는 못하는 경우가 발생하게 된다. 따라서, 무인 중계소에서 사용되는 무정전 전원 공급 장치의 운용 효율을 높이고 배터리의 관련 비용을 절감시키면서 안정성도 확보하기 위한 배터리 감시 장치가 절실히 요구되고 있다.

감시 장치에 대한 또다른 일례로서, 무인 중계소가 이동 통신 시스템의 기지국으로 사용되는 경우 전파 품질이 매우 중요하므로 상기 무인 중계소에 대한 전파 품질 감시 장치를 구비해야 한다.

아울러, 무인 중계소에 외부인의 침입하거나 내부 장비의 상태를 파악하기 위해 감시 영역에 카메라를 설치하고, 상기 카메라를 통해 촬영된 영상으로 상기 무인 중계소의 상태를 감시하는 영상 감시 장치가 구비될 수 있다.

이와 같이 종래 무인 중계소의 상태를 감시하기 위한 배터리 감시 장치, 전파 품질 감시 장치, 영상 감시 장치 등과 같은 감시 장치로부터 각각 무인 중계소의 상태에 대응되는 데이터를 원격지의 감시 제어 주장치로 전송하기 위해서는 각 감시 장치 별로 무선 전송 장비를 구비해야 했다. 즉, 종래에는 무인 중계소를 감시하는 감시 장치가 복수인 경우 감시 결과 데이터를 원격지의 감시 제어 주장치로 전송하기 위해 감시 별도의 전송 장비를 구비해야 하므로 비용이 많이 드는 문제점이 있다.

또한, 종래에는 무인 중계소를 감시하는 복수의 감시 장치가 감시 결과 데이터를 원격지의 감시 제어 주장치로 전송하기 위해 각 감시 장치가 별도의 데이터 프레임을 사용하여 감시 결과 데이터를 원격지의 감시 제어 주장치로 개별적으로 전송하는 경우 트래픽에 과부하가 발생되는 문제점이 있다.

게다가, 종래에는 무인 중계소를 감시하는 감시 장치에서 생성된 감시 결과 데이터를 전송하는 포맷이 각기 상이하여 감시 데이터를 관리하기 어려운 문제점도 있다.

아울러, 종래 원격지의 감시 제어 주장치는 무인 중계소의 각 감시 장치별로 감시 제어 명령을 내려야 하므로 무인 중계소가 매우 많은 경우 운용자로부터 각 감시 장치 별로 감시 제어 명령을 입력 받아 각 감시 장치 별로 감시 제어 명령을 수행하고, 각 감시 장치 별로 전송되는 결과를 확인하는 절차가 매우 복잡하고 번거로운 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 무인 중계소의 상태를 감시하는 복수의 감시 장치의 이종 감시 데이터를 다중화하여 무선 통신망을 통해 원격 감시 제어 주장치로 전송하는 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또, 본 발명의 목적은 무인 중계소의 상태를 복수의 감시 장치로부터 일정 시간 간격으로 감시 데이터를 수신하여 다중화하여 무선 통신망을 통해 원격 감시 제어 주장치로 전송하는 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또, 본 발명의 목적은, 무인 중계소의 상태를 감시 및 제어하는 명령 데이터를 원격 감시 제어 주장치로부터 수신한 후 역다중화하여 복수의 감시 장치 별로 전송하는 장치 및 그 방법을 제공하는 데에 있다.

또, 본 발명의 다른 목적은, 무인 중계소에서 복수의 이기종 감시 장치로부터 감시 데이터를 다중화하여 데이터 전송 효율을 향상시키고, 감시 장치별로 감시 데이터 관리를 용이하게 수행할 수 있도록 하는 것이다.

상기의 목적을 이루기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 원격 감시 제어 주장치로부터 무선 통신망을 이용하여 무인 중계소를 감시 및 제어하는 단말 장치는 복수의 감시 장치로부터 적어도 하나 이상의 감시 데이터를 수신하기 위한 데이터 수신부 - 상기 감시 데이터는 감시 장치 별로 서로 상이한 프레임 포맷을 포함함 -; 상기 수신된 감시 데이터를 다중화하여 제1 다중화 프레임을 생성하는 다중화 처리부; 상기 무선 통신망을 통하여 상기 원격 감시 제어 주장치와 RF 신호를 주고 받기 위한 장치로서, 상기 제1 다중화 프레임을 RF 신호로 변환하여 상기 원격 감시 제어 주장치로 전송하고, 상기 원격 감시 제어 주장치로부터 RF 신호를 수신하여 제2 다중화 프레임을 생성하는 모뎀; 및 상기 제2 다중화 프레임을 역다중화하여 제어 명령 데이터를 생성하는 역다중화 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 통신망을 이용하여 무인 중계소를 감시 및 제어하는 원격 감시 시스템은 상기 무인 중계소를 감시하여 감시 데이터를 생성하는 복수의 감시 장치 - 상기 감시 데이터는 감시 장치 별로 서로 상이한 프레임 포맷을 포함함 -; 원격지에서 상기 감시 데이터를 분석하고, 상기 감시 장치에 대한 감시 명령을 생성하는 원격 감시 제어 주장치; 및 상기 감시 데이터를 다중화하여 상기 원격 감시 제어 주장치로 전송하고, 상기 감시 명령을 역다중화하여 상기 감시 장치 별로 제어 명령 데이터를 생성하는 감시 제어 단말 장치를 포함하고, 상기 원격 감시 제어 주장치 및 상기 감시 제어 단말 장치는 VHF 통신망을 통하여 접속하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선 통신망을 이용하여 원격지에 위치한 원격 감시 제어 주장치로부터 무인 중계소를 감시하기 위한 방법은 상기의 원격 감시 제어 주장치로부터 상기 무인 중계소에 대한 감시 명령을 수신하는 단계; 상기 감시 명령을 역다중화하여 복수의 감시 장치별로 제어 명령 데이터를 생성하여 전송하는 단계; 상기 복수의 감시 장치로부터 적어도 하나 이상의 감시 데이터를 수신하는 단계 - 상기 감시 데이터는 감시 장치 별로 서로 상이한 프레임 포맷을 포함함 -; 상기 수신된 감시 데이터를 다중화하여 다중화 프레임을 생성하는 단계; 및 상기 무선 통신망을 통하여 상기 다중화 프레임을 RF 신호로 변환하여 상기 원격 감시 제어 주장치로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

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이하, 첨부된 도면을 참조하여 무인 중계소를 감시 및 제어하는 시스템에서 감시 제어 단말 장치와 그에 따른 무인 중계소의 감시 장치를 감시 및 제어하는 방법에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무인 중계소를 감시 및 제어하기 위한 시스템의 구성도를 나타내는 도면으로서, 무선 타워(130-1~130~n)가 설치된 무인 중계소 감시 장치(140-1~140-n)를 감시하기 위해서 네트워크(100)는 원격 감시 제어 주장치(110), 원격 감시 제어 장치(111~113), 무선 데이터 주장치(120), VHF 송수신기(121~123)를 포함한다.

도 1을 참조하면, 원격 감시 제어 주장치(110)는 무인 중계소 감시 장치(140-1~140-n)의 상태를 원격지에서 제어하며, 복수의 원격 감시 제어 장치(111~113) 및 무선 데이터 주장치(120)를 관리한다. 원격 감시 제어 장치(111~113)는 원격 제어 주장치(110)와 소정의 네트워크(100)로 연결되어 운용자가 자신이 원하는 무인 중계소의 감시 제어 명령을 입력하고, 무인 중계소(140-1~140-n)의 감시 결과를 확인할 수 있는 단말 장치이다. 무선 데이터 주장치(120)는 VHF 송수신기(121~123)를 통해 송신 또는 수신되는 데이터를 제어한다. VHF 송수신기(121~123)는 무선 데이터 주장치(120)에 요구에 따라 무인 중계소(140-1~140-n)의 상태를 감시하기 위한 제어 명령을 송신하고, 무인 중계소(140-1~140-n)의 상태를 감시한 결과 데이터를 수신한다.

원격 감시 제어 주장치(110)는 원격지에 위치한 복수의 무인 중계소(140-1~140-n)의 상태를 감시하기 위해 감시 명령을 생성한다. 원격 감시 제어 주장치(110)는 상기 무인 중계소(140-1~140-n)로부터 수신된 감시 데이터를 분석하여 무인 중계소(140-1~140-n)의 상태를 파악한다. 원격 감시 제어 장치(111, 112, 113)은 원격 감시 제어 주장치(110)의 클라이언트로서 네트워크(100)를 통해 원격 감시 제어 주장치(110)와 접속되며, 무인 중계소(140-1~140-n)의 상태를 감시 결과를 확인하고, 무인 중계소(140-1~140-n)를 제어할 수 있다. 무선 데이터 주장치(120)는 원격 감시 제어 주장치(110)로부터 감시 명령 데이터를 수신하고, 상기 수신된 감시 명령 데이터를 해당 무인 중계소(140-1~140-n)로 전송하기 위해 VHF 송수신기(121~123)로 전송한다. VHF 송수신기(121~123)는 상기 감시 명령 데이터를 무인 중계소(140-1~140-n)로 송신하고, 무인 중계소(140-1~140-n)를 감시한 결과인 감시 데이터를 수신한다. 원격 감시 제어 주장치(110)는 원격지에서 상기 무선 통신망을 통해 소정의 무인 중계소(140-1~140-n)로부터 무인 중계소(140-1~140-n)에 설치된 복수의 감시 장치의 감시 데이터를 수신하여 무인 중계소(140-1~140-n)의 환경, 보안, 전파 품질 등을 감시한다. 원격 감시 제어 주장치(110)는 무인 중계소(140-1~140-n)의 원격 제어, 상태 설정(통신 장치 등록, 통신 설정 등), 통신 상태 감시 및 통신 데이터를 분석하고, 무인 중계소(140-1~140-n)의 경보를 감시하고, 무인 중계소(140-1~140-n)의 감시 이력을 조회할 수 있다. 원격 감지 제어 주장치(110)는 복수의 무인 중계소(140-1~140-n)마다 설치된 복수의 감시 장치로부터의 감시 데이터를 수신하기 위해 무인 중계소(140-1~140-n)의 개수(n)만큼의 감시 제어 단말 장치를 운영 관리할 수 있다. 원격 감시 제어 주장치(110)는 무인 중계소(140-1~140-n)를 최소 100개소 이상 수용 가능하며, 무인 중계소(140-1~140-n) 내에 설치된 감시 제어 단말 장치와의 통신 트래픽 및 성능을 고려하여 멀티태스킹(multi-tasking)이 가능한 구조로 구현될 수 있다. 원격 감시 제어 주장치(110) 및 원격 감시 제어 장치(111, 112, 113)는 권한을 부여 받은 자만이 로그인(Log-in)이 가능하며, 로그인 및 제어 등의 이력 정보를 저장하고, 상기 저장된 이력 정보에 대한 검색도 가능하다. 원격 감시 제어 주장치(110) 및 원격 감시 제어 장치(111, 112, 113)는 그래픽 데이터 툴(graphic data tool)에서 생성된 데이터를 저장 즉시 적용이 가능하여야 하며, 작업 내용이 시스템 중단 등에 영향을 미치지 않아야 한다. 원격 감시 제어 주장치(110)는 무인 중계소(140-1~140-n)로부터 제공되는 상태, 아날로그, 설정 정보 등을 운용자의 선택에 의해 단말 장치 별 탭 페이지(TAB Page) 형식으로 제공하며, 운용자가 상기 무인 중계소(140-1~140-n)의 모든 정보를 전체적으로 확인할 수 있도록 한다.

도 2는 본 발명에 따른 무인 중계소를 감시하기 위한 장치의 구성도로서, 무인 중계소(140-1)는 감시 제어 단말 장치(210), 모뎀(211), 배터리 감시 장치(220), 전파 품질 감시 장치(230), 영상 감시 장치(240), 감시 카메라(241), 무정전 전원 공급 장치(250), 무인 중계소 제어 장치(260), 출입문 감시 모듈(271), 냉방기 감시 모듈(272), 화재 감시 모듈(273), 온/습도 감시 모듈(274)를 포함한다.

도 2를 참조하면, 감시 제어 단말 장치(210)는 소정의 무선 통신망을 통해 원격 감시 제어 주장치(110)로부터 전송되는 무인 중계소(140-1)의 감시 명령을 수신한다. 감시 제어 단말 장치(210)는 상기 감시 명령을 외장형 모뎀(211)를 통해 수신하거나 또는 도 6에 도시된 것과 같이 내장된 모뎀(630)을 통해 수신할 수도 있다. 감시 제어 단말 장치(210)는 상기 수신된 감시 명령을 역다중화하여 제어 명령 데이터를 생성하여 상기 제어 명령 데이터에 대응되는 감시 장치(예를 들어, 배터리 감시 장치(220), 전파 품질 감시 장치(230), 영상 감시 장치(240)) 별로 각각 전송한다. 또한, 감시 제어 단말 장치(210)는 출입문 감시 모듈(271), 냉방기 감시 모듈(272), 화재 감시 모듈(273), 온/습도 감시 모듈(274)을 포함하고, 상기 모듈(271, 272, 273, 274)를 통해 무인 중계소(140-1)의 각 상태를 파악한다. 출입문 감시 모듈(271)은 무인 중계소(140-1)에서 출입문의 개방 상태를 감시하고, 냉방기 감시 모듈(272)은 무인 중계소(140-1) 내의 냉방기 상태를 감시하고, 화재 감시 모듈(273)는 무인 중계소(140-1) 내의 화재 발생 여부를 감시하고, 온/습도 감시 모듈(274)는 무인 중계소(140-1) 내의 온도 및 습도를 감시한다.

배터리 감시 장치(220), 전파 품질 감시 장치(230), 영상 감지 장치(240)는 감시 제어 단말 장치(210)로부터 전송되는 제어 명령 데이터를 수신하고, 상기 수신된 제어 명령 데이터에 대한 응답으로 각자 무인 중계소(140-1)를 감시한 결과인 감시 데이터를 생성하고, 생성된 감시 데이터를 감시 제어 단말 장치(210)로 전송한다. 또한, 배터리 감시 장치(220), 전파 품질 감시 장치(230), 영상 감시 장치(240)는 감시 제어 단말 장치(210)로부터 명령 데이터가 수신되지 않더라도 각각 정해진 일정 주기마다 무인 중계소를 감시하여 생성한 감시 데이터를 감시 제어 단말 장치(210)로 전송할 수 있다.

감시 제어 단말 장치(210)는 배터리 감시 장치(220), 전파 품질 감시 장치(230), 영상 감시 장치(240)로부터 감시 데이터를 수신하고, 상기 수신된 감시 데이터를 다중화하여 상기 무선 통신망을 통해 원격 감시 제어 주장치(110)로 전송한다. 감시 제어 단말 장치(210)는 주기적인 폴링(Polling)에 의해 배터리 감시 장치(220), 전파 품질 감시 장치(230), 영상 감시 장치(240)로부터 감시 데이터인 무인 중계소의 상태 및 아날로그 정보(analog information)를 취득하며, 운용자의 요구에 따라 상태 정보/아날로그/설정 정보를 구분하여 요청할 수 있다. 감시 제어 단말 장치(210)는 운용자에 의해 명령 데이터가 수신됨에 따라 상기 무인 중계소에 대한 제어/계측을 수행하고 있는 동안에 주기적인 폴링을 수행하지 않도록 하여 상기 감시 데이터에 의한 전송 트래픽을 최소화하도록 할 수 있다. 또달리, 감시 제어 단말 장치(210)는 VHF 통신망의 트래픽을 최소화하기 위해서 설정된 감시 포인트(아날로그: 설정값 이상/이하, 상태 변경)를 모니터링하여 이벤트가 발생하면, 일정 시간 대기후 전송 조건에 의해 원격 감시 주제어 장치(110)로 자발적으로 보고하도록 할 수 있다. 감시 제어 단말 장치(210)는 원격 감시 주제어 장치(110)와의 통신 상태가 정상 상태가 아닌 경우 임시로 상기 감시 데이터를 소정의 버퍼(buffer)에 저장한 후 상기 통신 상태가 정상화되면, 원격 감시 제어 주장치(110)의 요구 또는 감시 장치(220, 230, 240)의 추가 이벤트 발생 시 상기 저장된 감시 데이터를 일정 시간 대기 후 원격 감시 제어 주장치(110)로 전송한다. 감시 제어 단말 장치(210)는 자발적인 이벤트 전송 방법으로써 원격 감시 제어 주장치(110)의 확인 메시지를 수신해야만 상기 버퍼에서 클리어(clear)시킨다. 감시 제어 단말 장치(210)는 상기 자발적인 이벤트량이 많을 경우 즉 프로토콜상에 정의된 패킷 이상일 경우 멀티 프레임 전송에 대한 규칙에 따라 상기 패킷의 유실을 방지하도록 한다. 감시 제어 단말 장치(210)는 배터리 감시 장치(220)의 전용 모니터링 프로그램을 실행시켜 배터리 감시 장치(220)와 RS-232C 통신을 통해 배터리 잔존 용량, 전류, 전압, 셀 전압, 온도와 같은 배터리의 상태를 수집한다. 감시 제어 단말 장치(210)는 하드웨어 또는 소프트웨어의 이상 동작을 방지하기 위해서 와치 도그(Watch dog) 타이머 및 전원 감시 회로를 구비하여 이상 발생 시 그 결과를 자기 이력으로 저장하고, 자동 리셋(reset)하며 재기동(restart) 시 자기 진단 기능을 수행하여야 한다. 감시 제어 단말 장치(210)는 원격 감시 제어 주장치(110)로 보고하는 이벤트 데이터의 경우 255개 이상 관리가 가능하여야 한다. 감시 제어 단말 장치(210)는 리셋, 램프 테스트, 전원 스위치 등을 구비하며, 리셋 시 운용되는 모든 프로세서를 동시에 초기화할 수 있는 구조이어야 한다. 감시 제어 단말 장치(210)는 물리적 포인트 기준으로 기본 16포인트, 추가 16포인트로 확장이 가능하다. 감시 제어 단말 장치(210)는 내부 수용 포인트로서 상태 및 제어 포인트를 8포인트 이상 할당하며, 외부 수용 포인트로 8포인트 이상을 할당할 수 있다. 감시 제어 단말 장치(210)는 출입문 감지 모듈(271), 냉방기 감시 모듈(272), 화재 감시 모듈(273), 온/습도 감시 모듈(274)를 할당할 수 있다. 감시 제어 단말 장치(210)는 16포인트의 감시/제어를 시행하며, 6포트의 통신 포트를 가지며, 32비트 이상의 DSP 처리를 수행하며, 영상 감시, 축전지 감시, 온도 및 습도 센서간의 인터페이스 및 원격 감시 제어를 수행한다.

배터리 감시 장치(220)는 무인 중계소(140-1)에서 사용되는 전원용 배터리(224)의 상태를 감시하고, 배터리(224)의 상태와 연관된 감시 데이터를 생성한다. 즉, 배터리 감시 장치(220)는 감시 제어 단말 장치(210)를 통해 원격 감시 제어 주장치(110)로부터의 감시 명령을 수신하는 경우 또는 주기적으로 배터리(224)의 상태를 감시한 결과인 배터리 감시 데이터를 생성한다. 배터리 감시 장치(220)는 상기 생성된 배터리 감시 데이터를 감시 제어 단말 장치(210)로 전송한다. 배터리 감시 장치(220)는 무인 중계소(140-1) 내에 구비된 모든 배터리(224)의 정상 상태, 경보 상태, 입출력, 바이패스, 등과 같이 배터리와 관련된 모든 데이터를 수집한다. 배터리 감시 장치(220)는 원격 감시 제어 주장치(110)로부터 무인 중계소(140-1)의 이상 발생 상태를 파악하고 유지 보수를 위해 운용자가 상기 무인 중계소에 방문한 경우 상기 배터리의 상태를 손쉽게 파악할 수 있도록 LCD 또는 LED 등과 같은 DU(222)를 통해 현재 배터리(224)의 상태에 대응되는 메시지를 디스플레이 할 수도 있다. 배터리 감시 장치(220)는 무인 중계소(140-1)에서 사용되는 배터리 잔존용량, 배터리의 전체 전압, 배터리의 충방전 전류, 배터리 주변 온도, 배터리 셀 별 전압, 배터리 셀 별 온도, 배터리 내부 저항의 값을 측정한다. 배터리 감시 장치(220)는 배터리의 이상 발생에 의한 경보 이력을 최대 400개 정도 저장하고, 감시 제어 단말 장치(210)와 통신 기능, 정전 시 배터리의 사용 가능 시간을 예측하고, 외부 경고 설정치를 다운로딩(downloading)할 수 있다. 배터리 감시 장치(220)는 배터리 관리 기능으로서 배터리 잔존 용량(state of charge) 계산, 배터리 팩 온도 관리 기능, 배터리에 의한 전기적 사고 방지 기능, 무정전 전원 공급 장치(250)내에 다른 제어 시스템과의 인터페이스 기능, 배터리 상태 표시 가능, 경고(warning) 기능, 배터리 이력 관리 및 분석 기능, 배터리 진단(diagnosis) 기능을 수행할 수 있다. 배터리 감시 장치(220)는 배터리 충방전 관리를 위해 상기 배터리의 과전류, 과전압, 과열, 고전압 편차, 고온도 편차 상황 발생 시 이를 운용자에게 알리는 경고를 발생한다. 배터리 감시 장치(220)는 무인 중계소(140-1)에 설치되는 배터리 보관함 내부에 설치되므로 별도의 공간이 필요치 않다. 배터리 감시 장치(220)는 본 발명의 구체적인 실시예에서 배터리(224) 8개당 1개의 SU(223)와, 상기 센서 32개당 1개의 MU(221)로 구성되는 경우 1개의 MU(221)에 256개의 배터리를 관리할 수 있다. 배터리 감시 장치(220)는 배터리(224)의 개수를 무인 중계소(140-1)의 여건에 맞도록 확장 또는 증설이 매우 용이하게 이루어지도록 구성될 수 있다.

전파 품질 감시 장치(230)는 무인 중계소(140-1)에 설치된 무선 타워(130-1)에 대한 RF 신호의 전파 품질을 감시하고, 상기 전파 품질과 연관된 감시 데이터를 생성하여 감시 제어 단말 장치(210)로 전송한다. 즉, 전파 품질 감시 장치(230)는 원격 감시 제어 주장치(110)의 감시 명령에 응답으로 또는 주기적으로 생성된 전파 품질 감시 데이터를 감시 제어 단말 장치(210)로 전송한다. 전파 품질 감시 장치(230)는 상기 전파 품질 감시 데이터를 취득한 시간 및 취득한 장소에 대한 정보를 포함하며, 운용자의 요구에 따라 분할 및 집중 감시가 가능하도록 한다. 전파 품질 감시 장치(230)는 전파 품질 상태를 알리기 위한 표시 장치(예를 들어, LED)에 통신 및 알람 상태를 표시할 수 있다. 전파 품질 감시 장치(230)는 본 발명의 구체적인 실시예에서 주파수 입력 범위가 806~856MHz이며, 내부 클럭은 스펙트럼 분석용으로 사용하고, 무선(RF) 감시 입력 범위는 송신의 경우 +10dBm ~ -30dBm이고, 수신의 경우 -54dBm ~ -84dBm이다. 전파 품질 감시 장치(230)는 송신 출력을 자동으로 감지하고, 측정 대역 구간 마스크를 적용하여 측정할 수도 있다. 전파 품질 감시 장치(230)는 정재파비(VSWR), 스퓨리어스, 수신부의 노이즈, 간섭 주파수 등을 측정한다. 전파 품질 감시 장치(230)는 RS-232C의 통신 포트를 통해 감시 제어 단말 장치(210)와 연동되며, 각 감시 포인트에 대하여 소정의 변화 값(value of change)을 설정하고, 상기 설정된 값에 벗어나는 경우 경보를 발생하고 상기 발생 당시의 시간, 상기 경보 발생 포인트 정보, 상기 경보 내용, 스펙트럼 데이터(그래프)를 감시 제어 단말 장치(210)로 전송한다. 감시 제어 단말 장치(210)는 전파 품질 감시 장치(140)로부터 취득된 전파 품질에 관련된 감시 데이터를 일정한 형식으로 저장하고 검색할 수 있다.

영상 감시 장치(240)는 무인 중계소(140-1)에 설치된 카메라(241)의 감시 포인트마다 카메라(241)를 통해 수집한 감시 결과인 영상 감시 데이터를 감시 제어 단말 장치(210)로 전송한다. 즉, 영상 감시 장치(240)는 감시 제어 단말 장치(210)로부터 수신된 원격 감시 제어 주장치(110)의 감시 명령에 대하는 응답 또는 주기적으로 각 감시 포인트에 설치된 카메라(241)로부터 영상을 받아 영상 감시 데이터를 생성한다. 영상 감시 장치(240)는 상기 생성된 영상 감시 데이터를 감시 제어 단말 장치(210)를 통해 원격 감시 제어 주장치(100)로 전송한다. 영상 감시 장치(240)는 상기 영상 감시 데이터를 일정한 형식으로 저장하고 검색이 가능하며, 상기 무선 통신망의 상태를 고려하여 적정한 압축 방법으로 상기 영상 감시 데이터를 압축할 수 있다. 영상 감시 장치(240)는 상기 영상 감시 데이터를 취득한 시간 및 장소 등에 대한 정보를 포함하고, 운용자의 요구에 따라 분할 및 집중 감시가 가능하여야 한다. 영상 감시 장치(240)는 원격 감시 제어 주장치(110)의 요구에 따라 지정된 경보 이벤트와 연동하여 영상 정보를 디스플레이 할 수 있다. 영상 감시 장치(240)는 디지털 이미지 처리 기술, 네트워킹 기술이 적용되며, 실시간 및 임베디드(embedded) 오프레이팅 시스템(Operating System)으로 구현된다. 영상 감시 장치(240)는 32비트 RISC CPU와 임베디드 리눅스를 기반으로 하는 웹 서버와 영상 압축 모듈과 CCD 모듈과 네트워크 모듈을 포함한다. 영상 감시 장치(240)는 웹 카메라에 내장된 하드에서 영상 데이터를 지속적으로 저장하고, 파일 시스템 프로그램을 이용 저장된 데이터를 안전하게 보관하고, 원격 저장 및 백업 저장하고, 네트워크 원격 실시간 영상 확인과 저장 데이터를 확인할 수 있다. 영상 감시 장치(240)는 실시간 및 저장된 영상의 동시 검색이 가능하며, 최적화된 임베디드 시스템으로 설계되며, 분산 제어 및 영상 통합 제어가 가능하며, 최적화된 웨이브릿(wavelet) 영상 압축 기술이 적용된다. 상기 영상 압축 기술은 JPEG 대비 30~300% 효율적인 처리 기술로서 최대 압축 비율이 200:1이며, 최대 영상 압축 및 전송 속도가 각각 초당 30 프레임이며, 해상도는 720×486 화소이다. 영상 감시 장치(240)는 TCP/IP, ARP, RARP, ICMP, DHCP, FTP, SMTP, HTTP 등과 같이 다양한 프로토콜을 지원한다. 영상 감시 장치(240)는 영상 저장 속도를 제어할 수 있으며, 움직임 감지 모드(motion detection mode), 움직임 감도 조절 기능이 있으며, 5단계로 구분된 예약 저장 옵션 및 메뉴를 가진다. 영상 감시 장치(240)는 팬/틸트/줌(pan/tilt/zoom) 메커니즘을 원격 제어할 수 있으며, 외부 센서 입력 및 제어용 출력 포트 장착, 외부 카메라 입력 포트를 장착하여 CCTV 카메라를 연결할 수 있다. 영상 감시 장치(240)는 구체적인 하드웨어 사양으로서 32비트 RISC 임베디드 프로세서(Embedded Processor), 8MB 플래쉬 메모리, 16MB SDRAM, 64KB 롬, 20GB/30GB 하드디스크를 구비하고, 임베디드 리눅스 OS에 의해 동작할 수 있다. 상기 하드웨어 사양은 설계에 따라 용량을 증설할 수 있다. 영상 감시 장치(240)는 비디오 입력 채널이 4개 이상이며, 무인 중계소(140-1) 내부에 설치된 카메라(241)로 촬영된 동영상 감시 및 정지 화상을 제공한다.

본 발명의 구체적인 실시예에서는 무선 통신망으로서 VHF(Very High Frequency) 통신망을 사용하고, 원격지의 사무실에서 위치한 원격 감시 제어 주장치(100)와 각 무인 중계소(140-1~140-n)과 연계된 감시 제어 단말 장치(210)의 무선 통신을 수행한다. 상기 무선 통신망은 무인 중계소(140-1~140-n)가 예를 들어 TRS(Trunked Radio System) 통신망을 제공하기 위한 중계소인 경우 상기 무인 중계소의 전파 품질에 이상이 발생할 때 상기 TRS 통신망과 동일한 통신 방식을 사용하면, 무인 중계소(140-1)의 이상 발생을 전파 품질 감시 장치(230)가 감시하였더라도 이를 원격 감시 제어 주장치(110)로 보고하지 못하는 경우가 발생할 수 있으므로 상기 TRS 통신망의 통신 방식과 상이한 무선 통신 방식을 적용한다.

도 3a는 본 발명에 따른 원격 감시 제어 주장치, 감시 제어 단말 장치 및 복수의 감시 장치간의 송수신되는 데이터 패킷의 포맷을 나타내는 도면이다.

도 3a를 참조하면, 원격 감시 제어 주장치(110) 및 감시 제어 단말 장치(210)간에 송수신되는 데이터의 프레임 포맷은 데이터 프레임의 시작(STX: Start of Text)의 시작을 알리는 헤드(Head) 영역, 바디 영역의 길이(LEN)와 명령(CMD)와 제어(CTRL)를 포함하는 정보(Information) 영역, 실제 데이터가 포함되는 바디(Body) 영역, 정보 영역의 데이터 에러를 체크(CRC)하는 영역, 데이터 프레임의 끝(ETX: End of Text)을 알리는 테일(Tail) 영역을 포함한다. 본 발명의 구체적인 실시예에 따른 원격 감시 제어 주장치(110) 및 감시 제어 단말 장치(210)간에 송수신되는 데이터의 프레임에서 헤드 영역은 1바이트로 할당되고, 정보 영역은 데이터의 길이에 대해 2바이트와 명령에 대해 1바이트와 제어에 대해 2바이트로 각각 할당되고, 바디 영역은 데이터의 크기에 따라 N바이트가 할당되고, CRC 영역은 2바이트가 할당되고, 테일 영역은 3바이트가 할당된다. 바디 영역의 데이터는 원격 감시 제어 주장치(110)에서 복수의 감시 장치(220, 230, 240)에게 무인 중계소의 감시를 요청하는 감시 명령 데이터 또는 복수의 감시 장치(220, 230, 240)로부터 상기 감시 명령에 대한 응답으로 상기 무인 중계소의 감시 결과인 감시 데이터이다. 상기 명령 영역(CMD)은 읽기(Read) 명령으로서 CMD, BI, AI, AO(설정 읽기), 카운트, 이벤트, 현재 시간, 영상, 통신 설정, 무선 스펙트럼(RF spectrum), 전제 BI/AI/AP/CI 정보를 포함하고, 쓰기(Write) 명령으로서 AO, 통신 설정, 시간 동기 정보를 포함한다.

감시 제어 단말 장치(210)와 복수의 감시 장치(220, 230, 240)간에 송수신되는 데이터 포맷은 서로 상이한 프레임 포맷으로 구현될 수 있다.

감시 제어 단말 장치(210)와 배터리 감시 장치(220)간에 송수신되는 데이터의 프레임 포맷은 도 3a에 도시된 것과 같이 데이터의 시작(STX: Start of Text)의 시작을 알리는 헤드(Head) 영역, 제1 명령(CMD) 및 제2 명령(CMD2nd)을 포함하는 정보(Information) 영역, 실제 데이터가 포함되는 바디(Body) 영역, 데이터 전송의 에러를 체크(CRC)하는 영역, 데이터의 끝(ETX: End of Text)을 알리는 테일(Tail) 영역을 포함한다. 본 발명의 구체적인 실시예에서는 감시 제어 단말 장치(210)와 배터리 감시 장치(220)간에 송수신되는 데이터 프레임에서 헤드 영역은 1바이트로 할당되고, 정보 영역은 제1 명령이 1바이트로 할당되고, 제2 명령이 2바이트로 할당되고, 바디 영역은 데이터의 크기에 따라 N바이트가 할당되고, CRC 영역은 2바이트가 할당되고, 테일 영역은 3바이트가 할당된다. 상기 바디 영역의 데이터는 배터리 감시 장치(220)에서 무인 중계소 내에서 사용되는 배터리의 상태를 감시한 결과인 감시 데이터 또는 감시 제어 단말 장치(210)로부터 전송된 제어 명령 데이터이다.

감시 제어 단말 장치(210)와 전파 품질 감시 장치(230)간에 송수신되는 데이터의 프레임 포맷의 일례로서, 도 3a에 도시된 것과 같이 데이터 프레임의 시작(STX: Start of Text)의 시작을 알리는 헤드(Head) 영역, 데이터의 전송 횟수(TRY)와 바디 영역의 길이(LEN)를 포함하는 정보(Information) 영역, 실제 데이터가 포함되는 바디(Body) 영역, 정보 영역에서 바디 영역까지의 데이터 에러를 체크(CRC)하는 영역, 데이터 프레임의 끝(ETX: End of Text)을 알리는 테일(Tail) 영역을 포함한다. 본 발명의 구체적인 실시예에서는 감시 제어 단말 장치(210) 및 전파 품질 감시 장치(230)간에 송수신되는 데이터의 프레임에서 헤드 영역은 1바이트로 할당되고, 정보 영역은 데이터의 전송 횟수를 1바이트로 할당되고, 바디 영역의 길이를 2바이트로 할당된다. 바디 영역은 데이터의 크기에 따라 N바이트가 할당되고, CRC 영역은 2바이트가 할당되고, 테일 영역은 3바이트가 할당된다. 바디 영역의 데이터는 전파 품질 감시 장치(230)에서 무인 중계소의 전파 상태를 감시한 결과인 감시 데이터 또는 감시 제어 단말 장치(210)로부터 전송된 제어 명령 데이터이다.

감시 제어 단말 장치(210)와 영상 감시 장치(240)간에 송수신되는 데이터의 프레임 포맷 의 일례로서, 도 3a에 도시된 것과 같이 데이터 프레임의 시작(STX: Start of Text)의 시작을 알리는 헤드(Head) 영역, 명령(CMD)를 포함하는 정보(Information) 영역, 실제 데이터가 포함되는 바디(Body) 영역, 데이터 에러를 체크(CRC)하는 영역, 데이터 프레임의 끝(ETX: End of Text)을 알리는 테일(Tail) 영역을 포함한다. 본 발명의 구체적인 실시예에서는 감시 제어 단말 장치(210)와 영상 감시 장치(240)간에 송수신되는 데이터의 프레임은 헤드 영역은 1바이트로 할당되고, 정보 영역은 1바이트가 할당되고, 바디 영역은 데이터의 크기에 따라 N바이트가 할당되고, CRC 영역은 2바이트가 할당되고, 테일 영역은 3바이트가 할당된다. 바디 영역의 데이터는 영상 감시 장치(240)에서 무인 중계소의 상태를 카메라로 촬영한 영상 데이터인 감시 데이터 또는 감시 제어 단말 장치(210)로부터 전송된 제어 명령 데이터이다.

감시 제어 단말 장치(210)는 일정 주기마다 감시 장치(220, 230, 240)로 감시 데이터 리드 요구(request)를 한 후 감시 장치(220, 230, 240)로부터 감시 데이터를 수신한다. 이 때, 감시 제어 단말 장치(210)는 복수의 감시 장치(220, 230, 240)로부터 감시 데이터를 수신하는데, 상기 감시 데이터의 속성 및 그 포맷은 감시 장치 별로 상이하다.

복수의 데이터 속성의 일례로서, 아날로그 입력(AI: Analog Input) 및 바이너리 입력(BI: Binary Input)을 포함한다. 상기 아날로그 입력은 예를 들면 전파 품질 감시 장치(230)로부터 상기 무인 중계소의 전파 상태를 감시한 결과를 아날로그 파형으로 전송하는 경우이다. 또한, 바이너리 입력은 1 또는 0으로 표현될 수 있으며, 상기 아날로그 입력을 일정한 기준치를 정하여 상기 기준치 이상인 경우 1(on)로 상기 기준치 이하인 경우 0(off)로 표현할 수도 있다. 도 3a에서 보는 바와 같이 각 감시 장치 별로 복수의 데이터 속성을 가진 서로 다른 포맷의 감시 데이터가 감시 제어 단말 장치(210)에서 송수신된다.

감시 제어 단말 장치는 감시 장치로부터 수신된 감시 데이터를 다중화하여 원격 감시 제어 주장치(110)로 전송한다.

도 3b는 다중화된 데이터 프레임의 일례를 도시한 것이다. 도 3b에서 보는 바와 같이, 감시 장치와 상관 없이 데이터 속성별로 감시 데이터를 다시 분류하여 프레임을 구성한다. 이때, 각 데이터 속성 영역에는 인덱스(도 3b에서는 AI 속성에 대하여 311 내지 320이 할당되고, BI 속성에 대하여 321 내지 330이 할당됨)가 순서대로 할당되고, 상기 인덱스에 상응하는 감시 데이터가 해당 위치에 저장된다.

도 3c는 인덱스 및 이에 상응하는 감시 데이터와의 매핑 테이블(mapping table)을 도시한 것이다. 도 3c에서 보는 바와 같이, 각 감시 장치 별로 소정의 인덱스가 할당될 수 있고, 또한 하나의 감시 장치 내에서도 감시 대상 별로 소정의 인덱스가 할당될 수 있다. 이와 같이, 다중화 프레임은 감시 데이터의 속성 및 감시 대상에 따라 서로 분리된 인덱스 구조를 가지며, 각 인덱스의 해당 영역에 소정의 감시 데이터를 위치시킴으로써, 인덱스 테이블만 참조하면 원하는 감시 데이터의 저장 영역을 쉽게 검색 가능하게 된다.

도 3b 및 도 3c에는 도시하지 아니하였지만, 데이터 속성의 일례로서 디지털 출력(DO: Digital Output)이 포함될 수 있다. 디지털 출력은 원격 감시 제어 주장치(110)로부터 각 무인 중계소로 전송되는 감시, 제어, 또는 상태 계측에 대한 명령(요청) 메시지를 포함할 수 있다. 이러한 디지털 출력의 데이터 속성에 대해서도 도 3b 및 도 3c에 도시한 바와 같이, 다중화 프레임 내에서 각 감시 장치 별, 감시 대상 별로 소정의 인덱스가 할당되고 디지털 출력 데이터가 해당 영역에 위치할 수 있게 된다.

따라서, 본 발명에 따르면 다중화를 통하여 각 감시 장치와 감시 제어 단말 장치 사이의 전송 트래픽을 감소시키고, 아울러 전송 효율을 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있게 된다. 또한, 각각의 감시 장치로부터 수신되는 서로 다른 포맷을 가진 데이터 프레임을 하나의 데이터 프레임으로 다중화함으로써 이종 데이터의 관리 및 제어가 보다 용이할 수 있다. 추가로, 본 발명에 따른 다중화 프레임은 인덱스 구조를 가짐으로써, 다중화된 각 감시 데이터의 검색 및 저장을 보다 용이하게 수행할 수 있게 된다.

도 3d는 본 발명의 실시예에 따른 감시 제어 단말 장치에서 원격 제어 감시 장치 또는 감시 장치간의 요구, 응답에 대응하여 수행되는 동작을 나타내는 도면이다.

도 3a 및 3d를 참조하면, 원격 감시 제어 주장치(110)는 무인 중계소의 상태의 감시하도록 감시 제어 단말 장치(210)로 요청(Request)한다. 원격 감시 제어 주장치(110)는 상기 무인 중계소의 상태의 감시를 요청하는 감시 명령 데이터를 감시 제어 단말 장치(210)로 전송한다. 상기 감시 명령은 무인 중계소내에 설치된 복수의 감시 장치(220, 230, 240)에게 무인 중계소에 대한 감시, 제어, 상태 설정 정보를 요청하는 명령이다.

감시 제어 단말 장치(210)는 원격 감시 제어 주장치(110)의 감시 명령 요청에 따라 응답하여 배터리 감시 장치(220), 전파 품질 감시 장치(230), 영상 감시 장치(240)로 각각 무인 중계소의 상태를 감시하도록 요청(Request)을 한다. 즉, 감시 제어 단말 장치(210)는 원격 감시 제어 주장치(110)로부터 복수의 감시 장치(220, 230, 240)에 대한 감시 명령이 수신되면, 상기 감시 명령을 역다중화한 후 해당 감시 장치(220, 230, 240)에게 요청(Request)하고, 해당 감시 장치(220, 230, 240)로부터 응답(Response)을 받는다.

도 4a는 본 발명에 따른 원격 감시 제어 주장치, VHF 송수신기, VHF 전송망, VHF 모뎀, 감시 제어 단말 장치 및 감시 장치간의 감시, 제어, 상태 계측에 의한 흐름도를 나타내는 도면이다.

도 4a를 참조하면, 단계(411)에서 원격 감시 제어 주장치는 운영자로부터 소정의 무인 중계소를 감시, 제어, 또는 상태 계측을 요구 받는다. 단계(412)에서 원격 감시 제어 주장치는 상기 감시, 제어, 상태 계측의 요구에 따른 요청 메시지를 생성한다. 단계(413)에서 원격 감시 제어 주장치는 상기 감시, 제어, 상태 계측의 요구에 따른 요청 메시지를 DNP 프로토콜에 따라 VHF 송수신기로 전송한다. 단계(414)에서 VHF 송수신기는 원격 감시 제어 주장치로부터 수신된 상기 요청 메시지의 DNP 프로토콜을 RDI로 변환하고, 단계(415)에서 상기 변환된 메시지를 VHF 전송망으로 전송한다. 단계(416)에서 VHF 전송망은 무선 송신을 통해 통신 주제어 장치로부터 전송되는 상기 변환된 메시지를 VHF 모뎀으로 전송한다. 단계(417)에서 VHF 모뎀은 상기 VHF 전송망을 통해 상기 요청 메시지를 수신하고, 단계(418)에서 수신된 요청 메시지의 프로토콜을 RDI에서 DNP로 변환한다. 단계(419)에서 감시 제어 단말 장치는 상기 수신된 요청 메시지를 역다중화하고, 단계(420)에서 상기 역다중화된 요청 메시지를 각 감시 장치로 전송한다. 단계(421)에서 감시 장치는 상기 수신된 요청 메시지에 대응하여 감시, 제어, 상태 계측에 대한 명령을 수행하고, 그에 대한 응답으로 감시 데이터를 생성하여 감시 제어 단말 장치로 전송한다. 단계(422)에서 감시 제어 단말 장치는 감시 장치로부터 수신된 감시 데이터를 다중화하고, 단계(423)에서 상기 다중화된 감시, 제어, 상태 계측 데이터를 VHF 모뎀으로 전송한다. 단계(424)에서 VHF 모뎀은 상기 다중화된 감시, 제어, 상태 계측 데이터를 DNP 프로토콜에서 RDI 프로토콜로 변환하고, 단계(425)에서 상기 변환된 데이터를 VHF 전송망을 통해 전송한다. 단계(426)에서 VHF 전송망은 상기 변환된 데이터를 VHF 송수신기로 전송한다. 단계(427)에서 VHF 송수신기는 VHF 전송망을 통해 수신된 데이터를 수신하고, 단계(428)에서 수신된 데이터를 RDI 프로토콜에서 DNP 프로토콜로 변환한다. 단계(429)에서 원격 감시 제어 주장치는 DNP 프로토콜로 변환된 데이터를 수신하고, 단계(430)에서 수신된 데이터를 응답 메시지로 생성하고, 단계(431)에서 감시, 제어, 상태 계측을 완료한다.

도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 무인 중계소를 감시 및 제어하는 방법의 흐름도를 나타내는 도면이다.

도 4b를 참조하면, 단계(440)에서 원격 감시 제어 주장치는 무인 중계소에 대한 감시 명령을 소정의 무선 통신망을 통해 감시 제어 단말 장치로 전송한다.

단계(441)에서 감시 제어 단말 장치는 상기 무선 통신망을 통해 원격 감시 제어 주장치로부터 상기 무인 중계소에 대한 감시 명령을 수신한다. 단계(442)에서 감시 제어 단말 장치는 상기 수신된 감시 명령을 역다중화한다. 단계(443)에서 감시 제어 단말 장치는 상기 무인 중계소내의 복수의 감시 장치 별로 제어 명령 데이터를 생성한다. 단계(444)에서 감시 제어 단말 장치는 상기 생성된 제어 명령 데이터를 복수의 감시 장치 별로 전송한다.

단계(445)에서 복수의 감시 장치는 감시 제어 단말 장치로부터 제어 명령 데이터를 수신한다. 단계(446)에서 복수의 감시 장치는 상기 수신된 제어 명령 데이터에 응답하여 상기 무인 중계소의 감시 결과에 대응하는 감시 데이터를 각각 생성한다. 또한, 복수의 감시 장치는 상기 제어 명령 데이터가 수신되지 않더라도 각각 주기적으로 상기 무인 중계소의 상태를 파악한 결과인 감시 데이터를 생성할 수도 있다. 단계(447)에서 복수의 감시 장치는 상기 생성된 감시 데이터를 각각 감시 제어 단말 장치로 전송한다.

단계(448)에서 감시 제어 단말 장치는 복수의 감시 장치로부터 각각 감시 데이터를 수신한다. 단계(449)에서 감시 제어 단말 장치는 복수의 감시 장치로부터 각각 수신된 감시 데이터를 다중화한다. 상기 감시 데이터는 소정의 인덱스 순서에 따라 감시 데이터의 종류 별로 프레임을 다중화된다. 단계(450)에서 감시 제어 단말 장치는 상기 다중화된 프레임을 상기 무선 통신망을 통해 원격 감시 제어 주장치로 전송한다.

단계(441)에서 원격 감시 제어 주장치는 상기 무선 통신망을 통해 감시 제어 단말 장치로부터 다중화 프레임을 수신한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 감시 제어 단말 장치의 동작을 나타내는 도면이다.

도 5를 참조하면, 감시 제어 단말 장치(210)는 VHF 모뎀을 이용한 무선 통신을 통해 원격 감시 제어 주장치(110)로부터 수신된 통신 데이터 또는 배터리 감시 장치(220), 전파 품질 감시 장치(230), 영상 감시 장치(240)로부터 수신된 통신 데이터를 분석 및 처리한다(510). 상기 통신 데이터 분석 및 처리(510)는 상태(DI), 제어(DO), 계측(AI), 카운트(CI), 이벤트, 영상(Image), RF 스펙트럼 등의 데이터를 분석하고 처리하는 동작을 수행하는 것이다. 감시 제어 단말 장치(210)는 상기 통신 데이터 분석 및 처리 동작에서 발생된 데이터를 데이터베이스에 저장하거나 상기 데이터 분석 및 처리 동작에서 필요한 데이터를 상기 데이터베이스에 저장해 두었다가 사용할 수도 있다(520). 상기 데이터베이스는 예를 들어 도 3c에 도시된 것과 같이 감시 장치별 또는 감시 포인트별 감시 데이터를 다중화할 때 사용될 수 있는 인덱스 테이블을 저장할 수 있다. 감시 제어 단말 장치(210)에서 이중 프로세싱(Dual Processing)을 위해 CPU 및 DSP를 구비한다(530). 통신 데이터 역다중화 기능(540)은 원격 감시 제어 주장치(110)로부터 감시, 제어, 상태 계측에 따른 감시 명령을 배터리 감시 장치(220), 전파 품질 감시 장치(230), 영상 감시 장치(240), 출입문 감시 모듈(271), 냉방기 감시 모듈(272), 화재 감시 모듈(273) 온/습도 감시 모듈(274)에게 전송하기 위해 데이터 포맷으로 역다중화하는 기능이다. 통신 데이터 다중화 기능(550)은 배터리 감시 장치(220), 전파 품질 감시 장치(230), 영상 감시 장치(240), 출입문 감시 모듈(271), 냉방기 감시 모듈(272), 화재 감시 모듈(273) 온/습도 감시 모듈(274)로부터 수신되는 감시 데이터를 원격 감시 제어 주장치(110)로 전송하기 위해 다중화하는 기능이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 감시 제어 단말 장치의 구성도를 나타내는 도면으로서, 감시 제어 단말 장치(210)는 데이터 수신부(610), 다중화 처리부(620), 모뎀(630), 역다중화 처리부(640), 데이터 송신부(650)를 포함한다.

도 6을 참조하면, 데이터 수신부(610)는 무인 중계소에 구비된 복수의 감시 장치로부터 적어도 하나 이상의 감시 데이터를 수신한다.

다중화 처리부(620)는 데이터 수신부(610)로부터 수신된 감시 데이터를 다중화하여 제1 다중화 프레임을 생성한다. 상기 감시 데이터는 상기 복수의 감시 장치 별로 복수의 데이터 속성을 가질 수 있다. 다중화 처리부(620)는 상기 데이터 속성별로 상기 감시 데이터를 분류하여 다중화한다. 상기 복수의 데이터 속성은 아날로그 입력(AI: Analog Input) 및 바이너리 입력(BI: Binary Input)을 포함한다. 상기 제1 다중화 프레임은 상기 감시 데이터에 상응하는 인덱스 구조를 가진다. 상기 인덱스 테이블은 도 3c에 도시된 것과 같이 인덱스 별로 감시 장치의 종류와 감시 대상(포인트)을 나타낸다. 상기 제1 다중화 프레임은 소정의 인덱스 순서대로 감시 장치 별 감시 데이터의 종류(AI, BI)에 따라 감시 데이터를 구분하여 다중화한 구조이다. 즉, 상기 감시 데이터의 종류가 AI인 경우 AI 데이터 영역에 소정의 인덱스 순서대로 감시 장치 별 감시 데이터를 포함시키고, 상기 감시 데이터의 종류가 BI인 경우 BI 데이터 영역에 소정의 인덱스 순서대로 감시 장치 별 감시 데이터를 포함시킨다.

모뎀(630)은 무선 통신망을 통하여 원격 감시 제어 주장치(110)와 RF 신호를 주고 받기 위한 장치로서, 상기 제1 다중화 프레임을 RF 신호로 변환하여 원격 감시 제어 주장치(110)로 전송하고, 원격 감시 제어 주장치(110)로부터 RF 신호를 수신하여 제2 다중화 프레임을 생성한다. 상기 제2 다중화 프레임은 원격 감시 제어 주장치(110)로부터 수신된 각 감시 장치 별 감시 명령을 데이터 영역에 소정의 인덱스 순서에 따라 감시 장치 별로 포함시킨다. 모뎀(630)은 구체적인 실시예에서 무선 통신망이 VHF 통신망인 경우 주파수 범위가 152.0125MHz ~ 152.100MHz이며, 채널 간격은 12.5KHz이고, 점유 주파수 대역이 8.50KHz이며, 입력 전원 전압이 13.8Vdc이며, 송신 출력이 10, 20, 25W로 가변 가능하며, 변조 방식은 주파수 변조(F3E, F2D)이며, 스프리어스 발사 정보는 무선 설비 규칙을 준수하고, 수신 감도는 0.3㎶(12dB SINAD)이하이며, 속도는 1200bps 이상이며, 데이터 통신은 RS-232C 방식을 사용한다.

역다중화 처리부(640)는 상기 제2 다중화 프레임을 역다중화하여 제어 명령 데이터를 생성한다. 상기 제어 명령 데이터는 상기 무인 중계소의 복수 감시 장치(220, 230, 240)의 제어하기 위한 데이터로서, 디지털 출력(DO: Digital Output) 데이터 속성을 가지고, 복수의 감시 장치(220, 230, 240)에 대한 설정 정보를 포함한다.

데이터 송신부(650)는 상기 역다중화된 제어 명령 데이터를 복수의 감시 장치(220, 230, 240) 별로 각각 전송한다.

본 발명의 실시예들은 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함한다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크와 같은 자기-광 매체, 및 롬, 램, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 상기 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.

도 7은 본 발명에 따른 무인 중계소를 감시하는 방법을 수행하는 데 채용될 수 있는 범용 컴퓨터 장치의 내부 블록도이다.

도 7을 참조하면, 컴퓨터 장치(700)는 램(RAM: Random Access Memory)(720)과 롬(ROM: Read Only Memory)(730)을 포함하는 주기억장치와 연결되는 하나 이상의 프로세서(510)를 포함한다. 프로세서(710)는 중앙처리장치(CPU)로 불리기도 한다. 본 기술분야에서 널리 알려져 있는 바와 같이, 롬(730)은 데이터(data)와 명령(instruction)을 단방향성으로 CPU에 전송하는 역할을 하며, 램(720)은 통상적으로 데이터와 명령을 양방향성으로 전송하는 데 사용된다. 램(720) 및 롬(730)은 컴퓨터 판독 가능 매체의 어떠한 적절한 형태를 포함할 수 있다. 대용량 기억장치(Mass Storage)(740)는 양방향성으로 프로세서(710)와 연결되어 추가적인 데이터 저장 능력을 제공하며, 상기된 컴퓨터 판독 가능 기록 매체 중 어떠한 것일 수 있다. 대용량 기억장치(740)는 프로그램, 데이터 등을 저장하는데 사용되며, 통상적으로 주기억장치보다 속도가 느린 하드 디스크와 같은 보조기억장치이다. CD 롬(760)과 같은 특정 대용량 기억장치가 사용될 수도 있다. 프로세서(710)는 비디오 모니터, 트랙볼, 마우스, 키보드, 마이크로폰, 터치스크린 형 디스플레이, 카드 판독기, 자기 또는 종이 테이프 판독기, 음성 또는 필기 인식기, 조이스틱, 또는 기타 공지된 컴퓨터 입출력장치와 같은 하나 이상의 입출력 인터페이스(750)와 연결된다. 마지막으로, 프로세서(710)는 네트워크 인터페이스(770)를 통하여 유선 또는 무선 통신 네트워크에 연결될 수 있다. 이러한 네트워크 연결을 통하여 상기된 방법의 절차를 수행할 수 있다. 상기된 장치 및 도구는 컴퓨터 하드웨어 및 소프트웨어 기술 분야의 당업자에게 잘 알려져 있다.

상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있다.

지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허 청구 범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

이상의 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따르면, 원격지에서 무선 통신망을 이용하여 무인 중계소의 상태를 감시하고, 그 결과를 실시간으로 모니터링할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 무인 중계소의 배터리, 전파 품질 이상, 무인 중계소내의 무단 침입이 발생한 경우 이를 가시 또는 가청 경보를 발생시켜 운용자가 무인 중계소의 이상 발생을 즉시 파악할 수 있도록 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 무인 중계소에서 배터리의 상태를 일정 주기로 파악할 수 있으므로 무정전 전원 공급 장치의 경제적인 유지 보수를 통해 관리의 합리화를 추구할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 무인 중계소에서 복수의 이기종 감시 장치로부터 감시 데이터를 다중화하여, 각 감시 장치와 감시 제어 단말 장치 사이의 전송 트래픽을 감소시키고, 아울러 전송 효율을 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따르면 복수의 이기종 감시 장치에서 송수신되는 감시 데이터를 효과적으로 관리할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 무인 중계소를 감시 제어하기 위한 시스템의 구성도를 나타내는 도면이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무인 중계소를 감시 및 제어하는 단말 장치의 구성도를 나타내는 도면이다.

도 3a는 본 발명에 따른 원격 감시 제어 주장치, 감시 제어 단말 장치 및 복수의 감시 장치간의 송수신되는 데이터 패킷의 포맷을 나타내는 도면이다.

도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 원격 감시 제어 주장치 및 감시 제어 단말 장치간에 송수신되는 데이터의 프레임 포맷을 나타내는 도면이다.

도 3c는 본 발명의 실시예에 따른 인덱스 및 이에 상응하는 감시 데이터와의 매핑 테이블(mapping table)을 도시한 도면이다.

도 3d는 본 발명의 실시예에 따른 감시 제어 단말 장치에서 원격 제어 감시 장치 또는 감시 장치간의 요구, 응답에 대응하여 수행되는 동작을 나타내는 도면이다.

도 4a는 본 발명에 따른 원격 제어 감시 장치, VHF 송수신기, VHF 전송망, VHF 모뎀, 감시 제어 단말 장치 및 감시 장치간의 감시, 제어, 상태 계측에 의한 흐름도를 나타내는 도면이다.

도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 무인 중계소를 감시 및 제어하는 방법의 흐름도를 나타내는 도면이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 감시 제어 단말 장치의 동작을 나타내는 도면이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 감시 제어 단말 장치의 구성을 나타내는 도면이다.

도 7은 본 발명에 따른 무인 중계소를 감시하는 방법을 수행하는 데 채용될 수 있는 범용 컴퓨터 장치의 내부 블록도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100: 네트워크

110: 원격 감시 제어 주장치

111, 112, 113: 원격 감시 제어 장치

120: 무선 데이터 주장치

121, 122, 123: VHF 송수신기

130-1~130-n: 무선 타워(Radio Tower)

140-1~140-n: 무인 중계소

210: 감시 제어 단말 장치

220: 배터리 감시 장치

221: MU (Main Unit)

222: DU (Display Unit)

223: SU (Sensing Unit)

224: 배터리

230: 전파 품질 감시 장치

240: 영상 감시 장치

241: 카메라

250: 무정전 전원 공급 장치

260: 무인 중계소 제어 장치

271: 출입문 감시 모듈

272: 냉방기 감시 모듈

273: 화재 감시 모듈

274: 온/습도 감시 모듈

610: 데이터 수신부

620: 다중화 처리부

630: 모뎀

640: 역다중화 처리부

650: 데이터 송신부

Claims (12)

1. 무선 통신망을 통해 원격지에 위치한 원격 감시 제어 주장치와 접속하여 무인 중계소를 감시 및 제어하는 단말 장치에 있어서,

   복수의 감시 장치로부터 적어도 하나 이상의 감시 데이터를 수신하기 위한 데이터 수신부 - 상기 감시 데이터는 상기 복수의 감시 장치에서 각각 감시하는 대상에 대한 감시 결과 정보로서, 적어도 하나 이상의 데이터 속성을 가지며, 상기 감시 장치 별로 서로 상이한 프레임 포맷을 포함함 -;

   상기 수신된 감시 데이터를 상기 데이터 속성 별로 다중화하여 제1 다중화 프레임을 생성하는 다중화 처리부 - 상기 제1 다중화 프레임은 상기 감시 데이터에 상응하는 인덱스 구조를 가짐 -;

   상기 무선 통신망을 통하여 상기 원격 감시 제어 주장치와 통신을 수행하기 위한 장치로서, 상기 제1 다중화 프레임을 제1 RF 신호로 변환하여 상기 원격 감시 제어 주장치로 전송하고, 상기 원격 감시 제어 주장치로부터 제2 RF 신호를 수신하여 제2 다중화 프레임을 생성하는 모뎀 - 상기 제1 RF 신호는 상기 원격 감시 제어 주장치로 송신되는 신호로서 감시 데이터를 포함하고, 상기 제2 RF 신호는 상기 원격 감시 제어 주장치로부터 수신되는 신호로서 상기 복수의 감시 장치를 제어하기 위한 제어 명령을 포함함 -;

   상기 제2 다중화 프레임을 역다중화하여 상기 복수의 감시 장치를 제어하기 위한 제어 명령 데이터를 생성하는 역다중화 처리부; 및

   상기 제어 명령 데이터를 상기 복수의 감시 장치 중 적어도 하나 이상의 감시 장치로 송신하는 데이터 송신부

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 감시 제어 단말 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 복수의 데이터 속성은 아날로그 입력(AI) 및 바이너리 입력(BI)을 포함하는 것을 특징으로 하는 감시 제어 단말 장치.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,

   상기 무선 통신망은 VHF 망인 것을 특징으로 하는 감시 제어 단말 장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 감시 장치는

   상기 무인 중계소의 배터리 상태를 감시하고, 상기 배터리 상태와 연관된 감시 데이터를 생성하는 배터리 감시 장치;

   상기 RF 신호의 전파 품질을 감시하고, 상기 전파 품질과 연관된 감시 데이터를 생성하는 전파 품질 감시 장치; 및

   상기 무인 중계소에서 발생되는 상황을 카메라로 촬영하여 영상 감시 데이터를 생성하는 영상 감시 장치

   중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 감시 제어 단말 장치.
7. 제1항에 있어서,

   상기 제어 명령 데이터는 디지털 출력(DO) 데이터 속성을 가지고, 상기 복수의 감시 장치에 대한 설정 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 감시 제어 단말 장치.
8. 제6항에 있어서,

   상기 배터리 감시 장치는 상기 무선 중계소에서 사용하는 배터리의 잔존 용량, 상기 배터리의 총 전압, 상기 배터리의 충방전 전류, 상기 배터리의 주변 온도, 상기 배터리의 셀 별 전압, 및 상기 배터리의 내부 저항 중 하나 이상의 값을 측정하고, 상기 배터리의 경보 이력 데이터를 저장하는 것을 특징으로 하는 감시 제어 단말 장치.
9. 제6항에 있어서,

   상기 전파 품질 감시 장치는 송신 출력을 감시하고, 측정 대역 구간 마스크를 적용하여 측정하며, 정재파비, 스프리어스, 및 수신부의 노이즈 중 하나 이상의 값을 측정하고, 간섭 주파수를 확인하며, 각 감시 포인트에 대해 설정 값 범위를 벗어나는 경우 경보를 발생하는 것을 특징으로 하는 감시 제어 단말 장치.
10. 무선 통신망을 이용하여 무인 중계소를 감시 및 제어하는 원격 감시 시스템에 있어서,

    상기 무인 중계소의 환경 및 상태를 감시하고, 감시 데이터를 생성하는 복수의 감시 장치 - 상기 감시 데이터는 적어도 하나 이상의 데이터 속성을 가지고, 상기 감시 장치 별로 서로 상이한 프레임 포맷을 포함함 -;

    원격지에서 상기 감시 데이터를 분석하고, 상기 감시 장치에 대한 감시 명령데이터를 생성하는 원격 감시 제어 주장치; 및

    상기 원격 감시 제어 주장치로부터 상기 감시 명령 데이터를 수신하고, 상기 수신된 감시 명령 데이터를 역다중화하여 제어 명령 데이터를 생성하고, 상기 제어 명령 데이터를 상기 복수의 감시 장치 별로 전송하고, 상기 복수의 감시 장치로부터 상기 감시 데이터를 수신하고, 상기 수신된 감시 데이터를 다중화하여 상기 원격 감시 제어 주장치로 전송하는 감시 제어 단말 장치

    를 포함하고,

    상기 원격 감시 제어 주장치 및 상기 감시 제어 단말 장치는 VHF 통신망을 통하여 접속하고,

    상기 감시 제어 단말 장치는 상기 감시 데이터를 상기 데이터 속성 별로 다중화하여 다중화 프레임을 생성하고, 상기 다중화 프레임은 상기 감시 데이터에 상응하는 인덱스 구조를 자지는 것을 특징으로 하는 원격 감시 시스템.
11. 무선 통신망을 이용하여 원격지에서 무인 중계소를 감시하기 위한 방법에 있어서,

    상기 원격지에 위치한 원격 감시 제어 주장치로부터 상기 무인 중계소에 배치된 복수의 감시 장치에 대한 감시 명령을 수신하는 단계;

    상기 감시 명령을 역다중화하여 복수의 감시 장치 별 제어 명령 데이터를 생성하는 단계;

    상기 제어 명령 데이터를 상기 복수의 감시 장치로 각각 전송하는 단계;

    상기 복수의 감시 장치로부터 적어도 하나 이상의 감시 데이터를 수신하는 단계 - 상기 감시 데이터는 적어도 하나 이상의 데이터 속성을 가지고, 상기 감시 장치 별로 서로 상이한 프레임 포맷을 포함함 -;

    상기 데이터 속성 별로 상기 수신된 감시 데이터를 다중화하여 다중화 프레임을 생성하는 단계 - 상기 다중화 프레임은 상기 감시 데이터에 대응하는 인덱스 구조를 가짐 -;

    상기 다중화 프레임을 RF 신호로 변환하는 단계 - 상기 RF 신호는 상기 감시 데이터를 포함함 -; 및

    상기 RF 신호를 상기 무선 통신망을 통해 상기 원격 감시 제어 주장치로 전송하는 단계

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 중계소의 감시 제어 방법.
12. 제11항의 방법을 컴퓨터에서 실행하기 위한 프로그램을 기록하는 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.