KR100797602B1 - 멀티미디어 원격감시 제어시스템 - Google Patents

멀티미디어 원격감시 제어시스템 Download PDF

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KR100797602B1
KR100797602B1 KR1020070062471A KR20070062471A KR100797602B1 KR 100797602 B1 KR100797602 B1 KR 100797602B1 KR 1020070062471 A KR1020070062471 A KR 1020070062471A KR 20070062471 A KR20070062471 A KR 20070062471A KR 100797602 B1 KR100797602 B1 KR 100797602B1
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박종규
장재혁
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주식회사 씨노텍
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Abstract

본 발명은 각 지역의 무인관측소에 설치되고, 각종 계측센서에 의해 측정된 측정 대상물의 계측 데이터와 카메라에 의해 촬영된 측정 대상물의 정지영상 데이터를 한 개의 파일로 통합하여 HSDPA 방식으로 중앙 서버로 일괄 전송하고, 상기 측정 대상물의 계측 데이터가 중앙 서버의 사용자에 의해 설정된 기준 범위를 벗어나게 되면, 이벤트가 발생한 것으로 감지하여 상기 카메라에 의해 측정 대상물의 동영상을 촬영하고, 촬영된 동영상 파일을 저장하고 중앙 서버에 전송하며, 원격감시제어장치에 등록된 사용자에게 이벤트 발생 사실을 알리는 SMS를 전송하며, 중앙 서버 사용자의 요청에 의해 상기 동영상 파일의 동영상 스트리밍 서비스를 제공하는 원격감시제어장치 및 상기 중앙 서버 사용자에 의해 검색된 각 지역의 상기 원격감시제어장치로부터 수신한 계측 데이터와 정지영상 데이터의 통합된 데이터 파일을, 계측 데이터와 정지영상 데이터로 분리하여 처리하며, 상기 원격감시제어장치의 상기 기준 범위를 설정하고, 상기 SMS 전송용 전화번호의 등록, 수정 및 삭제를 수행하고, 상기 원격감시제어장치의 원격 유지관리 기능을 수행하는 중앙 서버를 포함하는 데이터 수집 및 제어 기능과 영상처리 기능이 통합된 멀티미디어 원격감시 제어시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 장치 내부에 설정된 단계별로 해당 이벤트에 대한 정보를 SMS 서비스로 제공함으로써, 수위, 우량, 적설량 등과 같은 풍수해 관련 재난 정보 및 상하수도, 환경, 소방방재시설 등에 있어서 데이터상황을 신속하게 감지하여 전송할 수 있어, 안전성 및 기동성이 향상되어 환경오염 으로 인해 급변하는 기상상황 및 각종 위험상황으로부터 인명과 재산을 보호할 수 있는 데이터 수집 및 제어 기능과 영상처리 기능이 통합된 멀티미디어 원격감시 제어시스템을 제공할 수 있다.
영상촬영부, 영상제어부, 영상스트리밍 서비스부, SMS제어부, 중앙처리장치

Description

멀티미디어 원격감시 제어시스템{.}
도 1은 종래의 데이터 및 동영상이미지를 전송하는 방법을 도시한 개략도
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티미디어 원격감시 제어시스템의 블록 구성도
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티미디어 원격감시 제어시스템의 방법을 도시한 도면
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티미디어 원격감시 제어시스템의 통신인터페이스 개요도
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티미디어 원격감시 제어시스템의 입/출력 기능을 포함한 시스템 기능을 설명하기 위한 도면
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티미디어 원격감시 제어시스템의 적용예를 나타낸 도면
도 7a는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티미디어 원격감시 제어시스템의 계측 센서 사진을 나타낸 도면
도 7b는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티미디어 원격감시 제어시스템의 무인 관측소 설치 사진을 나타낸 도면
도 7c는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티미디어 원격감시 제어시스템의 중앙 서버에 접속한 화면 사진을 나타낸 도면
도 8은 본 발명의 계측데이터 및 정지영상데이터를 전송하는 방법을 도시한 개략도
도 9는 중앙시스템의 계측데이터 및 정지영상데이터 수신을 위한 인터페이스모듈을 제공하는 방법을 도시한 개략도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
112 : 영상촬영부 113 : 영상제어부
115 : 통신인터페이스 116 : 영상스트리밍 서비스부
117 : SMS제어부
본 발명은 각 지역의 무인관측소에 설치되고, 각종 계측센서에 의해 측정된 측정 대상물의 계측 데이터와 카메라에 의해 촬영된 측정 대상물의 정지영상 데이터를 한 개의 파일로 통합하여 HSDPA 방식으로 중앙 서버로 일괄 전송하고, 상기 측정 대상물의 계측 데이터가 중앙 서버의 사용자에 의해 설정된 기준 범위를 벗어나게 되면, 이벤트가 발생한 것으로 감지하여 상기 카메라에 의해 측정 대상물의 동영상을 촬영하고, 촬영된 동영상 파일을 저장하고 중앙 서버에 전송하며, 원격감시제어장치에 등록된 사용자에게 이벤트 발생 사실을 알리는 SMS를 전송하며, 중앙 서버 사용자의 요청에 의해 상기 동영상 파일의 동영상 스트리밍 서비스를 제공하 는 원격감시제어장치 및 상기 중앙 서버 사용자에 의해 검색된 각 지역의 상기 원격감시제어장치로부터 수신한 계측 데이터와 정지영상 데이터의 통합된 데이터 파일을, 계측 데이터와 정지영상 데이터로 분리하여 처리하며, 상기 원격감시제어장치의 상기 기준 범위를 설정하고, 상기 SMS 전송용 전화번호의 등록, 수정 및 삭제를 수행하고, 상기 원격감시제어장치의 원격 유지관리 기능을 수행하는 중앙 서버를 포함하는 데이터 수집 및 제어 기능과 영상처리 기능이 통합된 멀티미디어 원격감시 제어시스템에 관한 것이다.
현재 국가 재난재해 분야에 수문 관측제어 시스템, 기상 예측 시스템 등 각종 기상 상황 예측 시스템이 개발되고 있으며, 이로 인해 풍수해를 방지하기 위해서뿐만 아니라, 일상 생활에서도 기상 정보를 활용하여 보다 더 질 높은 삶을 영위하려고 시도하고 있다. 그리고, 이런 시대의 흐름에 발맞춰 우리나라도 각종 산업분야에 걸쳐 원격감시 제어장치가 널리 보급되고 있다.
하지만, 일반적으로 기상예측시스템을 포함하여 대부분의 원격감시 제어장치는 대도심권을 벗어나 산간 오지와 같은 곳에 설치될 때는, 일반적으로 네트워크 인프라가 지원되지 않는 지역적인 특징을 내포하고 있어, 대부분 위치 선정 및 통신망을 구축하기 용이한 CDMA 무선통신을 주로 통신망으로 채택하고 있는 것이 현실이다.
예를들어, 폭우, 폭설 등과 관련한 홍수 예측에 필요한 수문정보 취득을 위하여 유역 내 주요지점에 수위 및 강우량 등을 측정할 수 있는 무인관측 시스템을 설치하고, 관측된 수문 자료를 유/무선 통신망을 이용하여 중앙의 서버로 전송하는 시스템을 도입한 것이다.
종래의 일반적인 멀티미디어 원격감시 제어시스템에 있어서 데이터 및 영상이미지 전송방법은 도 1에 도시된 바와같이, 중앙서버(12)의 데이터 요구에 의해 원격감시제어장치(11)는 수집된 계측정보인 수위, 우량, 적설 등과 같은 IO데이터를 중앙서버(12)로 전송하게 된다.
그리고, 중앙서버(12)에서 영상이미지를 요청할 경우에는 다시 영상이미지 데이터를 원격감시제어장치(11)에서 중앙서버(12)로 전송하게 된다.
이때, 데이터 및 영상이미지 자료를 CDMA 통신회선을 이용하여 상호통신하는 경우, 전송 요청된 데이터의 양에 따라 통신 회선의 속도 및 효율을 고려하여 전체데이터량을 통신회선의 지원 속도에 맞춰 데이터의 크기를 분할하여 반복적으로 전송하는 것이 일반적이다.
따라서, I/O데이터와 영상이미지를 각각의 전송프로토콜에 맞춰 따로따로 전송해야하며, 영상이미지 데이터 전송 중에는 I/O데이터의 전송이 중지되고, 대용량 영상이미지 전송에 따른 전송시간이 길어져, 데이터의 다양성을 기대하기 어렵다.
또한, 이러한 CDMA 통신망은 망 구축이 용이하고, 경제성이 뛰어난 장점 때문에 수위, 우량 및 적설량 등 기상상황을 관측하기 위한 무인 관측 시스템, 유량 및 압력을 계측하기 위한 상하수도시설, 대기 및 수질측정을 위한 환경 TMS, 시설물의 화재 및 출입자를 감지하는 소방방재시설 등에 적용되고는 있으나, 실시간 데이터 취득 및 데이터를 다양화하는데 한계가 있어 대부분 I/O 데이터 수집제어를 위한 직렬데이터 통신을 위주로 하는 곳에 이용되고 있다.
또한, 관측시스템의 목적달성을 위해 부수적으로 영상감시데이터를 필요로 하는 관측시스템에 있어서는 CCTV와 같은 영상시스템과 영상데이터 전송에 필요한 ADSL 또는 56kbps 이상의 고속데이터 전용선을 추가하여 관측시스템과 통신망을 이원화하여 운영하고 있는 실정으로 영상 관측시스템 및 통신망을 운영하기 위한 경제적인 부담이 가중되는 문제점이 있다.
또한, 수위, 적설, 기온 등 기상정보와 관련된 사항은 기상 위성이나, 기상 사이트 등에 전적으로 의존해야하므로, 기상이변에 따른 재해 발생 지역에 대한 실시간 정보전달 및 일상 생활에서 필요로 하는 기상 정보를 신속하게 전달받는데 있어서 어려움이 있다.
그리고, 유선망을 이용해 실시간으로 기상 관련 정보를 제공하기 위해서는 특정 지역에 원격측정장치를 적극적으로 설치해야 하나, 원격측정장치의 설치 장소 및 측정방식이 한정적일 뿐만 아니라, 설치하는데 있어서 위치적으로 제약을 받는 문제점이 있다.
또한, 주기적으로 데이터통신을 이용해야 하므로 통신비가 증가되고, 단방향특정지역통신(Process Logic Data Serial)으로 인한 데이터의 다양성이 부족한 문제점이 있다.
또한, 데이터 정보를 신속하게 전달하는데 있어서, 안전성 및 기동성이 떨어지는 문제점이 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 통신망을 구축하 기 용이하며, 데이터의 다양성 및 경제성 등을 고려하여 3세대 이동통신방식인 광대역 코드 분할 다중접속 방식인 WCDMA 네트워크 인프라를 기반으로 서비스가 지원되는 3.5세대 이동통신방식인 고속 하향패킷접속 방식인 HSDPA 프로토콜을 이용함으로써, 단일 데이터 통신망을 통해서 실시간으로 무인 측정소의 I/O 데이터 계측정보와 영상이미지를 한 개의 파일로 통합하여 일괄적으로 전송할 수 있어, 계측정보의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 데이터 수집 및 제어 기능과 영상처리 기능이 통합된 멀티미디어 원격감시 제어시스템을 제공하기 위한 것이다.
또한, 수위, 우량, 적설량 등 기상정보와 관련된 사항과, 유량, 압력 등 상하수도 시설과 관련된 사항과, 대기, 수질측정 등 환경분야 TMS 시설과 관련된 분야와, 전력, 화재, 시설물 보안 등 소방방재시설과 관련된 사항 등 위험요소가 내재 된 모든 시설과 관련된 I/O 데이터 및 이미지들을 신속하게 제공할 수 있도록 계측정보를 중앙서버로 전송하고, 예측된 위험상황에 대한 경보메시지를 장치에 등록된 사용자의 이동통신단말기에 SMS 문자서비스로 전송함으로써, 안전성 및 기동성을 향상시킬 수 있는 데이터 수집 및 제어 기능과 영상처리 기능이 통합된 멀티미디어 원격감시 제어시스템을 제공하기 위한 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 멀티미디어 원격감시 제어시스템은, 각 지역의 무인관측소에 설치되고, 각종 계측센서에 의해 측정된 측정 대상물의 계측 데이터와 카메라에 의해 촬영된 측정 대상물의 정지영상 데이터를 한 개의 파일로 통합하여 HSDPA 방식으로 중앙 서버로 일괄 전송하고, 상기 측정 대상물의 계측 데이터가 중앙 서버의 사용자에 의해 설정된 기준 범위를 벗어나게 되면, 이벤트가 발생한 것으로 감지하여 상기 카메라에 의해 측정 대상물의 동영상을 촬영하고, 촬영된 동영상 파일을 저장하고 중앙 서버에 전송하며, 원격감시제어장치에 등록된 사용자에게 이벤트 발생 사실을 알리는 SMS를 전송하며, 중앙 서버 사용자의 요청에 의해 상기 동영상 파일의 동영상 스트리밍 서비스를 제공하는 원격감시제어장치 및 상기 중앙 서버 사용자에 의해 검색된 각 지역의 상기 원격감시제어장치로부터 수신한 계측 데이터와 정지영상 데이터의 통합된 데이터 파일을, 계측 데이터와 정지영상 데이터로 분리하여 처리하며, 상기 원격감시제어장치의 상기 기준 범위를 설정하고, 상기 SMS 전송용 전화번호의 등록, 수정 및 삭제를 수행하고, 상기 원격감시제어장치의 원격 유지관리 기능을 수행하는 중앙 서버를 포함한다.
또한, 상기 원격감시제어장치는, 각종 계측센서에 의해 측정된 측정 대상물의 계측 데이터를 수집하는 입력부, 상기 측정 대상물 중에서 육안 확인이 필요한 부분을 카메라로 촬영하는 영상촬영부, 상기 영상촬영부에서 촬영된 영상을 정지영상 및 동영상 데이터 포맷으로 변환하여 저장하는 영상제어부, 상기 입력부로부터 수신된 계측 데이터와, 상기 영상제어부로부터 수신된 정지영상 데이터를 통합하고, 생성된 통합 데이터를 통신인터페이스에 송신하고, 상기 측정 대상물의 계측 데이터가 중앙 서버의 사용자에 의해 설정된 기준 범위를 벗어나게 되면 이벤트가 발생한 것으로 감지하여 미리 설정된 이벤트 처리 알고리즘에 따라 자동으로 동영상 데이터를 일정시간 동안 저장하고 동영상 데이터를 통신인터페이스에 송신하는 중앙처리장치, 상기 중앙처리장치로부터 수신한 상기 통합 데이터를 HSDPA 방식으 로 중앙 서버에 송신하고, 상기 중앙처리장치로부터 수신한 상기 동영상 데이터도 중앙 서버에 송신하는 통신 인터페이스, 중앙 서버로부터 요청이 있는 경우, 영상제어부로부터 동영상 데이터를 수신하여 상기 통신 인터페이스를 통해 중앙 서버에 실시간으로 동영상 서비스를 수행하는 영상스트리밍 서비스부, 상기 중앙처리장치가 이벤트 발생을 감지한 경우, 등록된 사용자의 이동통신 단말기로 경보메시지를 발송하는 SMS제어부를 포함한다.
또한, 상기 영상촬영부는, 영상처리 알고리즘에 의거한 중앙처리장치 또는 중앙 서버로부터 수신된 제어명령에 따라 WEB 카메라 또는 CCD 카메라가 선택적으로 호환가능하게 설치되는 USB 인터페이스 및 BNC 인터페이스를 포함한다.
또한, 상기 영상제어부는, 정지영상 데이터는 JPG, GIF, BMP 포맷으로, 동영상 데이터는 AVI 포맷으로 저장하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 통신인터페이스는, HSDPA 모뎀이 접속되는 USB 인터페이스, xDSL 모뎀이 접속되며 TCP-IP 방식을 적용한 RJ-45 인터페이스 및 각 지역의 특성에 따라 도심지 또는 일반적인 지역에 주로 설치되는 DSU 또는 CSU, 유선 네트워크 시설이 낙후된 지역에 주로 사용되는 CDMA모뎀, 자가통신망 시설이 구비된 지역에 주로 설치되는 RF모뎀 또는 VSAT모뎀이 접속되는 직렬데이터 통신의 RS-232 인터페이스를 포함한다.
또한, 상기 영상스트리밍 서비스부는, HSDPA 프로토콜 방식을 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 멀티미디어 원격감시 제어방법은 (a) 원격감시제어장치가, 각종 계측센서에 의해 측정된 측정 대상물의 계측 데이터를 수집하는 단계, (b) 원격감시제어장치는, 측정 대상물의 계측 데이터가 중앙 서버에서 설정된 기준 범위를 벗어나게 되면 이벤트가 발생한 것으로 감지하여, 일정시간 동안 카메라로 측정 대상물을 촬영하고, 촬영된 동영상 데이터를 압축 및 저장하는 단계, (c) 상기 (b)단계에서 촬영된 동영상 데이터를, 중앙 서버의 사용자에 의해 설정된 시간 간격으로 캡처하는 단계 및 (d) 상기 (b)단계에서 저장된 동영상 데이터를 중앙 서버로 송신하고, 상기 (c)단계에서 캡처된 정지영상 데이터는 상기 계측 데이터와 통합하고, 생성된 통합 데이터를 HSDPA 방식으로 중앙 서버에 송신하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 멀티미디어 원격감시 제어방법은 (e) 중앙 서버가, 상기 (d) 단계에서 수신된 계측 데이터와 정지영상 데이터의 통합 데이터를 계측 데이터와 정지영상 데이터로 분리하여 처리하는 단계를 더 포함한다.
또한, 상기 (b) 단계는, 원격감시제어장치는, 상기 이벤트가 발생한 것으로 감지되면 등록된 사용자의 이동통신 단말기로 경보메시지를 발송하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 멀티미디어 원격감시 제어방법은 (f) 원격감시제어장치가, 중앙 서버로부터 동영상 스트리밍을 요구하는 제어명령을 수신하면 상기 카메라로 상기 측정 대상물의 실시간 동영상 서비스를 제공하는 단계를 더 포함한다.
또한, 상기 계측 센서는, 수위, 우량, 적설량에 대한 기상정보와 관련된 사항을 계측하는 센서, 유량, 압력에 대한 상하수도 시설과 관련된 사항을 계측하는 센서, 대기, 수질측정에 대한 환경분야 TMS 시설과 관련된 계측 센서, 전력, 화재, 시설물 보안에 대한 소방방재시설과 관련된 사항을 계측하는 센서 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티미디어 원격감시 제어시스템(100)의 블록 구성도이다.
본 발명의 멀티미디어 원격감시 제어시스템에 있어서, 멀티미디어 원격감시 제어시스템(100)은 원격감시제어장치(110) 및 중앙 서버(120)를 포함한다.
원격감시제어장치(110)는 각 지역의 무인관측소에 설치되고, 각종 계측센서(200)에 의해 측정된 측정 대상물의 계측 데이터와 카메라(300)에 의해 촬영된 측정 대상물의 정지영상 데이터를 한 개의 파일로 통합하여 HSDPA 방식으로 중앙 서버로 일괄 전송하고, 상기 측정 대상물의 계측 데이터가 중앙 서버의 사용자에 의해 설정된 기준 범위를 벗어나게 되면, 이벤트가 발생한 것으로 감지하여 상기 카메라에 의해 측정 대상물의 동영상을 촬영하고, 촬영된 동영상 파일을 저장하고 중앙 서버에 전송하며, 원격감시제어장치에 등록된 사용자에게 이벤트 발생 사실을 알리는 SMS를 전송하며, 중앙 서버 사용자의 요청에 의해 상기 동영상 파일의 동영상 스트리밍 서비스를 제공한다.
중앙 서버(120)는 중앙 서버 사용자에 의해 검색된 각 지역의 상기 원격감시제어장치로부터 수신한 계측 데이터와 정지영상 데이터의 통합된 데이터 파일을, 계측 데이터와 정지영상 데이터로 분리하여 처리하며, 상기 원격감시제어장치의 상기 기준 범위를 설정하고, 상기 SMS 전송용 전화번호의 등록, 수정 및 삭제를 수행하고, 상기 원격감시제어장치의 원격 유지관리 기능을 수행한다.
구체적으로 상기 원격감시제어장치(110)는 입력부(111), 영상촬영부(112), 영상제어부(113), 중앙처리장치(114), 통신 인터페이스(115), 영상스트리밍 서비스부(116) 및 SMS제어부(117)를 포함한다.
입력부(111)는 각종 계측센서(200)에 의해 측정된 측정 대상물의 계측 데이터를 수집한다.
여기서, 계측센서(200)는, 측정 대상물인 수위, 우량, 적설량에 대한 기상정보와 관련된 사항을 계측하는 센서, 유량, 압력에 대한 상하수도 시설과 관련된 사항을 계측하는 센서, 대기, 수질측정에 대한 환경분야 TMS 시설과 관련된 계측 센서, 전력, 화재, 시설물 보안에 대한 소방방재시설과 관련된 사항을 계측하는 센서 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
영상촬영부(112)는 상기 측정 대상물 중에서 육안 확인이 필요한 부분을 카메라(300)로 촬영한다.
여기서, 영상촬영부(112)는 관측대상지역의 수위, 우량, 적설량 등 기상정보와 관련된 사항과, 유량, 압력 등 상하수도 시설과 관련된 사항과, 대기, 수질측정 등 환경분야 TMS 시설과 관련된 분야와, 전력, 화재, 시설물 보안 등 소방방재시설과 관련된 사항 등 관측대상지역의 특성에 맞게 관측 사항들을 관측가능하게 설치되며, 이벤트 처리를 포함하는 영상처리 알고리즘에 의해 중앙처리장치 또는 원격 지 중앙서버로부터 수신된 제어명령에 따라, 촬영된 영상은 캡쳐된 정지영상 및 동영상으로 영상제어부(113)에 저장된다.
또한, 상기 영상촬영부(112)는 영상처리 알고리즘에 의거한 중앙처리장치 또는 중앙서버로부터 수신된 제어명령에 따라 WEB 카메라 또는 CCD 카메라(charge-coupled device camera, CCD camera)가 선택적으로 호환가능하게 설치되는 USB 인터페이스 및 BNC 인터페이스를 사용한다.
영상제어부(113)는 상기 영상촬영부(112)에서 촬영된 영상을 정지영상 및 동영상 데이터 포맷으로 변환하여 저장한다.
여기서, 영상제어부(113)는, 정지영상 데이터는 이미지를 JPG, GIF, BMP형식으로 포맷하며, 동영상 데이터는 AVI 형식으로 포맷하여 메모리에 저장하게 된다.
중앙처리장치(114)는 상기 입력부(111)로부터 수신된 계측 데이터와, 상기 영상제어부(113)로부터 수신된 정지영상 데이터를 통합하고, 생성된 통합 데이터를 통신인터페이스에 송신하고, 상기 측정 대상물의 계측 데이터가 중앙 서버의 사용자에 의해 설정된 기준 범위를 벗어나게 되면 이벤트가 발생한 것으로 감지하여 미리 설정된 이벤트처리 알고리즘에 따라 자동으로 동영상 데이터를 일정시간 동안 저장하고 동영상 데이터를 통신인터페이스에 송신한다.
또한, 중앙처리장치(114)는 예를들면, 수위의 높낮이를 측정하는 것으로 사용자에 의해 설정된 상황별 기준수위를 초과하는 등 위험 상황이 발생하게 되면 등록된 사용자의 단말기로 경보메시지를 발송함으로써 위험을 알리게 된다. 수위는 미리 설정된 상황별 기준값을 데이터에 입력한 후, 측정센서인 수위계로부터 입력 된 I/O 데이터의 계측데이터를 비교값으로 사용하게 된다.
그리고, 중앙처리장치(114)는 입력부(111)로부터 수신된 계측데이터와, 상기 영상제어부(113)로부터 수신된 정지영상 데이터를 통합하고, 생성된 통합 데이터를 통신인터페이스(115)에 송신하고, 상기 측정 대상물의 계측 데이터가 중앙 서버의 사용자에 의해 설정된 기준 범위를 벗어나게 되면 이벤트가 발생한 것으로 감지하여 미리 설정된 이벤트 처리 알고리즘에 따라 자동으로 동영상 데이터를 일정시간 동안 저장하고 동영상 데이터를 통신인터페이스(115)에 송신한다.
통신인터페이스(115)는 상기 중앙처리장치(114)로부터 수신한 상기 통합 데이터를 HSDPA 방식으로 중앙 서버에 송신하고, 상기 중앙처리장치(114)로부터 수신한 상기 동영상 데이터도 중앙 서버에 송신한다.
영상스트리밍서비스부(116)는, 중앙서버로부터 요청이 있는 경우, 영상제어부(113)로부터 동영상 데이터를 수신하여 통신인터페이스(115)를 통해 중앙서버에 실시간 동영상 서버를 수행할 수 있도록 고속하향패킷접속(HSDPA) 프로토콜 방식을 사용한다.
SMS제어부(117)는 상기 중앙처리장치가 이벤트 발생을 감지한 경우, 등록된 사용자의 이동통신 단말기로 경보메시지를 발송한다.
도 4 및 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 멀티미디어 원격감시제어장치(110)의 통신인터페이스(115)는 HSDPA 모뎀이 접속되는 USB 인터페이스(1151), xDSL 모뎀이 접속되며 TCP-IP 방식을 적용한 RJ-45 인터페이스(1152) 및 각 지역의 특성에 따라 도심지 또는 일반적인 지역에 주로 설치되는 DSU(Digital Service Unit)또는 CSU(Channel Service Unit), 유선 네트워크 시설이 낙후된 지역에 주로 사용되는 CDMA모뎀, 자가통신망 시설이 구비된 지역에 주로 설치되는 RF모뎀 또는 VSAT모뎀이 접속되는 직렬데이터 통신의 RS-232 인터페이스(1153)를 포함한다.
따라서, 지역적인 특성을 고려하여 가장 효과적인 시스템을 사용가능하게 되어 시스템의 효율을 향상시킬 수 있게 된다.
상기와 같은 다양한 통신포트를 내장하여 산업현장에 이미 활용중인 각종 유/무선 통신망을 연계하는 것은 물론이고, 3세대 광대역 코드 분할 다중접속(WCDMA) 이동통신망을 기반으로 고속으로 데이터 및 이미지 등의 멀티미디어 통신을 지원하는 3.5세대 이동통신방식인 고속하향패킷접속(HSDPA) 프로토콜을 지원하여 실시간으로 무인 측정소의 계측정보와 캡쳐된 영상 이미지, 동영상 스트리밍과 같은 영상정보를 동시에 취득하고 이를 동시에 저장 및 전송할 수 있게 한다.
여기서, 상기 HSDPA는 high speed downlink packet access의 약어로, 고속하향패킷접속을 말하는 것으로, 비동기식 3세대 이동 통신의 하향 링크에서 10Mbps 수준의 고속 패킷 데이터 서비스를 제공하는 전송 규격을 뜻한다.
인터넷 통신은 주로 내려받기(download)가 많아 하향 링크의 고속화가 서비스의 필수 요소이며, 고속 데이터는 주로 정지 상태에서 사용되므로 이러한 조건을 최대한 수용하도록 하향 링크의 전송 규격을 개선한 것으로 WCDMA R5에 적용된다.
기본 개념은 각종 물리 링크나 MAC 링크 기능을 기지국에서 수행하도록 하며, 단말기가 기지국에 가깝게 있거나 정지 상태에 있을 때, 오버헤드를 줄여 처리 속도를 높인 것으로, 적응 변조 및 코딩(AMC), 하이브리드 자동 재송 요구(HARQ), 송수신 다중 다이버시티(multiple input multiple output), 고속 패킷 스케줄링 등의 기술이 적용된다.
또한, ARPANet은 방위 관련 연구자들끼리 자유롭게 연구정보를 교환하기 위한 네트워크에서 출발해 세계적 규모의 네트워크인 인터넷으로 성장했으며, 인터넷에 사용하기 위한 표준 프로토콜로 ARPANet에 사용된 TCP/IP를 개량, 표준화해 사용했다. 그리고, 유닉스에 의한 컴퓨터 네트워크의 국제적 표준 프로토콜이 있다.
특히, 무선을 이용한 광대역 코드 분할 다중접속(WCDMA) 이동통신망을 이용함에 따라, 기간통신시설이 열악한 산간 오지 및 도서지역 등에서도 데이터 통신망 을 구성하기에 용이하며, 취급할 수 있는 데이터의 다양성을 극대화시킬 수 있는 멀티미디어 원격감시 제어장치에 관한 것이다.
이하, 본 발명에 따른 멀티미디어 원격감시 제어시스템의 방법에 대한 동작 및 작용에 대해서 살펴본다.
본 발명의 멀티미디어 원격감시 제어시스템의 방법을 도 3에 도시한 제어흐름도에 따라 상세히 설명한다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 멀티미디어 원격감시 제어시스템은, 원격감시제어장치가, 각종 계측센서에 의해 폭우, 폭설, 하천범람 등과 같은 기상 재해와 각종 산업분야와 관련된 관로누수, 수질오염, 화재 등 수많은 측정 대상물의 계측 데이터를 수집한다(단계S221).
그 다음, 원격감시제어장치는, 측정 대상물의 계측 데이터가 중앙 서버에서 설정된 기준 범위를 벗어났는지 벗어나지 않았는지를 감지하여, 만일 설정된 기준 범위를 벗어나게 되면 이벤트가 발생한 것으로 감지한다(단계S222).
그 다음, 이벤트 상황이 발생했다고 감지되면, 일정시간 동안 카메라로 측정 대상물을 촬영하고, 각종 계측센서(200)에 의해 측정된 측정 대상물의 계측 데이터와 카메라(300)에 의해 촬영된 측정 대상물의 정지영상 데이터를 한 개의 파일로 통합하여 HSDPA 방식으로 중앙 서버로 일괄 전송하기 위하여 촬영된 동영상 데이터를 압축 및 저장한다(단계S223).
그 다음, 촬영된 동영상 데이터를, 중앙 서버의 사용자에 의해 설정된 시간 간격으로 캡처한다(단계S224).
그 다음, 저장된 동영상 데이터를 중앙 서버로 송신하고, 상기 촬영된 동영상 데이터를, 중앙 서버의 사용자에 의해 설정된 시간 간격으로 캡처된 정지영상 데이터는 상기 계측 데이터와 통합하고, 생성된 통합 데이터를 HSDPA 방식으로 중앙 서버에 송신한다(단계S225).
또한, 중앙 서버가, 생성된 통합 데이터를 HSDPA 방식으로 중앙 서버에 수신된 계측 데이터와 정지영상 데이터의 통합 데이터를 계측 데이터와 정지영상 데이터로 분리하여 처리하는 단계를 더 포함한다.
또한, 원격감시제어장치는, 측정 대상물의 계측 데이터가 중앙 서버에서 설정된 기준 범위를 벗어나게 되어, 상기 이벤트가 발생한 것으로 감지되면 등록된 사용자의 이동통신 단말기로 경보메시지를 발송하는 것을 특징으로 한다.
또한, 원격감시제어장치가, 중앙 서버로부터 동영상 스트리밍을 요구하는 제어명령을 수신하면 상기 카메라로 상기 측정 대상물의 실시간 동영상 서비스를 제공하는 단계를 더 포함한다.
이하에서는, 본 발명의 일실시예에 따른 멀티미디어 원격감시 제어시스템을 적용한 적용예를 들어 살펴본다.
도 6 및 도 7a 내지 도 7c는 하천수위의 유량 변화를 관측하는 멀티미디어 원격감시 제어시스템이 적용된 예를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티미디어 원격감시 제어시스템의 적용예를 나타낸 도면, 도 7a는 본 발명의 멀티미디어 원격감시 제어시스템의 계측 센서 사진을 나타낸 도면, 도 7b는 본 발명의 멀티미디어 원격감시 제어시스템의 무인 관측소 설치 사진을 나타낸 도면 및 도 7c는 본 발명의 멀티미디어 원격감시 제어시스템의 중앙 서버에 접속한 화면 사진을 나타낸 도면이다.
즉, 본 발명의 멀티미디어 원격감시 제어시스템은, 홍수 예측에 필요한 수문정보 취득을 위하여 유역 내 주요지점에 수위 및 강우량 등을 측정할 수 있는 무인관측 시스템을 설치하고, 관측된 수문 자료를 유/무선 통신망을 이용하여 중앙의 서버로 전송하는 시스템에 적용할 수 있다.
따라서, 하천 수위측정을 위해 교각 위에 설치한 수위계에 의해 계측된 하천수위의 유량, 유속, 수위와 같은 계측신호(4~20mA)가 신호케이블을 통해 무인측정소에 설치된 원격감시제어장치의 입력부(111)를 통해 입력되면, 내부의 중앙처리장 치(114)에서 입력신호에 대한 연산 처리를 수행한다.
그리고, 하천의 수위 변화를 육안으로 확인하기 위하여 영상촬영부(112)를 통해 하천 영상을 촬영하여 영상제어부(113)를 통해 영상이 입력되면, 중앙처리장치(114)는 촬영된 정지 영상이미지와 측정된 계측 정보를 통합한 데이터 파일을 생성하고 메모리에 저장하며, 생성된 통합 파일을 통신인터페이스(115)를 통해 HSDPA 방식으로 원격지에 위치한 서버로 전송하게 된다.
그리고, 중앙처리장치(114)에서 수위계에 의해 입력된 계측신호를 분석하여 사용자에 의해 미리 장치 내부에 설정된 기준치에 도달하면 장치 내부의 이벤트처리 알고리즘에 따라 자동으로 동영상은 일정시간 저장하고, 저장된 동영상을 원격지 중앙서버로 전송하며, 동시에 유관기관 및 등록된 사용자의 이동통신단말기로 SMS제어부(117)에 의해 이벤트 상황에 대한 단계별 단문메시지를 자동 전송하게 된다.
본 발명의 멀티미디어 원격감시 제어시스템의 또 다른 적용례인 상하수도의 유량계에 있어서는, 초음파식, 전자식, 압력식 등으로 된 유량측정센서를 통해 형식별 측정원리에 따라 실시간으로 유량을 연산하게 된다.
영상촬영부(112)는 유량계 표시부를 감시할 수 있도록 유량 변환장치 외부에 설치되어 있으며, 수도계량기의 상황을 육안으로 확인할 수 있도록 영상처리 알고리즘에 의거한 중앙처리장치 또는 원격지 중앙서버로부터 수신된 제어명령에 따라 WEB 카메라 또는 CCD 카메라를 사용하여 촬영하게 된다.
본 발명이 적용된 WEB 카메라 또는 CCD 카메라가 설치된 본 발명의 멀티미디 어 원격감시 제어장치(110)는, 실시간으로 정지영상 및 동영상을 촬영하여 촬영된 정지영상 및 동영상이미지를 자동으로 전송가능하도록 계측된 유량데이터 및 수도계량기의 영상을 촬영하여 압축하고, 압축된 이미지를 데이터 전용회선을 이용하여 원격지에 위치한 중앙서버(120)로 전송한다.
본 발명의 멀티미디어 원격감시 제어장치(110)는 터치스크린 및 키보드 등을 연결할 수 있는 사용자 인터페이스를 구비하여 관리자는 터치스크린 및 키보드 등을 통해 현장에서 필요한 데이터를 직접 입출력할 수 있으며, 원격유지관리 기능을 이용하여 중앙의 서버에서 멀티미디어 원격감시 제어장치(110)의 설정값을 변경하거나 응용소프트웨어를 업그레이드할 수도 있다.
도 8은 본 발명의 계측데이터 및 정지영상데이터를 전송하는 방법을 도시한 개략도, 도 9는 중앙시스템의 계측데이터 및 정지영상데이터 수신을 위한 인터페이스모듈을 제공하는 방법을 도시한 개략도이다.
따라서, 도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 중앙서버(120)에서 I/O데이터 계측정보를 요청하게 되면, 원격감시제어장치(110)에서 요청한 자료를 I/O데이터 뿐만 아니라, I/O데이터와 함께 정지영상데이터를 한 개의 파일로 통합하여 중앙서버(120)로 전송한다.
여기서는 I/O데이터 형식의 계측데이터 및 정지영상데이터 통신이 함께 이루어질 수 있도록 TCP/IP 프로토콜을 이용하여 일괄 전송하게 된다.
그 다음, 전송된 압축파일을 중앙서버(120)에서 수신하여 I/O데이터와 정지 영상데이터로 각각 분리한 다음, 구체적으로는 정지영상 화면에 날짜, 수위, 온도 등 계측데이터를 같이 표시되도록 다시 데이터화면을 구성한 다음 사용하게 된다.
또한, 각 지역의 이벤트 발생 예상지에 설치되어, 주변 측정대상으로부터 이벤트 발생 여부를 판단하고, 이벤트 발생이 감지되면 이벤트 발생 상황을 I/O데이터 계측정보 및 정지영상으로 중앙서버(120)로 전송하는 원격감시제어장치(110) 및 사용자로부터 검색된 각 지역에 설치된 상기 원격감시제어장치의 각종 데이터 중 사용자로부터 요청된 해당 데이터를 수신한다.
그리고, 상기 원격감시제어장치로부터 이벤트발생시 I/O데이터 및 정지영상으로 수신하는 중앙서버(120)에 의해, 입력 어드레스에 따른 해당 비트라인들(bit line)을 선택하기 위한 디코딩을 수행하고, 선택된 비트라인들에 라이트 데이터를 전달하거나, 메모리셀로부터 리드되어 비트라인들을 통해 I/O데이터 라인으로 전달된 전압들을 감지 증폭(sense amplifying)하여 I/O데이터 및 정지영상을 하나의 데이터로 출력한다.
또한, 중앙서버(120)로 전송되는 I/O데이터와 정지영상은 인터페이스모듈을 통하여 외부에서 입력하여 데이터를 재가공할 수 있고, 재가공된 데이터를 인터페이스모듈을 통하여 외부로 출력할 수도 있다.
본 발명의 멀티미디어 원격감시 제어장치가 적용된 무인 원격측정시스템은 수위, 우량, 적설량 등 기상정보와 관련된 사항과, 유량, 압력 등 상하수도 시설과 관련된 사항과, 대기, 수질측정 등 환경분야 TMS 시설과 관련된 분야와, 전력, 화재, 시설물 보안 등 소방방재시설과 관련된 사항 등을 감지하여 폭우, 폭설 및 수 위의 범람, 상하수도 관로상의 급격한 유량 및 압력 변화, 수질오염, 전력 과부하 등으로 인한 시설물 화재발생 등과 같은 위험발생을 관측하여 감지된 상황을 I/O데이터 계측정보 및 동영상이미지로 중앙 서버로 통지하기 위한 무인 관측 시스템에도 적용가능하다.
또한, 기존의 CDMA 통신시 요금부담으로 적용이 불가능했던 실시간 데이터 취득 및 이미지 처리실현이 가능하게 되었다.
또한, 시리얼포트와 같은 통신제어부를 구성하여 각종 산업현장의 측정센서로부터 직렬통신을 통한 I/O데이터 계측정보의 수집, 제어 및 산업현장에 기 활용중인 각종 유/무선 통신망에 연계하여 실시간으로 무인 측정소의 I/O 데이터 계측정보와 영상 캡쳐 이미지, 동영상 스트리밍에 의한 영상정보를 동시에 취득, 저장 및 전송이 가능하게 되었다.
또한, 원격지 다운로드 기능을 탑재하여 응용소프트웨어관리 및 원격유지보수 기능을 실현 가능하게 되었다.
이상 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르면, 단일 데이터 통신망을 통해서 실시간으로 무인 측정소의 I/O 데이터 계측정보와 동영상이미지를 한 개의 파일로 통합하여 일괄적으로 전송할 수 있어, 정지영상 및 동영상 데이터를 병행처리함에 따라 무인관측소에서 관측된 계측정보의 신뢰도를 향상시킬 수 있으며, 기간통신시설이 열악한 산간오지 및 도서지역 등에서도 데이터 통신망 구성이 용이하여 통신망 구성을 위한 별도의 시설투자비용이 필요하지 않게 되어 경제적으로 구축이 가능한 데이터 수집 및 제어 기능과 영상처리 기능이 통합된 멀티미디어 원격감시 제어시스템을 제공할 수 있다.

Claims (11)

  1. 삭제
  2. 각 지역의 무인관측소에 설치되고, 각종 계측센서에 의해 측정된 측정 대상물의 계측 데이터와 카메라에 의해 촬영된 측정 대상물의 정지영상 데이터를 한 개의 파일로 통합하여 HSDPA 방식으로 중앙 서버로 일괄 전송하고, 상기 측정 대상물의 계측 데이터가 중앙 서버의 사용자에 의해 설정된 기준 범위를 벗어나게 되면, 이벤트가 발생한 것으로 감지하여 상기 카메라에 의해 측정 대상물의 동영상을 촬영하고, 촬영된 동영상 파일을 저장하고 중앙 서버에 전송하며, 원격감시제어장치에 등록된 사용자에게 이벤트 발생 사실을 알리는 SMS를 전송하며, 중앙 서버 사용자의 요청에 의해 상기 동영상 파일의 동영상 스트리밍 서비스를 제공하는 원격감시제어장치; 및
    상기 중앙 서버 사용자에 의해 검색된 각 지역의 상기 원격감시제어장치로부터 수신한 계측 데이터와 정지영상 데이터의 통합된 데이터 파일을, 계측 데이터와 정지영상 데이터로 분리하여 처리하며, 상기 원격감시제어장치의 상기 기준 범위를 설정하고, 상기 SMS 전송용 전화번호의 등록, 수정 및 삭제를 수행하고, 상기 원격감시제어장치의 원격 유지관리 기능을 수행하는 중앙 서버를 포함하며,
    상기 원격감시제어장치는,
    각종 계측센서에 의해 측정된 측정 대상물의 계측 데이터를 수집하는 입력부;
    상기 측정 대상물 중에서 육안 확인이 필요한 부분을 카메라로 촬영하는 영상촬영부;
    상기 영상촬영부에서 촬영된 영상을 정지영상 및 동영상 데이터 포맷으로 변환하여 저장하는 영상제어부;
    상기 입력부로부터 수신된 계측 데이터와, 상기 영상제어부로부터 수신된 정지영상 데이터를 통합하고, 생성된 통합 데이터를 통신인터페이스에 송신하고, 상기 측정 대상물의 계측 데이터가 중앙 서버의 사용자에 의해 설정된 기준 범위를 벗어나게 되면 이벤트가 발생한 것으로 감지하여 미리 설정된 이벤트 처리 알고리즘에 따라 자동으로 동영상 데이터를 일정시간 동안 저장하고 동영상 데이터를 통신인터페이스에 송신하는 중앙처리장치;
    상기 중앙처리장치로부터 수신한 상기 통합 데이터를 HSDPA 방식으로 중앙 서버에 송신하고, 상기 중앙처리장치로부터 수신한 상기 동영상 데이터도 중앙 서버에 송신하는 통신 인터페이스;
    중앙 서버로부터 요청이 있는 경우, 영상제어부로부터 동영상 데이터를 수신하여 상기 통신 인터페이스를 통해 중앙 서버에 실시간으로 동영상 서비스를 수행하는 영상스트리밍 서비스부; 및
    상기 중앙처리장치가 이벤트 발생을 감지한 경우, 등록된 사용자의 이동통신 단말기로 경보메시지를 발송하는 SMS제어부를 포함하는 데이터 수집 및 제어 기능과 영상처리 기능이 통합된 멀티미디어 원격감시 제어시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 영상촬영부는,
    영상처리 알고리즘에 의거한 중앙처리장치 또는 중앙 서버로부터 수신된 제어명령에 따라 WEB 카메라 또는 CCD 카메라가 선택적으로 호환가능하게 설치되는 USB 인터페이스 및 BNC 인터페이스; 를 포함하는 데이터 수집 및 제어 기능과 영상처리 기능이 통합된 멀티미디어 원격감시 제어시스템.
  4. 제2항에 있어서, 상기 영상제어부는,
    정지영상 데이터는 JPG, GIF, BMP 포맷으로, 동영상 데이터는 AVI 포맷으로 저장하는 것을 특징으로 하는 데이터 수집 및 제어 기능과 영상처리 기능이 통합된 멀티미디어 원격감시 제어시스템.
  5. 제2항에 있어서, 상기 통신인터페이스는,
    HSDPA 모뎀이 접속되는 USB 인터페이스;
    xDSL 모뎀이 접속되며 TCP-IP 방식을 적용한 RJ-45 인터페이스; 및
    각 지역의 특성에 따라 도심지 또는 일반적인 지역에 주로 설치되는 DSU 또는 CSU, 유선 네트워크 시설이 낙후된 지역에 주로 사용되는 CDMA모뎀, 자가통신망 시설이 구비된 지역에 주로 설치되는 RF모뎀 또는 VSAT모뎀이 접속되는 직렬데이터 통신의 RS-232 인터페이스;를 포함하는 데이터 수집 및 제어 기능과 영상처리 기능이 통합된 멀티미디어 원격감시 제어시스템.
  6. 제2항에 있어서, 상기 영상스트리밍 서비스부는,
    HSDPA 프로토콜 방식을 사용하는 것을 특징으로 하는 데이터 수집 및 제어 기능과 영상처리 기능이 통합된 멀티미디어 원격감시 제어시스템.
  7. 삭제
  8. (a) 원격감시제어장치가, 각종 계측센서에 의해 측정된 측정 대상물의 계측 데이터를 수집하는 단계;
    (b) 원격감시제어장치는, 측정 대상물의 계측 데이터가 중앙 서버에서 설정된 기준 범위를 벗어나게 되면 이벤트가 발생한 것으로 감지하여, 일정시간 동안 카메라로 측정 대상물을 촬영하고, 촬영된 동영상 데이터를 압축 및 저장하는 단계;
    (c) 상기 (b)단계에서 촬영된 동영상 데이터를, 중앙 서버의 사용자에 의해 설정된 시간 간격으로 캡처하는 단계;
    (d) 상기 (b)단계에서 저장된 동영상 데이터를 중앙 서버로 송신하고, 상기 (c)단계에서 캡처된 정지영상 데이터는 상기 계측 데이터와 통합하고, 생성된 통합 데이터를 HSDPA 방식으로 중앙 서버에 송신하는 단계; 및
    (e) 중앙 서버가, 상기 (d) 단계에서 수신된 계측 데이터와 정지영상 데이터의 통합 데이터를 계측 데이터와 정지영상 데이터로 분리하여 처리하는 단계
    를 포함하는 데이터 수집 및 제어 기능과 영상처리 기능이 통합된 멀티미디어 원격감시 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 (b) 단계는,
    원격감시제어장치는, 상기 이벤트가 발생한 것으로 감지되면 등록된 사용자의 이동통신 단말기로 경보메시지를 발송하는 것을 특징으로 하는 데이터 수집 및 제어 기능과 영상처리 기능이 통합된 멀티미디어 원격감시 제어 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    (f) 원격감시제어장치가, 중앙 서버로부터 동영상 스트리밍을 요구하는 제어명령을 수신하면 상기 카메라로 상기 측정 대상물의 실시간 동영상 서비스를 제공하는 단계;를 더 포함하는 데이터 수집 및 제어 기능과 영상처리 기능이 통합된 멀티미디어 원격감시 제어 방법.
  11. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 계측 센서는,
    수위, 우량, 적설량에 대한 기상정보와 관련된 사항을 계측하는 센서,
    유량, 압력에 대한 상하수도 시설과 관련된 사항을 계측하는 센서,
    대기, 수질측정에 대한 환경분야 TMS 시설과 관련된 계측 센서,
    전력, 화재, 시설물 보안에 대한 소방방재시설과 관련된 사항을 계측하는 센서 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 데이터 수집 및 제어 기능과 영상처리 기능이 통합된 멀티미디어 원격감시 제어 방법.
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