KR100926623B1 - 센서 유지관리 시스템 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 센서링 기술을 개시한다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 센서 유지관리 시스템 및 그 방법은 센서부가 필터링 알고리즘을 이용하여 자연적인 변화 또는 인위적인 변동에 의해 발생된 감지 데이터에서 잡음 벡터를 제거한 후 감시 데이터 중에 최대값을 송출하며, 데이터 로거부가 다수의 센서부로부터 송출된 서로 다른 최대값을 기설정된 기준 데이터 값과 각각 매칭 비교할 경우, 기준 데이터 값보다 큰 적어도 하나의 최대값과 그 최대값을 생성시킨 적어도 하나의 센서부에 관한 기기 정보를 CDMA 통신망을 통해 관리 서버에 전송함으로써, 동적 측정 또는 정적 측정을 통해 최적의 전송속도와 감도를 유지하는 다수의 센서부가 외부 구조물에 부착됨으로 인해 외부 구조물에 대한 유지관리 및 안정성을 실시간으로 모니터링할 수 있고, 필터링 알고리즘을 통해 불필요한 데이터를 자체적으로 해결할 수 있는 다수의 센서부로부터 외부 구조물에 대한 고정밀 검사 및 고감도 검사를 할 수 있어 이에 따른 유지관리 시스템의 활용도 향상 및 편리한 유지보수의 공헌을 기대할 수 있다.
센서부, 데이터 로거부, 필터링 알고리즘, 최대값, 감지 데이터

Description

센서 유지관리 시스템 및 그 방법{Management System for supporting a Sensor and Method of the Same}
본 발명은 센서링 기술에 관한 것으로, 특히, 센서부가 필터링 알고리즘을 이용하여 자연적인 변화 또는 인위적인 변동에 의해 발생된 감지 데이터에서 잡음 벡터를 제거한 후 감시 데이터 중에 최대값을 송출하며, 데이터 로거부가 다수의 센서부로부터 송출된 서로 다른 최대값을 기설정된 기준 데이터 값과 각각 매칭 비교할 경우, 기준 데이터 값보다 큰 적어도 하나의 최대값과 그 최대값을 생성시킨 적어도 하나의 센서부에 관한 기기 정보를 CDMA 통신망을 통해 관리 서버에 전송하는 센서 유지관리 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
종래 구조물 상태 계측은 센서에서부터 관리자의 컴퓨터나 서버까지 유선기반으로 이루어지고 있다.
센서에서 수집된 데이터를 관리자의 컴퓨터나 서버로 전송하기 위해 근거리의 경우 유선케이블을 사용하게 되고, 장거리의 경우 광케이블, 전용선을 사용하게 되므로 설치비용이 부담된다.
또한, 유선케이블의 경우 유선케이블 설치를 위한 스틸 파이프 배관설비 설치가 어려워 작업시간, 비용 증가 및 노이즈가 발생되는 우려가 있으며, 유선케이블 및 계측기의 문제 발생시 문제 발생 확인이 용이하지 않아 교체 작업이 용이하지 않다.
다수의 데이터 로거를 사용하는 경우 데이터 로거를 설치함에 따른 비용 증가와 전력 소모가 과다하게 발생하며, 장거리 통신을 사용되는 광케이블이나 전용선의 경우 고가의 설치 비용문제는 물론 유지관리에도 큰 부담이 있다.
현재, 일반공사 현장에선 흙막이, 사면, 토석류파괴, 건물 붕괴 등의 사고가 빈번하게 일어나고 있다. 물론 위험시설물의 경우 자동으로 계측을 수행하여 위험여부를 알려주는 시스템이 있으나 대부분 1시간 동안에 1회 데이터를 전송하는 방식이 일반적이다.
이를 극복하기 위해 업그레이드된 시스템 도입이 논의되고 있으나, 비용문제와 시스템 관리 통신설비 구축 등의 어려움이 있다. 또한, 실시간 계측은 센서의 모든 데이터를 전송하게 되므로 광통신이상의 통신시설구축이 요구되며 이를 통한 비용상에 큰 부담을 안고 있다는 문제점이 있다.
본 발명의 센서 유지관리 시스템 및 그 방법은 앞서 본 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 제 1 목적은 센서부가 필터링 알고리즘을 이용하여 자연적인 변화 또는 인위적인 변동에 의해 발생된 감지 데이터에서 잡음 벡터를 제거한 후 감시 데이터 중에 최대값을 송출하며, 데이터 로거부가 다수의 센서부로부터 송출된 서로 다른 최대값을 기설정된 기준 데이터 값과 각각 매칭 비교할 경우, 기준 데이터 값보다 큰 적어도 하나의 최대값과 그 최대값을 생성시킨 적어도 하나의 센서부에 관한 기기 정보를 CDMA 통신망을 통해 관리 서버에 전송함으로써, 동적 측정 또는 정적 측정을 통해 최적의 전송속도와 감도를 유지하는 다수의 센서부가 외부 구조물에 부착됨으로 인해 외부 구조물에 대한 유지관리 및 안정성을 실시간으로 모니터링할 수 있기 위함이다.
본 발명의 제 2 목적은 필터링 알고리즘을 통해 불필요한 데이터를 자체적으로 해결할 수 있는 다수의 센서부로부터 외부 구조물에 대한 고정밀 검사 및 고감도 검사를 할 수 있어 이에 따른 유지관리 시스템의 활용도 향상 및 편리한 유지보수의 공헌을 기대할 수 있기 위함이다.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명은 다음과 같은 구성을 포함한다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 센서 유지관리 시스템은 외부 구조물을 대상으로 자연적인 변화 또는 인위적인 변동을 동적 계측 또는 정적 계측함에 따라 감지 데이터를 생성하고, 상기 감지 데이터에 포함된 잡음 벡터를 필터링 알고리즘을 이용해 제거시킴으로써 상기 감지 데이터로부터 최대값 및 샘플링값 중 어느 하나를 추출하는 센서부; 상기 다수의 센서부에 기충전된 전기 전원을 인가함을 통해 상기 동적 계측을 지원할 경우 상기 다수의 센서부로부터 각각 추출된 최대값과 기설정된 기준 데이터 값을 비교하거나, 상기 다수의 센서부 중 선택된 적어도 하나에 기충전된 태양 전원을 인가함을 통해 상기 정적 계측을 지원할 경우 상기 선택된 적어도 하나로부터 추출된 샘플링값과 기설정된 기준 데이터 값을 비교하는 데이터 로거부; 및 상기 다수의 센서부 각각에 대한 기기 정보를 보유하며, 상기 데이터 로거부와 기연결된 CDMA 통신망으로부터 상기 기준 데이터 값보다 큰 다수의 최대값과 상기 다수의 최대값을 생성시킨 다수의 센서부에 관한 기기 정보를 수신하거나, 상기 기준 데이터 값보다 큰 적어도 하나의 샘플링값과 상기 적어도 하나의 샘플링값을 생성시킨 적어도 하나의 센서부에 관한 기기 정보를 수신하는 관리 서버;를 포함하며, 상기 데이터 로거부는 상기 기준 데이터 값보다 큰 다수의 최대값 중 적어도 하나라도 미확인시, 상기 다수의 센서부로부터 각각 추출된 다수의 최대값 모두와 상기 다수의 센서부에 관한 기기 정보 모두를 상기 관리 서버에 송출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 센서 유지관리 방법은 센서부가 외부 구조물을 대상으로 자연적인 변화 또는 인위적인 변동을 동적 계측 또는 정적 계측함에 따라 감지 데이터를 생성하고, 상기 감지 데이터에 포함된 잡음 벡터를 필터링 알고리즘을 이용해 제거한 후, 상기 감지 데이터로부터 최대값 및 샘플링값 중 어느 하나를 추출하는 단계; 데이터 로거부가 상기 다수의 센서부에 기충전된 전기 전원을 인가하여 상기 다수의 센서부의 동적 계측을 지원할 경우, 상기 다수의 센서부로부터 각각 추출된 최대값과 기설정된 기준 데이터 값을 비교하는 단계; 상기 데이터 로거부가 상기 다수의 센서부 중 선택된 적어도 하나에 기충전된 태양 전원을 인가하여 상기 다수의 센서부의 정적 계측을 지원할 경우, 상기 선택된 적어도 하나로부터 추출된 샘플링값과 기설정된 기준 데이터 값을 비교하는 단계; 관리 서버가 상기 데이터 로거부와 기연결된 CDMA 통신망으로부터 상기 기준 데이터 값보다 큰 다수의 최대값과 상기 다수의 최대값을 생성시킨 다수의 센서부에 관한 기기 정보를 수신하는 단계; 상기 관리 서버가 상기 기준 데이터 값보다 적어도 하나의 샘플링값과 상기 적어도 하나의 샘플링값을 생성시킨 적어도 하나의 센서부에 관한 기기 정보를 수신하는 단계; 및 상기 데이터 로거부가 상기 기준 데이터 값보다 큰 다수의 최대값 중 적어도 하나라도 미확인시 상기 다수의 센서부로부터 각각 추출된 다수의 최대값 모두와 상기 다수의 센서부에 관한 기기 정보 모두를 상기 관리 서버에 송출하는 단계를 포함한다.
본 발명의 센서 유지관리 시스템 및 그 방법은 센서부가 필터링 알고리즘을 이용하여 자연적인 변화 또는 인위적인 변동에 의해 발생된 감지 데이터에서 잡음 벡터를 제거한 후 감시 데이터 중에 최대값을 송출하며, 데이터 로거부가 다수의 센서부로부터 송출된 서로 다른 최대값을 기설정된 기준 데이터 값과 각각 매칭 비교할 경우, 기준 데이터 값보다 큰 적어도 하나의 최대값과 그 최대값을 생성시킨 적어도 하나의 센서부에 관한 기기 정보를 CDMA 통신망을 통해 관리 서버에 전송함으로써, 동적 측정 또는 정적 측정을 통해 최적의 전송속도와 감도를 유지하는 다수의 센서부가 외부 구조물에 부착됨으로 인해 외부 구조물에 대한 유지관리 및 안정성을 실시간으로 모니터링할 수 있는 제 1 효과를 준다.
또한, 필터링 알고리즘을 통해 불필요한 데이터를 자체적으로 해결할 수 있는 다수의 센서부로부터 외부 구조물에 대한 고정밀 검사 및 고감도 검사를 할 수 있어 이에 따른 유지관리 시스템의 활용도 향상 및 편리한 유지보수의 공헌을 기대할 수 있는 제 2 효과를 준다.
[실시예]
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 센서 유지관리 시스템을 도시한 도면이다.
도 1를 참조하면, 센서 유지관리 시스템(1000)은 센서부(100), 데이터 로거부(200) 및 관리 서버(300)를 포함한다.
먼저, 센서부(100)는 자연적인 변화 또는 인위적인 변동에 의해 발생되는 감지 데이터를 계측한 후, 계측된 감지 데이터에 포함된 잡음 벡터를 필터링 알고리즘을 이용하여 제거한다.
센서부(100)는 태풍, 홍수, 호우, 폭풍, 해일, 폭설, 가뭄, 지진 등과 같은 자연적인 변화 또는 기계 소음, 진동, 충돌, 폭발 등과 같은 인위적인 변동에 의해 발생되는 감지 데이터를 계측한다.
센서부(100)는 계측된 감지 데이터를 확인하고, 감지 데이터 중에 포함된 잡음 벡터를 제거한다.
이를 통해, 센서부(100)는 잡음 벡터가 제거된 감지 데이터 중에서 최대값을 추출하여 기록 저장한다.
이때, 센서부(100)는 필터링 알고리즘을 이용하여 감지 데이터에 포함된 잡음 벡터를 제거한다.
여기서, 필터링 알고리즘은 계측된 감지 데이터 상에 나타나는 값들의 평균치를 산출한 후, 평균치보다 10% 내지 15% 초과된 데이터 값들을 오류값 즉 잡음 벡터로 정의하여 이를 필터링한다.
도 2에서 보여지는 바와 같이, 센서부(100)는 측정 센서(120), 온도 센서(130), 기울기 센서(140), 연산 제어 모듈(150) 및 시리얼 통신 모듈(160)을 포함한다.
측정 센서(120)는 자연적인 변화 또는 인위적인 변동에 의해 발생되는 감지 데이터를 실시간으로 혹은 주기적으로 계측한다.
실시간으로 계측할 경우, 측정 센서(120)는 데이터 로거부(200)로부터 실시간으로 전기 전원을 입력받아 동적인 계측을 실시하며, 주기적으로 계측할 경우, 측정 센서(120)는 데이터 로거부(200)로부터 주기적으로 태양 전원을 입력받아 정적인 계측을 실시한다.
여기서, 측정 센서(120)는 자연적인 변화 또는 인위적인 변동에 의해 나타나는 각각의 고유 특성들을 감지 데이터로 생성하기 위해 좀 더 특성화된 센서기를 설치하게 되는데, 그 측정 센서(120)에 포함되는 특성화된 센서기에는 다음과 같은 것들이 있다. 즉, 지진계 센서기, 진동속도계 센서기, 가속도계 센서기를 비롯하여 변형률계 센서기, 레이져변위계 센서기, 포텐쇼미터 센서기, 기울기계 센서기, 압력계 센서기, 하중계 센서기, 풍향풍속계 센서기, PH 측정계 센서기 및 산소측정계 센서기가 측정 센서(120)의 범주에 속해 있다 할 것이다.
연산 제어 모듈(150)은 계측된 감지 데이터에 포함된 잡음 벡터를 기마련된 필터링 알고리즘을 적용시켜 제거하고, 계측된 감지 데이터 중에서 최대값을 추출한다.
시리얼 통신 모듈(160)은 연산 제어 모듈(150)로부터 추출된 최대값을 RS-485 통신 방식 및 RS-232 통신 방식 중 선택된 하나를 통해 데이터 로거부(200)에 전송한다.
온도 센서(130)는 자연적인 변화 또는 인위적인 변동에 의해 발생되는 외부 온도 또는 센서부 자체의 발열 온도를 별도로 감지한다.
기울기 센서(140)는 감지 데이터가 계측되는 계측 지점의 자세 기울기가 지구 중심축 방향에서 벗어난 경우, 자세 기울기 값을 기설정된 기울기 값으로 보정 처리하여 계측에 관한 감도성을 높인다.
센서부(100)는 측정 센서(120), 온도 센서(130), 기울기 센서(140)가 내부에 구비되며, 센서부(100)가 외부 구조물에 부착됨으로 인하여 외부 구조물에 대한 유지관리 및 안정성을 실시간으로 모니터링할 수 있다.
또한, 센서부(100)는 필터링 알고리즘을 이용하여 감지 데이터에 포함된 불필요한 데이터를 자체적으로 제거함으로써, 외부 구조물에 대한 고정밀 검사 및 고감도 검사를 실시하여 센서 유지관리 시스템(1000)의 활용도 향상 및 편리한 유지보수에 이바지할 수 있다.
계속해서, 데이터 로거부(200)는 다수의 센서부(100)와 각각 시리얼 통신하 며, 다수의 센서부(100)에 의해 계측된 서로 다른 다수의 최대값을 시리얼 통신망을 통해 입력받아 서로 다른 다수의 최대값을 기설정된 기준 데이터 값과 각각 매칭 비교한다.
즉, 데이터 로거부(200)는 기준 데이터 값보다 큰 적어도 하나의 최대값이 데이터 로거부(200)에 의해 확인될 경우, 기준 데이터 값보다 큰 적어도 하나의 최대값을 생성시킨 적어도 하나의 센서부(100)에 관한 기기 정보와 기준 데이터 값보다 큰 적어도 하나의 최대값을 CDMA 통신망에 송출한다.
데이터 로거부(200)는 기준 데이터 값보다 큰 적어도 하나의 최대값을 찾지 못할 경우, 기연결된 CDMA 통신망을 이용하여 다수의 센서부(100)에 관한 기기 정보와 서로 다른 다수의 최대값 모두를 송출한다.
도 3에서 보여지는 바와 같이, 데이터 로거부(200)는 전원부(210), 시리얼 통신 모듈부(220), 로거 제어부(230), 동적 측정 채널부(240) 및 정적 측정 채널부(250)를 포함한다.
전원부(210)는 전기공급원으로부터 제공된 전기 에너지를 충전하여 제 1 전원을 생성시키거나, 태양공급원으로부터 제공된 태양 에너지를 충전하여 제 2 전원을 생성시킨다.
전원부(210)는 도 4에 도시된 바와 같이 배터리 전지(211)와 태양 전지(212)를 구비한다.
즉, 전원부(210)의 배터리 전지(211)는 전기공급원으로부터 제공된 전기 에너지가 충전됨에 따라 생성된 제 1 전원을 보유한다.
태양 전지(212)는 태양공급원으로부터 제공된 태양 에너지가 충전됨에 따라 생성된 제 2 전원을 보유한다.
로거 제어부(230)는 전원부(210)의 제 1, 2 전원 충전 상태를 확인한 후, 제 1, 2 전원의 충전량이 사용 충분함으로 판단될 경우 제 1, 2 전원을 이용하여 다수의 센서부(100)의 계측을 동적 실시케 하거나, 다수의 센서부(100) 중 적어도 하나를 정적 계측케 한다.
예컨대, 로거 제어부(230)는 다수의 센서부(100)에 하나의 전원을 실시간으로 멀티 공급함으로써, 다수의 센서부(100)가 동적 계측을 실시케 한다.
로거 제어부(230)는 다수의 센서부(100) 중 적어도 하나를 선별하고, 하나의 전원을 선별된 적어도 하나의 센서부(100)에 30분 내지 150분 간격으로 1회 내지 2회 공급함으로써, 선별된 적어도 하나의 센서부(100)가 정적 계측을 실시케 한다.
이에 따라, 로거 제어부(230)는 도 5에서 보여지는 바와 같이 전원충전 상태 감지기(231), 제어 처리기(232) 및 모드 변환기(233)를 구비한다.
전원충전 상태 감지기(231)는 제 1, 2 전원 충전 상태를 감지하여 제 1, 2 전원의 충전량을 실시간으로 체크한다.
모드 변환기(233)는 동적 계측 및 정적 계측 중 어느 하나의 모드로 스위칭 변환한다.
제어 처리기(232)는 제 1, 2 전원의 충전량 확인 및 동적 계측 및 정적 계측 중 하나의 모드를 선택하며, 제 1, 2 전원 중 사용 충분한 어느 하나를 이용하여 선택된 모드와 일치된 계측을 제어한다.
계속해서, 데이터 로거부(200)의 시리얼 통신 모듈부(220)는 다수의 센서부(100)와 각각 시리얼 통신하며, 다수의 센서부(100)로부터 각각 송출된 서로 다른 다수의 최대값을 시리얼 통신망을 통해 수신한다.
동적 측정 채널부(240)는 다수의 센서부(100)가 로거 제어부(230)에 의해 동적 계측됨에 따라 동적 계측된 서로 다른 다수의 최대값을 기구비된 다수의 동적 채널에 저장한다.
정적 측정 채널부(250)는 다수의 센서부(100) 중 적어도 하나가 상기 로거 제어부(230)에 의해 정적 계측됨에 따라, 정적 계측된 적어도 하나의 최대값을 기구비된 다수의 정적 채널에 저장한다.
또한, 데이터 로거부(200)는 도 3에서 보여지는 바와 같이 그 내부에 CDMA 통신 제어부(260)를 구비하며, 그 외부에 CDMA 통신 모뎀부(270)를 구비한다.
CDMA 통신 제어부(260)는 동적 계측된 서로 다른 다수의 최대값 또는 정적 계측된 적어도 하나의 최대값을 CDMA 통신망에 송출토록 입출력 제어한다.
CDMA 통신 모뎀부(270)는 CDMA 통신 제어부(260)의 입출력 제어에 따라, 동적 계측된 서로 다른 다수의 최대값 또는 정적 계측된 적어도 하나의 최대값을 CDMA 통신망에 송출시킨다.
마지막으로, 관리 서버(300)는 다수의 센서부(100) 각각에 대한 기기 정보를 보유하며, 데이터 로거부(200)와 연결된 CDMA 통신망으로부터 기준 데이터 값보다 큰 다수의 최대값 또는 기준 데이터 값보다 큰 적어도 하나의 최대값(혹은 샘플링값)을 수신한다.
결과적으로, 관리 서버는 CDMA 통신망을 통해 수신된 다수의 최대값과 다수의 최대값을 생성시킨 다수의 센서부의 기기 정보를 확인하여 다수의 센서부가 존재하는 외부 구조물의 위치를 파악함으로써 상기 외부 구조물의 상태 관리 및 안정성 점검을 실시할 수 있다. 동일 사항으로, 관리 서버는 CDMA 통신망을 통해 수신된 적어도 하나의 샘플링값과 적어도 하나의 샘플링값을 생성시킨 적어도 하나의 센서부의 기기 정보를 확인하여 적어도 하나의 센서부가 존재하는 외부 구조물의 위치를 파악함으로써 상기 외부 구조물의 상태 관리 및 안정성 점검을 언제든지 실시할 수 있다.
여기서, 기준 데이터 값보다 큰 다수의 최대값 혹은 기준 데이터 값보다 큰 적어도 하나의 샘플링값이 데이터 로거부에 의해 검출된다는 의미는 다수의 최대값을 생성시킨 다수의 센서부 혹은 적어도 하나의 샘플링값을 생성시킨 적어도 하나의 센서부가 부착된 위치상의 외부 구조물이 자연적인 변화 또는 인위적인 변동에 의해 상태 변경됨을 뜻함에 유의한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 센서 유지관리 방법을 나타낸 순서도이다.
도 6를 참조하면, 센서 유지관리 방법은 센서부가 필터링 알고리즘을 이용하여 자연적인 변화 또는 인위적인 변동에 의해 발생된 감지 데이터에서 잡음 벡터를 제거한 후 감시 데이터 중에 최대값을 송출하며, 데이터 로거부가 다수의 센서부로부터 송출된 서로 다른 최대값을 기설정된 기준 데이터 값과 각각 매칭 비교할 경우, 기준 데이터 값보다 큰 적어도 하나의 최대값과 그 최대값을 생성시킨 적어도 하나의 센서부에 관한 기기 정보를 CDMA 통신망을 통해 관리 서버에 전송하는 방법이다.
먼저, 센서부는 자연적인 변화 또는 인위적인 변동에 의해 발생되는 감지 데이터를 계측한 후, 계측된 감지 데이터에 포함된 잡음 벡터를 필터링 알고리즘을 이용하여 제거한다(S10, S20).
또한, 센서부는 잡음 벡터가 제거된 감지 데이터 중 최대값을 추출하고, 기마련된 메모리를 이용하여 최대값을 기록 저장한다(S30).
여기서, 센서부는 내에 측정 센서, 연산 제어 모듈, 시리얼 통신 모듈 및 온도 센서를 구비한다.
측정 센서는 자연적인 변화 또는 인위적인 변동에 의해 발생되는 감지 데이터를 계측하며, 연산 제어 모듈은 계측된 감지 데이터에 포함된 잡음 벡터를 기마련된 필터링 알고리즘을 적용시켜 제거하고, 계측된 감지 데이터 중 최대값을 추출한다.
또한, 시리얼 통신 모듈은 추출된 최대값을 RS-485 통신 방식 및 RS-232 통 신 방식 중 선택된 하나를 통해 데이터 로거부에 전송하며, 온도 센서는 자연적인 변화 또는 인위적인 변동에 의해 발생되는 외부 온도 또는 센서부 자체의 발열 온도를 별도로 감지한다.
센서부 내에 더 구비된 기울기 센서는 감지 데이터가 계측되는 계측 지점의 자세 기울기가 지구 중심축 방향에서 이탈될 경우, 자세 기울기 값을 기설정된 기울기 값으로 보정 처리하여 계측에 관한 감도성을 높인다.
계속해서, 데이터 로거부는 다수의 센서부와 각각 시리얼 통신하며(S40), 다수의 센서부에 의해 계측된 서로 다른 다수의 최대값을 시리얼 통신망을 통해 입력받아 서로 다른 다수의 최대값을 기설정된 기준 데이터 값과 각각 매칭 비교한다(S50, S60).
데이터 로거부는 기준 데이터 값보다 큰 적어도 하나의 최대값을 확인할 경우(S70), 기준 데이터 값보다 큰 적어도 하나의 최대값을 생성시킨 적어도 하나의 센서부에 관한 기기 정보와 기준 데이터 값보다 큰 적어도 하나의 최대값을 CDMA 통신망과 기연결된 관리 서버에 전송한다(S80).
데이터 로거부는 기준 데이터 값보다 큰 적어도 하나의 최대값을 미확인할 경우, 다수의 센서부 각각에 대한 기기 정보 모두와 서로 다른 다수의 최대값 모두를 CDMA 통신망과 기연결된 관리 서버에 전송한다(S90).
본 발명의 실시예에 따른 데이터 로거부에 대한 좀 더 추가적인 동작 설명으로, 데이터 로거부는 기구비된 전원부, 로거 제어부, 시리얼 통신 모듈부, 동적 측정 채널부 및 정적 측정 채널부를 이용하여 제 1, 2 전원을 이용한 동적 계측 또는 정적 계측을 실시한다.
즉, 전원부는 전기공급원으로부터 제공된 전기 에너지를 충전하여 제 1 전원을 생성시키거나, 태양공급원으로부터 제공된 태양 에너지를 충전하여 제 2 전원을 생성시킨다.
여기서, 전원부는 내부에 배터리 전지와 태양 전지를 구비한다.
배터리 전지는 전기공급원으로부터 제공된 전기 에너지가 충전됨에 따라 생성된 제 1 전원을 보유하며, 태양 전지는 태양공급원으로부터 제공된 태양 에너지가 충전됨에 따라 생성된 제 2 전원을 보유한다.
로거 제어부는 전원부의 제 1, 2 전원 충전 상태를 확인한 후, 제 1, 2 전원의 충전량이 사용 충분함으로 판단될 경우 제 1, 2 전원을 이용하여 다수의 센서부의 계측을 동적 실시케 하거나, 다수의 센서부 중 적어도 하나를 정적 계측케 한다.
로거 제어부는 제 1, 2 전원 중 사용 충분한 어느 하나의 전원을 다수의 센서부에 실시간으로 멀티 공급하여 동적 계측을 실시케 한다.
로거 제어부는 다수의 센서부 중 적어도 하나를 선별한 후, 제 1, 2 전원 중 사용 충분한 어느 하나의 전원을 30분 내지 150분 간격으로 선별된 적어도 하나에 1회 내지 2회 공급하여 정적 계측을 실시케 한다.
여기서, 본 발명의 실시예에 따른 로거 제어부는 그 내부에 전원충전 상태 감지기, 모드 변환기 및 제어 처리기를 구비한다.
전원충전 상태 감지기는 제 1, 2 전원 충전 상태를 감지하여 제 1, 2 전원의 충전량을 실시간으로 체크하며, 모드 변환기는 동적 계측 및 정적 계측 중 어느 하나의 모드로 스위칭 변환한다.
제어 처리기는 제 1, 2 전원의 충전량 확인하고 동적 계측 및 정적 계측 중 하나의 모드를 선택한 후, 제 1, 2 전원 중 사용 충분한 어느 하나를 이용하여 선택된 모드와 일치된 계측을 제어한다.
계속해서, 시리얼 통신 모듈부는 다수의 센서부와 각각 시리얼 통신하며, 다수의 센서부로부터 각각 송출된 서로 다른 다수의 최대값을 시리얼 통신망을 통해 수신한다.
동적 측정 채널부는 다수의 센서부가 로거 제어부에 의해 동적 계측됨에 따라 동적 계측된 서로 다른 다수의 최대값을 기구비된 다수의 동적 채널에 저장한다.
정적 측정 채널부는 다수의 센서부 중 적어도 하나가 로거 제어부에 의해 정적 계측됨에 따라, 정적 계측된 적어도 하나의 최대값을 기구비된 다수의 정적 채널에 저장한다.
또한, 데이터 로거부 내부에 구비된 CDMA 통신 제어부는 동적 계측된 서로 다른 다수의 최대값 또는 정적 계측된 적어도 하나의 최대값을 CDMA 통신망에 송출토록 입출력 제어한다.
데이터 로거부 외부에 구비된 CDMA 통신 모뎀부는 CDMA 통신 제어부의 입출력 제어에 따라, 동적 계측된 서로 다른 다수의 최대값 또는 정적 계측된 적어도 하나의 최대값을 CDMA 통신망에 송출시킨다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 센서 유지관리 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 센서 유지관리 시스템의 센서부를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 센서 유지관리 시스템의 데이터 로거부를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 로거부의 전원부를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 로거부의 로거 제어부를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 센서 유지관리 방법을 나타낸 순서도이다.

Claims (20)

  1. 외부 구조물을 대상으로 자연적인 변화 또는 인위적인 변동을 동적 계측 또는 정적 계측함에 따라 감지 데이터를 생성하고, 상기 감지 데이터에 포함된 잡음 벡터를 필터링 알고리즘을 이용해 제거시킴으로써 상기 감지 데이터로부터 최대값 및 샘플링값 중 어느 하나를 추출하는 센서부;
    상기 다수의 센서부에 기충전된 전기 전원을 인가함을 통해 상기 동적 계측을 지원할 경우 상기 다수의 센서부로부터 각각 추출된 최대값과 기설정된 기준 데이터 값을 비교하거나, 상기 다수의 센서부 중 선택된 적어도 하나에 기충전된 태양 전원을 인가함을 통해 상기 정적 계측을 지원할 경우 상기 선택된 적어도 하나로부터 추출된 샘플링값과 기설정된 기준 데이터 값을 비교하는 데이터 로거부; 및
    상기 다수의 센서부 각각에 대한 기기 정보를 보유하며, 상기 데이터 로거부와 기연결된 CDMA 통신망으로부터 상기 기준 데이터 값보다 큰 다수의 최대값과 상기 다수의 최대값을 생성시킨 다수의 센서부에 관한 기기 정보를 수신하거나, 상기 기준 데이터 값보다 큰 적어도 하나의 샘플링값과 상기 적어도 하나의 샘플링값을 생성시킨 적어도 하나의 센서부에 관한 기기 정보를 수신하는 관리 서버;를 포함하며,
    상기 데이터 로거부는 상기 기준 데이터 값보다 큰 다수의 최대값 중 적어도 하나라도 미확인시, 상기 다수의 센서부로부터 각각 추출된 다수의 최대값 모두와 상기 다수의 센서부에 관한 기기 정보 모두를 상기 관리 서버에 송출하는 것을 특징으로 하는 센서 유지관리 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 센서부는,
    상기 자연적인 변화 또는 인위적인 변동에 의해 발생되는 감지 데이터를 계측하는 측정 센서;
    상기 계측된 감지 데이터에 포함된 잡음 벡터를 기마련된 필터링 알고리즘을 적용시켜 제거하고, 상기 계측된 감지 데이터 중 최대값을 추출하는 연산 제어 모듈;
    상기 추출된 최대값을 RS-485 통신 방식 및 RS-232 통신 방식 중 선택된 하나를 통해 상기 데이터 로거부에 전송하는 시리얼 통신 모듈; 및
    상기 자연적인 변화 또는 인위적인 변동에 의해 발생되는 외부 온도 또는 상기 센서부 자체의 발열 온도를 별도로 감지하는 온도 센서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 유지관리 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 센서부는,
    상기 감지 데이터가 계측되는 계측 지점의 자세 기울기가 지구 중심축 방향에서 벗어난 경우, 상기 자세 기울기 값을 기설정된 기울기 값으로 보정 처리하여 상기 계측에 관한 감도성을 높이는 기울기 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 유지관리 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 데이터 로거부는,
    전기공급원으로부터 제공된 전기 에너지를 충전하여 제 1 전원을 생성시키거나, 태양공급원으로부터 제공된 태양 에너지를 충전하여 제 2 전원을 생성시키는 전원부;
    상기 전원부의 제 1, 2 전원 충전 상태를 확인한 후, 상기 제 1, 2 전원의 충전량이 사용 충분함으로 판단될 경우 상기 제 1, 2 전원을 이용하여 상기 다수의 센서부의 계측을 동적 실시케 하거나, 상기 다수의 센서부 중 적어도 하나를 정적 계측케 하는 로거 제어부;
    상기 다수의 센서부와 각각 시리얼 통신하며, 상기 다수의 센서부로부터 각각 송출된 서로 다른 다수의 최대값을 상기 시리얼 통신망을 통해 수신하는 시리얼 통신 모듈부;
    상기 다수의 센서부가 상기 로거 제어부에 의해 동적 계측됨에 따라 상기 동적 계측된 서로 다른 다수의 최대값을 기구비된 다수의 동적 채널에 저장하는 동적 측정 채널부; 및
    상기 다수의 센서부 중 적어도 하나가 상기 로거 제어부에 의해 정적 계측됨에 따라, 상기 정적 계측된 적어도 하나의 최대값을 기구비된 다수의 정적 채널에 저장하는 정적 측정 채널부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 유지관리 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 데이터 로거부는,
    그 내부에 상기 동적 계측된 서로 다른 다수의 최대값 또는 상기 정적 계측된 적어도 하나의 최대값을 상기 CDMA 통신망에 송출토록 입출력 제어하는 CDMA 통신 제어부; 및
    그 외부에 상기 CDMA 통신 제어부의 입출력 제어에 따라, 상기 동적 계측된 서로 다른 다수의 최대값 또는 상기 정적 계측된 적어도 하나의 최대값을 상기 CDMA 통신망에 송출시키는 CDMA 통신 모뎀부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 유지관리 시스템.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 전원부는,
    상기 전기공급원으로부터 제공된 전기 에너지가 충전됨에 따라 생성된 제 1 전원을 보유하는 배터리 전지; 및
    상기 태양공급원으로부터 제공된 태양 에너지가 충전됨에 따라 생성된 제 2 전원을 보유하는 태양 전지;를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 유지관리 시스템.
  7. 제 4 항에 있어서, 상기 로거 제어부는,
    상기 제 1, 2 전원 충전 상태를 감지하여 상기 제 1, 2 전원의 충전량을 실시간으로 체크하는 전원충전 상태 감지기;
    상기 동적 계측 및 정적 계측 중 어느 하나의 모드로 스위칭 변환하는 모드 변환기; 및
    상기 제 1, 2 전원의 충전량 확인하고 상기 동적 계측 및 정적 계측 중 하나의 모드를 선택하며, 상기 제 1, 2 전원 중 사용 충분한 어느 하나를 이용하여 상기 선택된 모드와 일치된 계측을 제어하는 제어 처리기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 유지관리 시스템.
  8. 제 4 항에 있어서, 상기 로거 제어부는,
    상기 다수의 센서부 중 적어도 하나를 선별하고, 상기 하나의 전원을 상기 선별된 적어도 하나의 센서부에 30분 내지 150분 간격으로 1회 내지 2회 공급함으로써, 상기 선별된 적어도 하나의 센서부가 상기 정적 계측을 실시케 하는 것을 특징으로 하는 센서 유지관리 시스템.
  9. 제 4 항에 있어서, 상기 로거 제어부는,
    상기 다수의 센서부에 상기 하나의 전원을 실시간으로 멀티 공급함으로써, 상기 다수의 센서부가 상기 동적 계측을 실시케 하는 것을 특징으로 하는 센서 유지관리 시스템.
  10. 삭제
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 필터링 알고리즘은,
    상기 계측된 감지 데이터 상에 나타나는 값들에 대한 평균치를 산출한 후, 상기 산출된 평균치보다 10% 내지 15% 초과된 데이터 값들을 오류값으로 정의하여 필터링하는 것을 특징으로 하는 센서 유지관리 시스템.
  12. 센서부가 외부 구조물을 대상으로 자연적인 변화 또는 인위적인 변동을 동적 계측 또는 정적 계측함에 따라 감지 데이터를 생성하고, 상기 감지 데이터에 포함된 잡음 벡터를 필터링 알고리즘을 이용해 제거한 후, 상기 감지 데이터로부터 최대값 및 샘플링값 중 어느 하나를 추출하는 단계;
    데이터 로거부가 상기 다수의 센서부에 기충전된 전기 전원을 인가하여 상기 다수의 센서부의 동적 계측을 지원할 경우, 상기 다수의 센서부로부터 각각 추출된 최대값과 기설정된 기준 데이터 값을 비교하는 단계;
    상기 데이터 로거부가 상기 다수의 센서부 중 선택된 적어도 하나에 기충전된 태양 전원을 인가하여 상기 다수의 센서부의 정적 계측을 지원할 경우, 상기 선택된 적어도 하나로부터 추출된 샘플링값과 기설정된 기준 데이터 값을 비교하는 단계;
    관리 서버가 상기 데이터 로거부와 기연결된 CDMA 통신망으로부터 상기 기준 데이터 값보다 큰 다수의 최대값과 상기 다수의 최대값을 생성시킨 다수의 센서부에 관한 기기 정보를 수신하는 단계;
    상기 관리 서버가 상기 기준 데이터 값보다 적어도 하나의 샘플링값과 상기 적어도 하나의 샘플링값을 생성시킨 적어도 하나의 센서부에 관한 기기 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 데이터 로거부가 상기 기준 데이터 값보다 큰 다수의 최대값 중 적어도 하나라도 미확인시 상기 다수의 센서부로부터 각각 추출된 다수의 최대값 모두와 상기 다수의 센서부에 관한 기기 정보 모두를 상기 관리 서버에 송출하는 단계를 포함하는 센서 유지관리 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 센서부 내 구비된,
    측정 센서가 상기 자연적인 변화 또는 인위적인 변동에 의해 발생되는 감지 데이터를 계측하는 단계;
    연산 제어 모듈이 상기 계측된 감지 데이터에 포함된 잡음 벡터를 기마련된 필터링 알고리즘을 적용시켜 제거하고, 상기 계측된 감지 데이터 중 최대값을 추출하는 단계;
    시리얼 통신 모듈이 상기 추출된 최대값을 RS-485 통신 방식 및 RS-232 통신 방식 중 선택된 하나를 통해 상기 데이터 로거부에 전송하는 단계; 및
    온도 센서가 상기 자연적인 변화 또는 인위적인 변동에 의해 발생되는 외부 온도 또는 상기 센서부 자체의 발열 온도를 별도로 감지하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 유지관리 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 감지 데이터가 계측되는 계측 지점의 자세 기울기가 지구 중심축 방향에서 이탈될 경우,
    상기 센서부 내 더 구비된 기울기 센서가 상기 자세 기울기 값을 기설정된 기울기 값으로 보정 처리하여 상기 계측에 관한 감도성을 높이는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 유지관리 방법.
  15. 제 12 항에 있어서, 상기 데이터 로거부 내 구비된,
    전원부가 전기공급원으로부터 제공된 전기 에너지를 충전하여 제 1 전원을 생성시키거나, 태양공급원으로부터 제공된 태양 에너지를 충전하여 제 2 전원을 생성시키는 단계;
    로거 제어부가 상기 전원부의 제 1, 2 전원 충전 상태를 확인한 후, 상기 제 1, 2 전원의 충전량이 사용 충분함으로 판단될 경우 상기 제 1, 2 전원을 이용하여 상기 다수의 센서부의 계측을 동적 실시케 하거나, 상기 다수의 센서부 중 적어도 하나를 정적 계측케 하는 단계;
    시리얼 통신 모듈부가 상기 다수의 센서부와 각각 시리얼 통신하며, 상기 다수의 센서부로부터 각각 송출된 서로 다른 다수의 최대값을 상기 시리얼 통신망을 통해 수신하는 단계;
    동적 측정 채널부가 상기 다수의 센서부가 상기 로거 제어부에 의해 동적 계측됨에 따라 상기 동적 계측된 서로 다른 다수의 최대값을 기구비된 다수의 동적 채널에 저장하는 단계; 및
    정적 측정 채널부가 상기 다수의 센서부 중 적어도 하나가 상기 로거 제어부에 의해 정적 계측됨에 따라, 상기 정적 계측된 적어도 하나의 최대값을 기구비된 다수의 정적 채널에 저장하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 유지관리 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 데이터 로거부는,
    그 내부에 구비된 CDMA 통신 제어부가 상기 동적 계측된 서로 다른 다수의 최대값 또는 상기 정적 계측된 적어도 하나의 최대값을 상기 CDMA 통신망에 송출토록 입출력 제어하는 단계; 및
    그 외부에 구비된 CDMA 통신 모뎀부가 상기 CDMA 통신 제어부의 입출력 제어에 따라, 상기 동적 계측된 서로 다른 다수의 최대값 또는 상기 정적 계측된 적어도 하나의 최대값을 상기 CDMA 통신망에 송출시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 유지관리 방법.
  17. 제 15 항에 있어서, 상기 전원부 내 구비된,
    배터리 전지가 상기 전기공급원으로부터 제공된 전기 에너지가 충전됨에 따라 생성된 제 1 전원을 보유하는 단계; 및
    태양 전지가 상기 태양공급원으로부터 제공된 태양 에너지가 충전됨에 따라 생성된 제 2 전원을 보유하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 유지관리 방법.
  18. 제 15 항에 있어서, 상기 로거 제어부 내 구비된,
    전원충전 상태 감지기가 상기 제 1, 2 전원 충전 상태를 감지하여 상기 제 1, 2 전원의 충전량을 실시간으로 체크하는 단계;
    모드 변환기가 상기 동적 계측 및 정적 계측 중 어느 하나의 모드로 스위칭 변환하는 단계; 및
    제어 처리기가 상기 제 1, 2 전원의 충전량 확인하고 상기 동적 계측 및 정적 계측 중 하나의 모드를 선택한 후, 상기 제 1, 2 전원 중 사용 충분한 어느 하나를 이용하여 상기 선택된 모드와 일치된 계측을 제어하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 유지관리 방법.
  19. 제 15 항에 있어서, 상기 로거 제어부가,
    상기 다수의 센서부 중 적어도 하나를 선별한 후, 상기 제 1, 2 전원 중 사용 충분한 어느 하나의 전원을 30분 내지 150분 간격으로 상기 선별된 적어도 하나에 1회 내지 2회 공급하여 상기 정적 계측을 실시케 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 유지관리 방법.
  20. 제 15 항에 있어서, 상기 로거 제어부가,
    상기 제 1, 2 전원 중 사용 충분한 어느 하나의 전원을 상기 다수의 센서부에 실시간으로 멀티 공급하여 상기 동적 계측을 실시케 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 유지관리 방법.
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