KR101003182B1 - 환경소음 자동측정 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 측정기의 통신규격 안을 마련하여 측정기 자체에서 원하는 데이터를 원하는 주기로 전송할 수 있도록 하고, 일반 ADSL 통신방식에 VPN(가상 사설망)을 추가하여 보안화된 통신을 할 수 있는 환경소음 자동측정 시스템을 제공하기 위한 것으로서, 측정지점에서 측정되는 소음 데이터를 실시간으로 수집, 가공, 저장하고 소음 관제 시스템의 원격제어 명령에 의하여 동작을 수행하는 적어도 하나 이상의 소음 측정부와, 인터넷망 또는 가상 사설망(Virtual Private Network : VPN)을 통해 상기 소음 측정부에서 입력되는 소음 데이터를 수집 및 분석하여 주기적인 소음관리를 통해 원격 제어명령을 생성하는 소음 관제 시스템을 포함하는데 있다.
소음 측정기, 환경자동 측정망, VPN, 소음 데이터, 소음 관제 시스템
Description
본 발명은 환경소음 자동측정 시스템에 관한 것으로, 특히 측정기의 데이터 저장형식, 데이터 전송주기, 원격명령 등의 기능을 표준화하기 위한 소음 자동측정 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 소음이란 듣기 싫은 소리를 총칭하는 것으로, 그 물리적 성질은 음(sound)과 동일한 것이다. 소음은 일상생활을 방해하고 인간의 생리적 기능에 변화를 주어 청력을 저해하기도 한다. 또한, 소음은 작업능률의 저하와 수면장애를 가져오고 심하면 심장병, 호흡기 장애, 난청 등 신체 질환까지도 일으켜 사람들에게 많은 영향을 끼친다.
현대의 도시는 산업의 발전과 더불어 건설공사장의 건축소음, 승용차의 증가에 따른 도로교통 소음, 공장의 증가로 인한 공장기계 소음, 항공기 이착륙에 의한 항공기 소음 등의 각종 환경소음이 발생하고 있다. 이러한 환경소음은 안락한 주거공간을 추구하는 현대인들의 주요한 민원대상이 되고 있다.
따라서 정부는 환경소음에 대한 규제를 한층 강화하고, 규제지역의 소음원의 저소음화를 유도하고 있으며, 또한 정부는 최근에는 환경소음 자동측정 시스템을 이용하여 주요 소음원으로 민원이 제기되는 곳의 소음레벨을 주기적으로 측정하여 인터넷상에 공개하기도 한다.
그러나 종래 기술에 따른 환경소음 자동측정 시스템은 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 기존에 운영 중인 환경자동 측정망 시스템은 측정기 자체에 TCP/IP 기반 통신기능이 없어 별도의 데이터로거 및 TCP/IP 컨버터 등을 설치해야 하며, 또한 무선 인터넷 방식은 국정원 보안지침에 따라 공단 내부망과 직접 통신할 수 없어, 대신 사용되고 있는 CDMA 방식은 실시간 데이터를 받기 위해 비용면, 통신 속도면에서 효율이 떨어지는 문제점이 있다.
둘째, 소음은 항공기 소음, 환경 소음, 철도 소음, 건축 소음 등 그 종류가 많고, 동일한 종류의 소음도 자료형식이 서로 달라 환경소음에 적합한 소음 자동측정기를 찾기 어렵다. 또한 5분, 1시간 등의 평균자료를 측정기에서 전송하는 일반적인 대기, 수질 자동측정 시스템과 달리, 환경소음 자동측정 시스템은 많은 양의 데이터(1초 데이터, 온도 데이터, MP3데이터, 1/3옥타브 자료 등)를 실시간으로 전송해야 하므로 통신속도 및 데이터 신뢰도 면에서 문제가 생긴다. 그리고 측정기기 회사별로 적용하고 있는 통신방식(시리얼 통신 혹은 전용선을 사용한 통신 등)이 서로 달라, 서로 다른 소음 측정부 도입시 매번 통신프로그램을 개발하여야 하는 문제점이 있다. 또한 저장되는 자료 형식 역시 이벤트 발생 시에만 소음자료를 저장하며 측정기 명령어 및 데이터 저장형식(엑셀파일 저장 또는 제조사 고유의 암호화된 파일 저장 등)이 제조사별로 달라 이들을 통합하여 환경소음을 분석하여 필요한 자료들을 사용자가 원하는 형태로 출력하는데 어려움이 발생된다.
셋째, 측정기 회사에서 측정기와 같이 판매되는 소음관련 모니터링 프로그램들은 실시간으로 모니터링은 가능하나, 자료량이 많아 모두 저장하지 못하고 실시간으로 모니터링만 하고 있어, 자료분석 및 보고서 기능이 제한되어 있고 프로그램이 설치된 PC에서만 모니터링을 할 수 있는 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 다음과 같은 목적이 있다.
첫째, 측정기의 통신규격 안을 마련하여 측정기 자체에서 원하는 데이터를 원하는 주기로 전송할 수 있도록 하고, 일반 ADSL 통신방식에 VPN(가상 사설망)을 추가하여 보안화된 통신을 할 수 있는 환경소음 자동측정 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
둘째, 소음 자동측정 시스템의 대용량 자료전송에 적합하도록 측정기의 데이터 저장형식, 데이터 전송주기, 원격명령 등의 기능을 표준화하여 서로 다른 회사의 소음 측정부에서 측정된 소음자료를 통합적으로 이용 가능하도록 한 환경소음 자동측정 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
셋째, 측정기에서 전송받은 데이터를 오라클(ORACLE) 10g RAC(Real Application Cluster) 구성된 DB에 저장하여 X-인터넷 기반인 Miplatform 툴을 사용하여 관제프로그램을 구현하고, 측정 지점별 초 데이터, 5분 데이터, 이벤트 발생시 MP3 및 옥타브 데이터 등 환경소음 분석에 필요한 자료들을 사용자가 원하는 형태로 웹브라우저를 통해 출력하고, 측정기준 및 분석방법을 변경 시 관리자가 수정 가능한 환경소음 자동측정 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 환경소음 자동측정 시스템의 특징은 측정지점에서 측정되는 소음 데이터를 실시간으로 수집, 가공, 저장하고 소음 관제 시스템의 원격제어 명령에 의하여 동작을 수행하는 적어도 하나 이상의 소음 측정부와, 인터넷망 또는 가상 사설망(Virtual Private Network : VPN)을 통해 상기 소음 측정부에서 입력되는 소음 데이터를 수집 및 분석하여 주기적인 소음관리를 통해 원격 제어명령을 생성하는 소음 관제 시스템을 포함하는데 있다.
바람직하게 상기 소음 관제 시스템은 인터넷망 또는 가상 사설망(Virtual Private Network : VPN)을 통해 상기 소음 측정부와의 소음 데이터 및 원격제어 명령의 통신을 수행하는 통신부와, 상기 통신부를 통해 수신되는 소음 데이터를 저장하는 저장부와, 스토리지의 네트워킹에서 데이터의 입출력을 담당하는 SAN(Storage Area Network) 스위치와, 관제 프로그램 수행을 담당하는 WAS와, 관계기관에 상기 저장부에 저장된 소음 데이터를 제공하여 모니터링 서비스를 지원하기 위한 WEB 서버와, 상기 소음 관제 시스템을 관리 PC와 연계시켜 소음 측정부에서 주기적으로 전송되는 소음 데이터를 표시하고, 이를 기반으로 상기 소음 측정부에 원격제어 명 령을 수행시키는 WAS 서버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 통신부는 적어도 2개 이상이 병렬로 설치되며, 통신 부하량 분산을 위하여 로드 밸런싱(load balancing)을 하기 위하여 TCP/IP 서버로 동작하는 것을 특징으로 한다.
상기 소음 측정부는 소음원으로부터 측정되는 소음을 입력받기 위한 옥외용 마이크로폰 시스템과, 상기 마이크로폰 시스템으로부터 측정되는 소음을 분석하여 그 결과를 출력하는 소음측정기와, 인터넷망을 이용하여 소음 관제 시스템으로 소음 데이터를 전송하는 경우 측정지점의 통신망을 상기 소음 관제 시스템의 네트워크에 편입시킴으로써 소음 데이터의 보안 및 보호를 확보하는 VPN과, 상기 소음 측정부에서 출력되는 소음 데이터를 인터넷망을 통해 전송하기 위한 모뎀과, 상기 소음 측정부의 내부 온도를 측정하는 외함 온도측정기와, 상기 외함 온도측정기에서 측정된 내부 온도에 기반으로 내부 온도의 급속한 증가를 감지하는 과열방지센서와, 상기 외함 온도측정기에서 측정된 내부 온도에 기반하여 내부 온도를 일정하게 유지시키는 항온조절기를 포함하는 항온장치와, 외부 전원을 입력받아 상기 VPN 및 모뎀의 내부 전원으로 변환하여 제공하는 AC/DC 전원과, 외부 전원을 입력받아 상기 소음측정기의 내부 전원으로 변환하여 제공하는 충전기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 소음 데이터는 소음 측정부의 내부 온도, 1초 등가소음도(Leq_1sec : Equivalent Sound Level), 5분 등가소음도(Leq_5min), 최대 소음도(Max_5min), 최소 소음도(Min_5min), 시간률 소음레벨(Lx), 이상음 데이터(MP3), 5분 1/3 옥타브밴드 주파수분석 데이터, 이상소음 1/3 옥타브밴드 주파수분석 데이터 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 환경소음 자동측정 방법의 특징은 (A) 소음 측정부를 통해 소음원으로부터 측정되는 소음 데이터를 수집하고, 수집된 소음 데이터를 소음 관제 시스템으로 전송하기 위해서 통신서버에 접속을 시도하는 단계와, (B) 상기 (A) 단계에서 통신 접속에 실패하면, 상기 소음 측정부는 일정 유휴 시간을 두고 통신 서버와 재접속을 수행하는 작업을 반복해서 수행하는 단계와, (C) 상기 (A) 단계 또는 (B) 단계에서 통신 접속에 성공하면, 측정된 소음 데이터를 소음 관제 시스템으로 전송하는 단계와, (D) 상기 소음 측정부로부터 수신된 소음 데이터를 저장하고, 관리자 PC(웹 브라우저)를 통해 소음측정 데이터 분석 프로그램을 실행시켜, 측정기별, 측정지점별, 시간대별, 주/야간별, 일별, 요일별 중 적어도 하나 이상 별로 상기 저장된 소음 데이터의 조회 및 출력을 요청하는 단계와, (E) 관리자 PC(웹 브라우저)를 통해 소음측정 데이터 분석 프로그램 실행을 통해 관리자가 요청한 해당 소음 데이터를 가공/분석 한 후 화면 또는 프린터로 결과를 주기적으로 출력하는 단계와, (F) 상기 출력되는 소음 데이터를 기반으로 관리자에 의해 생성된 원격 제어명령을 통신서버를 거쳐 해당 소음 측정부로 전송함으로써, 상기 원격 제어명령에 기반하는 재설정 명령을 전달하는 단계와, (G) 상기 소음 관제 시스템으로부터 전송되는 원격 제어명령을 소음 측정부에서 수신하여 이를 수행하고, 그 처리결과를 결과파일을 다시 상기 소음 관제 시스템(200)으로 반환하는 단계를 포함하는데 있다.
바람직하게 상기 (C) 단계는 상기 소음 측정부에서 통신 서버를 통해 소음 관제 시스템으로 소음 데이터를 전송하는 경우 전송하고자 하는 소음 데이터의 파일을 한 번에 보낼 수 있는 크기로 소음 데이터 블록을 분리하고 순차적으로 소음 데이터 블록을 전송하는 단계와, 상기 소음 관제 시스템으로부터 소음 데이터 블록을 모두 전송받았음을 확인하는 정상 응답을 상기 소음 측정부로 전달하면, 상기 소음 측정부에서 다음 소음 데이터 블록을 상기 소음 관제 시스템으로 전송하는 단계와, 상기 소음 관제 시스템으로부터 오류 응답을 상기 소음 측정부로 전달하면, 상기 소음 측정부에서 전송한 소음 데이터 블록의 재송신을 수행하고 오류가 정의된 횟수 이상 누적되면 접속을 종료하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 (C) 단계에서 전송되는 소음 데이터의 파일 형식은 REPORT-ID, 측정기 코드, 파일 전송을 위한 파일의 총 바이트 수, 파일 전송 시작점, 데이터의 전송 바이트수 및 측정 일시를 포함하는 "Command Block"과, 상기 "Command Block" 뒤로 설정하여 원하는 크기의 데이터에 따라 가변하여 전송하는 "Data Block"과, 상기 현재 전송되는 소음 데이터의 고유번호, "Command Block"의 크기 및 "Data Block"의 크기를 포함하는 "Header Block"을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 (C) 단계는 상기 소음 관제 시스템에서 적어도 2개 이상의 통신서버를 사용하고 VPN을 통해 들어오는 접속에 대하여 로드 밸런싱(load balancing)을 하도록 수행되어 항상 소음 관제 시스템의 지정된 IP로 통신서버에 접속되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 (F) 단계에서 전송되는 원격 제어명령의 파일 형식은 원격명령임을 나타내는 문자, 소음 측정기 코드, 원격명령 코드를 포함하는 "Command Block"과, 상기 원격명령에 따른 추가 데이터를 포함하는 "Data Block"과, 상기 현재 전송되는 원격 제어명령의 고유번호, "Command Block"의 크기 및 "Data Block"의 크기를 포함하는 "Header Block"을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 (G) 단계에서 반환하는 원격명령 전송 응답의 파일형식은 명령 처리의 이상 유무를 판단하여 정상 수행의 경우엔 ACK를, 비정상 수행의 경우는 NAK를 설정하는 시작코드와, 요청 시에 수신된 값(원격명령임을 나타내는 문자, 소음 측정기 코드, 원격명령 코드)을 그대로 복사하여 사용하는 "Command Block"과, 2바이트의 에러 코드(Error Code)를 설정하여 현재 작업을 정상 수행 여부 정보를 포함하는 "Data Block"를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 환경소음 자동측정 시스템은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 마련된 측정기의 통신규격에 따라 측정기 자체에서 원하는 데이터를 원하는 주기로 전송할 수 있으며, 또한 일반 ADSL 통신방식에서 VPN(가상 사설망)을 추가하여 보안화된 통신을 할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 서로 다른 제조사에서 생산된 다양한 형식의 측정기에서 데이터 저장형식, 데이터 전송주기 및 원격명령 등이 표준화되어 소음을 측정함에 따라, 측정된 소음 데이터를 이용하여 각종 규제 및 법률, 민원에 대한 표준화된 소음 기준을 마련할 수 있다.
셋째, 오라클(ORACLE) 10g RAC 구성된 DB에 저장하여 X-인터넷 기반인 Miplatform 툴을 사용하여 구현함에 따라 많은 양의 소음 데이터를 수집할 수 있으며, 또한 이를 이용하여 환경소음 분석에 필요한 자료들을 사용자가 원하는 형태로 손쉽게 출력하고, 웹 브라우저에서 변형 가능하므로 소음관리를 보다 효율적으로 수행할 수 있는 효과가 있다.
넷째, 얻어진 소음 데이터를 분석하여 지역을 소음수준에 따라 몇 가지 등급으로 구분하여 관리할 수 있어, 심각한 소음 공해 환경에서 생활하는 사람들이 청력에 영구적인 손상을 입기 전에 그들을 보호할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 다른 목적, 특성 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
본 발명에 따른 환경소음 자동측정 시스템의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록하며 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 환경소음 자동측정 시스템의 전체 구조를 나타낸 구성도이다.
도 1과 같이, 상기 환경소음 자동측정 시스템은 측정지점에서 측정되는 소음 데이터를 실시간으로 수집, 가공, 저장하고 소음 관제 시스템의 원격제어 명령에 의하여 동작을 수행하는 적어도 하나 이상의 소음 측정부(100)와, 인터넷망 또는 가상 사설망(Virtual Private Network : VPN)을 통해 상기 소음 측정부(100)에서 입력되는 소음 데이터를 수집 및 분석하여 소음관리를 주기적으로 수행하여 잘못 설정된 값을 선별하고 원격 제어명령을 생성하는 소음 관제 시스템(200)으로 구성된다. 이때 상기 가상 사설망(Virtual Private Network : VPN)은 인터넷망을 이용하여 관제센터로 측정데이터를 전송하는 경우 측정지점의 통신망을 관제센터의 네트워크에 편입시킴으로써 측정데이터의 보안 및 보호를 확보하기 위한 정보화 네트워크 체제이다.
상기 소음 관제 시스템(200)은 인터넷망 또는 가상 사설망(Virtual Private Network : VPN)을 통해 상기 소음 측정부(100)와의 소음 데이터 및 원격제어 명령의 통신을 수행하는 통신부 역할을 담당하는 통신 서버(201) 및 통신DB 서버(203)와, 파일공유 및 대용량 콘텐츠 저장을 수행하는 NAS(Network Attached Storage)(202)와, 시스템 관리를 담당하는 관리서버(204)와, 상기 소음 측정부(100)에서 측정된 데이터를 저장하는 DB 서버(206) 및 스토리지(207)와, 상기 스토리지(207)의 네트워킹에서 데이터의 입출력을 담당하는 SAN(Storage Area Network) 스위치(205)와, 관제 프로그램 수행을 담당하는 WAS(209)와, 관계기관(211)에 모니터링 서비스를 지원하기 위한 WEB 서버(208)와, 상기 소음 관제 시스템(200)을 관리 PC와 연계시켜 소음 측정부(100)에서 주기적으로 전송되는 소음 데이터를 표시하고, 이를 기반으로 상기 소음 측정부(100)에 원격제어 명령을 수행시키는 WAS 서버(209)를 포함한다. 이때 상기 관계기관(211)은 환경부, 국립환경과학원, 지방(유역)환경청, 지자체 등을 말한다. 그리고 상기 통신서버(201)는 “환경소음자동측정기기 통신규격”표준에 따라 통신을 수행하고, 여러 대가 병렬로 설치되며, 통신 부하량 분산을 위하여 로드 밸런싱(load balancing)을 하기 위하여 TCP/IP 서버로 동작을 한다. 또한 각 통신서버(201)에는 동일한 프로그램이 설치되어 분산되어 들어오는 소음 데이터를 병렬 처리할 수 있도록 한다. 이처럼 통신서버(201)는 소음 데이터를 수신하고, 원격 명령을 전달할 것이 있으면 소음 측정부(100) 측으로 전달하며, 자료 전송을 받을 수 있도록 구성한다.
이렇게 구성된 환경소음 자동측정 시스템은 도 2a 내지 도 2b에서 도시하고 있는 것과 같이 소음측정 자료 수집 및 자료 분석을 수행한다.
도면을 참조하여 좀 더 상세히 설명하면, 도 2a와 같이, 먼저 소음 측정부(100)를 통해 측정된 소음 데이터를 수집하게 되는데, 상기 소음 측정부(100)에서 측정된 소음 데이터는 일정한 주기로 통신서버(201)를 통해 자동으로 전송된다. 그러면 상기 통신서버(201)는 소음 측정부(100)로부터 전송된 소음 데이터를 NAS(202) 또는 통합 데이터베이스 서버(206)에 저장 및 집계한다. 이때 저장되는 소음 데이터로는 온도, 1초 등가소음도(Leq_1sec : Equivalent Sound Level), 5분 등가소음도(Leq_5min), 최대 소음도(Max_5min), 최소 소음도(Min_5min), 시간률 소음레벨(Lx), 이상음 데이터(MP3), 5분 1/3 옥타브밴드 주파수분석 데이터, 이상소음 1/3 옥타브밴드 주파수분석 데이터를 포함한다.
상기 1초 등가소음도는 상기 소음 측정부(100)에서 1초 동안 변동소음의 총 에너지를 정상소음의 에너지로 등가하여 얻어진 소음도를 말한다. 참고로, 상기 소 음 측정부(100)에서 1초당 1회 음압레벨(SPL : Sound Pressure Level)을 측정하는 경우는 이를 등가소음으로 본다.
상기 5분 등가소음도는 상기 소음 측정부(100)에서 5분 동안 변동소음의 총 에너지를 5분 정상소음의 에너지로 등가하여 얻어진 소음도를 말한다.
상기 최대 소음도 및 최소 소음도는 상기 소음 측정부(100)에서 5분 동안의 등가소음도를 측정한 시간대에서의 최대 소음 및 최소 소음을 말한다.
상기 시간률 소음레벨은 상기 소음 측정부(100)에서 5분 동안의 등가소음도를 측정하는 시간대에서의 일정 소음레벨(Lp) 이상의 소음이 전체 측정시간대(5분)에서 차지하는 누적비율로써, 기본적으로 5개치(Lx_5, Lx_10, Lx_50, Lx_90, Lx_95)의 시간률 소음 레벨을 말한다.
상기 이상음 데이터(MP3)는 트리거 기능으로 설정한 레벨 이상의 소음을 일정시간 실제 소리를 파일 형태로 녹음하고 관제센터로 전송한 음원파일을 말한다.
상기 5분 1/3옥타브밴드 주파수 분석 데이터는 정밀 소음계의 아날로그 출력신호를 이용하여 실시간 1/3 옥타브밴드 주파수분석을 하고, 5분 등가소음도를 측정하는 시간대에서 실시간으로 분석되는 1/3 옥타브밴드 레벨을 파워 평균한 데이터로 20~16000 Hz의 30개 중심주파수레벨과 중심주파수레벨의 APW 데이터를 말한다.
상기 이상소음 1/3 옥타브밴드 주파수분석 데이터는 이상소음에 대한 녹음된 음원파일을 20~16000Hz 주파수범위에 대하여 1초 간격으로 1/3 옥타브밴드 주파수분석을 시행한 1초 간격의 30개 중심주파수 레벨의 APW 데이터를 말한다.
이어 도 2b와 같이, 관리자는 자신의 PC(웹 브라우저)(300)를 통해 소음측정 데이터 분석 프로그램을 실행시켜, 측정기별, 측정지점별, 시간대별, 주/야간별, 일별, 요일별로 상기 통합 데이터베이스 서버(206)에 저장된 소음측정 자료를 조회 및 출력을 요청한다. 그러면 상기 WAS 서버(209)는 상기 PC(300)의 분석 프로그램 실행을 통해 데이터베이스 서버(206)에 관리자가 요청한 해당 데이터를 전달하고, 데이터베이스 서버(206)는 상기 WAS 서버(209)틀 통해 요청된 해당 소음측정 데이터를 반환한다. 상기 PC(300)는 상기 통합 데이터베이스 서버(206)에서 반환된 해당 소음측정 데이터를 WAS 서버(209)를 거쳐 입력받은 후, 소음측정 데이터 분석 프로그램의 프로그래밍을 통해 가공/분석 한 후 화면 또는 프린터로 결과를 출력한다. 그리고 상기 가공/분석된 소음측정망 현황 관제화면을 상황판(PDP)(400)에 출력한다.
다음으로 도 2c와 같이, 상기 WAS 서버(209)는 소음 측정부(100)의 시간 동기화나 녹음 조건, 상태 조정 설정값 등을 소음 측정부(100)에서 주기적으로 전송받아 이를 저장하고, 이를 PC(300)를 통해 관리자에게 제공하면, 관리자는 이를 주기적으로 확인하여 잘못 설정된 값을 선별하여 원격 제어명령을 생성한다. 이어 상기 WAS 서버(209)는 상기 생성된 원격 제어명령을 통신 DB 서버(203) 및 통신서버(201)를 거쳐 소음 측정부(100)에 전송함으로써, 상기 원격 제어명령에 기반하는 재설정 명령을 전달한다. 그러면 상기 소음 측정부(100)는 상기 원격 제어명령을 수행하고 처리결과를 결과파일로 소음 관제 시스템(200)으로 반환한다. 상기 소음 관제 시스템(200)은 상기 원격 제어명령의 수행결과를 통합 DB 서버(206)에 저장 후, 다시 WAS 서버(209)에 전달한다.
이처럼 상기 소음 관제 시스템(200)은 소음 측정부(100)의 상태 정보를 수신하여 이전과 다른 상태로 변경 시에 데이터베이스 서버(206)에 저장하고, 환경설정 정보가 데이터베이스 서버(206)의 설정치와 상이한 경우 자동 설정기능 수행 및 그 결과를 저장한다. 그리고 상기 소음 측정부(100)에서 측정된 환경 소음 데이터는 데이터베이스 서버에 1초, 5분, 1시간, 1일 단위로 별도 테이블에 집계하여 저장된다. 이에 따라, 관리자는 각 테이블의 내용을 조회하여 측정지점별, 기간별 소음 데이터의 확인이 가능하게 된다. 이때, 1시간 데이터는 데이터 확정이 진행되는 데이터로 5분 데이터를 집계하여 만들고, 1일 데이터는 1시간 데이터를 집계하여 만들어지는 것이 바람직하다. 그리고 5분 데이터는 단계별(원시, 선별, 1차 확정, 최종 확정)로 저장되고, 1시간, 1일 데이터는 원시, 최종 확정 데이터로 나누어 저장되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 소음 관제 시스템(200)은 소음 측정기(100)로부터 소음 데이터가 수신되지 않을 경우, 일자별 수신율을 조회하여 누락된 5분 데이터에 대해 재송신을 요청하고, 5분 데이터를 다시 받은 후 데이터의 일괄성을 위해 1시간, 일별 데이터를 모두 다시 집계한다. 이처럼 일 단위로 1초, 5분 데이터 수신율과 데이터 수신 상태를 조회하여, 누락된 데이터를 확인 한 후, 필요할 경우 소음 측정부(100)에 데이터 전송을 요청하게 된다. 상기 전송 요청 수행 결과는 전송 요청 이력에 기록하는 것이 바람직하다.
상기 소음 측정부(100)는 도 3과 같이, 소음원으로부터 측정되는 소음을 입 력받기 위한 옥외용 마이크로폰 시스템(101)과, 상기 마이크로폰 시스템(101)으로부터 측정되는 소음을 분석하여 그 결과를 출력하는 소음측정기(102)와, 인터넷망을 이용하여 소음 관제 시스템(200)으로 소음 데이터를 전송하는 경우 측정지점의 통신망을 상기 소음 관제 시스템(200)의 네트워크에 편입시킴으로써 소음 데이터의 보안 및 보호를 확보하는 VPN(111)과, 상기 소음 측정부(100)에서 출력되는 소음 데이터를 인터넷망을 통해 전송하기 위한 모뎀(112)과, 상기 소음 측정부(100)의 내부 온도를 측정하는 외함 온도측정기(103)와, 상기 외함 온도측정기(103)에서 측정된 내부 온도에 기반으로 내부 온도의 급속한 증가를 감지하는 과열방지센서(106), 및 상기 외함 온도측정기(103)에서 측정된 내부 온도에 기반하여 내부 온도를 일정하게 유지시키는 항온조절기(107)를 포함하는 항온장치(105)와, 외부 전원(220V)을 입력받아 상기 VPN(111) 및 모뎀(112)의 내부 전원으로 변환하여 제공하는 AC/DC 전원(113)과, 외부 전원(220V)을 입력받아 상기 소음측정기(102)의 내부 전원으로 변환하여 제공하는 충전기(109)를 포함한다. 아울러, 소음 측정부(100)는 내부 공기를 환기시키기 위한 환기팬(104)과, 외부 전원(220V)의 입력이 차단되는 정전시 내부 시스템의 전원을 일정시간 유지시키기 위한 정전대비용 전원(110)과, 누전 발생시 전원을 차단하는 자동 복구형 누전차단기(108)를 추가로 구성한다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 환경소음 자동측정 시스템의 동작을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 소음 측정부(100)는 소음원으로부터 측정되는 소음 데이터를 수집한다. 이어 수집된 소음 데이터를 소음 관제 시스템(200)으로 전송하기 위해서 통신서버(201)에 접속을 시도한다.
이때, 상기 소음 측정부(100)에서 통신 서버(201)로 접속을 시도하는 경우, 접속이 안되는 현상이 발생할 수 있다. 즉 타임아웃-접속 종료의 경우 또는 접속 불능의 경우로, 이러한 경우에는 상기 소음 측정부(100)는 소음 관제 시스템(200)으로 전송해야 할 소음 데이터를 전송하지 못하는 상황이 발생하게 된다.
이처럼 통신 접속에 실패하면, 상기 소음 측정부(100)는 일정 유휴 시간(여기서는 1분이라 정의한다.)을 두고 통신 서버(201)와 재접속을 수행하는 작업을 반복해서 수행한다. 따라서 소음 측정부(100)에서는 통신 서버(201)와의 접속 요청을 주기적으로 반복 수행하여 데이터의 누락이 발생하지 않도록 재접속 시도를 수행하여 데이터 누락 발생 가능성을 줄이도록 한다.
그리고 통신 접속에 성공하면, 자료 송수신 방법에 따라 측정된 소음 데이터를 통신 접속된 통신 서버(201)를 거쳐 소음 관제 시스템(200)으로 송신하도록 한다. 이때 소음 데이터의 종류에 따라서 과거 소음 데이터의 경우에도 정해진 기간의 소음 데이터를 자동 전송하도록 할 수 있다.
이처럼 상기 소음 측정부(100)는 상기 통신 서버(201)를 통해 소음 관제 시스템(200)으로 소음 데이터를 전송하는 경우 전송하고자 하는 소음 데이터의 파일을 한 번에 보낼 수 있는 크기(1400Byte)로 소음 데이터 블록을 분리하고 순차적으로 소음 데이터 블록을 전송한다. 이때, 상기 소음 측정부(100)는 소음 관제 시스 템(200)으로부터 정상 응답을 수신한 후 다음 소음 데이터 블록을 전송한다. 그리고 자료검증 오류(Data Checksum Error) 등 오류 응답을 수신한 경우는 재송신을 수행하고 오류가 5회 이상 누적되면 접속을 종료한다.
상기 소음 측정부(100)에서 통신 서버(201)로 전송되는 소음 데이터의 파일형식은 다음 표 1과 같이 "STX(선두코드)", "Header Block", "Command Block", "Data Block", "ETX", "CRC" 및 "CR"로 구성된다.
상기 표 1에서 ()안에 있는 값은 각 항목의 바이트 수를 나타내며, "Header Block"은 현재 전송되는 소음 데이터의 고유번호와 "Command Block"의 크기, "Data Block"의 크기를 포함한다. 이때, "Command Block"의 크기 및 "Data Block"의 크기는 가변으로 해당 ()안에 바이트 수를 기재하지 않았다.
상기 "Command Block"은 명령의 종류에 따라 원하는 크기로 설정할 수 있으며 파일 전송의 경우와 원격명령의 경우, 상태 전송의 경우 등 각각의 형식에 따른 추가 정보를 입력하여 사용한다. 또한 "Command Block"은 REPORT-ID, 측정기 코드, 파일 전송을 위한 파일의 총 바이트 수, 파일 전송 시작점, 데이터의 전송 바이트수와, 측정 일시를 포함한다.
상기 "Command Block" 뒤로 가변 "Data Block"을 설정하여 원하는 크기의 데이터를 마음대로 전송할 수 있도록 한다. 만약 추가로 보낼 정보가 없는 경우 "Header Block"의 "Data Block"의 크기를 0(zero)로 하고 "Data Block"을 누락 시킬 수도 있다. 또한 종료코드인 ETX와 데이터 신뢰성 확인을 위한 CRC16 코드, 전체 프레임의 종료를 알리는 CR Code로 구분한다.
한편, 파일자료 전송 길이는 대량 데이터 전송으로 인한 통신효율 저하 방지를 위하여 한번에 1400 Byte 이상이 될 수 없다. 따라서 1400 Byte 이상의 자료를 전달하고자 하는 경우는 파일의 시작 위치를 변경하여 순차적으로 다음 블록을 전송하여 올바른 파일이 전송될 수 있도록 처리한다.
이처럼 소음 측정부(100)를 통해 소음원으로부터 측정되는 소음 데이터를 수집하여 소음 관제 시스템(200)으로 전송하는 경우, 상기 소음 관제 시스템(200)에서는 여러 대의 통신서버(201)를 사용하고 VPN(111)을 통해 들어오는 접속에 대하여 로드 밸런싱(load balancing)을 하도록 수행되므로, 상기 소음 측정부(100)는 항상 소음 관제 시스템(200)의 지정된 IP로 통신서버(201)에 접속되도록 한다.
이어 소음 관제 시스템(200)은 상기 소음 측정부(100)로부터 수신된 소음 데이터를 데이터베이스 서버(206)에 저장하고, 이후 관리자는 자신의 PC(웹 브라우저)(300)를 통해 소음측정 데이터 분석 프로그램을 실행시켜, 측정기별, 측정지점별, 시간대별, 주/야간별, 일별, 요일별로 상기 통합 데이터베이스 서버(206)에 저장된 소음 데이터의 조회 및 출력을 요청한다.
그러면 상기 WAS서버(209)는 상기 PC(300)의 분석 프로그램 실행을 통해 데이터베이스 서버(206)에 관리자가 요청한 해당 데이터를 전달하고, 데이터베이스 서버(206)는 상기 WAS서버(209)를 통해 요청된 해당 소음측정 데이터를 반환한다. 상기 PC(300)는 상기 통합 데이터베이스 서버(206)에서 반환된 해당 소음측정 데이터를 WAS서버(209)를 거쳐 입력받은 후, 소음측정 데이터 분석 프로그램의 프로그래밍을 통해 가공/분석 한 후 화면 또는 프린터로 결과를 출력한다. 그리고 상기 가공/분석된 소음측정망 현황 관제화면을 상황판(PDP)(400)에 출력한다. 이처럼 상기 WAS서버(209)는 소음 측정부(100)의 시간 동기화나 녹음 조건, 상태 조정 설정값 등을 소음 측정부(100)에서 주기적으로 전송받아 이를 저장하고, 이를 PC(300)를 통해 관리자에게 제공하며, 관리자는 이를 주기적으로 확인하여 잘못 설정된 값을 선별하여 원격 제어명령을 생성한다.
이어 상기 WAS서버(209)는 상기 관리자에 의해 생성된 원격 제어명령을 통신 DB 서버(203) 및 통신서버(201)를 거쳐 소음 측정부(100)에 전송함으로써, 상기 원격 제어명령에 기반하는 재설정 명령을 전달한다. 이때 상기 소음 관제 시스템(200)으로부터 소음 측정부(100)로 전송되는 원격 제어명령의 파일형식은 다음 표 2와 같이 구성된다.
상기 표 2에서 보는 바와 같이 "Command Block"은 원격명령임을 나타내는 A문자, 소음 측정기 코드, 원격명령 코드를 포함한 내용으로 구성된다. 그리고 "Command Block" 뒤로 가변 "Data Block"을 설정하여 원격명령에 따른 추가 데이터를 마음대로 전송할 수 있도록 한다. 이때, 원격명령 전송시에 사용되는 고유번호는 통신 서버(201)에서 값을 관리하도록 한다. 즉, 상기 통신 서버(201)는 소음 측정부(100)에서 응답시에 전송된 고유 번호를 그대로 반환하도록 하여 어떤 명령에 대하여 응답을 할 것인지를 확인하도록 한다.
그러면 상기 소음 측정부(100)는 상기 원격 제어명령을 수행하고 처리결과를 결과파일로 소음 관제 시스템(200)으로 반환한다. 이때 상기 소음 측정부(100)로부터 소음 관제 시스템(200)로 전송되는 원격명령 전송 응답 형태의 파일형식은 다음 표 3과 같이 구성된다.
상기 표 3에서 보는 바와 같이, 파일형식은 ACK 또는 NAK로 시작한다. 즉, 명령 처리의 이상 유무를 판단하여 정상 수행의 경우는 ACK를, 비정상 수행의 경우는 NAK를 설정하도록 한다. 이때, "Command Block"은 요청 시에 수신된 값을 그대로 복사하여 사용하고, "Data Block"에는 2바이트의 에러 코드(Error Code)를 설정하여 현재 작업을 정상 수행하였는지 여부를 소음 측정부(100)에 전달한다.
상기 소음 관제 시스템(200)은 상기 원격 제어명령의 수행결과를 통합 DB 서버(206)에 저장 후, 다시 WAS서버(209)에 전달한다. 상기 WAS서버(209)는 소음 측정부(100)의 시간 동기화나 녹음 조건, 상태 조정 설정값 등을 소음 측정부(100)에서 주기적으로 전송받아 이를 저장하고, 이를 PC(300)를 통해 관리자에게 제공한다.
그러면 관리자는 상기 WAS서버(209)에서 전송되는 주기적인 소음 데이터를 주기적으로 확인하게 된다.
상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술적 분야의 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 환경소음 자동측정 시스템의 전체 구조를 나타낸 구성도
도 2a 내지 도 2b 는 본 발명에 따른 환경소음 자동측정 시스템에서의 소음측정 자료 수집 및 자료 분석의 방법을 설명하기 위한 도면
도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 소음 측정부의 구조를 상세히 나타낸 구성도
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100 : 소음 측정부 101 : 마이크로폰 시스템
102 : 소음 측정기 103 : 외함 온도측정기
104 : 환기 팬 105 : 항온장치
106 : 과열방지 센서 107 : 항온 조절기
108 : 누전 차단기 109 : 충전기
110 : 정전 대비용 전원 111 : VPN
112 : 모뎀 200 : 소음관제 시스템
201 : 통신서버 202 : NAS
203 : 통신 DB 서버 204 : 관리서버
205 : SAN 스위치 206 : DB 서버
207 : 스토리지 208 : WEB 서버
209 : WAS 210 : FC 스위치
211 : 관계기관
Claims (13)
- 측정지점에서 측정되는 소음 데이터를 실시간으로 수집, 가공, 저장하고 소음 관제 시스템의 원격제어 명령에 의하여 동작을 수행하는 적어도 하나 이상의 소음 측정부와,인터넷망 또는 가상 사설망(Virtual Private Network : VPN)을 통해 상기 소음 측정부에서 입력되는 소음 데이터를 수집 및 분석하여 주기적인 소음관리를 통해 원격 제어명령을 생성하는 소음 관제 시스템을 포함하며,상기 소음 관제 시스템은인터넷망 또는 가상 사설망(Virtual Private Network : VPN)을 통해 상기 소음 측정부와의 소음 데이터 및 원격제어 명령의 통신을 수행하는 통신부와,상기 통신부를 통해 수신되는 소음 데이터를 저장하는 저장부와,스토리지의 네트워킹에서 데이터의 입출력을 담당하는 SAN(Storage Area Network) 스위치와,관제 프로그램 수행을 담당하는 WAS와,관계기관에 상기 저장부에 저장된 소음 데이터를 제공하여 모니터링 서비스를 지원하기 위한 WEB 서버와,상기 소음 관제 시스템을 관리 PC와 연계시켜 소음 측정부에서 주기적으로 전송되는 소음 데이터를 표시하고, 이를 기반으로 상기 소음 측정부에 원격제어 명령을 수행시키는 WAS 서버를 포함하고,이때, 상기 통신부는 적어도 2개 이상이 병렬로 설치되며, 통신 부하량 분산을 위하여 로드 밸런싱(load balancing)을 하기 위하여 TCP/IP 서버로 동작하는 것을 특징으로 하는 환경소음 자동측정 시스템.
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서, 상기 소음 측정부는소음원으로부터 측정되는 소음을 입력받기 위한 옥외용 마이크로폰 시스템과,상기 마이크로폰 시스템으로부터 측정되는 소음을 분석하여 그 결과를 출력하는 소음측정기와,인터넷망을 이용하여 소음 관제 시스템으로 소음 데이터를 전송하는 경우 측정지점의 통신망을 상기 소음 관제 시스템의 네트워크에 편입시킴으로써 소음 데이터의 보안 및 보호를 확보하는 VPN과,상기 소음 측정부에서 출력되는 소음 데이터를 인터넷망을 통해 전송하기 위한 모뎀과,상기 소음 측정부의 내부 온도를 측정하는 외함 온도측정기와,상기 외함 온도측정기에서 측정된 내부 온도에 기반으로 내부 온도의 급속한 증가를 감지하는 과열방지센서와,상기 외함 온도측정기에서 측정된 내부 온도에 기반하여 내부 온도를 일정하게 유지시키는 항온조절기를 포함하는 항온장치와,외부 전원을 입력받아 상기 VPN 및 모뎀의 내부 전원으로 변환하여 제공하는 AC/DC 전원과,외부 전원을 입력받아 상기 소음측정기의 내부 전원으로 변환하여 제공하는 충전기를 포함하는 것을 특징으로 하는 환경소음 자동측정 시스템.
- 제 4 항에 있어서, 상기 소음 측정부는소음 측정부의 내부 공기를 환기시키기 위한 환기팬과,외부 전원의 입력이 차단되는 정전시 내부 시스템의 전원을 일정시간 유지시키기 위한 정전대비용 전원과,누전 발생시 전원을 차단하는 자동 복구형 누전차단기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 환경소음 자동측정 시스템.
- 제 1 항 및 제 4 항 중 어느 하나에 있어서,상기 소음 데이터는 소음 측정부의 내부 온도, 1초 등가소음도(Leq_1sec : Equivalent Sound Level), 5분 등가소음도(Leq_5min), 최대 소음도(Max_5min), 최소 소음도(Min_5min), 시간률 소음레벨(Lx), 이상음 데이터(MP3), 5분 1/3 옥타브밴드 주파수분석 데이터, 이상소음 1/3 옥타브밴드 주파수분석 데이터 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 환경소음 자동측정 시스템.
- (A) 소음 측정부를 통해 소음원으로부터 측정되는 소음 데이터를 수집하고, 수집된 소음 데이터를 소음 관제 시스템으로 전송하기 위해서 통신서버에 접속을 시도하는 단계와,(B) 상기 (A) 단계에서 통신 접속에 실패하면, 상기 소음 측정부는 일정 유휴 시간을 두고 통신 서버와 재접속을 수행하는 작업을 반복해서 수행하는 단계와,(C) 상기 (A) 단계 또는 (B) 단계에서 통신 접속에 성공하면, 측정된 소음 데이터를 소음 관제 시스템으로 전송하며, 상기 소음 관제 시스템에서 적어도 2개 이상의 통신서버를 사용하고 VPN을 통해 들어오는 접속에 대하여 로드 밸런싱(load balancing)을 하도록 수행되어 항상 소음 관제 시스템의 지정된 IP로 통신서버에 접속되는 단계와,(D) 상기 소음 측정부로부터 수신된 소음 데이터를 저장하고, 관리자 PC(웹 브라우저)를 통해 소음측정 데이터 분석 프로그램을 실행시켜, 측정기별, 측정지점별, 시간대별, 주/야간별, 일별, 요일별 중 적어도 하나 이상 별로 상기 저장된 소음 데이터의 조회 및 출력을 요청하는 단계와,(E) 관리자 PC(웹 브라우저)를 통해 소음측정 데이터 분석 프로그램 실행을 통해 관리자가 요청한 해당 소음 데이터를 가공/분석 한 후 화면 또는 프린터로 결과를 주기적으로 출력하는 단계와,(F) 상기 출력되는 소음 데이터를 기반으로 관리자에 의해 생성된 원격 제어명령을 통신서버를 거쳐 해당 소음 측정부로 전송함으로써, 상기 원격 제어명령에 기반하는 재설정 명령을 전달하는 단계와,(G) 상기 소음 관제 시스템으로부터 전송되는 원격 제어명령을 소음 측정부에서 수신하여 이를 수행하고, 그 처리결과를 결과파일을 다시 상기 소음 관제 시스템(200)으로 반환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 환경소음 자동측정 방법.
- 제 7 항에 있어서, 상기 (C) 단계는상기 소음 측정부에서 통신 서버를 통해 소음 관제 시스템으로 소음 데이터를 전송하는 경우 전송하고자 하는 소음 데이터의 파일을 한 번에 보낼 수 있는 크기로 소음 데이터 블록을 분리하고 순차적으로 소음 데이터 블록을 전송하는 단계와,상기 소음 관제 시스템으로부터 소음 데이터 블록을 모두 전송받았음을 확인하는 정상 응답을 상기 소음 측정부로 전달하면, 상기 소음 측정부에서 다음 소음 데이터 블록을 상기 소음 관제 시스템으로 전송하는 단계와,상기 소음 관제 시스템으로부터 오류 응답을 상기 소음 측정부로 전달하면, 상기 소음 측정부에서 전송한 소음 데이터 블록의 재송신을 수행하고 오류가 정의된 횟수 이상 누적되면 접속을 종료하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 환경소음 자동측정 방법.
- 제 8 항에 있어서,상기 소음 데이터 블록은 1400 Byte 미만의 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 환경소음 자동측정 방법.
- 제 7 항에 있어서, 상기 (C) 단계에서 전송되는 소음 데이터의 파일 형식은REPORT-ID, 측정기 코드, 파일 전송을 위한 파일의 총 바이트 수, 파일 전송 시작점, 데이터의 전송 바이트수 및 측정 일시를 포함하는 "Command Block"과,상기 "Command Block" 뒤로 설정하여 원하는 크기의 데이터에 따라 가변하여 전송하는 "Data Block"과,상기 현재 전송되는 소음 데이터의 고유번호, "Command Block"의 크기 및 "Data Block"의 크기를 포함하는 "Header Block"을 포함하는 것을 특징으로 하는 환경소음 자동측정 방법.
- 삭제
- 제 7 항에 있어서, 상기 (F) 단계에서 전송되는 원격 제어명령의 파일 형식은원격명령임을 나타내는 문자, 소음 측정기 코드, 원격명령 코드를 포함하는 "Command Block"과,상기 원격명령에 따른 추가 데이터를 포함하는 "Data Block"과,상기 현재 전송되는 원격 제어명령의 고유번호, "Command Block"의 크기 및 "Data Block"의 크기를 포함하는 "Header Block"을 포함하는 것을 특징으로 하는 환경소음 자동측정 방법.
- 제 7 항에 있어서, 상기 (G) 단계에서 반환하는 원격명령 전송 응답의 파일형식은명령 처리의 이상 유무를 판단하여 정상 수행의 경우엔 ACK를, 비정상 수행의 경우는 NAK를 설정하는 시작코드와,요청 시에 수신된 값(원격명령임을 나타내는 문자, 소음 측정기 코드, 원격명령 코드)을 그대로 복사하여 사용하는 "Command Block"과,2바이트의 에러 코드(Error Code)를 설정하여 현재 작업을 정상 수행 여부 정보를 포함하는 "Data Block"를 포함하는 것을 특징으로 하는 환경소음 자동측정 방법.
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