KR101008707B1 - 알에프아이디와 지그비와 지피에스를 이용한 태양전지판 도난방지 및 모니터링 시스템 및 그 방법 - Google Patents

알에프아이디와 지그비와 지피에스를 이용한 태양전지판 도난방지 및 모니터링 시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 알에프아이디와 지그비와 지피에스를 이용한 태양전지판 도난방지 및 모니터링 시스템 및 그 방법에 대한 것으로서, 보다 상세하게는 태양전지판의 감지신호에 따른 데이터정보를 생성, 분석, 통보, 통계 관리를 통하여 도난 방지와 모니터링을 동시에 할 수 있는 알에프아이디와 지그비와 지피에스를 이용한 태양전지판 도난방지 및 모니터링 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명은 경보 송신이 가능한 통신장치를 포함하는 태양전지판과, 상기 태양전지판과 통신장치로 연결되어 감지신호에 따른 데이터 정보를 전달받아 분석하고 경보를 발생시키는 관제서버와, 상기 관제서버로부터 경보발생 신호를 전달받아 처리하는 보안센터와, 상기 관제서버로부터 데이터 정보를 전달받아 통계 관리하는 모니터링센터로 구성되되, 상기 태양전지판에 부착된 지피에스 장치를 통한 지피에스 위치 정보를 상기 통신장치에 포함되는 알에프아이디(RFID) 태그와 지그비(zigbee) 단말기를 통해 상기 관제서버로 전달한다.

Description

알에프아이디와 지그비와 지피에스를 이용한 태양전지판 도난방지 및 모니터링 시스템 및 그 방법{The steal prevention and monitoring system using RFID and zigbee and GPS and the method thereof}
본 발명은 알에프아이디와 지그비와 지피에스를 이용한 태양전지판 도난방지 및 모니터링 시스템 및 그 방법에 대한 것으로서, 보다 상세하게는 태양전지판의 감지신호에 따른 데이터정보의 생성, 분석, 통보 등을 통하여 도난 방지와 모니터링을 동시에 할 수 있는 알에프아이디와 지그비와 지피에스를 이용한 태양전지판 도난방지 및 모니터링 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
최근에는 지구환경 문제의 심각화 및 이에 대한 관심도의 증대에 따라, 특히 CO2배출을 억제하기 위한 에너지 절약 방법에 대하여 연구가 활발히 진행되고 있다.
따라서, 전기 에너지에 대해서는 원자력 발전이나, 태양광 발전, 조력, 풍력 등의 필요성이 대두되고 있다.
그러나, 원자력 발전은 원자력발전을 한 이후에 찌꺼기로 남는 원자력 부산물들을 처리하기가 곤란하며, 원자력으로 인한 방사선 등의 유출 위험성이 상존하기 때문에 그 효율성이 사회문제로 대두되고 있다.
이에 반하여, 우리나라의 경우는 맑은 날이 많으며, 또한, 일조량이 충분하기 때문에 태양광 발전에 대한 인식이 날로 증가하고 있다.
일반적으로, 태양광 발전시스템은 태양전지 모듈에서 태양광을 이용해 발생된 전기(DC)를 인버터에서 직류(AC)로 변환하고, 교류배전반에서 승압(380V ∼ 22.9kV)하여 한국전력 배전계통(KEPCO)을 통해 전력계통으로 전량 역송하고 있다.
한편, 최근에는 태양광 발전시스템의 공급이 급증함에 따라, 원격에서 태양광 발전시스템 전체의 운전상태를 계측하고 모니터링하여 운영할 필요성이 매우 커졌다.
즉, 태양광 발전시스템을 구성하는 태양전지 모듈, 인버터 및 교류배전반에 반드시 필요한 신호를 각각 검출하여 하나의 통합 시스템에서 모니터링하여 원격지에서도 신호검출, 모니터링 및 운영상태가 확인될 수 있어야 한다.
그러나, 태양광 발전시스템의 운전상태를 통합적으로 모니터링하고 경보 신호를 전달하는 데 어려움이 있었다.
본 발명은 알에프아이디와 지그비와 지피에스 등의 통신수단을 이용하여 태양전지판의 감지신호에 따라 데이터정보를 생성, 분석, 통보할 수 있는 알에프아이디와 지그비와 지피에스를 이용한 태양전지판 도난방지 및 모니터링 시스템을 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명은 경보 송신이 가능한 통신장치를 포함하는 태양전지판과, 상기 태양전지판과 통신장치로 연결되어 감지신호에 따른 데이터 정보를 전달받아 분석하고 경보를 발생시키는 관제서버와, 상기 관제서버로부터 경보발생 신호를 전달받아 처리하는 보안센터와, 상기 관제서버로부터 데이터 정보를 전달받아 통계 관리하는 모니터링센터로 구성되되, 상기 태양전지판에 부착된 지피에스 장치를 통한 지피에스 위치 정보를 상기 통신장치에 포함되는 알에프아이디(RFID) 태그와 지그비(zigbee) 단말기를 통해 상기 관제서버로 전달한다.
상기 관제서버는 상기 태양전지판의 감지신호를 통신장치를 통하여 전달받는 감지신호수신모듈과, 상기 감지신호에 따른 데이터정보를 생성하여 분석하여 경보 상황 유무를 판단하는 데이터정보분석모듈과, 상기 경보 상황인 경우 경보신호를 상기 통신장치를 통하여 전송하는 경보발생모듈로 구성된다.
상기 경보발생 신호는 SMS 신호이다.
상기 모니터링센터는 장소/시간에 따른 감지신호의 세기를 데이터베이스에 저장하여 디스플레이한다.
본 발명은 경보 송신이 가능한 통신장치를 포함하는 태양전지판이 통신장치를 통하여 감지신호를 전송하고, 관제서버는 상기 감지신호 따른 데이터 정보를 전달 분석하고 경보를 발생시키는 단계와, 보안센터가 상기 관제서버로부터 경보발생 신호를 전달받아 처리하는 단계와, 모니터링센터가 상기 관제서버로부터 데이터 정보를 전달받아 통계 관리하는 단계로 이루어진다.
상기 관제서버는 상기 감지신호 따른 데이터 정보를 전달 분석하고 경보를 발생시키는 단계는, 감지신호수신모듈이 상기 태양전지판의 감지신호를 통신장치를 통하여 전달받는 단계와, 데이터정보분석모듈이 상기 감지신호에 따른 데이터정보를 생성하여 분석하여 경보 상황 유무를 판단하는 단계와, 경보발생모듈이 상기 경보 상황인 경우 경보신호를 상기 통신장치를 통하여 전송하는 단계로 이루어진다.
상기 관제서버가 상기 감지신호 따른 데이터 정보를 전달 분석하고 경보를 발생시키는 단계에서, 상기 경보발생 신호는 SMS 신호이다.
상기 모니터링센터가 상기 관제서버로부터 데이터 정보를 전달받아 통계 관리하는 단계는 장소/시간에 따른 감지신호의 세기를 데이터베이스에 저장하여 디스플레이하는 단계이다.
본 발명에 따르면 알에프아이디와 지그비와 지피에스를 이용하여 도난 방지와 모니터링을 동시에 할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따르면 태양전지판의 감지신호에 따른 데이터정보를 생성, 분석, 통보, 통계 관리를 통하여 효율적으로 태양전지판을 관리할 수 있는 효과가 있다.
도1은 본 발명에 따른 알에프아이디와 지그비와 지피에스를 이용한 태양전지판 도난방지 및 모니터링 시스템의 전체적인 구성을 보여주는 도면.
도2는 본 발명에 따른 알에프아이디와 지그비와 지피에스를 이용한 태양전지판 도난방지 및 모니터링 시스템의 개략적인 구성을 보여주는 도면.
도3은 본 발명에 따른 알에프아이디와 지그비와 지피에스를 이용한 태양전지판 도난방지 및 모니터링 시스템의 관제서버의 구성을 세부적으로 보여주는 도면.
도4는 본 발명의 일실시예에 따른 알에프아이디와 지그비와 지피에스를 이용한 태양전지판 도난방지 및 모니터링 시스템의 개략적인 구성을 보여주는 도면.
도5a,b,c는 본 발명의 일실시예에 따른 알에프아이디와 지그비와 지피에스를 이용한 태양전지판 도난방지 및 모니터링 시스템의 전체적인 세부 구성을 보여주는 도면.
도6은 본 발명에 따른 알에프아이디와 지그비와 지피에스를 이용한 태양전지판 도난방지 및 모니터링 방법을 보여주는 플로우챠트.
이하 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 도면을 참조하여 자세히 설명한다.
도1에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 알에프아이디와 지그비와 지피에스를 이용한 태양전지판 도난방지 및 모니터링 시스템은 태양전지판(10)과 관제서버(20)와 보안센터(30)와 모니터링센터(40)로 크게 나뉜다.
상기 태양전지판(10)은 경보 송신이 가능한 통신장치를 포함하는 장치로서, 알에프아이디(RFID) 태그와 지그비(zigbee) 단말기를 포함하는 통신장치와 지피에스(GPS) 장치를 포함한다.
즉 상기 지피에스 장치를 통한 지피에스 위치 정보를 상기 알에프아이디(RFID) 태그와 지그비(zigbee) 단말기를 포함하는 통신장치를 통해 상기 관제서버(20) 등으로 전달하여 도난을 신속하게 감지하고 판단할 수 있도록 디스플레이한다.
상기 관제서버(20)는 상기 태양전지판(10)과 통신장치로 연결되어 감지신호(장애 여부 등을 판단하는 신호 등)에 따른 데이터 정보를 전달받아 분석하고 경보를 발생시키는 장치로서, 감지신호수신모듈(21)과, 데이터정보분석모듈(22)과, 경보발생모듈(23)로 나뉘어 구성된다.
상기 보안센터(30)는 상기 관제서버(20)로부터 경보발생 신호를 전달받아 처리하는 서버로서, 외부 보안 담당 서버 또는 자체 구축 서버를 통해 사용될 수 있다.
상기 모니터링센터(40)는 상기 관제서버(20)로부터 데이터 정보를 전달받아 통계 관리하는 장치로서, 일반적인 인터넷 네트워킹 시스템에 연결된 사용자 PC 단말기 또는 휴대용 무선통신단말기(예: 휴대폰, 스마트폰 등)가 연결되어 사용되는 것이 바람직하다.
도2와 도3에서 보는 바와 같이 상기 관제서버(20)는 상기 태양전지판(10)의 감지신호를 통신장치를 통하여 전달받는 감지신호수신모듈(21)과, 상기 감지신호에 따른 데이터정보를 생성 및 분석하여 경보 상황 유무를 판단하는 데이터정보분석모듈(22)과, 상기 경보 상황인 경우 경보신호를 상기 통신장치를 통하여 전송하는 경보발생모듈(23)로 구성되는 데, 상기 경보발생 신호는 SMS 신호이고, 상기 모니터링센터(40)는 장소/시간에 따른 감지신호의 세기를 데이터베이스에 저장하여 디스플레이하는 것이 바람직하다.
여기에서 감지신호는 상기 태양전지판(10)의 작동 유무, 장애 여부 등을 세부적으로 나누어 전달하는 신호이다.
구체적으로 살펴보면 도4에서 보는 바와 같이 태양전지판(10) 등은 하드웨어 상에서 프로토콜은 지그비(zigbee)를 사용하고, 프로세서는 저전력 MSP 430 Micro processer와, 안테나는 패치 타입(Patch type)이고, 주파수 대역은 2.4GHz ISM, 데이터 전송 속도는 200kbps임이 바람직하다.
또한 상기 태양전지판(10) 등은 기능 상에서 위치 정보 표시 기능과, 디스플레이, 센서 등에 의한 도난/위치 확인 기능과 최대 10,000개 Tag 분리 식별 기능을 가지고, 성능 면에서 Key I/F는 power/function이고, 디스플레이는 LED이며, GPIO(3pin)는 power control/status이고, 통신 거리는 최대 50~100m (라우터, 싱크 사용확장)이며, 야외 등 습기환경에서의 고 신뢰성 무선 통신을 사용하는 것이 바람직하다.
또한 소프트웨어로는 통신 방식이 IEEE 802.15.4이고, 오류 발생시 알람 통신 기능과 멀티 라우팅은 star type이 바람직하다.
이하 도5a,b,c에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 알에프아이디와 지그비와 지피에스를 이용한 태양전지판 도난방지 및 모니터링 시스템의 3가지 실시예에 대하여 자세히 설명한다.
실시예1
각각의 태양전지판(10)에 RFID TAG(15-1)를 부착하고, 13.56Mhz 주파수대역 무선안테나 설치 후, 태양광발전소에 설치된 태양전지판(10)의 전압 전류를 체크하여 데이터를 RFID 안테나(15-2)와 RFID 리더기(15-3)을 통해 관제 서버(20)로 송신하고, 이러한 정보를 이용 Solar Module 도난 방지 및 동작 상태를 확인한다.
실시예2
각각의 태양전지판(10)의 JUNCTION BOX에 통신모듈과 구동 Battery를 장착한 ZIGBEE 단말기(16-1)를 부착 하고, 태양전지판(10)에서 생산된 DC전기를 이용하여 상기 ZIGBEE 단말기(16-1)의 BATTERY 충전 및 단말기를 가동시킨 후 동시에 태양전지판(10) 전압 전류를 체크하여 ZIGBEE 안테나(16-2)를 통하여 데이터를 관제 서버(20)로 송신하고, 이러한 정보를 이용 Solar Module 도난 방지 및 동작 상태를 확인한다.
실시예3
각각의 태양전지판(10)의 GPS 통신모듈과 구동 Battery를 장착한 GPS 단말기를 포함하는 정션 박스(17-1)를 부착하고, 태양전지판(10)에서 생산된 DC전기를 이용하여 GPS 단말기 배터리를 충전하여 단말기를 가동시키며, 동시에 태양전지판(10)의 위치 확인 및 전압 전류를 체크하며, ZIGBEE 안테나(17-2)를 통하여 관제 서버(20)로 데이터 송신하고 이러한 정보를 이용하여 Solar Module 도난 방지 및 동작 상태를 확인한다.
이하 본 발명 알에프아이디와 지그비와 지피에스를 이용한 태양전지판 도난방지 및 모니터링 방법의 실시를 위한 구체적인 내용을 도면을 참조하여 자세히 설명한다.
본 발명에 따른 알에프아이디와 지그비와 지피에스를 이용한 태양전지판 도난방지 및 모니터링 방법은 경보 송신이 가능한 통신장치를 포함하는 태양전지판이 통신장치를 통하여 감지신호(장애 여부 등을 판단하는 신호 등)를 전송하고, 관제서버는 상기 감지신호 따른 데이터 정보를 전달 분석하고 경보를 발생시키는 단계(제1단계; S110, S120, S130, S140)와, 보안센터가 상기 관제서버로부터 경보발생 신호를 전달받아 처리하는 단계(제2단계; S150, S160, S170)와, 모니터링센터가 상기 관제서버로부터 데이터 정보를 전달받아 통계 관리하는 단계(제3단계)로 이루어진다.
상기 관제서버는 상기 감지신호 따른 데이터 정보를 전달 분석하고 경보를 발생시키는 제1단계는 감지신호수신모듈이 상기 태양전지판의 감지신호를 통신장치를 통하여 전달받는 단계와, 데이터정보분석모듈이 상기 감지신호에 따른 데이터정보를 생성 및 분석하여 경보 상황 유무를 판단하는 단계와, 경보발생모듈이 상기 경보 상황인 경우 경보신호를 상기 통신장치를 통하여 전송하는 단계로 이루어진다.
또한 상기 관제서버가 상기 감지신호 따른 데이터 정보를 전달 분석하고 경보를 발생시키는 제1단계에서 상기 경보발생 신호는 SMS 신호 등을 이용하며, 이외에 비상용으로 가장 빨리 전달할 수 있는 시스템을 추가 설계할 수도 있다.
그리고 상기 모니터링센터가 상기 관제서버로부터 데이터 정보를 전달받아 통계 관리하는 제3단계는 장소/시간에 따른 감지신호의 세기를 데이터베이스에 저장하여 디스플레이하는 단계로서, 장소별 실제 운영 상황과 시간별 실제 운영상황을 그래픽 또는 데이터표로서 실시간 확인할 수 있다.
구체적으로 살펴보면,
도6에서 보는 바와 같이, 태양전지판의 뒷면에 RFID TAG 부착 또는 Junction Box내에 Zigbee 단말기를 장착하여 태양전지판에서 생산되는 전압 및 전류, 전지판의 이상유무 값을 센싱(Sensing)한다(S110, S120).
여기에서 태양전지판에 부착되는 RFID TAG 및 Zigbee 단말기는 사전에 시리얼 넘버(Serial Number)를 지정하여 관리되어지며 각각의 시리얼 넘버는 관제용 서버에 등록되고 이러한 값을 이용하여 각 전지판의 동작상태 또는 장애여부와 이력,도난 등의 상태 값을 저장 분석하여 모니터링하게 된다.
그리고 센싱된 전압,전류 데이터 정보는 발전소 곳곳에 설치되어 있는 무선 라우터(안테나)와 Sink Node(무선데이타 수집장치)를 통하여 관제서버에 보내지게 되며 관제서버는 보내진 데이터 정보를 분석하여 이상 발생시 사전에 등록된 관리자 및 출동경비업체의 담당자에게 즉시 문자 메시지를 발송하게 된다(S130, S140, S150, S160).
이때 출동지연으로 인하여 태양전지판이 외부로 유출시는 GPS 단말기 신호를 이용하여 이동경로 추적 및 위치를 확인하여 도난 전지판을 회수한다(S170).
이상과 같은 발전소내 침입자 발생시 시나리오를 살펴보면, 태양광발전소내 침입자 발생하고, 태양전지판 탈취를 위한 결선해체를 하면, 결선 해체시 태양전지 뒷면에 부착되어 있는 RFID TAG와 통신 이상발생 또는 블랙박스(BLACK BOX)안에 내장되어 있는 단말기에서 감지신호 미전송 상태 발생하게 된다.
따라서 관제서버에서 사고 통신단말기에 신호재전송 후 미 응답 시 즉시 SMS 시스템을 통하여 사전 등록된 관리자 및 보안경비회사 출동 담당자의 핸드폰에 문자메세지가 발송되고, 관리자 및 출동담당자 현장 즉시 출동 및 확인 후 현장 정리하게 된다.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허등록청구범위뿐만 아니라 이 특허등록청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10 : 태양전지판
20 : 관제서버
30 : 보안센터
40 : 모니터링센터

Claims (8)

  1. 경보 송신이 가능한 통신장치를 포함하는 태양전지판과;
    상기 태양전지판과 통신장치로 연결되어 감지신호에 따른 데이터 정보를 전달받아 분석하고 경보를 발생시키는 관제서버와;
    상기 관제서버로부터 경보발생 신호를 전달받아 처리하는 보안센터와;
    상기 관제서버로부터 데이터 정보를 전달받아 통계 관리하는 모니터링센터;
    로 구성되되,
    상기 태양전지판에 부착된 지피에스 장치를 통한 지피에스 위치 정보를 상기 통신장치에 포함되는 알에프아이디(RFID) 태그와 지그비(zigbee) 단말기를 통해 상기 관제서버로 전달하는 것을 특징으로 하는 알에프아이디와 지그비와 지피에스를 이용한 태양전지판 도난방지 및 모니터링 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 관제서버는,
    상기 태양전지판의 감지신호를 통신장치를 통하여 전달받는 감지신호수신모듈과;
    상기 감지신호에 따른 데이터정보를 생성하여 분석하여 경보 상황 유무를 판단하는 데이터정보분석모듈과;
    상기 경보 상황인 경우 경보신호를 상기 통신장치를 통하여 전송하는 경보발생모듈;
    로 구성되는 것을 특징으로 하는 알에프아이디와 지그비와 지피에스를 이용한 태양전지판 도난방지 및 모니터링 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 경보발생 신호는 SMS 신호인 것을 특징으로 하는 알에프아이디와 지그비와 지피에스를 이용한 태양전지판 도난방지 및 모니터링 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 모니터링센터는,
    장소/시간에 따른 감지신호의 세기를 데이터베이스에 저장하여 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 알에프아이디와 지그비와 지피에스를 이용한 태양전지판 도난방지 및 모니터링 시스템.
  5. 알에프아이디(RFID) 태그와 지그비(zigbee) 단말기로 이루어진 통신장치를 포함하는 태양전지판이 감지신호를 전송하고, 관제서버는 상기 감지신호에 따른 데이터 정보를 전달받아 분석하고 경보를 발생시키는 단계와;
    보안센터가 상기 관제서버로부터 경보발생 신호를 전달받아 처리하는 단계와;
    모니터링센터가 상기 관제서버로부터 데이터 정보를 전달받아 통계 관리하는 단계;
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 알에프아이디와 지그비와 지피에스를 이용한 태양전지판 도난방지 및 모니터링 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 관제서버는 상기 감지신호에 따른 데이터 정보를 전달받아 분석하고 경보를 발생시키는 단계는,
    감지신호수신모듈이 상기 태양전지판의 감지신호를 통신장치를 통하여 전달받는 단계와;
    데이터정보분석모듈이 상기 감지신호에 따른 데이터정보를 생성하여 분석하여 경보 상황 유무를 판단하는 단계와;
    경보발생모듈이 상기 경보 상황인 경우 경보신호를 상기 통신장치를 통하여 전송하는 단계;
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 알에프아이디와 지그비와 지피에스를 이용한 태양전지판 도난방지 및 모니터링 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 관제서버는 상기 감지신호에 따른 데이터 정보를 전달받아 분석하고 경보를 발생시키는 단계에서,
    상기 경보발생 신호는 SMS 신호인 것을 특징으로 하는 알에프아이디와 지그비와 지피에스를 이용한 태양전지판 도난방지 및 모니터링 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 모니터링센터가 상기 관제서버로부터 데이터 정보를 전달받아 통계 관리하는 단계는,
    장소/시간에 따른 감지신호의 세기를 데이터베이스에 저장하여 디스플레이하는 단계인 것을 특징으로 하는 알에프아이디와 지그비와 지피에스를 이용한 태양전지판 도난방지 및 모니터링 방법.
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