KR101093504B1

KR101093504B1 - 모바일 통신기술을 이용한 원방 감시 제어 시스템

Info

Publication number: KR101093504B1
Application number: KR1020110086072A
Authority: KR
Inventors: 홍춘근
Original assignee: (주)서전기전
Priority date: 2011-08-26
Filing date: 2011-08-26
Publication date: 2011-12-13

Abstract

본 발명은 휴대폰과 같은 이동식 단말기에서 각종 기기의 감시 및 제어가 원격으로 가능하게 하기 위한 모바일 통신기술을 이용한 원방 감시 제어 시스템에 관한 것으로, 감전방지부와 누전차단부를 포함하며, 전력시설물에 설치되는 입출력디바이스부와; 상기 입출력디바이스부를 제어하기 위한 신호를 생성하거나 상기 입출력디바이스부로부터 발생되는 신호를 수신하여 표시하는 중앙서버와; 상기 중앙서버와 전력선 통신하는 PLC(Power Line Communication) 통신모듈과; 상기 중앙서버의 제어 신호를 상기 PLC 통신모듈을 통해 전달받아 상기 입출력디바이스부를 직접적으로 제어하거나 상기 입출력디바이스부의 상태신호를 전력선을 거쳐 상기 중앙서버까지 전송하는 신호처리모듈과; 인터넷 기반 네트워크를 통해 상기 중앙서버에 접속되는 유무선공유기와 무선통신하여 상기 입출력디바이스부의 제어신호를 생성하고 수신신호를 표시하는 이동식단말기를 포함한다.

Description

모바일 통신기술을 이용한 원방 감시 제어 시스템{REMOTE AREA MONITORING CONTROL SYSTEM USING MOBILE COMMUNICATION TECHNOLOGY AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 모바일 통신기술을 이용한 원방 감시 제어 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 휴대폰과 같은 이동식 단말기에서 각종 기기의 감시 및 제어가 원격으로 가능하게 하기 위한 모바일 통신기술을 이용한 원방 감시 제어 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 수질, 전력, 조명 등을 관리하는데 사용되는 각종 기기들은 최근에 들어 원거리 통신방식에 따라 서버측에서 감시되거나 제어되도록 구성되어져 현장에 적용되고 있으나, 현재까지는 국부적으로 한정된 통신망에서 주로 기기와의 통신이 이루어짐으로 인해 통합적인 감시나 제어가 어려운 문제점이 있는 한편, 모바일 기술의 대중화로 인해 스마트폰과 같은 휴대단말기가 일반인들에게도 보편화됨에 따라 이를 활용한 각종 기기의 원방 감시 및 제어 가능하도록 하기 위한 기술 개발의 필요성이 대두 되고 있다.

특히, 우리나라와 같이 여름철 집중호우가 많아 건물의 침수 등과 같이 수해 피해가 많이 발생하는 지역에서는 발전기, 축전기, 변전설비, 배전반, 수전반 등과 같은 전력시설물에서 감전 등과 같은 안전사고가 빈번하게 발생한다. 따라서, 이와 같은 안전사고의 예방을 원격으로 감시하고 제어하기 위한 설비의 필요성이 대두 되고 있다.

이와 같은 선행기술로는 국내 공개특허공보 제10-2006-0039825호의 "홈 네트워크 시스템용 게이트웨이 장치" 및 국내 공개특허공보 제10-2009-0040650호 "이동통신 단말기를 이용하여 공기청정도를 모니터링하고, 환기 기구를 제어하는 시스템 및 방법"에 개시되어 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 휴대폰과 같은 이동식 단말기에서 각종 기기의 감시 및 제어 특히 수배전반의 습도를 원격으로 제어함으로써, 전기 안전 및 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 하는 모바일 통신기술을 이용한 원방 감시 제어 시스템을 제공하는데 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 감전방지부와 누전차단부를 포함하며, 전력시설물에 설치되는 입출력디바이스부와; 상기 입출력디바이스부를 제어하기 위한 신호를 생성하거나 상기 입출력디바이스부로부터 발생되는 신호를 수신하여 표시하는 중앙서버와; 상기 중앙서버와 전력선 통신하는 PLC(Power Line Communication) 통신모듈과; 상기 중앙서버의 제어 신호를 상기 PLC 통신모듈을 통해 전달받아 상기 입출력디바이스부를 직접적으로 제어하거나 상기 입출력디바이스부의 상태신호를 전력선을 거쳐 상기 중앙서버까지 전송하는 신호처리모듈과; 인터넷 기반 네트워크를 통해 상기 중앙서버에 접속되는 유무선공유기와 무선통신하여 상기 입출력디바이스부의 제어신호를 생성하고 수신신호를 표시하는 이동식단말기를 포함하는 모바일 통신기술을 이용한 원방 감시 제어 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명은 감전방지부가 상기 전력시설물로 침투하는 물을 감지하는 수위감지센서와 상기 전력시설물로 공급되는 주전력을 차단하는 전력차단부를 포함하고, 상기 누전차단부가 상기 전력시설물에 설치되어 누설전류의 발생여부를 검출하는 누전검출센서와 상기 전력시설물로 입력되는 서지전압을 검출하는 서지전압검출센서와, 상기 전력시설물로 입력되는 과전류를 검출하는 과전류검출센서를 포함하며, 상기 중앙서버가 상기 수위감지센서의 감지신호에 따라 상기 전력차단부를 제어하고, 상기 누전검출센서, 상기 서지전압검출센서 및 상기 과전류검출센서 중 어느 하나에서 신호가 발생하면 누전차단부를 작동하는 것을 특징으로 하는 모바일 통신기술을 이용한 원방 감시 제어 시스템을 제공한다.

상기와 같은 본 발명에 따른 모바일 통신기술을 이용한 원방 감시 제어 시스템에 의하면, 휴대폰과 같은 이동식 단말기에서 각종 기기의 감시 및 제어 특히, 수배전반의 습도를 원격으로 제어함으로써, 전력시설물의 전기 안전 및 신뢰성이 향상되는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모바일 통신기술을 이용한 원방 감시 제어 시스템을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 모바일 통신기술을 이용한 원방 감시 제어 시스템 중 중앙서버 및 이동식 단말기간 선택적 통신방식을 도시한 블록도이다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 모바일 통신기술을 이용한 원방 감시 제어 시스템을 설명하기로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 모바일 통신기술을 이용한 원방 감시 제어 시스템은 기본적으로 복수의 입출력디바이스부(100)를 제어하기 위한 신호를 생성하거나 그 입출력디바이스부(100)로부터 발생된 신호를 수신하여 표시하기 위한 중앙서버(200)와, 중앙서버(200)와 전력선 통신하는 PLC(Power Line Communication) 통신모듈(300)과, 중앙서버(200)의 제어 신호를 PLC 통신모듈(300)을 통해 전달받아 입출력디바이스부(100)를 직접적으로 제어하거나 입출력디바이스부(100)의 상태신호를 전력선을 거쳐 중앙서버(200)까지 전송하는 신호처리모듈(400)과, 인터넷 기반 네트워크를 통해 중앙서버(200)에 접속되는 유무선공유기(500)와 무선통신하여 입출력디바이스부(100)의 제어신호를 생성하고 수신신호를 표시하는 이동식단말기(10)를 포함하여 구성된다.

중앙서버(200)는 수질, 전력, 조명 등을 관리하는데 사용가능한 각종 계측 및 제어를 위한 입출력디바이스부(100)를 제어하거나 계측정보, 온/오프, 고장 등과 같은 상태신호를 수신하여 디스플레이하는데 따른 기능을 자체 설치된 운용프로그램을 통해 수행하게 되며, 여기서 운용프로그램은 통신망상에서 사용자 인증 절차를 거쳐 기술된 바와 같은 입출력디바이스부(100)를 온/오프하도록 자동제어하거나 입출력디바이스부(100)의 특정영역만이 온/오프되도록 개별제어하거나 한 무리의 그룹형태로 이루어진 입출력디바이스부(100)를 그룹 제어할 수도 있고, 입출력디바이스부(100)의 이상 유무를 실시간 감시할 수 있다.

PLC 통신모듈(300)은 입출력디바이스부(100)의 상태신호를 중앙서버(200)까지 전송하도록 중앙서버(200)와 TCP/IP 통신하는 PLC 게이트웨이와, 중앙서버(200)의 제어신호가 3상의 전력선을 거쳐 입출력디바이스부(100)까지 전달되도록 하고 입출력디바이스부(100)의 상태신호가 PLC 게이트웨이로 전달되도록 하는 커플러 등을 포함하여 중앙서버(200)와 입출력디바이스부(100)간 전력선 통신이 이루어지도록 한다.

신호처리모듈(400)은 중앙서버(200)의 제어신호에 따라 입출력디바이스부(100)를 직접적으로 제어하거나 입출력디바이스부(100)의 상태신호를 전력선을 통해 PLC 통신모듈(300)을 거쳐 중앙서버(200)에 전송하기 위한 것으로, 입출력디바이스부(100)의 계측정보, 온/오프, 이상상태 등을 중앙서버(200)까지 전송하거나 중앙서버(200)의 제어신호에 의해 입출력디바이스부(100)의 온/오프, 동작 스케줄 등이 지정가능하도록 한다.

이동식단말기(10)는 기본적으로 인터넷 기반의 네트워크를 통해 중앙서버(200)에 접속되는 유무선공유기(500)를 통해 무선통신하게 되는 것으로, 중앙서버(200)에 기 설정되는 운용프로그램과 같은 용도의 어플리케이션이 매립되어 있어 입출력디바이스부(100)의 제어신호를 생성하여 중앙서버(200)까지 전달되도록 하거나 입출력디바이스부(100)에서 전송되는 상태신호를 수신하여 표시하는 기능을 수행하게 된다.

여기서 이동식단말기(10)는 유무선공유기를 통한 Wi-Fi와 같은 무선 통신뿐만 아니라 인터넷 기반 네트워크를 거쳐 중앙서버(200)와 지그비(Zigbee) 통신가능하게 입출력디바이스부(100)의 제어신호 및 수신신호를 변환하는 지그비통신모듈(11)을 더 포함할 수 있다. 지그비통신모듈(11)은 입출력디바이스부(100)와 연동되는 소규모 네트워크를 별도로 구성가능하게 하도록 종래와 같이 프로토콜로 동작하게 되는 소프트웨어 부분과, 모듈레이션 등 RF의 역할을 하거나 소프트웨어 부분을 저장하여 실행시키는 하드웨어 부분을 포함하게 된다.

한편, 입출력디바이스부(100)는 중앙서버(100)가 건축물 예를 들어 공공주택이나 상가 등에 설치되는 전력시설물을 제어할 수 있도록 감전방지부(100) 및 누전차단부(120)를 포함한다. 이를 통해 집중 호우시 전력시설물의 침수로 인한 감전사고 등의 안전사고를 예방할 수 있게 된다.

이를 위하여, 감전방지부(100)는 전력시설물로 침투하는 물을 감지하는 수위감지센서(111)와 전력시설물로 공급되는 주전력을 차단하기 위한 전력차단부(113)로 구성된다. 이러한, 감전방지부(100)는 수위감지센서(111)가 물을 감지하게 되면 신호처리모듈(400)을 통해 감지신호를 중앙서버(200)로 전송하고, 중앙서버(200)로부터 전력차단신호가 입력되면 전력차단부(113)를 통해 전력시설물로 공급되는 주전력을 차단한다.

또한, 누전차단부(120)는 전력시설물에 설치되어 전력시설물에서 누설되는 누설전류의 발생여부를 검출하는 누전검출센서(121)와 전력시설물로 입력되는 서지전압을 검출하는 서지전압검출센서(123)와, 전력시설물로 입력되는 과전류를 검출하는 과전류검출센서(125)로 구성된다. 이러한, 누전차단부(120)는 누전검출센서(121), 서지전압검출센서(123) 및 과전류검출센서(125)의 감지신호를 신호처리모듈(400)을 통해 감지신호를 중앙서버(200)로 전송하고, 중앙서버(200)로부터 제어신호가 입력되면 전력시설물에 마련되는 누전차단기를 작동시켜 전력시설물에서 분기되어 각 부하로 공급되는 전원을 차단한다.

한편, 중앙서버(200)는 수위감지센서(111)의 감지신호에 따라 전력차단부(113)를 제어하며, 누전차단부(120)의 누전검출센서(121), 서지전압검출센서(123) 및 과전류검출센서(125) 중 어느 하나에서 신호가 발생하면 누전차단부(120)를 작동하는 제어신호를 누전차단부(120)로 전송한다.

또한, 중앙서버(200)는 작동정지시 감전방지부(110) 및 누전차단부(120)가 기 설정된 설정값 예를 들어 누전 전류 측정값(30mA 이상), 서지전압 측정값(275V 이상), 과전류 측정값(AC 220V/30A 초과)에 따라 동작하도록 분산 제어기능을 구비할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 이동식단말기(10)는 근거리 무선통신망에서 중앙서버(200)와 통신하여 입출력디바이스부(100)의 제어나 감시를 가능하게 구성된다.

또한, 이동식단말기(10)는 입출력디바이스부(100)의 제어신호 및 수신신호를 3G 통신망으로 송수신가능하게 하는 통신사모뎀과 함께 연동되어 위치에 따른 신호 수신 및 발신을 크게 구애받지 않으며 이동 통신사에서 제공되는 통신망 서비스를 통해 활용할 수도 있다. 예를 들어 3G 통신망을 사용할 경우 통신사측에 부과해야 하는 비용이 발생되기 때문에 24시간 입출력디바이스부(100)의 감시를 위해서는 이러한 3G 통신망의 사용이 꼭 필요할 시에만 이루어지는 것이 바람직한 이유로, 본 발명에서는 이동식단말기(10)로부터 전송되는 제어신호에 따라 입출력디바이스부(100)의 제어를 가능하게 하는 권한을 부여하는 인증모듈(20)과, 인증모듈(20)을 거쳐 권한 부여된 이동식단말기(10)가 유무선공유기, 지그비통신모듈(11) 및 통신사모뎀(30) 중 어느 하나를 통해 중앙서버(200)와 통신가능하게 하는 통신전환모듈(40)을 더 포함하여 선택적인 통신방식의 제공으로 통신의 효율적 사용을 도모하게 된다.

추가적으로 본 발명은 중앙서버 및 이동식단말기가 상호간에 통신하는 입출력디바이스부의 제어신호 및 수신신호에 난수로 이루어진 키값과 CRC(Cyclic Redundancy Check) 비트를 추가하여 AES(Advanced Encryption Standard)로 암호화하여 이루어진 암호화 패킷을 생성하거나 그 암호화 패킷을 복호화하여 난수로 이루어진 키값과 비교하는 암복호화모듈을 더 포함함으로써, 중앙서버와 이동식단말기간에 암호화된 통신을 적용하여 보안성을 향상시키게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10 : 이동식단말기 100 : 입출력디바이스부
110 : 감전방지부 111 : 수위감지센서
113 : 전력차단부 120 : 누전차단부
121 : 누전검출센서 123 : 서지전압검출센서
125 : 과전류검출센서 200 : 중앙서버
300 : PLC통신모듈 400 : 신호처리모듈
500 : 유무선공유기

Claims

감전방지부와 누전차단부를 포함하며, 전력시설물에 설치되는 입출력디바이스부와; 상기 입출력디바이스부를 제어하기 위한 신호를 생성하거나 상기 입출력디바이스부로부터 발생되는 신호를 수신하여 표시하는 중앙서버와; 상기 중앙서버와 전력선 통신하는 PLC(Power Line Communication) 통신모듈과; 상기 중앙서버의 제어 신호를 상기 PLC 통신모듈을 통해 전달받아 상기 입출력디바이스부를 직접적으로 제어하거나 상기 입출력디바이스부의 상태신호를 전력선을 거쳐 상기 중앙서버까지 전송하는 신호처리모듈과; 인터넷 기반 네트워크를 통해 상기 중앙서버에 접속되는 유무선공유기와 무선통신하여 상기 입출력디바이스부의 제어신호를 생성하고 수신신호를 표시하는 이동식단말기;를 포함하며, 상기 감전방지부는 상기 전력시설물로 침투하는 물을 감지하는 수위감지센서와 상기 전력시설물로 공급되는 주전력을 차단하는 전력차단부를 포함하고, 상기 누전차단부는 상기 전력시설물에 설치되어 누설전류의 발생여부를 검출하는 누전검출센서와 상기 전력시설물로 입력되는 서지전압을 검출하는 서지전압검출센서와, 상기 전력시설물로 입력되는 과전류를 검출하는 과전류검출센서를 포함하며,
상기 중앙서버는 상기 수위감지센서의 감지신호에 따라 상기 전력차단부를 제어하고, 상기 누전검출센서, 상기 서지전압검출센서 및 상기 과전류검출센서 중 어느 하나에서 신호가 발생하면 누전차단부를 작동하되, 상기 누전검출센서의 누전 전류 측정값이 30mA 이상이거나, 상기 서지전압검출센서의 서지전압 측정값이 275V 이상이거나, 상기 과전류검출센서의 과전류 측정값이 AC 220V/30A 초과하면 상기 누전차단부를 작동하고,
상기 중앙서버 및 상기 이동식단말기가 상호간에 통신하는 입출력디바이스부의 제어신호 및 수신신호에 난수로 이루어진 키값과 CRC(Cyclic Redundancy Check) 비트를 추가하여 AES(Advanced Encryption Standard)로 암호화하여 이루어진 암호화 패킷을 생성하거나 그 암호화 패킷을 복호화하여 난수로 이루어진 키값과 비교하고,
상기 신호처리모듈은 중앙서버의 제어신호에 따라 입출력디바이스부를 직접적으로 제어하거나 입출력디바이스부의 상태신호를 전력선을 통해 PLC 통신모듈을 거쳐 중앙서버에 전송하도록 입출력디바이스부의 계측정보, 온/오프, 이상상태 등을 중앙서버까지 전송하거나 중앙서버의 제어신호에 의해 입출력디바이스부의 온/오프, 동작 스케줄을 지정가능하도록 하고,
PLC 통신모듈은 입출력디바이스부의 상태신호를 중앙서버까지 전송하도록 중앙서버와 TCP/IP 통신하는 PLC 게이트웨이와, 중앙서버의 제어신호가 3상의 전력선을 거쳐 입출력디바이스부까지 전달되도록 하고 입출력디바이스부의 상태신호가 PLC 게이트웨이로 전달되도록 하는 커플러를 포함하여 중앙서버와 입출력디바이스부간 전력선 통신이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 모바일 통신기술을 이용한 원방 감시 제어 시스템.
삭제