KR101240255B1 - 센서 네트워크의 통합 인터페이스 제공 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 센서 네트워크의 통합 인터페이스 제공 시스템에 있어서, 센서 네트워크 내 무작위로 분산되어, 각종 이벤트 및 상태를 센싱하는 적어도 하나 이상의 센서 노드와, 상기 센서 네트워크 내 모든 노드와 브리지(birdge)되어 교신하며, 상기 모든 노드에서 발생하는 이벤트를 저장 및 통합 관리하는 서버 노드를 포함함을 특징으로 한다.

Description

센서 네트워크의 통합 인터페이스 제공 시스템 및 방법{METHOD AND SYSTEM FOR PROVIDING INTEGRATED INTERFACE IN SENSOR NETWORK}
본 발명은 선박에서의 능동적 상황 처리를 위한 센서 네트워크에 관한 것으로, 상기 센서 네트워크 내 분산된 센서 노드의 센싱 정보를 수집하여 이벤트 발생 및 상태에 따라 제어를 수행하는 동안 이종의 네트워크 및 이종의 프로토콜을 통합하고, 상기 통합을 실시하는 모듈을 탈착 가능하도록 하여 네트워크 별 특성에 따라 적응적으로 서버를 구비하고자 하는 센서 네트워크의 통합 인터페이스 제공 시스템 및 방법에 관한 것이다.
선박은 여행, 화물 운송, 국가 방위 등 여러 가지 용도로 사용되고 있으며, 이에 따라 여객선, 화물선, 군함 등으로 그 종류를 구분할 수 있다.
선박은 객실, 기관실 등과 같은 선실로 구분되어 있으며, 일반적으로 주기관, 보조기관, 추진축, 추진기, 프로펠러, 엔진, 모터 기어 등과 같은 여러 가지 기계 장치 및 전기, 전자 장치를 이용하여 운행하기 되며 통신 프로토콜도 매우 다양하다.
또한, 선박에는 모든 정보를 취득하고 제어를 수행하는 브리지(bridge) 역할의 장비가 존재하고, 정보를 취득하여 원하는 통신 프로토콜로 변환하여 주는 DDU(Data Distribution Unit) 및 센서에서 취득한 정보를 받아 디스플레이하거나 다른 노드에 재전송하는 MFR(Multi Function Repeater)이 있다.
그러나, 선박의 발전은 적은 수의 선원으로 안전한 항해를 가능하게 하기 위해 브리지 장비를 제외한 다른 곳에서 선박의 모든 정보를 볼 수 있으며 선박의 안전항행 필요한 경우 선박의 제어가 가능한 미니 브리지 기능을 하는 장비가 필요하다.
또한, 이런 장비가 사용에 따라 원하는 기능을 통합하고 분리할 수 있도록 탈착 가능한 모듈화된 장비가 필요한 실정이다.
따라서 본 발명은 센서 네트워크 내 이벤트 및 상태를 센서 노드를 통해 센싱하면, 이를 선박 내 모든 센서 노드와 교신 가능한 서버 노드에서 수집하여 주요 노드에서의 이벤트 발생 여부를 모니터링하고, 상기 모니터링 결과를 저장, 분석 및 처리한 후 센서 노드 제어 신호를 출력하거나 관리자의 이동단말 노드로 알람을 발생함으로써 선박 내 위험 상황 발생 시에 상기 서버 노드에 의해 바로 판단된 정보를 이용하여, 이벤트 발생 통지를 수행하므로 보다 신속한 이벤트 발생 통지를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 다양한 형태의 통신 프로토콜을 사용하는 선박 내 센서 네트워크를 이종 센서 프로토콜 인터페이스를 통해 통합하고, IBS(Integrated Bridge System)를 포함한 선박 네트워크와 연동 기술을 제공함으로써 선박 내 개별 영역 별 상태 감시, 표시, 다양한 정보 수집, 저장, 분석, 처리 및 제어를 수행할 수 있는 분산 시스템 기반의 능동 지능형 서버를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 견지에 따르면, 센서 네트워크의 통합 인터페이스 제공 시스템에 있어서, 센서 네트워크 내 무작위로 분산되어, 각종 이벤트 및 상태를 센싱하는 적어도 하나 이상의 센서 노드와, 상기 센서 네트워크 내 모든 노드와 브리지(birdge)되어 교신하며, 상기 모든 노드에서 발생하는 이벤트를 저장 및 통합 관리하는 서버 노드를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 견지에 따르면, 센서 네트워크의 통합 인터페이스 제공 방법에 있어서, 센서 네트워크 내 센서 노드로부터 각종 이벤트 및 상태를 센싱하는 과정과, 상기 센싱된 정보를 수집하여 이벤트 발생 여부를 모니터링하는 과정과, 상기 센서 네트워크 내 데이터 전송 시 사용되는 통신 프로토콜이 상이한 경우, 센서 노드 간 혹은 상기 센서 노드와 상기 센서노드의 상/하위 노드 간 통신 가능한 프로토콜로 변환하는 과정과, 상기 센서 노드로부터 전송된 이벤트를 해당 관련 노드들에게 중계하는 과정과, 상기 센서 네트워크 내 모든 노드에서 발생하는 이벤트를 저장 및 통합 관리하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
본 발명은 선박 내 위험 상황 발생 시 모든 노드와 브리지되어 교신 가능한 서버 노드에 의해 바로 판단된 정보를 이용하여 관련 노드 및 관리자의 이동단말 노드로 이벤트 발생 통보를 수행하므로 보다 신속한 이벤트 발생 통지를 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 이종 센서 프로토콜 인터페이스를 통해 선박 내 다양한 형태의 통신 프로토콜을 통합하고, 각 네트워크 별 연동 기술을 제공함으로써 선박 내 메인 서버에서 에러가 발생하여도 선박의 통신 장애를 최소화 할 수 있는 분산 시스템 기반의 능동 지능형 서버를 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서 네트워크의 통합 인터페이스 제공 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서 네트워크의 통합 인터페이스 제공 시스템에서 서버 노드의 상세 블록도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서 네트워크의 통합 인터페이스 제공 방법에 관한 흐름도.
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다.
본 발명은 선박에서의 능동적 상황 처리를 위한 센서 네트워크에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상기 센서 네트워크 내 분산되어 주요 노드 예컨대, 선박의 엔진, 선두, 프로펠러 및 갑판 등에서 발생하는 화재, 오염과 같은 이벤트 및 상태를 센서 노드를 통해 센싱하면, 이를 선박 내 모든 센서 노드와 교신 가능한 서버 노드에서 수집하여 주요 노드에서의 이벤트 발생 여부를 모니터링하고, 상기 모니터링 결과를 저장, 분석 및 처리한 후 센서 노드 제어 신호를 출력하거나 관리자의 이동단말 노드로 알람을 발생함으로써 선박 내 위험 상황 발생 시에 상기 서버 노드에 의해 바로 판단된 정보를 이용하여, 이벤트 발생 통지를 수행하므로 보다 신속한 이벤트 발생 통지를 제공할 수 있을 뿐만 아니라 선박 내 복잡한 여러 경로를 거치는 유/무선 방식 대신에 메인 서버 및 다수의 센서 노드와 브리지되어 교신 가능한 상기 서버 노드가 센서 네트워크를 사용하여, 이벤트 발생 정보를 제공함으로써 선박 내 각 영역에서의 원활한 통신 기술을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 선박의 각 통신 장비 별 상이한 통신 프로토콜 즉, NMEA0183, NMEA2000, 이더넷(Ethernet), 와이파이(WiFi), 와이브로(WiBro), 지그비(Zigbee) 등 다양한 형태의 통신 프로토콜을 사용하는 선박 내 센서 네트워크를 이종 센서 프로토콜 인터페이스를 통해 통합하고, IBS(Integrated Bridge System)를 포함한 선박 네트워크와 연동 기술을 제공함으로써 선박 내 개별 영역 별 상태 감시, 표시, 다양한 정보 수집, 저장, 분석, 처리 및 제어를 수행할 수 있는 분산 시스템 기반의 능동 지능형 서버를 제공하고자 한다.
그리고, 본 발명은 서버 노드의 모듈식 설계로 선박의 네트워크 프로토콜에 따라 기능 모듈만 추가/제거하여 네트워크를 구성할 수 있어 설계의 유연성을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 이동 노드는 디지털 방송 단말기, 개인 정보 단말기(PDA, Personal Digital Assistant), 스마트 폰(Smart Phone), 태블릿(Tablet) PC, 아이패드(Ipad), 3G 단말기 예를 들면 IMT-2000(International Mobile Telecommunication 2000)단말기, WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access)단말기, GSM/GPRS(Global System For Mobile Communication Packet Radio Service) 및 UMTS(Universal Mobile Telecommunication Service) 단말기 등과 같은 모든 정보통신기기 및 멀티미디어 기기 등이 포함될 수 있다. 그러나, 본 명세서에서 기재된 실시예에 따른 구성은 휴대단말기에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.
이하, 후술되는 본 발명에서는 선박 내 네트워크 통신으로 한정하여 본 발명이 실시될 수 있는 예를 들어 설명하지만, 이에 한정하지 않고 유/무선 통신이 가능다양한 곳에 용이하게 적용이 가능함을 전제로 하는 바이다.
이하, 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서 네트워크의 통합 인터페이스 제공 시스템에 관해 도 1을 참조하여 개략적으로 살펴보기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서 네트워크의 통합 인터페이스 제공 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명이 적용된 시스템은 선박 내 각 네트워크를 관할하는 메인 서버가 위치하는 센서 네트워크(112)와, 서버 노드(110) 및 다수의 센서 노드(100, 101, 102, 103)을 포함한다.
상기 센서 네트워크(112)는 적어도 하나 이상의 센서 노드를 포함하는 적어도 하나 이상의 센서 네트워크를 포함하며, 상기 센서 네트워크별 통신 프로토콜이 서로 상이하다.
그리고, 상기 센서 네트워크(112)는 센서 노드, 서버 노드 및 상기 서버 노드를 통합 관리하는 중앙 혹은 메인 서버 노드를 포함한다.
상기 다수의 센서 노드(100, 101, 102, 103)은 센서 네트워크 내 무작위로 분산되어, 각종 이벤트 및 상태를 센싱한다.
이때, 상기 이벤트는 선박 내의 주요 위치 예컨대, 선박의 엔진, 선두, 프로펠러 및 갑판 등에서 발생하는 화재, 오염과 같은 이벤트를 의미한다.
상기 서버 노드(110)은 센서 네트워크 내 모든 노드와 브리지(birdge)되어 교신하며, 상기 모든 노드에서 발생하는 이벤트를 저장 및 통합관리한다.
더욱 상세하게 도 2를 참조하여 설명하면, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서 네트워크의 통합 인터페이스 제공 시스템에서 서버 노드의 상세 블록도에 관한 것으로, 상기 서버 노드(200)는 수집부(212), 제어부(218), 데이터 분배부(220), MFR(Multi Function Repeater, 222)부, 디스플레이부(210), NMEA2000 통신 프로토콜 유닛(214) 및 NMEA0183 통신 프로토콜 유닛(216)을 포함한다.
상기 수집부(212)는 센서 노드로부터 센싱정보를 수집한다.
상기 제어부(218)은 상기 수집된 센싱정보를 통해 이벤트 발생 여부를 모니터링하고, 그 결과에 따라 센서 노드 제어 신호를 출력하거나 선박 내 메인 혹은 중앙 서버 노드에 이벤트 발생을 통보한다.
이때, 상기 제어부(218)은 모니터링 결과, 이상신호가 감지된 경우 이상감지 정보를 사용자 및 관리자 이동단말 노드로 이상감지 결과를 전송하며, 상기 사용자 및 관리자 이동단말 노드로부터 조치사항 결과 정보를 수신하여 해당 센서 네트워크의 이력으로 저장한다.
여기서, 상기 센싱 정보는, 상기 센서 네트워크 내 주요위치로부터 센서 노드의 위치정보, 상태정보 및 주변 환경 정보를 포함한다.
상기 데이터 분배부(220)은 상기 센서 네트워크 내 혹은 센서 네트워크 별 데이터 전송을 위해 해당 통신 프로토콜로 변환한다.
즉, 선박 내 각 통신 장비 별 상이한 프로토콜 예컨대, NMEA0183, NMEA2000, 이더넷(Ethernet), 와이파이(WiFi), 와이브로(WiBro), 지그비(Zigbee) 통신 시 사용되는 각 프로토콜을 이종 센서 프로토콜 인터페이스를 통해 통합하거나 혹은 원하는 통신 프로토콜로 변환한다.
상기 MFR부(222)는 상기 센서 노드로부터 전송된 이벤트를 디스플레이하거나, 해당 관련 노드들에게 재전송함으로써 소정의 센서 노드와 다수의 노드 사이의 데이터 중계를 수행한다.
상기 디스플레이부(210)은 상기 센서 노드별 형성된 네트워크 내 각종 상황 및 상태 정보를 디스플레이 하는 것으로 상기 서버 노드에서 디스플레이부는 224의 형태로 구성될 수 있다.
이때, 상기 데이터 분배부(220), MFR부(222), NMEA2000 통신 프로토콜 유닛(214) 및 NMEA0183 통신 프로토콜 유닛(216)는 상기 서버 노드가 위치하는 네트워크별 특성에 따라 탈착 가능한 유닛으로, 예를 들어 중소형 선박 내에서 통신망은 NMEA0183이나 NMEA2000망에 특화되므로 다른 통신 유닛은 상기 서버노드에서 제외한다. 이럴 경우 상기 서버 노드는 중소형 선박을 위한 GPS 플로터 및 선박의 네트워크 중심으로 동작을 수행한다.
이상 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서 네트워크의 통합 인터페이스 제공 시스템의 개략적인 구성을 살펴보았다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서 네트워크의 통합 인터페이스 제공 방법에 대해 도 3을 참조하여 자세히 살펴보기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서 네트워크의 통합 인터페이스 제공 방법에 관한 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 310 과정에서 센서 네트워크 내 무작위로 분산된 다수의 센서 노드를 통해 각종 이벤트 및 상태를 센싱한다. 상기 다수의 센서 노드는 선박 내 선두, 갑판, 엔진룸, 샤프트 등에 부착하여 선체의 휘는 정도, 진동, 온도, 압력 등의 측정 데이터를 주변에 위치하는 서버 노드로 전송한다.
312 과정에서 상기 서버 노드는 상기 센서 노드로부터 센싱정보를 수집한 후, 314 과정에서 상기 수집된 센싱정보를 통해 이벤트 발생 여부를 모니터링하여 이벤트가 발생한 경우 316 과정으로 이동한다.
이때, 상기 이벤트 발생은 선박 내의 주요 위치 예컨대, 선박의 엔진, 선두, 프로펠러 및 갑판 등에서 발생하는 화재, 오염과 같은 이벤트를 의미한다.
상기 316 과정에서 선박 내 주요 통신 장비 즉, 노드 간 데이터 전송 시 사용되는 통신 프로토콜을 확인한 후, 상이할 경우 318 과정에서 통신 프로토콜을 변환한다.
다시 말해, 선박 내 각 통신 장비 별 상이한 프로토콜 예컨대, NMEA0183, NMEA2000, 이더넷(Ethernet), 와이파이(WiFi), 와이브로(WiBro), 지그비(Zigbee) 통신 시 사용되는 각 프로토콜을 이종 센서 프로토콜 인터페이스를 통해 통합하거나 혹은 원하는 통신 프로토콜로 변환한다.
이후, 320 과정에서 상기 모니터링 결과, 이상신호가 감지된 경우 이상감지 정보를 사용자 및 관리자 이동단말 노드로 이상감지 결과를 전송한다.
그리고, 322 과정에서 상기 발생된 이벤트를 저장 및 통합 관리하여 선박 내모든 노드를 원격으로 제어한다.
상기와 같이 본 발명에 따른 센서 네트워크의 통합 인터페이스 제공 시스템 및 방법에 관한 동작이 이루어질 수 있으며, 한편 상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 청구범위와 청구범위의 균등한 것에 의하여 정하여져야 할 것이다.
100, 101, 102, 103: 센서 노드 110: 서버 노드
112: 센서 네트워크

Claims (10)

  1. 센서 네트워크의 통합 인터페이스 제공 시스템에 있어서,
    센서 네트워크 내 무작위로 분산되어, 각종 이벤트 및 상태를 센싱하는 적어도 하나 이상의 센서 노드와,
    상기 센서 네트워크 내 모든 노드와 브리지(birdge)되어 교신하며, 상기 모든 노드에서 발생하는 이벤트를 저장 및 통합 관리하는 서버 노드를 포함하고,
    상기 서버 노드는,
    상기 센서 노드로부터 센싱정보를 수집하는 수집부와,
    상기 수집된 센싱정보를 통해 이벤트 발생 여부를 모니터링하고, 그 결과에 따라 센서 노드 제어 신호를 출력하거나 중앙 서버 노드에 이벤트 발생을 통보하는 제어부와,
    상기 센서 네트워크 내 혹은 센서 네트워크 별 데이터 전송을 위해 해당 통신 프로토콜로 변환하는 데이터 분배부와,
    상기 센서 노드로부터 전송된 이벤트를 디스플레이하거나, 해당 관련 노드들에게 재전송함으로써 소정의 센서 노드와 다수의 노드 사이의 데이터 중계를 수행하는 MFR(Multi Function Repeater)부와,
    상기 센서 노드별 형성된 네트워크 내 각종 상황 및 상태 정보를 디스플레이하는 디스플레이부를 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 모니터링 결과, 이상신호가 감지된 경우 이상감지 정보를 사용자 및 관리자 이동단말 노드로 이상감지 결과를 전송하며, 상기 사용자 및 관리자 이동단말 노드로부터 조치사항 결과 정보를 수신하여 해당 센서 네트워크의 이력으로 저장함을 특징으로 하는 센서 네트워크의 통합 인터페이스 제공 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 데이터 분배부 및 MFR부는,
    상기 서버 노드가 위치하는 네트워크별 특성에 따라 탈착 가능한 유닛(uint)임을 특징으로 하는 센서 네트워크의 통합 인터페이스 제공 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 센싱정보는,
    상기 센서 네트워크 내 주요위치로부터 센서노드의 위치정보, 상태정보 및 주변 환경 정보를 포함함을 특징으로 하는 센서 네트워크의 통합 인터페이스 제공 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 센서 네트워크는,
    적어도 하나 이상의 센서 노드를 포함하는 적어도 하나 이상의 센서 네트워크를 포함하며, 상기 센서 네트워크 별 통신 프로토콜이 서로 상이함을 특징으로 하는 센서 네트워크의 통합 인터페이스 제공 시스템.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 상기 모든 노드는,
    상기 센서 노드, 상기 서버 노드 및 상기 서버 노드를 통합 관리하는 중앙 서버 노드를 포함함을 특징으로 하는 센서 네트워크의 통합 인터페이스 제공 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 서버 노드는,
    NMEA0183, NMEA2000, 이더넷 및 광 파이버(fiber optic) 통신 프로토콜 유닛을 더 포함함을 특징으로 하는 센서 네트워크의 통합 인터페이스 제공 시스템.
  9. 센서 네트워크의 통합 인터페이스 제공 방법에 있어서,
    센서 네트워크 내 센서 노드로부터 각종 이벤트 및 상태를 센싱하는 과정과,
    상기 센싱된 정보를 수집하여 이벤트 발생 여부를 모니터링하는 과정과,
    상기 센서 네트워크 내 데이터 전송 시 사용되는 통신 프로토콜이 상이한 경우, 센서 노드 간 혹은 상기 센서 노드와 상기 센서노드의 상/하위 노드 간 통신 가능한 프로토콜로 변환하는 과정과,
    상기 센서 노드로부터 전송된 이벤트를 해당 관련 노드들에게 중계하는 과정과,
    상기 센서 네트워크 내 모든 노드에서 발생하는 이벤트를 저장 및 통합 관리하는 과정을 포함하고,
    상기 통합 관리 하는 과정은,
    상기 모니터링 결과, 이상신호가 감지된 경우 이상감지 정보를 사용자 및 관리자 이동단말 노드로 이상감지 결과를 전송하며, 상기 사용자 및 관리자 이동단말 노드로부터 조치사항 결과 정보를 수신하여 해당 센서 네트워크의 이력으로 저장함을 특징으로 하는 센서 네트워크의 통합 인터페이스 제공 방법.
  10. 삭제
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