KR101281717B1 - 전자파 모니터링 장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각종 산업기기에서 발생되는 전자파를 지속적으로 측정하여 유해한 량인지를 판단하고 그 판단결과에 따라 적절한 차후 조치가 가능토록 한 것이다. 본 발명은 안테나를 통해 수신된 전자파의 유해 여부를 판단하도록 안테나 프로브의 보정값을 저장해 놓고 안테나 프로브에서 실측한 값을 보정값에 연계하여 실제값으로 변환한다. 보정값은 3축 등방성 안테나의 x, y, z축 기준안테나 손실이 측정되면 이들 데이터들을 모두 합하여 제작된 안테나 프로브를 측정한 후 기준안테나와의 차를 구함으로써 얻어진 값이다. 본 발명은 전자파 측정 데이터를 일정시간 마다 GSM/GPRS/WCDMA를 통해 전송받음과 동시에 GPS를 통해 전자파가 방출되는 장치의 설치장소 정보를 전송받아 관리하여 유해 전자파에 대한 대응책 마련에 기본데이터로서 제공되도록 가공 처리된다.

Description

전자파 모니터링 장치 및 그 방법{Electromagnetic wave monitoring device and monitoring method thereof}

본 발명은 전자파 모니터링 장치 및 그 방법에 관한 것으로써, 특히 각종 산업기기(예를 들어, 이동통신중계기, 변압기 등)에서 발생되는 전자파를 지속적으로 측정하여 유해한 량인지를 판단하고 그 판단결과에 따라 적절한 차후 조치가 가능토록 한 것이다.

전자파가 암유발 등 건강에 치명적인 위해요인이 될 수 있다는 사실이 알려지면서 일반인들의 관심이 크게 높아지고 있다. 특히 국내의 다중이용시설과 각종 전자제품들의 전자파 방출기준 수준이 외국기준을 훨씬 초과한다는 연구결과들이 잇따르고 있다.

전자파의 유해론은 계속해서 논란을 거듭하고 있는데, 고압선이 지나는 동네의 어린이에게 백혈병과 뇌종량이 많아 발생하고, 무선통신기기가 남성의 생식기능을 저하하며, 서울지하철이 국제기준치의 5배 이상 높은 전자파를 방출한다는 등의 많은 연구와 외신들이 계속되고 있다.

전자파는 물리학에서 말하는 전기ㅇ자기파를 말하며 물질이 아닌 에너지이다. 따라서 눈에 보이지도 않을뿐더러 온도나 질량도 없다. 전자파의 인체 유해근거는 세포막을 통과하는 나트륨ㅇ칼륨 등 이온의 분포 변화, 인체내에서 생체시계역할을 맡고 있는 호르몬인 멜라토닌 분비량의 감소, 체열 등의 상승을 들 수 있으며, 일반 가정에서 가장 문제가 되는 전자파는 가전제품의 경우 전원인 교류전원에 의해 방출되는 전자파이다.

한편, 종래 기술에 따른 전자파 검출장치는 그 활용이 산업환경에서 특정한 전기전자 제품의 성능을 보장하고, 그 기능을 실현하는데 필요한 정보를 획득하는 도구로써 사용된 관계로 그 측정 정밀도가 매우 높고 인간의 생활환경에서 발생하는 전자파의 주파수 범위 및 세기와는 다른 영역에 적합하게 개발되었다.

세부 용도는 기업에서 제품 출시 이전에 제품에서 발생하는 전자파의 수준이 규격에 맞는지를 검사하기 위해 사용되거나 제품 개발단계에서 전자파 발생을 최소화하기 위해 전자파를 일으키는 발생원을 찾기 위해 사용되었다.

구체적인 종래기술로는 도 1에 도시된 바와 같이, 시스템 구동 및 기능 선택이 스위치(110)에 의해 행해지면, 주파수범위 50㎐ ∼ 50㎑의 전자파 세기가 전자파 센서(120)에 의해 측정되고, 기 설정된 기준신호와 전자파 센서(102)의 측정신호와의 신호 세기를 비교한 결과 및 스위치(110)의 선택모드에 따라 마이크로 컨트롤러(130)가 표시부(140)를 통해 측정신호의 레벨을 다단으로 표시하는 구성이다.

그러나 이러한 종래기술은 전자파의 제한적 주파수 범위 및 인간에게 영향을 미치는 세기의 정밀도만을 고려하여 그 구성이 간단하고 제품의 용이한 이동성이 보장되며 실시간 샘플링 방식이 채택되어 전력소모가 최소화될 수 있는 이점은 있으나, 일반 가정용 전자기기의 전자파 검출에 그칠 뿐, 예를 들어 이동통신 중계기, 변압기 등 일반 산업기기는 전자파 방출이 광범위하게 이루어진다는 점을 감안할 때 보다 세밀하고 정확한 전자파 검출에 따른 대응책 마련이 시급한 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 종래 전자파 검출장치에 관련된 문제점을 해소하기 위하여 이루어진 것으로써, 본 발명의 목적은 각종 산업기기에서 방출되는 전자파를 보다 정확하게 측정하여 유해여부를 판단할 수 있도록 한 전자파 모니터링 장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 측정된 전자파 데이터값이 기본데이터값으로 이용되어 유해 전자파에 대한 적절한 차후 대비책 마련이 가능하도록 한 전자파 모니터링 장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전자파 모니터링 장치는, 산업기기로부터 방출되는 전자파를 수신하는 안테나; 안테나에 의해 수신된 전자파를 디지털데이터로 변환하는 A/D 변환기; A/D 변환기로부터 디지털데이터를 입력받아 안테나에 의해 수신된 전자파의 유해여부를 판단하도록 안테나 프로브의 보정값을 저장해 놓고 안테나 프로브에서 실측한 값을 보정값에 연계하여 실제값으로 변환하는 중앙처리장치; 중앙처리부에서 처리된 데이터를 저장하는 메모리; 태양광을 이용한 태양전지와 대용량 배터리를 탑재하여 시스템에 전원을 공급하는 전원충전부 및 중앙처리부에서 처리되어 메모리에 저장 관리되는 전자파 측정 데이터를 일정시간 마다 GSM/GPRS/WCDMA를 통해 전송받음과 동시에 GPS를 통해 전자파가 방출되는 장치의 설치장소 정보를 전송받아 관리하는 서버로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 전자파 모니터링 장치에 구성된 서버는 USB 또는 UART를 통해 중앙처리장치에서 처리된 데이터를 전송받는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 전자파 모니터링 장치에 적용되는 보정값은 3축 등방성 안테나의 기준안테나 손실이 측정되면 이들 데이터들을 모두 합하여 제작된 안테나 프로브를 측정한 후 기준안테나와의 차를 구함으로써 얻어진 값인 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전자파 모니터링 장치는, 산업기기로부터 방출되는 전자파를 수신하는 안테나; 안테나에 의해 수신된 전자파를 디지털데이터로 변환하는 A/D 변환기; A/D 변환기로부터 디지털데이터를 입력받아 안테나에 의해 수신된 전자파의 유해여부를 판단하도록 안테나 프로브의 보정값을 저장해 놓고 안테나 프로브에서 실측한 값을 보정값에 연계하여 실제값으로 변환하는 중앙처리장치; 중앙처리부에서 처리된 데이터를 저장하는 메모리; 태양광을 이용한 태양전지와 대용량 배터리를 탑재하여 시스템에 전원을 공급하는 전원충전부; 중앙처리부에서 처리되어 메모리에 저장 관리되는 전자파 측정 데이터를 일정시간 마다 GSM/GPRS/WCDMA를 통해 전송받음과 동시에 GPS를 통해 전자파가 방출되는 장치의 설치장소 정보를 전송받아 관리하는 서버; 시스템의 온도를 감지하는 온도센서; 및 온도센서에 의해 감지된 온도가 중앙처리장치에 저장 관리되는 기준온도를 초과할 경우 구동되어 시스템을 냉각하는 냉각팬으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전자파 모니터링 방법은, 3축 등방성 안테나의 x축, y축 및 z축의 기준안테나 손실이 측정되면 이들 데이터들을 모두 합하여 제작된 안테나 프로브를 측정한 후, 기준안테나와의 차를 구하고 구해진 차를 보정값으로 하여 전자파 방출량을 측정하며, GPS에 의해 전자파 방출 장소도 동시에 판단되도록 한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 전자파 모니터링 장치 및 그 방법에 따르면, 이동통신 기지국 등의 전자파 방출량을 상시 모니터링하여 작은 순간에라도 방출되는 전자파를 기록한 후 인체 유해 유무를 판단할 근거로 사용한다.

또한 본 발명을 통해 관련 시스템의 저가 생산이 가능할 경우 병원, 유아원, 유치원 등 전자파에 민감한 지역에 설치하여 인체 유해한 전자파의 상시 모니터링이 가능하다.

도 1은 종래 전자파 검출장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 전자파 모니터링 시스템의 전체 구성도.
도 3은 본 발명의 안테나 프로브의 보정 원리도.
도 4는 본 발명의 전자파 모니터링 시스템에 구성되는 안테나 프로브의 보정을 위한 동작 흐름도.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 전자파 모니터링 시스템의 전체적인 모니터링 방법에 대한 동작 흐름도.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 전자파 모니터링 시스템의 전체 구성도, 도 3은 본 발명의 안테나 프로브의 보정 원리도, 도 4는 본 발명의 전자파 모니터링 시스템에 구성되는 안테나 프로브의 보정을 위한 동작 흐름도, 도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 전자파 모니터링 시스템의 전체적인 모니터링 방법에 대한 동작 흐름도이다.

본 발명의 전자파 모니터링 장치는 도 2에 도시된 바와 같이 기본적으로 안테나(10), A/D 변환기(20), 중앙처리부(30), 메모리(40), 전원충전부(50), 통신부(60), 서버(70)로 이루어진다.

안테나(10)는 예를 들어 이동통신기지국으로부터 방출되는 전자파를 수신하는 3축 등방성 안테나로서, 도 3에 도시된 바와 같이 안테나 프로브를 개발 하고 보정 알고리즘을 사용하여 저 가격 및 쉬운 보정이 가능하도록 한 것이다. 3축 안테나를 통해 측정된 전자파의 전압으로 변환된 값은 매우 낮기 때문에 이를 선형 저잡음 증폭기를 이용하여 일정레벨로 증폭하게 된다.

이 과정에서 안테나 프로브에서 출력된 전압값을 기준안테나와 비교하여 보정값을 정하고 등방성을 고려한 보정을 하면 보다 더 낮은 가격과 시간을 투입하여 제품의 개발 및 상용화가 가능하다. 이에 대해서는 이하에서 상술하기로 한다.

A/D 변환기(20)는 상기 증폭기를 통해 일정레벨로 증폭된 전자파를 디지털데이터로 변환하는 부분이다.

중앙처리부(30)는 상기 A/D 변환기(20)로부터 디지털데이터를 입력받아 안테나(10)에 의해 수신된 전자파의 유해여부를 판단하기 위한 부분으로, 일반적인 8bit 마이크로콘트롤러를 사용하며 이는 통신부(60)의 GSM/GPRS/WCDMA 통신을 하기 위해 관련된 단자가 있는 범용제품을 사용한다.

중앙처리부(30)는 상기 안테나 프로브의 보정값을 저장해 놓고 안테나 프로브에서 실측한 값을 보정값에 연계하여 실제값으로 변환하며, 저전력으로 설계하여 충분한 시간동안 전자파 측정이 가능하도록 한다.

중앙처리부(30)는 또한, 태양광 발전을 위한 충전 및 방전회로를 구성하여 시스템 내 전원 공급에 문제가 없도록 한다.

메모리(40)는 중앙처리부(30)에서 처리된 데이터를 저장하였다가 서버(70)로 전송하고, 통신부(61)로부터 전송되는 신호가 중앙처리부(30)에 전송되도록 저장하는 부분이다.

전원충전부(50)는 광대역 센서 형태의 장비 개발은 항상 전원공급부분에 있어서 많은 문제가 발생되어 실현이 어려웠던 점을 감안한 부분으로, 본 발명은 태양광을 이용한 태양전지(51)와 대용량 배터리(52)를 탑재하여 외부의 전원 공급 없이도 365일 전자파 측정이 가능하도록 한다.

통신부(60)는 GSM/GPRS/WCDMA(61)를 기반으로 하는 이동통신모듈과 위치추적위성을 통한 GPS 모듈(62)로 구분된다. 이는 일반적인 통신 모듈이 각종의 운영체제를 탑재하는 것과는 달리 UART(직렬 통신) 또는 USB(71)를 이용하여 중앙처리부(30)와 통신을 하며, 메모리(40)에 저장 관리되는 정보를 서버(70)에 전송하는 역할을 한다.

서버(70)는 중앙처리부(30)에서 처리되어 메모리(40)에 저장 관리되는 전자파 측정 데이터를 일정시간 마다 GSM/GPRS/WCDMA(61)를 통해 전송받음과 동시에 GPS(62)를 통해 전자파가 방출되는 장치의 설치장소 정보를 전송받아 관리하는 부분으로, 차후 유해 전자파 또는 유해하지는 않더라도 전자파 데이터를 활용하여 각종 대응책을 마련하는데 있어 중요한 기본데이터를 가공 처리하게 된다.

서버(70)는 또한, 상술한 바와 같이 위치추적시스템인 GPS(모듈, 62)과의 연계를 통해 중앙처리부(30)에서 처리된 데이터 수신시 반드시 장치의 위치정보를 같이 수신하여 여러 장소에서 일시에 전자파가 모니터링되는 경우에도 방출장소별로 개별 식별이 가능하며, 특정 지역에서 통신이 안 될 경우 시스템의 고장 유무를 파악하게 된다.

본 발명은 상기 구성이외에, 장치가 옥외에서 사용됨에 따라 고온에서 견딜 수 있도록 온도를 측정하는 온도센서(80)와, 상기 온도센서(80)에 의한 측정결과 일정 온도 이상으로 상승할 경우 구동되어 시스템이 적정온도를 유지토록 하는 냉각팬(90)이 추가 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 전자파 모니터링 장치의 동작 흐름을 도 2 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.

먼저 시스템에 전원이 인가되어 초기화되면(S1), 안테나 프로브의 고정값 보정 입력여부를 판단한다(S2).

안테나 프로브의 보정값은 도 3 및 도 4에 도시된 흐름에 따라 중앙처리장치(30)에서 구해진 후 메모리(40)에 저장된다.

x축의 기준안테나 손실이 측정되어 저장되고, y축의 기준안테나 손실이 측정되어 저장되며, z축의 기준안테나 손실이 측정되어 저장되면 이들 데이터들을 모두 합하여 제작된 안테나 프로브를 측정한다. 물론 합해진 데이터와 측정된 안테나 프로브값도 저장된다.

따라서 기준안테나와의 차를 구하고 구해진 차를 보정값으로 중앙처리부(30)의 제어에 의해 메모리(40)에 저장하여 차후 동작에 이용토록 한다.

스텝 S2에서의 판단결과, 안테나 프로브의 고정값 보정이 입력되지 않았으면 도 5b로 넘어가고, 입력되었으면 모니터링이 개시된다(S3).

스텝 S3에서의 모니터링 개시와 동시에 온도센서(80)가 동작하여 온도감지값을 중앙처리부(30)에 전송함으로써 장치의 동작에 이상을 발생시킬 수 있는 기준온도인 50℃가 초과하였는지를 판단한다(S4).

스텝 S4에서의 판단결과, 50℃를 초과하였을 경우에는 중앙처리장치(30)에서 냉각팬(90)을 구동시켜 냉각이 이루어지도록 하며(S41), 이후에도 계속 온도가 50℃를 초과하는지를 온도센서(80)에 의한 온도감지값을 토대로 판단한다(S42).

한편, 스텝 S4에서의 판단결과, 50℃를 초과하지 않았을 경우에는 모니터링 동작에 문제가 없으므로 통신모듈의 동작여부를 판단한다(S5).

스텝 S5에서의 판단결과, 통신모듈이 동작하지 않으면 LED(100)를 구동시켜 사용자가 이를 확인하고 적절한 조치를 하도록 한다(S51).

스텝 S5에서의 판단결과, 통신모듈이 동작하면 스텝 S6로 나아가서 GPS (62)의 동작여부를 판단한다.

스텝 S6에서의 판단결과, GPS(62)가 동작하지 않으면 도 5c로 넘어가고, 동작하면 스텝 S7로 나아가서 안테나 프로브 동작이 이루어지는지를 판단한다.

스텝 S7에서의 판단결과, 안테나 프로브 동작이 이루어지지 않으면 도 5c로 넘어가고, 동작이 이루어지면 비로소 전자파 측정이 행해진다(S8).

상기 스텝 S8에서 측정되는 전자파는 A/D 변환기(20)에서 디지털데이터로 변환되어 중앙처리장치(30)에서 처리된 후 메모리(40)에 저장 관리된다(S81).

스텝 S9에서는 통신시간을 확인하여 UART 또는 USB(71)를 이용하여 서버(70)에 전송한다(S10). 이때 스텝 S81에서 메모리(40)에 저장된 전자파 측정값 신호도 동시에 서버(70)로 전송되어 저장 관리된다.

상기와 같은 동작 흐름에 의해 기본적으로 본 발명의 전자파 모니터링이 행해진다.

한편, 상기 스텝 S2에서의 판단결과, 안테나 프로브의 고정값 보정이 입력여부가 확인되지 않을 경우에는 도 5b로 나아가서 단순누락인지를 판단한다(S21).

스텝 S21에서의 판단결과, 단순 누락이면 데이터 입력을 하고(S24), 단순 누락이 아니면 안테나 프로브 보정여부를 판단하여(S22), 보정이 되지 않았으면 보정을 하고(S23), 데이터 입력을 한다(S24).

스텝 S22에서의 판단결과, 안테나 프로브 보정이 되었을 경우에는 고장여부를 확인하고 종료한다.

또한 상기 스텝 S6에서의 판단결과, GSP(62)가 동작하지 않으면 도 5c로 나아가서 통신 모듈(61)에 전원을 인가하고(S61), AT 코맨드를 이용하여 지정된 SMS를 전송한다(S62).

또한 상기 스텝 S7에서의 판단결과, 안티네 프로브가 동작하지 않으면 도 5c로 나아가서 통신 모듈(61)에 전원을 인가하고(S61), AT 코맨드를 이용하여 지정된 SMS를 전송한다(S62).

10 : 안테나 20 : A/D 변환기
30 : 중앙처리장치 40 : 메모리
50 : 전원충전부 51 : 태양전지
52 : 배터리 61 : GSM/GPRS/WCDMA
62 : GPS 70 : 서버
71 : USB 80 : 온도센서
90 : 냉각팬 100 : LED

Claims (5)

1. 산업기기로부터 방출되는 전자파를 수신하는 안테나(10);
   상기 안테나(10)에 의해 수신된 전자파를 디지털데이터로 변환하는 A/D 변환기(20);
   상기 A/D 변환기(20)로부터 디지털데이터를 입력받아 안테나(10)에 의해 수신된 전자파의 유해여부를 판단하도록 안테나 프로브의 보정값을 저장해 놓고 안테나 프로브에서 실측한 값을 보정값에 연계하여 실제값으로 변환하는 중앙처리장치(30);
   상기 중앙처리장치(30)에서 처리된 데이터를 저장하는 메모리(40);
   태양광을 이용한 태양전지(51)와 대용량 배터리(52)를 탑재하여 시스템에 전원을 공급하는 전원충전부(50); 및
   상기 중앙처리장치(30)에서 처리되어 메모리(40)에 저장 관리되는 전자파 측정 데이터를 일정시간 마다 GSM/GPRS/WCDMA(61)를 통해 전송받음과 동시에 GPS(62)를 통해 전자파가 방출되는 장치의 설치장소 정보를 전송받아 관리하는 서버(70)로 이루어진 것을 특징으로 하는 전자파 모니터링 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 서버(70)는 USB 또는 UART(71)를 통해 중앙처리장치(30)에서 처리된 데이터를 전송받는 것을 특징으로 하는 전자파 모니터링 시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기 보정값은 3축 등방성 안테나의 기준안테나 손실이 측정되면 이들 데이터들을 모두 합하여 제작된 안테나 프로브를 측정한 후 기준안테나와의 차를 구함으로써 얻어진 값인 것을 특징으로 하는 전자파 모니터링 시스템.
4. 산업기기로부터 방출되는 전자파를 수신하는 안테나(10);
   상기 안테나(10)에 의해 수신된 전자파를 디지털데이터로 변환하는 A/D 변환기(20);
   상기 A/D 변환기(20)로부터 디지털데이터를 입력받아 안테나(10)에 의해 수신된 전자파의 유해여부를 판단하도록 안테나 프로브의 보정값을 저장해 놓고 안테나 프로브에서 실측한 값을 보정값에 연계하여 실제값으로 변환하는 중앙처리장치(30);
   상기 중앙처리장치(30)에서 처리된 데이터를 저장하는 메모리(40);
   태양광을 이용한 태양전지(51)와 대용량 배터리(52)를 탑재하여 시스템에 전원을 공급하는 전원충전부(50);
   상기 중앙처리장치(30)에서 처리되어 메모리(40)에 저장 관리되는 전자파 측정 데이터를 일정시간 마다 GSM/GPRS/WCDMA(61)를 통해 전송받음과 동시에 GPS(62)를 통해 전자파가 방출되는 장치의 설치장소 정보를 전송받아 관리하는 서버(70);
   시스템의 온도를 감지하는 온도센서(80); 및
   상기 온도센서(80)에 의해 감지된 온도가 중앙처리장치(30)에 저장 관리되는 기준온도를 초과할 경우 구동되어 시스템을 냉각하는 냉각팬(90)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전자파 모니터링 시스템.
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