KR101358727B1 - 저전력 기반 지하시설물의 관리시스템 - Google Patents

저전력 기반 지하시설물의 관리시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 저전력 기반 지하시설물의 관리 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 저전력 기반 지하시설물의 관리 시스템은, 다수의 지하시설물에 개별적으로 장착되어 계측 정보를 수집하는 센서 노드와, 상기 센서 노드에서 취득된 계측 정보를 유선 또는 무선 통신을 통해 전송 하는 통신 노드로 구성된 계측부; 상기 계측부에서 측정된 계측 정보를 상기 통신 노드를 통해 송신받는 중계부; 상기 계측부의 센서 노드와 통신 노드에 유선으로 연결되어 주전원을 공급하고, 상기 주전원이 단선되면 상기 유선 통신기와 무선 통신기에 접속된 부전원으로 전환하는 전원 관리부; 및 상기 계측부의 각 센서 노드에 취득된 계측 정보가 무선 또는 유선 통신을 통해 수신되는 데이터 수신부와, 상기 데이터 수신부에서 전송된 계측 정보들의 연산, 가공된 정보를 분석 제공하는 통합관제부로 구성된 제어부;를 포함한다.

Description

저전력 기반 지하시설물의 관리시스템{SYSTEM FOR MANAGING UNDERGROUND FACILITIES}
본 발명은 저전력 기반 지하시설물의 관리시스템에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 이중화된 전원 및 통신망을 이용하여 지하시설물의 지속적인 관리가 이루어지도록 한 저전력 기반 지하시설물의 관리시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 지하시설물은 주로 도시의 생활 기반으로 상수도, 하수도, 가스, 통신, 전기, 송유관 및 난방열관 등의 생활 환경을 개선하기 위한 목적으로 지하에 매설되는 각종 시설물을 의미한다.
이러한 지하시설물은 한정된 지하 공간 내에 다수의 시설이 매설되어야 하는 특성상 매설물 설치시 사고 발생 가능성이 높을 뿐만 아니라 매설 후에 고장 또는 단선 등의 문제점 발생시 지상에서 생활하는 다수의 사람들의 생활 환경에 불편을 초래하기 때문에 유지 보수를 위한 감시 및 점검 수단이 필수적으로 적용되어야 한다.
또한, 지하시설물은 지하에 매설된 상태에서 수시의 유지 보수를 위한 접근이 용이하지 않고, 지하시설물의 상태 유지를 위한 점검이 매번 인력(人力)으로 이루어지기 어렵기 때문에 지하시설물들의 감시를 위한 장비를 지상에 설치하여 이를 통해 감지되는 데이터를 통해 지하시설물들의 상태 감지를 위한 데이터 수집이 이루어지고 있다.
이를 위하여, 종래에는 상수도 및 하수도에 설치된 유량계의 경우 전자식 초음파 유량계, 전자 유량계 등이 설치되고, 각 유량계에 유선의 통신 라인을 연결하여 지상의 제어장치를 통해 유량계의 이상 유무의 데이터가 수신되며, 이 데이터를 이용하여 각 유량계의 고장 진단 및 상수도, 하수도의 파손, 누수 등의 결함 여부를 확인하고 있다.
그러나, 유선 통신 라인의 단선이나 불량 발생시에는 여전히 인력에 의한 누수 및 이상 여부를 확인할 수 밖에 없으며, 그 데이터를 해석함에 있어 통신 불량 등이 발생될 경우에는 이를 보수하기 위한 별도의 작업이 필요한 문제점이 있었다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 최근에는 지하시설물들에 USN(Ubiquitous Sensor Network) 기술, 즉 무선 통신 방식이 주로 적용되는 감지 기술이 개발되고 있다.
무선 통신 기반의 지하시설물 감지 시스템은 유선 통신 배선을 연결하기 위한 추가적인 비용이 절감되고, 무선 통신을 이용한 휴대용 단말기를 통해 지하시설물의 계측과 점검이 가능한 환경을 제공할 수 있음에 따라 지하시설물의 제어 장치의 위치 제약 문제도 해결될 수 있다.
그러나, 무선 통신 기반의 지하시설물 감지 시스템은 무선 통신의 특성상 주위의 통신 환경에 의해 무선 신호의 혼선이 발생될 수 있어 신뢰성이 저하될 가능성이 존재하고, 유량계나 맨홀의 침수가 발생될 경우 무선 통신을 통한 데이터 전송이 불가능한 경우가 발생되는 단점이 있다.
즉, 다양한 형태의 지하시설물들은 도시의 기반 시설물로 수집 데이터의 신뢰성이 매우 중요한 데 비해 무선 통신 수단의 데이터 통신으로는 통신 두절이나 외부 통신 요인 등에 의해 완벽한 신뢰성을 보장하기 어려운 문제점이 지적될 수 있다.
대한민국 공개특허공보 제2010-0116857호
따라서, 본 발명은 종래 지하시설물 관리 시스템에서 제기되고 있는 상기 제반 단점과 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 유선 통신 라인을 기반으로 하여 무선 통신이 교합된 이중화된 통신망을 이용하고, 주전원과 배터리 전원을 이용환 이중화 전원을 통해 지하시설물들의 안정적인 데이터를 수집, 분석하기 위한 저전력 기반 지하시설물의 통합 관리시스템이 제공됨에 발명의 목적이 있다.
본 발명의 상기 목적은, 다수의 지하시설물에 개별적으로 장착되어 계측 정보를 수집하는 센서 노드와, 상기 센서 노드에서 취득된 계측 정보를 유선 또는 무선 통신을 통해 전송 하는 통신 노드로 구성된 계측부; 상기 계측부에서 측정된 계측 정보를 상기 통신 노드를 통해 송신받는 중계부; 상기 계측부의 센서 노드와 통신 노드에 유선으로 연결되어 주전원을 공급하고, 상기 주전원이 단선되면 상기 유선 통신기와 무선 통신기에 접속된 부전원으로 전환하는 전원 관리부; 및 상기 계측부의 각 센서 노드에 취득된 계측 정보가 무선 또는 유선 통신을 통해 수신되는 데이터 수신부와, 상기 데이터 수신부에서 전송된 계측 정보들의 연산, 가공된 정보를 분석 제공하는 통합관제부로 구성된 제어부;를 포함하는 저전력 기반 지하시설물 관리시스템이 제공됨에 의해서 달성된다.
상기 계측부의 센서 노드와 통신 노드는 각각 부전원이 연결되고, 상기 부전원은 인터럽트 기반의 SAC(Sleep and Awake Cycling) 알고리즘에 의해 구동되는 배터리로 구성되어 저전력 기반의 통신 및 전원 연결이 가능하도록 할 수 있다.
상기 제어부를 구성하는 데이터 수신부는, 상기 계측부의 통신 노드와 유선 통신 배선을 통해 연결된 유선 통신부와, 상기 중계부와 무선 통신 수단에 의해 연결된 무선 통신부로 구성되고, 상기 유선 통신부와 무선 통신부를 통해 수신된 상기 계측부의 취득 정보를 저장하는 DB 관리부로 구성될 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 계측부의 통신 노드와 유선 통신 배선을 통해 연결된 유선 통신부를 기본 통신부로 하여 지하시설물의 계측 정보가 수신되도록 하며, 상기 유선 통신부의 장애 또는 유선 통신 배선의 불량시 무선 통신부로 통신 연결 수단을 전환하여 상기 중계부를 통해 각 센서 노드의 계측 정보가 지속적으로 전송되도록 할 수 있다.
여기서, 상기 유선 통신부는 이선식 통신 선로로 데이터 통신과 전원을 동시에 전달하는 전력선 통신 모듈 및 시리얼 통신 모듈(RS-485 또는 RS-232) 중 어느 하나로 구성될 수 있으며, 상기 무선 통신부는 지그비 통신 모듈, ISA 100 통신 모듈 또는 Wireless HART 통신 모듈 중 어느 하나로 구성될 수 있다.
또한 상기 제어부는, 상기 유선 통신부와 상기 무선 통신부의 상태 관리를 위한 3가지의 상태, 즉 주기적 유선통신을 수행하는 정상상태와, 주기적 무선통신을 수행하는 유선장애상태, 유무선 모두 장애상태인 유무선장애상태를 정의하고, 상기 정상상태에서 유선장애가 발생하는 경우, 유선장애상태로 상태 변경이 되고, 유선장애상태에서 유선장애가 복구되는 경우, 정상상태로 상태 변경이 되고, 유선장애상태에서 무선장애가 발생하는 경우, 유무선장애상태로 상태 변경이 되고, 유무선장애상태에서 무선장애가 복구되는 경우, 유선장애상태로 상태 변경이 되고, 유무선장애상태에서 유선장애가 복구되는 경우, 정상상태로 상태 변경이 되며, 유무선장새상태에서는 상기 무선장애보다 상기 유선장애에 복구 우선 순위를 두어서 복구 알고리즘을 동작시킨다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 저전력 기반 지하시설물 관리 시스템은 지하시설물의 정보를 취득하는 센싱 수단의 전원을 주전원과 부전원으로 이중화함으로써, 주전원이 차단되더라도 부전원의 전원 공급에 의해 지속적인 계측이 이루어지도록 하여 계측 정보의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 센싱 수단에서 측정된 지하시설물의 계측 정보가 유선 통신의 장애시 무선 통신을 통해 지속적으로 수신 가능하도록 통신 수단의 이중화를 제공함으로써, 안정적으로 계측 정보를 수집할 수 있으며, 이를 통해 계측 정보의 신뢰성이 향상되는 작용효과를 발휘할 수 있다.
또한, 본 발명은 기존의 유량계실 설비에 배터리를 이용한 이중화된 전원 공급을 효과적으로 적용 가능하게 함으로써 추가적인 설비 공사 없이 적용이 가능한 효과가 있다.
그리고, 본 발명은 저전력 기반의 통신과 전원 연결이 가능하고, 부전원의 미사용시 충전이 가능하기 때문에 에너지 세이빙 효과를 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 저전력 기반 지하시설물 관리 시스템의 개략적인 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 저전력 기반 지하시설물 관리 시스템의 유선 통신 연결의 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 저전력 기반 지하시설물 관리 시스템의 유/무선 통신 연결의 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 저전력 기반 지하시설물 관리 시스템 구성도.
도 5는 본 발명에 따른 제어부의 상태 관리를 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 저전력 기반 지하시설물 관리 시스템의 상기 목적에 대한 기술적 구성을 비롯한 작용효과에 관한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 도면을 참조한 아래의 상세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
먼저, 도 1은 본 발명에 따른 저전력 기반 지하시설물 관리 시스템의 개략적인 구성도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 저전력 기반 지하시설물 관리 시스템(100)은 지하에 매설된 계측부(110)와 지상에 설치된 제어부(120)로 구성되며, 지상과 지하 경계의 임의 지점에 설치되어 상기 계측부(110)의 계측 정보를 제어부(120)로 전송하는 중계부(130)를 포함한다.
계측부(110)는 다수의 지하시설물, 즉 상수도, 하수도, 가스관, 송유관 또는 난방열관 등의 지하시설물(111a~111n)과 이 지하시설물의 관 내에 흐르는 유체의 양을 측정할 수 있는 센싱부(112a~112n)로 구성될 수 있다.
이때, 센싱부(112a~112n)는 예컨데 유량계를 계측하는 센싱 수단일 수 있으며, 유량계로는 전자식 초음파 유량계, 전자 유량계, 터빈 유량계, 차압식 유량계 등이 구성될 수 있다.
이하에서, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 센싱부(112a~112n)는 지하시설물(111a~111n)에 부착된 유량계의 계측 정보를 가정하여 설명하되 이에 한정되지 않으며, 지하시설물의 종류에 따라 이의 상태를 계측하는 다양한 센싱 수단이 적용될 수 있다.
또한, 상기 계측부(110)는 유선 통신 또는 무선 통신을 통해 상기 제어부(120)로 계측 정보를 전송하는 데, 유선 통신 배선을 통해 상기 제어부(120)로 유량계의 계측 정보를 전송하고, 유선 통신 배선의 단선 또는 불량시 상기 제어부(120)로 중계부(130)를 경유하는 무선 통신을 통해 유량계의 계측 정보를 전송할 수 있다.
이때, 제어부(120)는 계측부(110)에서 유선 통신 또는 무선 통신을 전송되는 계측 정보를 수신하는 데이터 수신부(121)와 수신된 정보의 연산, 가공된 정보를 제공하는 통합관제부(122)로 구성될 수 있다.
또한, 본 실시예의 지하시설물 관리 시스템(100)은 계측부(110)를 구성하는 센싱부(112a~112n)에 유선 통신 연결과 함께 주전원을 공급하는 전원관리부(140)를 더 포함할 수 있다.
전원관리부(140)는 계측부(110)의 각 센싱부(112a~112n)에 유선 연결에 의한 주전원을 공급하고, 주전원 공급에 이상이 발생되면 각 센싱부(112a~112n)에 연결된 부전원(도면 미도시, 아래에서 설명됨)을 전원 공급 수단으로 전환하여 계측부(110)에 지속적인 전원 공급이 이루어지도록 할 수 있다.
중계부(130)는 무선 통신 상황 발생시 계측부(110)의 각 센싱부(112a~112n)에서 수신된 계측 정보를 주기적으로 수신하여 상기 제어부(120)의 데이터 수신부(121)로 전달하는 역할을 할 수 있다.
이때, 중계부(130)도 계측부(110)의 각 센싱부(112a~112n)와 마찬가지로 별도의 부전원이 구비되어 이중화된 전원 연결 구조를 가질 수 있으며, 복수의 제어부(120)와 연결되어 센싱 정보의 송수신이 이루어질 수 있다.
이와 같이 구성된 본 실시예의 개략적인 계측 정보 송수신 구성를 아래 도시된 도 2와 도 3을 통해 간략하게 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 저전력 기반 지하시설물 관리 시스템의 유선 통신 연결의 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 저전력 기반 지하시설물 관리 시스템의 유/무선 통신 연결의 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제어부(120)와 계측부(110)가 유선 통신/전원 연결 수단에 의해 이상없이 연결되었을 경우에는 계측부(110)와 중계부(130) 및 제어부(120)의 무선 통신이 사용되지 않고, 유선 통신과 전원이 동시에 인가되는 전력선 통신 모듈(DC-PLC) 또는 시리얼 통신 모듈(RS-485)을 통해 계측부(110)의 각 계측 정보가 제어부(120)의 데이터 수신부(121)로 전송된다.
이때, 데이터 수신부(121)는 계측부(110)의 각 센싱부(112a~112n)와 유선 연결 상태를 폴링 방식에 의해 주기적으로 확인하고, 유선 통신 연결 시간의 주기가 초과하여 무선 통신 연결의 메세지가 수신되면 유선 연결 상태의 장애가 있음을 판단하게 된다.
이와 같이, 유선 연결 상태의 장애를 확인하면 도 3에 도시된 바와 같이 장애가 발생된 센싱부(112a~112n)의 유선 통신 연결이 해제되고, 무선 통신 연결을 통해 센싱부(112a~112n)의 계측 정보가 중계부(130)로 송신되고, 중계부(130)는 무선 통신 연결을 통해 전송받은 계측 정보를 제어부(120)의 데이터 수신부(121)로 전달한다.
이때, 유선 통신 연결 시간의 주기가 초과된 상태에서 무선 통신 연결의 메세지가 수신되지 않을 경우에는 유선 통신 연결과 무선 연결 통신이 모두 장애가 있음으로 판단하고, 장애 복구를 위한 보수 공사를 시도하거나 자가 복구 알고리즘을 동작시켜서 복구를 시도한다.
한편, 도 4는 본 발명에 따른 저전력 기반 지하시설물 관리 시스템 구성도로서, 도 4를 참조하여 지하시설물 관리 시스템의 좀 더 구체적인 시스템 구성과 이중화 전원 구조에 대하여 살펴보기로 한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 지하시설물 관리 시스템(100)은 지하시설물(111)의 개별적인 정보를 계측하는 계측부(110)와, 계측 정보를 수신하여 연산, 가공하여 제공하는 제어부(120)와, 계측부(110)의 계측 정보를 수신/전달하는 중계부(130) 및 계측부(110)의 이중화 전원을 관리하는 전원 관리부(140)를 포함하여 구성될 수 있다.
계측부(110)는 지하시설물(111)과 이로부터 필요한 정보를 측정하는 센싱부(112)로 구성될 수 있으며, 센싱부(112)는 개별적인 인식 번호를 가지며, 센서 노드(113)와 통신 노드(114)로 구분되어 센서 노드(113)에서 지하시설물(111)인 상, 하수도관 등의 순간 유속, 누적 유량 및 압력 등의 정보를 취득할 수 있다.
통신 노드(114)는 센서 노드(113)에서 취득된 정보를 제어부(120)로 전송한다. 이때, 통신 노드(114)를 통해 전송되는 계측 정보는 유선 또는 무선 통신을 통해 제어부(120)로 전송될 수 있다.
또한, 상기 센서 노드(113)와 통신 노드(114)는 각각 부전원(113a, 114a), 즉 충전 가능한 배터리와 같은 형태의 보조 전원이 구비될 수 있다. 상기 부전원(113a, 114a)은 계측부(110)에 연결된 주전원이 차단 또는 단선되었을 때 사용될 수 있다.
한편, 제어부(120)는 계측부(110)에서 취득된 정보를 유선 또는 무선 통신에 의해 수신받는 데이터 수신부(121)와 수신된 정보를 연산, 가공하여 분석된 계측 정보를 제공하는 통합 관제부(122)로 구성될 수 있다.
여기서, 데이터 수신부(121)는 계측부(110)의 계측 정보를 유선 통신에 의해 수신받는 유선 통신부(121a)와, 무선 통신에 의해 수신받는 무선 통신부(121b) 및 유/무선 통신부(121a)(121b)를 통해 수신된 정보를 저장, 관리하는 DB 관리부(121c)로 구성될 수 있다.
또한, 통합 관제부(122)는 데이터 수신부(121)에서 전송되는 지하시설물의 계측 정보에 대한 실시간 연산이 수행되어 그 정보를 제공하며, 유량계일 경우 그 유량 정보, 속도, 순간유량, 수위, 압력 및 농도 등의 계측 정보와, 지하시설물의 온도, 습도, 장애 상태 등의 시설물 정보 및 지하시설물의 주변정보와 기상 정보 등이 종합적으로 연산 가공되어 제공될 수 있다.
이와 같은 제어부(120)는 통합 관제부(122)의 운용을 위한 각종 프로그램 및 데이터를 저장하며, 이를 토대로 그 운용을 위한 상기 각 부의 전반적인 동작을 제어한다.
통합 관제부(122)는 예컨대, MCU(Micro Controller Unit)로 구성될 수 있으며,기본 통신 수단으로 설정된 유선 통신부(121a)를 이용한 계측 정보의 수신 시 통신의 에러가 미리 설정된 일정 기준횟수 이상 누적되거나 혹은 지속적으로 통신이 되지 않는 경우 무선 통신부(121b)를 이용한 무선 통신망으로 전환할 수 있다.
또한, 통신 에러 발생에 따른 로그정보를 코드화하여 기록하고, 그 에러 발생 이력을 기록하여 유지보수에 참조할 수 있도록 한다.
유선 통신부(121a)는 유선 통신을 통해 계측부(110)에서 수집된 계측 정보를 유선 통신 배선을 통해 직접 취득하게 되며, 전력선 통신 모듈(DC-PLC) 또는 시리얼 통신 모듈(RS-485) 등을 통해 연결될 수 있다. 이러한 유선 통신부(121a)는 유선의 데이터 통신과 함께 전원을 공급할 수 있으며, 전력선 통신 모듈은 통신과 전원을 동시에 연결할 수 있어 효율적이며, 시리얼 통신 모듈은 전원 라인과 통신 라인을 별도로 구성하여 연결되도록 할 수도 있다.
무선 통신부(121b)는 무선 통신을 통해 계측부(110)에서 수집된 계측 정보를 중계부(130)를 통해 수신받을 수 있다. 무선 통신부(121b)는 유선 통신부(121a)를 통한 계측부(110)의 계측 정보 수신 장애가 발생되면 동작하여 계측부(110)의 각 계측 정보가 중계부(130)를 무선 통신을 통해 수신될 수 있다. 즉, 앞서 설명된 유선 통신부(121a)와 계측부(110)의 유선 통신 연결을 위한 전력선 통신의 케이블 등이 손상되거나 다른 이유로 유선 통신의 장애가 발생되면 무선 통신의 메세지가 발생되고, 무선 통신 연결로 전환되어 계측부(110)의 계측 정보가 중계부(130)를 통한 무선 통신에 의해 제어부(120)의 데이터 수신부(121)로 전송될 수 있다.
이때, 상기 중계부(130)는 계측부(110)의 센서 노드(113) 및 통신 노드(114)와 마찬가지로 별도의 부전원(131)이 구비될 수 있으며, 주기적인 전원 감지에 의해 주전원의 차단시 부전원을 통해 전원이 공급되는 이중화 전원 구조가 채용될 수 있다.
또한, 중계부(130)는 서로 다른 무선 필드 통신망 간의 상호 운영성을 가능하게 하는 공통 통신망 인터페이스로 지그비(Zigbee) 통신 모듈, ISA 100 통신 모듈, Wireless HART 통신 모듈 중 적어도 하나를 포함한다.
지그비 통신 모듈은 근거리 통신을 지원하는 저전력 무선 네트워킹이 가능한 무선 통신 모듈이이고, ISA 100 통신 모듈은 산업용 모니터링, 로깅, 경보 등을 위한 무선 연결 표준 프로토콜로 낮은 복잡도에 합리적인 가격 및 저전력을 사용하는 무선 통신 모듈이며, Wireless HART 통신 모듈은 개방형 상호 운용성 무선 통신 표준으로서 기존의 HART 프로토콜과 호환되며 제어 및 자동화 시스템을 지원하는 무선 통신 모듈이다. 상기한 지그비 통신 모듈, ISA 100 통신 모듈, Wireless HART 통신 모듈은 저비용, 저전력 및 기존 네트워크와의 연동이 가능하다는 공통점이 있으며, USN 기반 환경에서 센서를 통해 환경정보를 수집 및 관리하기 위한 기반 기술이다.
전원 관리부(140)는 유선 통신부(121a)의 전력선 통신 모듈 등를 통해 유선 통신과 함께 공급되는 유선 전원을 주전원으로 공급하고, 전력선 등의 이상 발생으로 주전원이 끊어지게 되면 부전원(113a, 114a)을 비상 전원의 수단으로 하여 계측부(110)의 센서 노드(113)와 통신 노드(114)에 전원을 공급할 수 있다. 또한, 전원 관리부(140)는 유선 전원이 주전원으로 공급될 경우 부전원(113a, 114a)의 충전이 이루어지도록 할 수 있다.
상기 부전원(113a, 114a)은 인터럽트(Interrupt) 기반의 SAC(Sleep and Awake Cycling) 알고리즘에 의해 구동되는 배터리로 구성되어 상태 발생시에만 구동됨에 따라 전력 소모를 최소화 할 수 있어 저전력 기반의 통신 및 전원 연결이 가능하다.
도 5는 본 발명에 따른 제어부의 상태 관리를 나타낸 도면이다.
제어부는, 상기 유선 통신부와 상기 무선 통신부의 상태 관리를 위한 3가지의 상태, 즉 주기적 유선통신을 수행하는 정상상태(200)와, 주기적 무선통신을 수행하는 유선장애상태(300), 유무선 모두 장애상태인 유무선장애상태(400)를 정의하고, 상기 정상상태(200)에서 유선장애가 발생하는 경우, 유선장애상태(300)로 상태 변경이 되고, 유선장애상태(300)에서 유선장애가 복구되는 경우, 정상상태(200)로 상태 변경이 되고, 유선장애상태(300)에서 무선장애가 발생하는 경우, 유무선장애상태(400)로 상태 변경이 되고, 유무선장애상태(400)에서 무선장애가 복구되는 경우, 유선장애상태(300)로 상태 변경이 되고, 유무선장애상태(400)에서 유선장애가 복구되는 경우, 정상상태(200)로 상태 변경이 되며, 유무선장애상태(400)에서는 상기 무선장애보다 상기 유선장애에 복구 우선 순위를 두어서 복구 알고리즘을 동작시킨다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110. 계측부 111. 지하시설물
112. 센싱부 113. 센서 노드
114. 통신 노드 113a, 114a, 131. 부전원
120. 제어부 121. 데이터 수신부
122. 통합 관제부 121a. 유선 통신부
121b. 무선 통신부 121c. DB 관리부
130. 중계부 140. 전원 관리부
200. 정상상태 300. 유선장애상태
400. 유무선장애상태

Claims (6)

  1. 다수의 지하시설물에 개별적으로 장착되어 계측 정보를 수집하는 센서 노드와, 상기 센서 노드에서 취득된 계측 정보를 유선 또는 무선 통신을 통해 전송 하는 통신 노드로 구성된 계측부;
    상기 계측부에서 측정된 계측 정보를 상기 통신 노드를 통해 송신받는 중계부;
    상기 계측부의 센서 노드와 통신 노드에 유선으로 연결되어 주전원을 공급하고, 상기 주전원이 단선되면 유선 통신기와 무선 통신기에 접속된 부전원으로 전환하는 전원 관리부; 및
    상기 계측부의 각 센서 노드에 취득된 계측 정보가 무선 또는 유선 통신을 통해 수신되는 데이터 수신부와, 상기 데이터 수신부에서 전송된 계측 정보들의 연산, 가공된 정보를 분석 제공하는 통합관제부로 구성된 제어부;를 포함하되,
    상기 제어부는 상기 계측부의 통신 노드와 유선 통신 배선을 통해 연결된 유선 통신부를 기본 통신부로 하여 지하시설물의 계측 정보가 수신되도록 하며, 상기 유선 통신부의 장애 또는 유선 통신 배선의 불량시 무선 통신부로 통신 연결 수단을 전환하여 상기 중계부를 통해 각 센서 노드의 계측 정보가 지속적으로 전송되는 저전력 기반 지하시설물 관리시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 계측부의 센서 노드와 통신 노드는 각각 부전원이 연결되고, 상기 부전원은 인터럽트 기반의 SAC(Sleep and Awake Cycling) 알고리즘에 의해 구동되는 배터리로 구성되는 저전력 기반 지하시설물 관리시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 수신부는, 상기 계측부의 통신 노드와 유선 통신 배선을 통해 연결된 유선 통신부와, 상기 중계부와 무선 통신 수단에 의해 연결된 무선 통신부로 구성되고, 상기 유선 통신부와 무선 통신부를 통해 수신된 상기 계측부의 취득 정보를 저장하는 DB 관리부로 구성된 저전력 기반 지하시설물 관리시스템.
  4. 삭제
  5. 제3항에 있어서,
    상기 유선 통신부는 이선식 통신 선로로 데이터 통신과 전원을 동시에 전달하는 전력선 통신 모듈 및 시리얼 통신 모듈(RS-485 또는 RS-232) 중 어느 하나로 구성될 수 있으며, 상기 무선 통신부는 지그비 통신 모듈, ISA 100 통신 모듈 또는 Wireless HART 통신 모듈 중 어느 하나로 구성된 저전력 기반 지하시설물 관리시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 유선 통신부와 상기 무선 통신부의 상태 관리를 위한 3가지의 상태, 즉 주기적 유선통신을 수행하는 정상상태와, 주기적 무선통신을 수행하는 유선장애상태, 유무선 모두 장애상태인 유무선장애상태를 정의하고,
    상기 정상상태에서 유선장애가 발생하는 경우, 유선장애상태로 상태 변경이 되고, 유선장애상태에서 유선장애가 복구되는 경우, 정상상태로 상태 변경이 되고, 유선장애상태에서 무선장애가 발생하는 경우, 유무선장애상태로 상태 변경이 되고, 유무선장애상태에서 무선장애가 복구되는 경우, 유선장애상태로 상태 변경이 되고, 유무선장애상태에서 유선장애가 복구되는 경우, 정상상태로 상태 변경이 되며,
    유무선장새상태에서는 상기 무선장애보다 상기 유선장애에 복구 우선 순위를 두어서 복구 알고리즘을 동작시키는, 저전력 기반 지하시설물 관리시스템.
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