KR101412665B1 - 도로 상태 센싱 장치 및 이를 이용한 도로 환경 모니터링 시스템 - Google Patents

도로 상태 센싱 장치 및 이를 이용한 도로 환경 모니터링 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 별도의 전원 없이 저전력 구동으로 도로 환경 상태를 효율적으로 센싱하여 모니터링하게 할 수 있는 도로 상태 센싱 장치 및 이를 이용한 도로 환경 모니터링 시스템에 관한 것이다.
일례로, 온도 센서를 포함하며, 상기 온도 센서를 이용하여 도로의 표면 온도를 측정하여 도로 환경 센싱 정보를 생성하는 센싱부; 상기 센싱부와 연결되며, 상기 센싱부로부터 생성된 도로 환경 센싱 정보를 수신하여 무선 통신용 데이터로 변환시키는 제어부를 포함하는 회로부; 및 상기 회로부와 연결되며, 블레이드와 태양 전지 패널을 포함하고 상기 블레이드와 태양 전지 패널을 이용하여 전기 에너지를 생성하는 자가 발전부를 포함하며, 상기 회로부는 상기 전기 에너지를 저장하는 충전부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 전기 에너지가 기준 전기 에너지 이상인 경우 상기 센싱부가 상기 전기 에너지로 구동되게 제어하는 도로 센싱 장치가 개시된다.

Description

도로 상태 센싱 장치 및 이를 이용한 도로 환경 모니터링 시스템{Road state sesing device and road-surrounding monitoring system using the same}
본 발명은 도로 상태 센싱 장치 및 이를 이용한 도로 환경 모니터링 시스템에 관한 것으로, 특히 별도의 전원 없이 저전력 구동으로 도로 환경 상태를 효율적으로 센싱하여 모니터링하게 할 수 있는 도로 상태 센싱 장치 및 이를 이용한 도로 환경 모니터링 시스템에 관한 것이다.
도로가 지능화됨에 따라, 도로의 교량, 터널 구간 등에 도로 환경 상태 정보나 구조물 안전 정보 수집을 위한 센서들이 많이 설치되고 있다. 그런데, 이러한 센서들에 전력을 공급하기 위해서는, 도로 공사시 별도의 전력선 부대 공사가 시행되어야 하며, 이로 인해 전체 공사비가 많이 증가되는 문제점이 있다.
최근 들어, 외부로부터의 별도 전력 공급 없이, 도로로부터 직접 전기 에너지를 확보하고자 하는 연구가 활발히 진행중에 있으며, 이러한 연구 결과, 차량으로 인한 노면의 진동을 이용하여 압전 소자로부터 발생된 전기 에너지에 의해 센서들을 구동하는 방안이 고안되었다.
그런데, 이 방법은 노면의 진동을 변환하여 전기 에너지를 자가 생성하기 때문에, 충분한 차량의 진동 없이는 전기에너지를 확보하기 어려우며, 압전 소자를 매설하는 공간 또한 넓고, 압전 소자 매설 후 도로를 포설해야 하기 때문에 실용적인 면에서 매우 한계가 있다.
또한, 이렇게 확보된 전기 에너지를 활용하기 위해서는, 추가적으로 전력선이 확보되어야 하기 때문에, 기존 도로 공간에서 별도의 전력선 매설, 설치 공사 등이 필요하여 작은 센서를 설치하기 위해서도 많은 단계의 과정을 거쳐야 하는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 별도의 외부 전원 공급 없이, 저전력 구동으로 도로 환경 상태를 효율적으로 센싱하여 모니터링하게 할 수 있는 센싱 장치 및 이를 이용한 도로 환경 모니터링 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 도로 센싱 장치는 온도 센서를 포함하며, 상기 온도 센서를 이용하여 도로의 표면 온도를 측정하여 도로 환경 센싱 정보를 생성하는 센싱부; 상기 센싱부와 연결되며, 상기 센싱부로부터 생성된 도로 환경 센싱 정보를 수신하여 무선 통신용 데이터로 변환시키는 제어부를 포함하는 회로부; 및 상기 회로부와 연결되며, 블레이드와 태양 전지 패널을 포함하고 상기 블레이드와 태양 전지 패널을 이용하여 전기 에너지를 생성하는 자가 발전부를 포함하며, 상기 회로부는 상기 전기 에너지를 저장하는 충전부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 전기 에너지가 기준 전기 에너지 이상인 경우 상기 센싱부가 상기 전기 에너지로 구동되게 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 상기 센싱부가 미리 설정된 시간마다 구동되게 제어할 수 있다.
상기 제어부는 상기 전기 에너지가 기준 전기 에너지 이상인 경우 액티브 모드(active mode)로 진입하고, 상기 전기 에너지가 기준 전기 에너지 미만인 경우 슬립 모드(sleep mode)로 진입할 수 있다.
상기 온도 센서는 비접촉 적외선 온도 센서일 수 있다.
상기 센싱부는 도로의 습도를 측정하여 도로 환경 센싱 정보를 생성하는 습도 센서를 더 포함할 수 있다.
상기 센싱부는 도로의 일산화탄소 농도를 측정하여 도로 환경 센싱 정보를 생성하는 가스 센서를 더 포함할 수 있다.
상기 회로부는 상기 도로 환경 센싱 정보를 외부 장치로 송부하도록 구성된 무선 통신부를 더 포함할 수 있다.
상기 충전부에 저장된 전기 에너지는 상기 제어부, 무선 통신부 및 센싱부로 제공될 수 있다.
상기 자가 발전부는 상기 블레이드의 회전에 의해 생성되는 풍력을 상기 전기 에너지로 생성시키는 자석과 코일을 더 포함할 수 있다.
상기 자가 발전부는 상기 태양 전지 패널에 의해 태양광 에너지에서 생성된 전기 에너지를 공급하는 경로를 생성하는 전선을 더 포함할 수 있다.
상기 도로 상태 센싱 장치는 도로상에 고정되는 고정부, 상기 고정부에 결합되는 몸체부, 상기 몸체부 상에 설치되는 받침부, 및 상기 받침부를 둘러싸도록 몸체부의 측부에 연결되는 커버부를 포함하는 외관 형상을 가지며, 상기 센싱부와 회로부는 상기 몸체부의 내부에 설치되고, 상기 블레이드는 상기 받침부 상에 형성되며, 상기 태양 전지 패널은 상기 커버부 상에 형성될 수 있다.
또한, 상기 도로 상태 센싱 장치는 상기 회로부와 연결되어 상기 도로 환경 센싱 정보를 표시하는 디스플레이부, 및 조명 장치를 더 포함할 수 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 도로 환경 모니터링 시스템은 상기 도로 상태 센싱 장치; 무선 통신을 이용하여 상기 도로 상태 센싱 장치로부터 상기 도로 환경 센싱 정보를 수신하는 무선 중계기; 및 상기 무선 중계기로부터 상기 도로 환경 센싱 정보를 수신하는 관리 서버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 도로 상태 센싱 장치는 도로상에 설치되며, 상기 무선 중계기는 도로 외측에 설치될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 도로 상태 센싱 장치는 블레이드와 태양 전지 패널을 포함하는 자가 발전부와, 액티브 모드(ative mode)와 슬립 모드(sleep mode)를 가지는 제어부를 포함하는 회로부를 구비함으로써, 별도의 전원 없이 태양광 및 풍력 등의 에너지를 이용하여 자가 발전하여 구동되며 저전력 구동으로 도로 환경 상태를 효율적으로 센싱할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 도로 상태 센싱 장치는 무선 통신부를 포함하는 회로부를 구비함으로써, 도로 환경 상태의 모니터링을 필요로 하는 이용자에게 도로 환경 센싱 정보를 용이하게 제공하게 할 수 있다.
이러한 본 발명의 실시예에 따른 도로 상태 센싱 장치를 이용한 도로 환경 모니터링 시스템은 도로 상태 센싱 장치와, 무선 통신으로 접속하는 무선 중계기와, 무선 중계기와 무선 통신으로 접속하는 관리 서버를 구비함으로써, 도로상에 설치된 도로 상태 센싱 장치에서 도로로부터 멀리 떨어진 위치에 위치하는 관리 서버로 별도의 유선 장치 및 전원 없이 도로 환경 센싱 정보를 용이하게 전송할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 도로 상태 센싱 장치를 이용한 도로 환경 모니터링 시스템은 도로 상태 센싱 장치의 설치 위치에 크게 구애받지 않고 관리 서버의 관리자가 도로 환경 상태를 모니터링하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 상태 센싱 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 도로 상태 센싱 장치의 센싱부에서 온도 센서 부분을 보여주는 부분 사시도이다.
도 3은 도 1의 도로 상태 센싱 장치의 회로부를 보여주는 사진이다.
도 4는 도 3의 회로부의 구성을 보여주는 블럭도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도로 상태 센싱 장치의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 상태 센싱 장치를 이용한 도로 환경 모니터링 시스템의 구성을 보여주는 블럭도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 상태 센싱 장치가 도로에 적용된 예를 보여주는 도면이다.
이하 도면을 참조하면서 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 상태 센싱 장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 도로 상태 센싱 장치의 센싱부에서 온도 센서 부분을 보여주는 부분 사시도이며, 도 3은 도 1의 도로 상태 센싱 장치의 회로부를 보여주는 사진이고, 도 4는 도 3의 회로부의 구성을 보여주는 블럭도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 상태 센싱 장치(100)는 도로상에 설치되며, 태양광 및 풍력 등의 에너지를 이용하여 자가 발전하여 구동되어 도로의 표면 온도와 같은 도로 환경 상태를 센싱한다. 상기 도로 상태 센싱 장치(100)는 예를 들어 도로상에 설치되어 도로의 차선을 구분하는 도로 표시봉에 적용되어 구현될 수 있다.
먼저, 상기 발전 센싱 장치(100)는 크게 고정부(10), 몸체부(20), 받침부(30) 및 커버부(40)를 포함하는 외관 형상을 가진다.
상기 고정부(10)는 도로상에 고정되는 부분으로서, 도로 상태 센싱 장치(100)가 도로상에 설치되게 한다. 상기 고정부(10)는 도로에 접촉하는 원형 플레이트(11)와, 원형 플레이트(11) 상에 몸체부(20)가 끼워지도록 형성된 원통부(12)를 포함할 수 있다.
상기 몸체부(20)는 고정부(10)에 결합되는 부분으로서, 구체적으로 고정부(10)의 원통부(12)의 내부에 끼워진다. 상기 몸체부(20)는 중공이 형성된 봉 형태를 가질 수 있으며, 일정 높이를 가진다.
상기 받침부(30)는 몸체부(20) 상에 설치되는 부분으로서, 후술되는 블레이드(131)가 설치될 수 있는 받침 역할을 한다. 상기 받침부(30)는 몸체부(20) 상에 접촉되며 중공이 형성된 원통으로 형성되는 제 1 부분(31)과, 제 1 부분(31) 상에 중공을 가지며 위로 갈수록 지름이 작아지는 원통으로 형성되는 제 2 부분(32)을 포함할 수 있다.
상기 커버부(40)는 받침부(30)를 이격된 채로 둘러싸도록 몸체부(20)의 측부에 연결되는 부분으로서, 후술되는 태양 전지 패널(132)이 설치되는 공간을 제공하며 블레이드(131)의 일측이 고정되게 한다. 상기 커버부(40)는 대략 'ㄷ' 자 형상을 가질 수 있다.
이와 같은 외관 형상을 가지는 도로 상태 센싱 장치(100)는 구체적으로 센싱부(110), 회로부(120) 및 자가 발전부(130)를 포함한다.
상기 센싱부(110)는 몸체부(10)의 내부에 설치되며, 구체적으로 몸체부(10)의 일측면에 형성된 홀을 통해 노출된 온도 센서(111)를 포함한다. 이러한 센싱부(110)는 온도 센서(111)를 통해 도로의 표면 온도를 측정하여 도로 환경 센싱 정보로 생성한다. 상기 온도 센서(111)는 도로에 직접 접촉되지 않는 비접촉 온도 센서, 예를 들어 비접촉 적외선 온도 센서일 수 있다. 여기서, 상기 온도 센서(111)에 의해 생성된 도로 환경 센싱 정보는 도로의 결빙 상태를 파악하는 데이터로서 이용될 수 있다. 그리고, 상기 센싱부(110)는 몸체부의 일측면에 형성된 또다른 홀을 통해 노출된 가스 센서(112)를 포함할 수 있다. 이러한 센싱부(110)는 가스 센서(112)를 통해 차량으로부터 배출되는 일산화탄소(CO)의 농도를 측정하여 도로 환경 센싱 정보로 생성한다. 여기서, 상기 가스 센서(131)에 의해 생성된 도로 환경 센싱 정보는 대기 오염 상태를 파악하는 데이터로서 이용될 수 있다.
한편 도시하진 않았지만, 상기 센싱부(110)는 온도 센서(111) 및 가스 센서(112) 외에 도로상의 습도, 조도, 안개 등을 측정하는 습도 센서, 조도 감지 센서 및 안개 감지 센서 등을 포함할 수도 있다.
상기 회로부(120)는 센싱부(110)와 연결되며, 온도 센서(111) 및 가스 센서(112)로부터 측정된 도로 환경 센싱 정보를 수신하여 처리할 수 있도록 전자 칩 등이 실장된 회로 모듈로 구성된다. 상기 회로부(120)는 구체적으로 제어부(121), 무선 통신부(122) 및 충전부(123)를 포함한다.
상기 제어부(121)는 온도 센서(111) 및 가스 센서(112)로부터 측정된 도로 환경 센싱 정보를 수신하여 무선 통신용 데이터로 변환한다. 상기 제어부(121)는 마이컴으로 구현될 수 있다.
상기 무선 통신부(122)는 제어부(121)의 제어하에 의해 무선 통신을 이용하여 도로 환경 센싱 정보를 외부 장치로 전송하도록 구성된다. 예를 들어, 상기 무선 통신부(122)는 wi-fi 통신, 블루투스 통신, 지그비(zigbee) 통신 및 RF(radio frequency) 통신 중 선택된 어느 하나의 송신 모듈로 구성될 수 있다.
상기 충전부(123)는 후술되는 자가 발전부(130)로부터 생성된 전기 에너지를 저장하여 제어부(121), 무선 통신부(122) 및 센싱부(110)로 제공되게 구성된다. 예를 들어, 상기 충전부(123)은 커패시터 또는 충ㆍ방전이 가능한 이차 전지로 구성될 수 있다.
상기 충전부(123)에 저장된 전기 에너지가 기준 전기 에너지보다 클 경우, 제어부(121)는 액티브 모드(active mode) 모드로 진입되어 센싱부(110)가 전기 에너지로 구동되게 제어한다. 이때, 상기 제어부(121)는 센싱부(110)가 미리 설정된 시간마다 구동되어 도로 상태를 센싱하게 제어할 수 있다.
그리고, 상기 충전부(123)에 저장된 전기 에너지가 기준 전기 에너지보다 작을 경우 제어부(121)는 슬립 모드(sleep mode)로 진입한다. 이때, 센싱부(110)는 도로 상태를 센싱하지 않으며, 자가 발전부(130)로부터 발생된 전기 에너지가 충전부(123)에 저장된다. 이와 같이, 상기 제어부(121)는 계속 구동되지 않고 액티브 모드(active mode)와 슬립 모드(sleep mode)를 가져 저전력로 구동이 가능하다.
상기 자가 발전부(130)는 받침부(30) 상에 설치되는 블레이드(131)와 커버부(40) 상에 설치되는 태양 전지 패널(132)을 포함하며, 풍력 또는 태양광에 의한 에너지를 전기 에너지로 변환하도록 구성된다.
상기 블레이드(131)는 받침부(30)의 제 2 부분(32) 상에 설치되며, 차량 유동풍에 의한 풍력에 의해 회전되며, 이때 발생된 회전력은 자가 발전부(130)에 포함되어 블레이드(131)와 연결되는 자석(미도시)이 코일(미도시) 주변의 자기장을 교란시켜 전기 에너지를 생성한다. 여기서, 상기 자석과 코일은 받침부(30)의 내부에 설치된다.
상기 태양 전지 패널(132)은 일조 시간 동안 태양광을 받아 태양광 에너지에서 전기 에너지를 생성한다. 상기 전기 에너지는 커버부(40)의 측면 내부에 설치되며 자가 발전부(130)에 포함되어 태양 전지 패널(132)과 연결된 전선(미도시)을 통해 회로부(120)로 공급된다. 여기서, 태양 전지 패널(32)은 블레이드(131)를 이용하여 생성된 전기 에너지가 부족할 경우 전기 에너지의 생성을 보완시킬 수 있다.
이와 같은 자가 발전부(130)는 별도의 전원 없이 블레이드(131)와 태양 전지 패널(132)을 이용하여 전기 에너지를 생성하고, 생성된 전기 에너지를 회로부(120)의 충전부(123)에 저장하여 센싱부(110)와 회로부(120)에 공급되게 할 수 있다. 즉, 자가 발전부(130)에 의해 생성된 전기 에너지는 별도의 전원 없이 온도 센서(111), 가스 센서(112), 제어부(121) 및 무선 통신부(122)를 구동시킬 수 있다.
다음은 블레이드(131)와 태양 전지 패널(132)을 포함하는 자가 발전부(130)가 적용된 경우 도로 상태 센싱 장치(100)가 자가 발전하여 도로 환경 상태를 효율적으로 센싱할 수 있는 효과를 보여주기 위해, 도로 상태 센싱 장치(100)에서 소비되는 소비 에너지와 자가 발전부(130)에서 생성 가능한 에너지 양을 테스트한 결과에 대해 표 1 및 표 2로 나타내어 살펴 보기로 한다.
전압(V) 소비 전류(A) 구동 시간(sec) 소비 에너지(J)
가스 센서 5 0.04 10 2.15
온도 센서 5 0.001 0.01 0.00005
무선 통신부(RF 모듈) 5 0.01 0.1 0.0033
제어부 5 0.01 0.1 0.005
기타 5 0.02 0.1 0.01
합계 2.168
표 1은 도로 상태 센싱 장치(100)에서 소비되는 소비 에너지를 나타낸다. 표 1로부터 도로 상태 센싱 장치(100)를 1회 구동하는데 소비되는 소비 에너지는 2.168J으로 측정되었으며, 최대 소비 에너지는 약 4J일 것으로 예상한다.
전압(V) 소비 전류(A) 하루 평균 충전 시간 소비 에너지(J)
태양 전지 패널 7 0.6 2 Hour 28,512
블레이드 7 0.02 500 sec 50
총 변환 에너지 28,562
가능한 구동 횟수(=총 변환 에너지/소비 에너지) 7,807회
데이터 송신 주기 5분
표 2는 자가 발전부(130)에서 생성 가능한 에너지 양을 나타낸다. 표 2로부터 태양 전지 패널을 이용한 경우 약 28kJ의 에너지를 저장할 수 있고 블레이드를 이용한 경우 약 50J의 에너지를 저장할 수 있음으로 측정되었다.
위와 같이 표 1 및 표 2로부터, 태양 전지 패널과 블레이드를 이용한 자가 발전부(130)를 이용하여 충분한 양의 전기 에너지를 생성한 경우 도로 상태 센싱 장치(100)를 7, 807회와 같이 많은 구동 횟수로 구동시킬 수 있음을 알 수 있다.
상기와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 상태 센싱 장치(100)는 블레이드(131)와 태양 전지 패널(132)을 포함하는 자가 발전부(130)와, 액티브 모드(ative mode)와 슬립 모드(sleep mode)를 가지는 제어부(121)를 포함하는 회로부(120)를 구비함으로써, 별도의 전원 없이 태양광 및 풍력 등의 에너지를 이용하여 자가 발전하여 구동되며 저전력 구동으로 도로 환경 상태를 효율적으로 센싱할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 상태 센싱 장치(100)는 무선 통신부(122)를 포함하는 회로부(120)를 구비함으로써, 도로 환경 상태의 모니터링을 필요로 하는 이용자에게 도로 환경 센싱 정보를 용이하게 제공하게 할 수 있다.
다음은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도로 상태 센싱 장치에 대해 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도로 상태 센싱 장치의 사시도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 도로 상태 센싱 장치(200)는 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 상태 센싱 장치(100)와 비교하여 디스플레이부(240)를 더 포함하는 점만 제외하고 동일한 구성을 가진다. 이에 따라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 도로 상태 센싱 장치(200)에서는 디스플레이부(240)에 대해서만 설명하기로 한다
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 도로 상태 센싱 장치(200)는 센싱부(110), 회로부(120), 자가 발전부(130) 및 디스플레이부(240)를 포함한다. 도 5에 도시되지는 않았지만, 디스플레이부(240)이외에도 조명 장치가 더 포함될 수도 있다.
상기 디스플레이부(240)는 몸체부(20)의 외측으로 노출되게 설치되어 센싱부(110)로부터 측정된 도로 환경 센싱 정보를 표시한다. 이러한 디스플레이부(240)는 차량을 운전하는 운전자가 도로 환경 상태를 직접 파악하게 하여 위험한 도로 환경 상태에 대처하게 할 수 있다.
상기와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 도로 상태 센싱 장치(200)는 블레이드(131)와 태양 전지 패널(132)을 포함하는 자가 발전부(130)와, 액티브 모드(ative mode)와 슬립 모드(sleep mode)를 가지는 제어부(121)를 포함하는 회로부(120)를 구비함으로써, 별도의 전원 없이 태양광 및 풍력 등의 에너지를 이용하여 자가 발전하여 구동되며 저전력 구동으로 도로 환경 상태를 효율적으로 센싱할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 도로 상태 센싱 장치(100)는 무선 통신부(122)를 포함하는 회로부(120)와 디스플레이부(240)를 구비함으로써, 도로 환경 상태의 모니터링을 필요로 하는 이용자에게 도로 환경 센싱 정보를 제공하게 할 뿐만 아니라 차량을 운전하는 운전자가 도로 환경 상태를 직접 파악하게 하여 위험한 도로 환경 상태에 직접 대처하게 할 수 있다.
다음은 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 상태 센싱 장치(100)를 이용한 도로 환경 모니터링 시스템(500)에 대해 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 상태 센싱 장치를 이용한 도로 환경 모니터링 시스템의 구성을 보여주는 블럭도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 상태 센싱 장치가 도로에 적용된 예를 보여주는 도면이다.
도 6을 참조하면, 상기 도로 환경 모니터링 시스템(500)은 도로 상태 센싱 장치(100), 무선 중계기(300) 및 관리 서버(400)를 포함한다.
상기 도로 상태 센싱 장치(100)는 앞에서 이미 상세하게 설명되었으므로, 중복된 설명을 생략하기로 한다.
상기 무선 중계기(300)는 도 7에 도시된 바와 같이 도로 외측에 설치되며, 무선 통신을 이용하여 도로 상태 센싱 장치(100)로부터 도로 환경 센싱 정보를 수신한다. 도시하진 않았지만, 상기 무선 중계기(300)는 도로 상태 센싱 장치(100)의 무선 통신부(122)와 대응되는 중계 통신부를 포함한다. 즉, 상기 도로 상태 센싱 장치(100)의 무선 통신부(122)가 wi-fi 통신, 블루투스 통신, 지그비(zigbee) 통신 및 RF(radio frequency) 통신 중 선택된 어느 하나의 송신 모듈로 구성된 경우, 무선 중계기(300)의 중계 통신부는 wi-fi 통신, 블루투스 통신, 지그비(zigbee) 통신 및 RF(radio frequency) 통신 중 선택된 어느 하나의 수신 모듈로 구성된다.
한편, 상기 도로 상태 센싱 장치(100)의 무선 통신부(122)가 송ㆍ수신이 모두 가능한 모듈로 구성된 경우, 무선 중계기(300)의 중계 통신부도 송ㆍ수신이 모두 가능한 모듈로 구성될 수 있다.
상기 관리 서버(400)는 무선 중계기(300)로부터 무선 통신을 통해 도로 환경 센싱 정보를 수신하여 관리자가 도로의 결빙 상태 및 도로의 대기 오염 상태 등을 파악하게 함으로써, 도로의 결빙 상태 및 도로의 대기 오염 상태에 대해 대처하게 할 수 있다.
상기 관리 서버(400)는 예를 들어 도로 관련 공공 기관의 관리 서버일 수 있다. 한편, 관리 서버(400)는 무선 중계기(300)를 통해 도로 상태 센싱 장치(100)의 제어부(121)가 센싱부(110)의 구동을 제어하는 데 사용하는 미리 설정된 시간에 대한 정보를 도로 상태 센싱 장치(100)로 전송할 수 있다.
상기와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 상태 센싱 장치(100)를 이용한 도로 환경 모니터링 시스템(500)은 별도의 전원 없이 태양광 및 풍력 등의 에너지를 이용하여 자가 발전하여 구동되어 도로 환경 상태를 센싱하는 도로 상태 센싱 장치(100)와, 도로 상태 센싱 장치(100) 무선 통신으로 접속하는 무선 중계기(300)와, 무선 중계기(300)과 무선 통신으로 접속하는 관리 서버(400)를 구비함으로써, 도로상에 설치된 도로 상태 센싱 장치(100)에서 도로로부터 멀리 떨어진 위치에 위치하는 관리 서버(400)로 별도의 유선 장치 및 전원 없이 도로 환경 센싱 정보를 용이하게 전송할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 상태 센싱 장치(100)를 이용한 도로 환경 모니터링 시스템(500)은 도로 상태 센싱 장치(100)의 설치 위치에 크게 구애받지 않고 관리 서버(400)의 관리자가 도로 환경 상태를 모니터링하게 할 수 있다.
한편, 도 5에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 상태 센싱 장치(100)를 이용한 도로 환경 모니터링 시스템(500)에 대해 설명하였지만, 본 발명의 다른 실시예에 따른 도로 상태 센싱 장치(200)를 이용한 도로 환경 모니터링 시스템이나 구조물 상태 모니터링 시스템도 구현 가능하다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다.
100, 200: 도로 상태 센싱 장치 110: 센싱부
120: 회로부 130: 자가 발전부
240: 디스플레이부 300: 무선 중계기
400: 관리 서버 500: 도로 환경 모니터링 시스템

Claims (14)

  1. 도로의 상태를 측정하여 도로 환경 센싱 정보를 생성하는 센싱부;
    상기 센싱부와 연결되며, 상기 센싱부로부터 생성된 도로 환경 센싱 정보를 수신하여 무선 통신용 데이터로 변환시키는 제어부를 포함하는 회로부; 및
    상기 회로부와 연결되며, 블레이드와 태양 전지 패널을 포함하고 상기 블레이드와 태양 전지 패널을 이용하여 전기 에너지를 생성하는 자가 발전부를 포함하며,
    상기 회로부는 상기 전기 에너지를 저장하는 충전부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 전기 에너지가 기준 전기 에너지 이상인 경우 상기 센싱부가 상기 전기 에너지로 구동되게 제어하는 도로 상태 센싱 장치로서,
    상기 회로부와 연결되어 상기 도로 환경 센싱 정보를 표시하는 디스플레이부를 더 포함하며,
    상기 제어부는 상기 센싱부가 미리 설정된 시간마다 구동되게 제어하고,
    상기 회로부는 상기 도로 환경 센싱 정보를 외부 장치로 송부하도록 구성된 무선 통신부를 더 포함하고,
    상기 무선 통신부는 상기 외부 장치로부터 상기 미리 설정된 시간에 대한 정보를 전송받는 것을 특징으로 하는 도로 상태 센싱 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 전기 에너지가 기준 전기 에너지 이상인 경우 액티브 모드(active mode)로 진입하고, 상기 전기 에너지가 기준 전기 에너지 미만인 경우 슬립 모드(sleep mode)로 진입하는 것을 특징으로 하는 도로 상태 센싱 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 센싱부는 비접촉 적외선 온도 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 상태 센싱 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 센싱부는 도로의 습도를 측정하여 도로 환경 센싱 정보를 생성하는 습도 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 상태 센싱 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 센싱부는 도로의 일산화탄소 농도를 측정하여 도로 환경 센싱 정보를 생성하는 가스 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 상태 센싱 장치.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 충전부에 저장된 전기 에너지는 상기 제어부, 무선 통신부 및 센싱부로 제공되는 것을 특징으로 하는 도로 상태 센싱 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 자가 발전부는 상기 블레이드의 회전에 의해 생성되는 풍력을 상기 전기 에너지로 생성시키는 자석과 코일을 더 포함하는 것을 특징을 하는 도로 상태 센싱 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 자가 발전부는 상기 태양 전지 패널에 의해 태양광 에너지에서 생성된 전기 에너지를 공급하는 경로를 생성하는 전선을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 상태 센싱 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 도로 상태 센싱 장치는 도로상에 고정되는 고정부, 상기 고정부에 결합되는 몸체부, 상기 몸체부 상에 설치되는 받침부, 및 상기 받침부를 둘러싸도록 몸체부의 측부에 연결되는 커버부를 포함하는 외관 형상을 가지며,
    상기 센싱부와 회로부는 상기 몸체부의 내부에 설치되고,
    상기 블레이드는 상기 받침부 상에 형성되며,
    상기 태양 전지 패널은 상기 커버부 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 도로 상태 센싱 장치.
  12. 삭제
  13. 청구항 제 1, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 11 항 중 어느 한 항에 따른 도로 상태 센싱 장치;
    무선 통신을 이용하여 상기 도로 상태 센싱 장치로부터 상기 도로 환경 센싱 정보를 수신하는 무선 중계기; 및
    상기 무선 중계기로부터 상기 도로 환경 센싱 정보를 수신하는 관리 서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 환경 모니터링 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 도로 상태 센싱 장치는 도로상에 설치되며,
    상기 무선 중계기는 도로 외측에 설치되는 것을 특징으로 하는 도로 환경 모니터링 시스템.
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