KR101496446B1 - 무선주파수 인식 방식을 이용한 해저케이블 관리시스템 및 방법 - Google Patents

무선주파수 인식 방식을 이용한 해저케이블 관리시스템 및 방법 Download PDF

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박정인
노현철
유성환
신예은
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Abstract

본 발명은 RFID(Radio Frequency IDentification) 시스템을 적용한 해저케이블 관리 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 수중에 설치된 지점의 위치정보와 태그의 고유정보를 포함하는 해저케이블 관리정보를 저장하는 RFID(Radio Frequency IDentification) 태그(Tag)를 다수 구비하는 해저케이블 및 상기 해저케이블을 관리하기 위한 해저케이블 관리장치를 포함하여 구성되는 해저케이블 관리 시스템에 있어서, 상기 해저케이블 관리장치는 상기 해저케이블에 구비된 RFID 태그로부터 상기 해저케이블 관리정보를 읽어오는 RFID 리더(Reader)와, 상기 RFID 리더를 통해 수신된 해저케이블 관리정보를 분석하여 상기 RFID 태그가 설치된 지점의 위치를 산출하고, 산출된 위치를 지도 데이터와 연동하여 지도(Map)에 해당 위치가 표시되도록 처리한 처리결과를 출력하는 제어부 및 상기 제어부의 제어에 따라, 상기 지도에 RFID 태그가 설치된 지점의 위치를 표시하도록 디스플레이하는 디스플레이부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

무선주파수 인식 방식을 이용한 해저케이블 관리시스템 및 방법{System for managing of Submarine Cable Using by Recognization Radio Frequency and Method Thereof}
본 발명은 해저케이블 관리 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 RFID(Radio Frequency IDentification) 시스템을 이용한 해저케이블 관리 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
최근, 바다를 사이에 두고 격리된 두 지점(예를 들어, 대륙과 대륙, 육지와 섬 등) 간의 통신 및 전력전송 등의 용도로 케이블을 해저에 케이블 또는 파이프 형태의 전송선로를 매설 또는 부설하는 경우가 증가하고 있다. 이러한 해저케이블의 유지보수를 위해서 해저케이블 위치 및 상태를 정기적으로 파악하는 등의 관리가 필요하다.
현재, 해저케이블의 상태를 파악 및 유지보수하는 등의 관리를 위한 방법으로는, 잠수부가 직접 잠수하여 직접 확인하는 방법과 유인잠수장비에 사람이 탑승하여 육안으로 확인하는 방법 및 무인잠수함을 통해 획득되는 영상을 사람이 확인하는 방법 등이 존재한다.
국내 해저케이블에 대한 탐사기술의 경우, 35m 이하의 수심에서는 잠수부에 의한 육안조사 방식으로 이루어지고 있으며, 35m 이상의 수심에서는 탐사선과 케이블에 의해 연결되는 무인잠수장비로부터 전달되는 영상을 통한 사람이 확인하는 방식으로 이루어지고 있다. 또한, 제주 근경에 설치된 해저케이블의 경우에는 유인잠수장비를 이용해 탐사가 이루어지고 있다.
그러나, 육안조사에 의한 해저케이블 탐사 방법의 경우에는 해저 표면으로 노출된 케이블만 확인할 수 있을 뿐, 해저에 매설된 케이블의 위치(또는 심도)를 정확하게 파악하기 어렵다는 문제점이 있다.
또한, 잠수부가 직접 잠수하여 해저케이블 상태를 확인하는 탐사 방법의 경우는, 잠수부의 수중 체류시간이 수심 및 수온, 잠수부의 역량 등에 유동적으로 변경되는 제한시간이 존재한다는 단점이 있으며, 상기한 제한사항을 위반하였을 경우에는 잠수병 등의 상해로 인한 인명 손실의 위험이 내재되어 있다.
아울러, 유인잠수장비를 이용한 해저케이블 탐사 방식은, 고가의 장비와 고급 인력이 동시에 투입되어 높은 비용이 소모된다는 경제적 측면에서의 단점이 있으며, 기상 및 조류상태를 확인하여 최적 시점에서 작업을 진행해야 한다는 점 등의 제약사항이 발생한다는 문제점이 있다.
등록특허공보 제10-1048877호 "해저 케이블 고장지점 탐색 장치" (2011.07.13.)
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, RFID(Radio Frequency IDentification) 시스템을 이용하여 직접적인 접촉 없이 해저케이블 관리를 위한 관리정보를 취득할 수 있는 해저케이블 관리 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 무인잠수장비 형태로 구현되어 잠수로 인한 인명손실 등의 위험이 내재되지 않은 해저케이블 관리 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 해저케이블 관리 시스템은, 수중에 설치된 지점의 위치정보와 태그의 고유정보를 포함하는 해저케이블 관리정보를 저장하는 RFID(Radio Frequency IDentification) 태그(Tag)를 다수 구비하는 해저케이블 및 상기 해저케이블을 관리하기 위한 해저케이블 관리장치를 포함하여 구성되는 것으로서, 상기 해저케이블 관리장치는 상기 해저케이블에 구비된 RFID 태그로부터 상기 해저케이블 관리정보를 읽어오는 RFID 리더(Reader)와, 상기 RFID 리더를 통해 수신된 해저케이블 관리정보를 분석하여 상기 RFID 태그가 설치된 지점의 위치를 산출하고, 산출된 위치를 지도 데이터와 연동하여 지도(Map)에 해당 위치가 표시되도록 처리한 처리결과를 출력하는 제어부 및 상기 제어부의 제어에 따라, 상기 지도에 RFID 태그가 설치된 지점의 위치를 표시하도록 디스플레이하는 디스플레이부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 해저케이블 관리 방법은, 수중에 설치된 지점의 위치정보와 태그의 고유정보를 포함하는 해저케이블 관리정보를 저장하는 RFID(Radio Frequency IDentification) 태그(Tag)를 다수 구비하는 해저케이블 및 상기 해저케이블을 관리하기 위한 해저케이블 관리장치를 포함하여 구성되는 해저케이블 관리 시스템의 해저케이블 관리 방법에 관한 것으로서, 상기 해저케이블 관리장치가 RFID 리더(Reader)를 이용해 상기 해저케이블에 구비된 RFID 태그로부터 상기 해저케이블 관리정보를 읽어오는 단계와, 상기 해저케이블 관리장치가 상기 RFID 리더를 통해 수신된 해저케이블 관리정보를 분석하여 상기 RFID 태그가 설치된 지점의 위치를 산출하는 단계와, 상기 해저케이블 관리장치가 상기 산출된 RFID 태그가 설치된 위치를 지도(Map) 데이터와 연동하여 지도에 해당 위치가 표시되도록 처리한 처리결과를 출력하는 단계 및 상기 처리결과에 따라, 상기 해저케이블 관리장치가 상기 지도에 상기 RFID 태그가 설치된 위치를 표시하여 디스플레이하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 해저케이블 관리 시스템 및 그 방법에 의하면, RFID 시스템을 이용하여 직접 접촉 없이 해저케이블의 상태를 확인함으로써, 해저 표면에 설치된 케이블 외에도 해저의 지중에 매설된 케이블의 위치 및 상태를 정확하게 확인 및 관리할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 해저케이블 관리 시스템 및 그 방법에 의하면, 무인잠수장비 형태로 제공되는 해저케이블 관리 시스템을 이용함으로써, 잠수부 등의 인력이 직접투입되는 탐사 방식에 비해 안전성이 보장되고, 경제적 측면에서도 상대적으로 많은 비용소모를 감소시킬 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID(Radio Frequency IDentification) 시스템이 적용된 해저케이블 관리 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해저케이블 관리장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 시스템을 이용한 해저케이블 관리 방법을 설명하기 위해 도시한 개략적인 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 시스템 동작을 설명하기 위해 도시한 시스템 구성의 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 시스템의 동작 방법을 설명하기 위해 도시한 개략적인 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인잠수장비 형태의 해저케이블 관리장치가 적용된 해저케이블 관리 시스템의 구성을 도시한 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인잠수장비 형태의 해저케이블 관리장치가 RFID 시스템을 이용해 해저케이블을 탐사하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 해저케이블 관리 시스템의 디스플레이 장치가 탐사 모드로 동작할 때 디스플레이되는 화면을 도시한 예시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 해저케이블 관리 시스템의 디스플레이 장치가 내비게이션(Navigation) 모드로 동작할 때 디스플레이되는 화면을 도시한 예시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시예들을 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 '장치' 및 '부'는 명세서 작성의 용이함만이 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사항이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
본 발명에서 해저케이블(Submarine Cable)이란, 바다를 사이에 두고 격리된 두 지점(예를 들어, 대륙 간 혹은 육지와 섬 등) 사이의 통신 및 전력 등을 공급하기 위해 수중에 설치되거나 해저에 매설(혹은 부설)되는 케이블을 의미한다. 이때, 상기 해저케이블은 파이프 등 다른 구조물 형태로 대체될 수 있다.
본 발명에서 RFID(Radio Frequency IDentification) 시스템이란, RFID 태그(Tag) 및 RFID 리더(Reader)로 구성될 수 있는데, 극소형 칩(Chip) 형태로 제작된 RFID 태그에 특정 정보를 저장하고 안테나를 달아 데이터를 RFID 리더로 무선 송수신하는 시스템을 의미한다. 즉, 해저케이블에 부착되어, 부착된 지점의 위치정보와 태그 고유정보를 저장하고 있는 RFID 태그가 RFID 리더를 통해 인식되면, 상기 RFID 리더는 RFID 태그에 기저장되어 있는 위치정보 및 태그 고유정보를 읽어올 수 있다. RFID 시스템은 RFID 태그(Tag)의 전원공급방식에 따라, 능동형(Active Type) 또는 수동형(Passive Type)으로 구분될 수 있는데, 능동형 태그는 배터리(Battery)를 구비하여 자체적으로 전원 공급이 가능하다. 반면, 수동형 태그는 배터리를 구비하지 않으므로, RFID 리더가 RFID 태그를 인식할 때 발생하는 전파에 의해 발생하는 유도기전력을 전원으로 사용하여 작동될 수 있다. 따라서, 수동형 태그의 경우, 소형 및 경량화하여 제작 가능하다는 장점이 있다.
본 발명에서 RFID 태그(Tag)란, 해저케이블에 부착되어 부착된 지점의 위치정보 및 해당 태그의 고유정보 등을 저장하는 특정 정보저장장치를 의미한다. 즉, RFID 태그는 RFID 태그가 설치된 위치에 상응하는 위치정보 및 심도정보, 상기 RFID 태그의 고유정보, 상기 RFID 태그를 설치한 설치일자, 설치약도, 조사자, 조사내용, 도선명, 도선등급 등을 포함하는 해저케이블 관리정보를 저장할 수 있다. 또한, RFID 태그는 해저케이블의 표면에 일정한 간격으로 설치될 수 있으며, 해저 지형이 급격하게 변하는 지점(예를 들어, 급경사 혹은 급커브 지점 등) 등에 추가로 설치될 수도 있다.
본 발명에서 위치정보란, RIFD 태그가 설치된 지점의 위치정보를 의미하는 것으로서, GPS(Global Positioning System)를 통해 수신되는 위치좌표 값을 포함할 수 있다. 이때, 상기 위치정보는, 해저케이블 설치시에 해저케이블에 RFID 태그가 최초로 부착되는 시점 및 지점의 위치정보를 포함할 수 있으며, 이후에 해저케이블 관리를 위해 실시간으로 측정되는 위치정보를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 추후에 해저케이블을 관리하기 위해서는 해저케이블이 최초 설치된 위치를 정확하기 파악하고 있어야 하는데, 이를 위해서 해저케이블 표면에 설치된 지점의 위치정보를 삽입한 다수의 RFID 태그를 설치할 수 있다. 상기 위치정보는 RFID 태그가 설치된 위치좌표(x, y) 값 외에도, 상기 RFID 태그가 설치된 수중 심도 값을 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 고유정보란, RFID 태그의 고유정보를 의미하는 것으로서, RFID 태그를 식별하기 위한 고유번호를 포함할 수 있다. 예를 들어, 해저케이블에는 다수의 RFID 태그가 설치될 수 있는데, 설치된 다수의 RFID 태그 중, 특정 태그를 식별하여 해당 태그의 상태를 확인하기 위해서는 해당 태그에 대한 고유번호 등의 정보가 필요하다. 따라서, 고유정보는 해당 태그에 대한 고유번호를 포함할 수 있으며, 그 외에도, 해당 태그가 몇 번째로 설치된 태그인지, 누구에 의해 언제 설치된 태그인지 등의 정보를 더 포함할 수 있다.
이하에서는, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID(Radio Frequency IDentification) 시스템이 적용된 해저케이블 관리 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해저케이블 관리장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 시스템을 이용한 해저케이블 관리 방법을 설명하기 위해 도시한 개략적인 흐름도이다.
우선, 도 1에 도시된 RFID 시스템이 적용된 해저케이블 관리 시스템 및 도 2에 도시된 해저케이블 관리장치를 참조하여, 도 3에 도시된 해저케이블 관리 방법을 설명하기로 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 시스템이 해저케이블 관리 시스템은, 해저케이블(110)과 해저케이블 관리 장치(120)로 구분될 수 있다.
상기 해저케이블(110)은, 다수 개의 RFID 태그(111, 112, 113)들을 구비할 수 있다. 상기 RFID 태그(111, 112, 113)들은 상기 RFID 태그(111, 112, 113)들이 상기 해저케이블(110)에 부착된 위치의 위치정보 및 고유정보 등을 포함하는 케이블 관리정보를 저장하는 것으로서, 상기 해저케이블(110)에 일정 간격으로 부착될 수 있다. 상기 위치정보는 GPS(Global Positioning System)정보를 포함할 수 있으며, 상기 고유정보는 RFID 태그를 식별하기 위한 순번 등 RFID 태그 관련정보를 포함할 수 있다. 또한, 상기 해저케이블 관리정보는 상기 위치정보 및 고유정보 외에도, 상기 RFID 태그(111, 112, 113)들의 수중 심도 값을 포함하는 심도정보를 더 포함할 수 있다. 아울러, 상기 해저케이블 관리정보는 상기 RFID 태그(111, 112, 113)들을 설치한 설치일자, 설치약도, 조사자, 조사내용, 도선명, 도선등급 등을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 RFID 태그(111, 112, 113)들은 상기 해저케이블 표면에 소정 간격으로 설치될 수 있으며, 지형이 급격하게 변하는 지점(예를 들어, 급경사 혹은 급커브 지점 등)에 추가로 설치될 수 있다.
상기 해저케이블 관리장치(120)는, RFID 리더(121), 제어부(122), 디스플레이부(123), GPS 수신부(124), 데이터베이스(125) 및 통신부(126)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 RFID 리더(121)는 상기 RFID 태그(111, 112, 113)들에 전파를 송신하여 상기 RFID 태그(111, 112, 113)들로부터 케이블 관리정보를 읽어올 수 있다[S310, S320, S330]. 이때, 상기 RFID 태그(111, 112, 113)들은 능동형(Active Type) 태그 또는 수동형(Passive Type) 태그로 구현될 수 있다. 즉, 상기 RFID 태그(111, 112, 113)들이 능동형 태그일 경우, 상기 RFID 태그(111, 112, 113)들은 자체적으로 전원을 공급하는 전원공급장치(예를 들어, 배터리)를 구비하고 있으므로, 전원을 항상 온(ON) 상태로 유지하여 상기 RFID 리더(121)가 항시 케이블 관리정보를 읽어올 수 있다. 이러한 능동형 RFID 시스템은 수동형 RFID 시스템에 비해 인식 거리가 길다는 장점이 있다. 한편, 상기 RFID 태그(111, 112, 113)들이 수동형 태그일 경우에는 상기 RFID 태그(111, 112, 113)들이 별도로 배터리를 구비하지 않는다. 따라서, 상기 RFID 리더(121)가 상기 RFID 태그(111, 112, 113)들을 인식하기 위해 전파를 송신하면, 상기 RFID 태그(111, 112, 113)들이 상기 송신된 전파에 의해 발생된 유도기전력을 전원으로 사용하여 상기 RFID 리더(121)로 기저장된 해저케이블 관리정보를 전송한다. 상기한 구동방식으로 인해 상기 수동형 태그는 반영구적 사용이 가능하다는 장점이 있다.
상기 제어부(122)는 상기 RFID 리더(121)를 통해 수신된 해저케이블 관리정보를 분석하여 상기 RFID 태그(111, 112, 113)들이 설치된 지점의 위치를 산출하고, 상기 산출된 위치를 지도 데이터(Map Data)와 연동하여 지도에 해당 데이터가 표시되도록 처리한 처리결과를 출력 및 디스플레이하도록 제어할 수 있다[S340, S350]. 즉, 상기 제어부(122)는 상기 수신된 해저케이블 관리정보를 분석하여 상기 RFID 태그(111, 112, 113)들이 설치된 지점의 위치좌표 값을 추출할 수 있다. 그런 다음, 상기 제어부(122)는 상기 추출된 위치좌표 값을 지도 데이터에 적용하여, 자동항법장치(Navigation) 등의 디스플레이부(123)를 통해 디스플레이되는 지도에 상기 RFID 태그(111, 112, 113)들의 위치가 표시되도록 처리하여 지도를 디스플레이할 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 해저케이블 관리 시스템 및 그 방법은, RFID 시스템을 이용해 직접적인 접촉 없이 해저케이블의 상태를 파악할 수 있으므로, 보다 쉽고 빠르게 해저케이블을 관리하여 시간 및 비용의 소모를 감소시킬 수 있다는 장점이 있다.
한편, 상기 해저케이블 관리장치(120)는 상기 RFID 태그(111, 112, 113)들의 위치정보를 실시간으로 취득하는 GPS 수신부(124)와, 상기 RFID 리더(121)를 통해 수신되는 해저케이블 관리정보 및 상기 GPS 수신부(124)를 통해 취득되는 RFID 태그(111, 112, 113)들의 위치정보를 테이블(Table) 형태로 누적하여 저장하는 데이터베이스(125)를 더 구비할 수 있다. 이때, 상기 GPS 수신부(124)는 상기 RFID 태그(111, 112, 113)들의 위치좌표 값을 취득하기 위한 것으로서, 상기 해저케이블(110)에 부착된 다수의 RFID 태그(111, 112, 113)들 각각에 구비될 수 있으며, 상기 해저케이블 관리장치(120)에 구비될 수도 있다. 따라서, 상기 해저케이블 관리장치(120)의 제어부(122)는 상기 RFID 태그(111, 112, 113)들 각각으로부터 수신되는 해저케이블 관리정보에 포함된 위치정보와 상기 GPS수신부(124)로부터 실시간 수신되는 상기 RFID 태그(111, 112, 113)들의 위치좌표를 비교하여 오차 값을 산출하고, 산출된 오차 값을 상기 데이터베이스(125)에 저장하여 상기 해저케이블(110)의 유지보수를 위한 정보로 사용함으로써, 관리 효율성을 향상시킬 수 있다.
상기와 같은 비교 분석을 통해 해저케이블에 대한 다양한 분석이 가능하며, 주기적인 탐사 시행을 통해 데이터베이스를 구축하고, 해저케이블이 이동하였을 시에는 다음 이동 경로를 예측할 수 있는 장점이 있다.
또한, 상기 해저케이블 관리장치(120)는 상기 통신부(126)를 더 구비할 수 있다. 이때, 상기 통신부(126)는 유선 또는 무선 통신방식으로 구현될 수 있는 것으로서, 상기 제어부(122)에서 처리된 처리결과를 별도의 사용자 단말기에 제공할 수 있다.
따라서, 상기와 같은 본 발명에 따른 해저케이블 관리 시스템 및 그 방법은, 해저케이블 상태를 사용자 단말기로 실시간 전송하여 모니터링이 가능하다는 장점이 있다.
보다 상세히, 상기 해저케이블 관리장치(120)는 무인잠수장비 형태로 구현될 수 있는데, 이하에서 상기 해저케이블 관리장치(12)가 무인잠수장비 형태로 구현되는 일 실시예에 대해 설명하기로 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 해저케이블 관리장치(120)는 무인잠수장비 제어기(220)를 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 무인잠수장비(210)와 상기 무인잠수장비 제어기(220)는 유선 또는 무선 통신방식으로 연동될 수 있다.
우선, 상기 무인잠수장비(210)는 카메라 모듈(211), RFID 모듈(212), GPS 모듈(213), 제1제어모듈(214) 및 제1통신모듈(215)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 카메라 모듈(211)은 상기 무인잠수장비(210)의 전방에 설치되어 주변영상을 획득할 수 있다. 상기 카메라 모듈(211)을 통해 획득되는 주변영상은 상기 무인잠수장비 제어기(220)의 디스플레이 모듈(224)을 통해 디스플레이되는 것으로서, 상기 무인잠수장비(220)의 이동을 제어하는 사용자의 시야를 확보하도록 하고, 장애물을 인식하여 무인잠수장비(210)가 안전하게 이동할 수 있도록 지원할 수 있다. 이때, 상기 카메라 모듈은 LED(Light Emitting Diode) 및 할로겐 램프(Halogen Lamp) 등으로 구현된 발광장치를 더 구비할 수 있다.
상기 RFID 모듈(212)은 해저케이블에 부착된 RFID 태그를 인식하여 상기 RFID 태그에 저장된 해저케이블 관리정보를 읽어오기 위한 RFID 리더를 포함할 수 있다. 상기 RFID 모듈(211)은 수동형 또는 능동형 RFID 시스템에 사용할 수 있다.
상기 GPS 모듈(213)은 해저케이블에 부착된 RFID 태그의 위치좌표를 실시간 획득할 수 있다. 상기 GPS 모듈(213)을 통해 실시간으로 획득되는 RFID 태그의 위치좌표는 상기 RFID 태그에 기저장된 상기 RFID 태그의 최초 위치정보와 비교하기 위한 데이터로 사용될 수 있다.
상기 제1제어모듈(214)은 상기 무인잠수장비(210)에 구비된 구성요소들의 동작을 제어할 수 있다. 특히, 상기 제1제어모듈(214)은 상기 무인잠수장비(210)의 이동을 제어할 수 있다.
상기 제1통신모듈(215)은 상기 무인잠수장비(210) 및 상기 무인잠수장비 제어기(220) 간의 데이터 송수신을 지원할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1통신모듈(215)을 통해 송수신되는 데이터는 상기 무인잠수장비(210)의 이동을 제어하기 위한 명령데이터와 상기 카메라모듈(211)을 통해 수신되는 영상, 상기 RFID 모듈(212)을 통해 수신되는 해저케이블 관리정보 및 상기 GPS 모듈 등을 통해 수신되는 RFID 태그 위치정보 등을 포함할 수 있다.
한편, 상기 무인잠수장비 제어기(220)는 제2통신모듈(221), 제2제어모듈(222), 데이터베이스(223), 디스플레이모듈(224), 조정모듈(225)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제2통신모듈(221)은 상기 무인잠수장비(210)의 제1통신모듈(211)과 연동하여 동작하는 것으로서, 상기 제1통신모듈(215) 및 상기 제2통신모듈(221) 간의 통신방식은 유선 혹은 무선 통신방식을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2통신모듈(221)은 상기 무인잠수장비 제어기(220)의 조정모듈(225)을 통해 입력되는 무인잠수장비(210)를 운전하기 위한 조정데이터를 상기 제1통신모듈(215)로 전송할 수 있다.
상기 제2제어모듈(222)은 상기 무인잠수장비 제어기(220)의 동작을 위해 필요한 기능들을 처리할 수 있다. 즉, 상기 제2제어모듈은 상기 무인잠수장비 제어기(220)에 구비된 각 구성들의 유기적인 동작을 제어할 수 있다. 또한, 상기 제2제어모듈(222)은 상기 무인잠수장치(210)의 RFID 모듈(212)로부터 수신된 해저케이블 관리정보를 분석하여 상기 RFID 태그가 설치된 지점의 위치를 산출하고, 상기 산출된 위치를 지도 데이터와 연동하여 지도(Map)에 해당 위치가 표시되도록 처리할 수 있다.
상기 데이터베이스(223)는 상기 제2통신모듈(221)을 통해 상기 RFID 모듈(212)로부터 수신되는 해저케이블 관리정보 및 상기 GPS 모듈(213)로부터 수신되는 RFID 태그의 위치좌표를 저장할 수 있다. 상기 데이터베이스(223)는 상기 해저케이블 관리정보 및 상기 RFID 태그의 위치좌표를 테이블 형태로 저장할 수 있으며, 저장된 정보들을 이용해 추후에 상기 해저케이블을 관리 및 유지보수하는 과정에서 참조할 수 있다.
상기 디스플레이모듈(224)은 상기 제2통신모듈(221)에서 처리된 처리결과를 수신하여 디스플레이할 수 있다. 즉, 상기 디스플레이 모듈(224)은 특정 RFID 태그가 설치된 위치를 표시하는 지도를 디스플레이할 수 있다. 또한, 상기 디스플레이 모듈(224)은 상기 무인잠수장비(210)의 카메라모듈(211)로부터 취득되는 주변영상을 디스플레이할 수 있으며, 해저케이블을 관리하기 위한 각종 정보를 디스플레이할 수 있다.
상기 조정모듈(225)은 상기 무인잠수장비(210)의 운전을 제어하기 위해 외부로부터 입력되는 신호를 수신할 수 있다. 상기 외부로부터 입력되는 신호는 상기 무인잠수장비(210)의 방향 및 이동 위치를 조정하기 위한 신호를 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 시스템 동작을 설명하기 위해 도시한 시스템 구성의 예시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 시스템의 동작 방법을 설명하기 위해 도시한 개략적인 흐름도이다.
이하에서, 도 4에 도시된 RFID 시스템 구성도를 참조로, 도 5에 도시된 RFID 시스템의 동작 방법을 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 시스템은 RFID 태그(410)와 RFID 리더(420)로 구성될 수 있다.
우선, 상기 RFID 리더(420)가 상기 RFID 태그(410)를 인식하기 위해 전파를 송신하고, 상기 RFID 태그(410)는 상기 송신된 전파를 수신하여 전원을 온(ON) 시켜 기저장된 데이터를 상기 RFID 리더(420)로 전송할 수 있다[S510, S520, S530].
즉, 상기 RFID 리더(420)는 상기 RFID 태그(410)가 능동형(Active Type)이건 수동형(Passive Type)이건 관계없이 상기 RFID 태그(410)가 일정 범위 내에 존재하는지 여부를 확인하기 위해 전파를 송신(b)한다. 그런 다음, 상기 송신된 전파를 수신한 RFID 태그(410)로부터 기저장된 케이블 관리정보를 수신할 수 있다.
이때, 상기 RFID 태그(410)가 능동형일 경우, 상기 RFID 태그(410)는 자체적인 전원공급장치(예를 들어, 배터리)를 구비하고 있으므로, 해당 전원을 사용하여 기저장된 케이블 관리정보를 상기 RFID 리더(420)로 전송할 수 있다. 반면, 상기 RFID 태그(410)가 수동형일 경우, 상기 RFID 태그(410)는 상기 RFID 리더(420)로부터 송신된 전파를 수신하고, 상기 수신된 전파에 의해 발생되는 유기기전력을 전원으로 사용하여 기저장된 케이블 관리정보를 상기 RFID 리더(420)로 전송할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 능동형(Active Type) RFID 시스템은 태그가 배터리를 항시 구비하므로, 응답속도가 빠르고 반응범위가 크다는 장점이 있다.
또한, 수동형(Passive Type) RFID 시스템은 배터리를 항시 구비하지 않으므로, 태그의 크기가 작고 무게가 적으며, 전원공급 면에서 반영구적 사용이 가능하다는 장점이 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인잠수장비 형태의 해저케이블 관리장치가 적용된 해저케이블 관리 시스템의 구성을 도시한 예시도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 해저케이블 관리 시스템은 다수의 RFID 태그(610a)를 부착한 해저케이블(610), RFID 리더(620a)가 장착된 무인잠수장비(620) 및 무인잠수장비 제어기(630)를 포함하여 구성될 수 있다.
우선, 상기 해저케이블(610)은 일정 간격으로 부착되는 다수의 RFID 태그(610a)들을 구비할 수 있다. 상기 RFID 태그(610a)들은 능동형 또는 수동형 태그일 수 있다. 상기 RFID 태그(610a)들은 부착된 위치를 나타내는 위치정보 및 태그 고유의 식별정보 등을 포함하는 케이블 관리정보를 저장할 수 있다.
상기 무인잠수장비(620)는 심해에서 이동 가능한 것으로, RFID 리더(620a)를 구비할 수 있다. 상기 무인잠수장비(620)가 이동하면서, 상기 RFID 리더(620a)를 이용해 상기 RFID 태그(610a)를 인식하고, 상기 인식된 RFID 태그(610a)로부터 케이블 관리정보를 수신할 수 있다. 상기 무인잠수장비(620)는 통합 센서 모듈(620b), 카메라 모듈(620c), 조명 모듈(620d), 데이터 송수신 모듈 및 전원공급 모듈 등을 더 구비할 수 있다. 상기 무인잠수장비(620)는 상기 카메라 모듈(620c) 및 조명 모듈(620d)을 이용하여 해저에서 조명을 이용한 시야 확보 및 카메라를 통한 실시간 해저케이블 영상 획득을 통해 실시간 해저 탐사 기능을 구현할 수 있다. 또한, 상기 통합센서 모듈(620b)은 상기 무인잠수장비(620)의 위치 값을 구할 수 있도록 수중 심도 데이터, 방향, 속도, 거리 및 수평 데이터를 센싱하고, 장애물을 인식하여 상기 무인잠수장비(620)가 안전하게 이동할 수 있도록 지원할 수 있다. 아울러, 지표투과레이더(GPR; Ground Penetrating Radar)를 더 구비하여 해저면을 스캔함으로써, 상기 해저케이블(610)이 설치된 위치, 심도 및 매설된 형태 등을 정확하게 파악할 수 있다.
상기 무인잠수장비 제어기(630)는 조정 모듈과 데이터 송수신 모듈(630a), 전원공급 모듈 및 디스플레이모듈 등을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 조정 모듈은 상기 무인잠수장비(620)를 컨트롤할 수 있는 모듈로서, 상기 무인잠수장비(630)에 설치되는 카메라 영상을 통해 획득되는 영상을 통해 무인잠수장비의 방향과 이동위치를 조정할 수 있으며, 상기 카메라의 방향을 조정하여 넓은 시야각을 확보할 수 있다. 상기 데이터 송수신 모듈(630a)은 상기 무인잠수장비(620)의 통합센서를 통해 획득되는 각종 정보(예를 들어, 수중 심도 데이터, 방향, 속도, 거리, 수평도 데이터 등)들을 제공받을 수 있다. 이는 상기 무인잠수장비 제어기(630)의 GPS 값과 상기 무인잠수장비(620)의 통합센서로부터 받은 값을 계산하여 무인잠수장비의 현재위치 값을 구할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 해저케이블 관리 시스템은 유/무선 방식으로 개인 이동단말기(640)에 연결되어, 특정 사용자에게 탐사현황을 실시간 제공할 수 있으며, GPS 인공위성 장비(650), GPS 정보관리 서버(660a) 및 GIS DB(660b) 등에 연결되어 정확한 정보를 실시간 제공받을 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인잠수장비 형태의 해저케이블 관리장치가 RFID 시스템을 이용해 해저케이블을 탐사하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인잠수장비(720)는 RFID 시스템을 이용하여 해저케이블(710)을 탐사할 수 있다.
우선, 상기 해저케이블(710)은 바다로 인해 격리된 지점(예를 들어, 대륙 간 혹은 육지와 섬 등) 간의 통신 및 전력 공급을 위해 설치된 케이블로서, 수중에 설치되거나, 해저에 매설되는 케이블 및 파이프 등을 포함할 수 있다. 상기 해저케이블(710)은 소정 간격으로 설치된 다수의 RFID 태그(711)를 구비할 수 있다. 상기 RFID 태그(711)는 상기 해저케이블(710) 표면에 부착될 수 있으며, 상기 해저케이블(710)에 부착된 지점의 위치정보 및 상기 RFID 태그(711)의 고유정보를 저장할 수 있다. 보다 상세히, 상기 위치정보는 위치좌표 값을 포함할 수 있고, 상기 고유정보는 다수의 태그들 중 특정 태그를 식별하기 위한 고유번호를 포함할 수 있다.
한편, 상기 무인잠수장비(720)는 상기 해저케이블(710)의 상태를 수집 및 분석하여 상기 해저케이블(710)에 대한 유지보수 등의 기능을 제공하는 것으로서, RFID 시스템을 이용하여 상기 해저케이블(710)을 관리할 수 있다. 즉, RFID 시스템을 이용한 해저케이블 관리 시스템에서, 상기 무인잠수장비(720)는 일측에 RFID 리더(721) 구비하여 상기 RFID 태그(711)에 저장된 해저케이블 관리정보를 읽어올 수 있다. 이때, 상기 RFID 태그(711)는 수동형 태그를 포함하는 것으로서, 상기 RFID 리더(721)가 일정 범위 내에 진입할 경우, 상기 RFID 리더(721)로부터 전송되는 전파에 의해 발생되는 유도기전력을 전원으로 동작하여 상기 RFID 태그(711)에 기저장된 위치정보 및 태그 고유정보 등을 상기 RFID 리더(721)로 송신할 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 수동형 RFID 시스템을 해저케이블 관리 시스템에 적용할 경우, 소형 및 초경량화된 RFID 시스템을 이용하여 직접적인 접촉 없이도 정확한 데이터를 쉽고 빠르게 수집할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인잠수장비를 이용하여 해저 탐사를 실시할 경우, 보다 안전하게 넓은 영역의 탐사를 실시할 수 있으므로, 심해저 등과 같이 생리학상 인간의 잠수 수심한계를 초과한 지역이나, 오염지역의 난파선 및 군 수색용으로 다양하게 활용할 수 있으며, 장시간 동안 해양환경을 모니터링하는 해저관측소와 해저기지 및 해저구조물 건설을 위한 작업장비로도 활용될 수 있다는 장점이 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 해저케이블 관리 시스템의 디스플레이 장치가 탐사 모드로 동작할 때 디스플레이되는 화면을 도시한 예시도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 해저케이블 관리 시스템의 디스플레이 장치가 내비게이션(Navigation) 모드로 동작할 때 디스플레이되는 화면을 도시한 예시도이다.
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 해저케이블 관리 시스템은 특정 디스플레이 장치를 통해 해저케이블을 탐사 및 관리하기 위한 화면을 제공할 수 있다. 이때, 상기 특정 디스플레이 장치는 탐사 모드 또는 내비게이션 모드로 동작할 수 있다.
도 8은 상기 특정 디스플레이 장치가 탐사 모드로 동작할 때, 화면에 표시되는 영상 및 정보들을 도시한 예시도로서, 수중에서 해저케이블을 탐사하는 무인잠수장비에 장착된 카메라를 통해 획득되는 주변영상을 기본적으로 제공할 수 있다. 아울러, 상기 제공되는 주변영상 외에도 각종 정보를 더 디스플레이할 수 있는데, 상기 각종 정보는 수중에서 해저케이블을 탐사하는 무인잠수장비의 위치 및 방향을 제어하기 위한 잠수정 컨트롤러 아이콘(810), 상기 무인잠수장비가 이동중인 지점의 수심 및 상기 무인잠수장비의 이동속도 등 이동정보를 표시하는 잠수정 정보표시(820), 상기 무인잠수장비의 수평도 정보를 표시하는 수평계(830), 상기 무인잠수장비에 장착된 각종 센서들을 조작하고 상기 센서들로부터 수신되는 정보를 표시하기 위한 탐지센서 조작 및 정보표시(840) 및 이동항로를 실시간 디스플레이하는 네비게이션(850) 등의 섹션으로 구분될 수 있다.
또한, 도 9는 상기 특정 디스플레이 장치가 내비게이션 모드로 동작할 때, 화면에 디스플레이되는 지도를 도시한 것으로서, 상기 지도에는 해저케이블(910) 및 상기 해저케이블에 부착된 RFID 태그 위치(920)를 함께 디스플레이할 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 해저케이블 관리 시스템은, 특정 위치에 대한 상세하고 정확한 정보를 실시간 제공받을 수 있다는 장점이 있다.
이상과 같이, 본 발명에서는 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***
110, 610 : 해저케이블 111, 112, 113, 610a : RFID 태그
120 : 해저케이블 관리장치 121, 620a : RFID 리더
122 : 제어부 123 : 디스플레이부
620 : 무인잠수장비 630 : 무인잠수장비 제어기

Claims (16)

  1. 수중에 설치된 지점의 위치정보와 태그의 고유정보를 포함하는 해저케이블 관리정보를 저장하는 RFID(Radio Frequency IDentification) 태그(Tag)를 다수 구비하는 해저케이블 및 상기 해저케이블을 관리하기 위한 해저케이블 관리장치를 포함하여 구성되는 해저케이블 관리 시스템에 있어서,
    상기 해저케이블 관리장치는
    상기 해저케이블에 구비된 RFID 태그로부터 상기 해저케이블 관리정보를 읽어오는 RFID 리더(Reader);
    상기 RFID 리더를 통해 수신된 해저케이블 관리정보를 분석하여 상기 RFID 태그가 설치된 지점의 위치를 산출하고, 산출된 위치를 지도 데이터(Map Data)와 연동하여 지도에 해당 위치가 표시되도록 처리한 처리결과를 출력하는 제어부; 및
    상기 처리결과에 따라, 상기 지도에 RFID 태그가 설치된 지점의 위치를 표시하도록 디스플레이하는 디스플레이부;를 포함하여 구성되고,
    상기 해저케이블 관리 장치는, 상기 RFID 태그가 설치된 지점의 위치좌표를 실시간으로 수신하는 GPS(Global Positioning System) 수신부 및 상기 GPS 수신부를 통해 실시간으로 수신되는 위치좌표를 저장하는 데이터베이스를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 RFID 태그로부터 수신되는 해저케이블 관리정보에 포함된 위치정보 및 상기 GPS 수신부를 통해 수신되는 상기 RFID 태그가 설치된 지점의 실시간 위치좌표를 비교하여 오차값을 산출하고, 상기 해저케이블의 이동 경로를 계산하기 위해 상기 오차값을 상기 데이터베이스에 저장하도록 제어하는 것을 특징으로 하는,
    해저케이블 관리 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 RFID 태그는
    상기 해저케이블의 표면에 소정 간격으로 설치되는 것을 특징으로 하는 해저케이블 관리 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 RFID 태그에 저장되는 상기 해저케이블 관리정보는
    상기 RFID 태그가 설치된 지점의 수중 심도 값을 나타내는 심도정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해저케이블 관리 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 RFID 태그에 저장되는 상기 해저케이블 관리정보는
    상기 RFID 태그를 설치한 설치일자, 설치약도, 조사자, 조사내용, 도선명 및 도선등급 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해저케이블 관리 시스템.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 해저케이블 관리장치는
    상기 제어부의 처리결과를 사용자 단말기로 전송하기 위한 통신부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 해저케이블 관리 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 해저케이블 관리장치는
    원격으로 수중 제어가 가능한 무인잠수장비 형태로 구현되는 것을 특징으로 하는 해저케이블 관리 시스템.
  9. 수중에 설치된 지점의 위치정보와 태그의 고유정보를 포함하는 해저케이블 관리정보를 저장하는 RFID(Radio Frequency IDentification) 태그(Tag)를 다수 구비하는 해저케이블 및 상기 해저케이블을 관리하기 위한 해저케이블 관리장치를 포함하여 구성되는 해저케이블 관리 시스템의 해저케이블 관리 방법에 있어서,
    상기 해저케이블 관리장치가 RFID 리더(Reader)를 이용해 상기 해저케이블에 구비된 RFID 태그로부터 상기 해저케이블 관리정보를 읽어오는 단계;
    상기 해저케이블 관리장치가 상기 RFID 리더를 통해 수신된 해저케이블 관리정보를 분석하여 상기 RFID 태그가 설치된 지점의 위치를 산출하는 단계;
    상기 해저케이블 관리장치가 상기 RFID 태그가 설치된 위치를 지도(Map) 데이터와 연동하여 지도에 해당 위치가 표시되도록 처리한 처리결과를 출력하는 단계; 및
    상기 처리결과에 따라, 상기 해저케이블 관리장치가 상기 지도에 상기 RFID 태그가 설치된 위치를 표시하여 디스플레이하는 단계;를 포함하고,
    상기 해저케이블 관리 방법은, 상기 해저케이블 관리 장치가,
    GPS(Global Positioning System) 수신부를 통해 상기 RFID 태그가 설치된 위치의 위치좌표를 실시간으로 수신하는 단계; 및
    상기 GPS 수신부를 통해 실시간으로 수신되는 위치좌표를 데이터베이스에 저장하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 해저케이블 관리 방법은, 상기 해저케이블 관리 장치가,
    상기 RFID 태그로부터 수신된 해저케이블 관리정보에 포함된 위치정보 및 상기 GPS 수신부를 통해 수신되는 RFID 태그가 설치된 지점의 실시간 위치좌표를 비교하여 오차값을 산출하는 단계; 및
    상기 해저케이블의 이동 경로를 계산하기 위해 상기 오차값을 상기 데이터베이스에 저장하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    해저케이블 관리 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 RFID 태그는
    상기 해저케이블의 표면에 소정 간격으로 설치되는 것을 특징으로 하는 해저케이블 관리 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 RFID 태그에 저장되는 상기 해저케이블 관리정보는
    상기 RFID 태그가 설치된 지점의 수중 심도 값을 나타내는 심도정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해저케이블 관리 방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 RFID 태그에 저장되는 상기 해저케이블 관리정보는
    상기 RFID 태그를 설치한 설치일자, 설치약도, 조사자, 조사내용, 도선명 및 도선등급 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해저케이블 관리 방법.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 해저케이블 관리 방법은, 상기 해저케이블 관리장치가
    상기 처리결과를 사용자 단말기로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해저케이블 관리 방법.
  16. 제 9 항에 있어서,
    상기 해저케이블 관리장치는
    원격으로 수중 제어가 가능한 무인잠수장비 형태로 구현되는 것을 특징으로 하는 해저케이블 관리 방법.
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