KR101570511B1 - 태양광 발전을 이용한 노면 결빙 예방 및 제거 장치 - Google Patents

태양광 발전을 이용한 노면 결빙 예방 및 제거 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 태양광 발전을 이용한 노면 결빙 예방 및 제거 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내부 에너지 저장부를 통해 강설 또는 결빙 방지에 적용하여 에너지 절감 효과를 얻을 수 있고, 단순한 구조의 카메라를 이용하여 기상 재난으로부터 도로상의 결빙 요인 발생시 신속한 감지 후 대처를 할 수 있는 태양광 발전을 이용한 노면 결빙 예방 및 제거 장치에 관한 것이다.
본 발명은 도로에 설치되는 열선; 도로 위의 강설 또는 결빙 상태와 대기상태를 측정하는 센서부; 도로의 위치를 정확히 전송받을 수 있는 GPS 모듈; GPS 모듈에서 전송된 위치 정보에 따른 도로가 형성된 지역의 기상상태를 실시간으로 전달받는 기상 통신부; 태양광을 흡수하여 전기 에너지로 변환하는 태양전지패널; 상기 태양전지패널로부터 발생되는 전기 에너지를 저장하는 에너지 저장부;센서부의 강설 또는 결빙 상태와 기상 통신부로부터 기상상태를 전달 받아, 강설 또는 결빙 상태인 경우 에너지 저장부의 전기 에너지를 열선에 전송하여 강설 또는 결빙 상태를 해결하도록 제어하며, GPS 모듈에서 전송받은 도로의 위치 정보를 중앙 센터 또는 관리자 단말기로 통보하는 제어부;를 포함한다.

Description

태양광 발전을 이용한 노면 결빙 예방 및 제거 장치{DEVICE FOR PROHIBIT ROAD FREEZING USING SOLAR RAY GENERATOR}
본 발명은 태양광 발전을 이용한 노면 결빙 예방 및 제거 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양전지 패널로부터 발생되는 전기 에너지를 저장하는 내부 에너지 저장부를 통해 강설 또는 결빙 방지에 적용하여 에너지 절감 효과를 얻을 수 있고, 단순한 구조의 카메라를 이용하여 수분 또는 강설 또는 결빙 두께를 판단하여 기상 재난으로부터 도로상의 결빙 요인 발생시 신속한 감지 후 대처함으로써, 도로 결빙으로 인한 차량 등의 각종 사고를 미연에 방지할 수 있는 태양광 발전을 이용한 노면 결빙 예방 및 제거 장치에 관한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 도로 결빙 방지 시스템은 액체 분사방식(a, b)과 전열선 이용방식(저항발열선;c)으로 크게 나누어질 수 있다.
다시 액체 분사방식은 수동(반자동) 또는 자동 방식으로 나뉠 수 있으며 강설시 각종 센서를 통해 얻어진 정보를 중앙 관제 장치에 의해 수동 또는 자동으로 저장 탱크 내 융설액을 도로면에 설치된 분사노즐을 통하여 노면상에 분사하는 방식이다.
또한, 전열선 이용방식(저항발열선)은 구리-니켈 합금선 등이 전기에 의한 저항으로 발열하여 융설하는 방식으로 표준화 매트를 사용하여 포설이 간편한 장점이 있다.
그러나 액체 분사방식은 초기 투자비가 다소 고가이며, 융설액 분사시 운전자의 심리를 자극할 수 있는 우려가 있으며, 수동식의 경우 자동식에 비해 강설대처가 늦고 CCTV에 의한 가상모니터로 중앙 통제 기능을 보완해야하는 문제점이 있다.
또한, 기상 재난으로부터 도로상의 결빙을 신속하고 정확하게 감지하기 위해 다수개의 센서를 사용할 수밖에 없어, 노면 결빙 예방 및 제거 장치의 설치 비용이 높아지고 고장율이 상승하게 된다.
또한, 물을 자주 사용하는 세차장, 겨울철 상가, 빌딩, 아파트 주차장 진입로의 경우 눈으로 인해 도로가 미끄러워지고 진입하는 차량이 정상적으로 진출입을 하지 못하는 상황이 발생하며, 물이 분사된 도로의 시멘트 바닥이 추운날씨로 결빙되는 경우에는 사람과 차량의 큰 불편이 야기되지만 수시로 눈녹임 히터를 가동하기에는 에너지 비용이 많이 발생하는 문제점이 있다.
따라서 상술한 종래의 문제점을 고려하여 정확히 노면 결빙 상태를 분석함으로써, 노면 결빙을 예방하고 제거하면서 동시에 에너지 절감도 가능한 새로운 시스템의 개발이 필요하게 되었다.
한국등록특허 제1280361호 한국등록특허 제1291613호 한국등록실용 제0357565호 한국등록특허 제0394316호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 도로의 노면상태와 대기상태와 강설 또는 결빙 상태 등을 측정하고 기상상태를 실시간으로 네트워크를 통해 제공받아 짙은 안개, 폭우, 결빙, 태풍 등으로 인한 기상 재난으로부터 도로상의 결빙 요인 발생 시 신속한 감지 후 미리 저장되어 있는 태양광 에너지를 통해 열선으로 전송하여 대처할 수 있고, 열선의 비가동 시간에는 태양광을 축적하여 기상 재난에 대비할 수 있는 태양광 발전을 이용한 노면 결빙 예방 및 제거 장치를 제공하는 데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 도로상의 결빙 요인 발생 시 태양광 에너지를 통해 열선으로 전송하는 도중 축전된 전기량이 설정된 값 이하로 내려간 경우, 절환스위치를 일반 전원공급부로 절환시켜 계속해서 노면 결빙을 제거하도록 하는 것을 제공하는 데 목적이 있다.
또한 본 발명은 GPS 모듈을 통한 위치 정보와 이에 매칭되는 기상 통신부의 정보를 통해 센서부 또는 카메라의 저성능을 보완할 수 있어 도로의 노면상태와 대기상태와 강설 또는 결빙 상태 등을 반사각을 이용하여 정확히 측정하여 기상 재난으로부터 도로상의 결빙 요인 발생 시 신속 대비할 수 있는 태양광을 이용한 노면 결빙 예방 및 제거 장치를 제공하는 데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 카메라를 이용하여 2차원 이미지로 표면 온도와 대기 온도를 판단하고, 3차원 이미지로 수분 또는 강설 또는 결빙 두께를 각각 판단하여 기상 재난으로부터 도로상의 결빙 요인 발생시 신속한 감지 후 대처를 할 수 있는 태양광을 이용한 노면 결빙 예방 및 제거 장치를 제공하는 데 목적이 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 도로에 설치되어 결빙을 제거하는 열선; 도로 위의 강설 또는 결빙 상태와 대기상태를 측정하는 센서부; 도로의 위치를 정확히 전송받을 수 있는 GPS 모듈; GPS 모듈에서 전송된 위치 정보에 따른 도로가 형성된 지역의 기상상태를 실시간으로 전달받는 기상 통신부; 태양광을 흡수하여 전기 에너지로 변환하는 태양전지패널; 상기 태양전지패널로부터 발생되는 전기 에너지를 저장하는 에너지 저장부; 센서부의 강설 또는 결빙 상태와 기상 통신부로부터 기상상태를 전달 받아, 강설 또는 결빙 상태인 경우 에너지 저장부의 전기 에너지를 열선에 전송하여 강설 또는 결빙 상태를 해결하도록 제어하며, GPS 모듈에서 전송받은 도로의 위치 정보를 중앙 센터 또는 관리자 단말기로 통보하는 제어부;를 포함한다.
본 발명은 에너지 저장부에 축적된 전기 에너지를 통해 열선으로 전송하는 도중 축전된 전기량이 설정된 값 이하로 내려간 경우, 제어신호를 통해 일반 전원공급부로 절환시켜 계속해서 노면 결빙을 제거하도록 하는 절환스위치:를 더 포함한다.
본 발명의 상기 센서부는, 도로 위 노면의 강설 또는 결빙 상태를 측정하는 노면 센서부; 및 도로가 형성된 지역의 대기상태를 측정하는 대기 센서부;를 포함하여 구성하되, 상기 노면 센서부는 노면상태에 따른 빛 반사각을 이용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 도로에 설치되는 열선; 도로와 대기를 2차원 이미지와 3차원 이미지로 나누어 촬영하는 카메라; 도로의 위치를 정확히 전송받을 수 있는 GPS 모듈; GPS 모듈에서 전송된 위치 정보에 따른 도로가 형성된 지역의 기상상태를 실시간으로 전달받는 기상 통신부; 태양광을 전기 에너지화하여 저장하는 에너지 저장부; 카메라에서 2차원 이미지와 3차원 이미지를 전달받아 2차원 이미지를 각 온도에 따라 분별되어 저장된 표준 표면 온도 이미지와 대기 온도 이미지와 비교하여 색상 또는 명암의 유사 여부로 표면 온도와 대기 온도를 예측하고, 3차원 이미지로 수분 또는 강설 또는 결빙 두께를 판단하며, 기상 통신부로부터 현재 온도 정보를 전달 받아 현재 온도를 판단하고, 2차원 이미지와 3차원 이미지와 현재 온도 정보에 따라 강설 또는 결빙 상태로 판단되는 경우 에너지 저장부의 전기 에너지를 열선에 전송하여 강설 또는 결빙 상태를 해결하도록 제어하며, GPS 모듈에서 전송받은 도로의 위치 정보를 중앙 센터 또는 관리자 단말기로 통보하는 제어부;를 포함하여 구성된다.
본 발명은 노면 결빙의 두께를 측정하는 3D 센서;를 더 포함한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명은 태양광을 이용한 도로에 열선을 설치하여 가동하기 위해 내부 에너지 저장부를 마련하여 전기 에너지를 축적하고, 축적된 전기 에너지를 전기적으로 연결된 열선에 전송함으로써, 노면의 강설 또는 결빙을 사전에 방지하여 차량 등 사고를 미연에 방지할 수 있고, 또한 태양광을 이용하여 에너지 절감 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 에너지 저장부에 축적된 전기 에너지를 통해 열선으로 전송하는 도중 축전된 전기량이 설정된 값 이하로 내려간 경우, 제어신호를 통해 일반 전원공급부로 절환시켜 계속해서 노면 결빙을 완전히 제거할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 GPS 모듈을 통한 위치 정보와 이에 매칭되는 기상 통신부의 정보를 통해 센서부 또는 카메라의 저성능을 보완할 수 있어 도로의 노면상태와 대기상태와 강설 또는 결빙 상태 등을 반사각을 이용하여 정확히 판단할 수 있어, 기상 재난으로부터 도로상의 결빙 요인 발생 시 신속 처리할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 카메라를 이용하여 2차원 이미지로 표면 온도와 대기 온도를 판단하고, 3차원 이미지로 수분, 강설 또는 결빙 두께를 판단하여 기상 재난으로부터 도로상의 결빙 요인 발생시 신속한 감지 후 사람 또는 차량에 예비 위험을 미리 통지할 수 있으며, 다수개의 센서 대신 카메라만 설치하면 되어 부품 감소로 설치 비용과 유지 비용이 절감되는 효과가 있다.
도 1은 종래 발명에 따른 도로 결빙 방지 시스템을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 태양광을 이용한 노면 결빙 예방 및 제거 장치의 전체적인 구성을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광을 이용한 노면 결빙 예방 및 제거 장치의 세부적인 구성을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광을 이용한 노면 결빙 예방 및 제거 장치의 세부적인 구성을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광부와 수광부를 통해 노면상태에 따른 빛의 반사각을 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 일측에 발광부 및 수광부, 타측에 반사거울을 통해 노면상태에 따른 빛의 반사각을 보여주는 도면이다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
도 2는 본 발명에 따른 태양광을 이용한 노면 결빙 예방 및 제거 장치의 전체적인 구성을 보여주는 도면이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광을 이용한 노면 결빙 예방 및 제거 장치의 세부적인 구성을 보여주는 도면이다.
도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 태양광을 이용한 노면 결빙 예방 및 제거 장치는 열선(10), 센서부(20), GPS 모듈(32), 기상 통신부(30), 에너지 저장부(40), 일반 전원공급부(42), 절환스위치(44), 태양광전지패널(45) 및 제어부(50)로 구성된다.
열선(10)은 도로(1)의 하부에 설치되어, 제어부(50)의 제어를 받아 강설 또는 결빙 상태로 판단되는 경우 에너지 저장부(40)의 전기 에너지로 강설 또는 결빙 상태의 도로를 안전한 원상태로 복구하는 역할을 하며, 열선(10)의 비가동 시간에는 태양광을 축적하여 기상 재난에 대비할 수 있다.
여기에서 열선(10)은 경사진 지하 주차장 출입구 또는 햇볕이 잘 들지 않은 도로 등에 설치하는 것으로 한다.
예를 들어 열선(10)으로는 스노우멜팅 케이블이 있으며, 피복이 견고하여 외부의 충격에 강해 시멘트나 아스팔트를 절개 한 후 내부에 삽입하여 시공하기 적합한 열선으로 하는 것이 바람직하다.
센서부(20)는 도로 위의 강설 또는 결빙 상태와 대기상태를 측정하는 센서 장치로, 도로 위의 강설 또는 결빙 상태를 측정하는 노면 센서부(22)와 도로가 형성된 지역의 대기상태를 측정하는 대기 센서부(24)로 구성되며, 제어부(50)에 전송하여 강설 또는 결빙 상태를 정확히 판단할 수 있도록 한다.
여기서 노면 센서부는 노면상태에 따른 빛 반사각을 이용한다.
GPS 모듈(32)은 도로의 위치를 정확히 전송받을 수 있는 장치로서, 생성되는 정보로는 도로의 위치 정보 등이 있으며 제어부(50)가 전송받은 도로의 위치 정보를 중앙 센터 또는 관리자 단말기로 통보하여 현재 강설 또는 결빙 상태가 위험한 지역을 미리 통보하여 통행하는 사람과 차량이 미리 대비할 수 있도록 하며, 강설 또는 결빙 상태의 해제 상황도 알려 안전하게 되었음을 통보할 수도 있다.
기상 통신부(30)는 GPS 모듈(32)에서 전송된 위치 정보에 따른 도로가 형성된 지역의 기상상태를 실시간으로 전달받아 제어부(50)에 전달하여 현재 강설 또는 결빙 상태를 판단하도록 한다.
에너지 저장부(40)는 태양광을 전기 에너지로 변환하여 저장하는 장치로서, 에너지 저장부(40) 프레임의 상부면에 일정 간격으로 설치되는 태양전지 패널, 태양전지 패널로부터 발생되는 전기 에너지를 저장하는 2차전지로 구성되며 열선(10)과 전기적으로 연결되어 열선(10)에 축적된 전기 에너지를 이용하여 강설 또는 결빙 상태의 도로를 안전한 원상태로 복구할 수 있도록 한다.
절환스위치(44)는 상기 에너지 저장부에 축적된 전기 에너지를 통해 열선으로 전송하는 도중 축전된 전기량이 설정된 값 이하로 내려간 경우, 제어부(50)의 제어신호를 통해 일반 전원공급부로 절환시켜 계속해서 노면 결빙을 제거하도록 한다.
태양전지패널(45)은 태양광을 흡수하여 전기 에너지로 변환하여 발생된 전기 에너지를 에너지 저장부(40)로 보낸다.
제어부(50)는 센서부(20)의 강설 또는 결빙 상태와 기상 통신부(30)로부터 기상상태를 전달 받아, 강설 또는 결빙 상태인 경우 에너지 저장부의 전기 에너지를 열선에 전송하여 강설 또는 결빙 상태를 해결하도록 제어하며, GPS 모듈(32)에서 전송받은 도로의 위치 정보를 중앙 센터 또는 관리자 단말기로 통보한다.
또한, 제어부(50)는 상기 에너지 저장부에 축적된 전기 에너지를 통해 열선으로 전송하는 도중 축전된 전기량이 설정된 값 이하로 내려간 경우, 제어신호를 통해 일반 전원공급부로 절환스위치를 절환시켜 계속해서 노면 결빙을 제거하도록 절환스위치를 제어한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광을 이용한 노면 결빙 예방 및 제거 장치의 세부적인 구성을 보여주는 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광을 이용한 노면 결빙 예방 및 제거 장치는 열선(10), 카메라(26), GPS 모듈(32), 기상 통신부(30), 에너지 저장부(40), 일반 전원공급부(42), 절환스위치(44) 및 제어부(52)로 구성된다.
카메라(26)는 도로(1)와 대기를 2차원 이미지와 3차원 이미지로 나누어 촬영하는 장치로서, 2차원 이미지로 표면 온도와 대기 온도를 판단하고, 3차원 이미지로 수분, 강설 또는 결빙 두께를 판단할 수 있으며, 노면의 결빙 두께를 측정하는 3D 센서 등을 추가로 설치하여 정밀도를 높일 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 제어부(52)는 카메라에서 2차원 이미지와 3차원 이미지를 전달받는다.
제어부(52)는 전달받은 2차원 이미지를 각 온도에 따라 분별되어 저장된 표준 표면 온도 이미지와 대기 온도 이미지와 비교하여 색상 또는 명암의 유사 여부로 표면 온도와 대기 온도를 예측한다.
또한 상기 제어부(52)는 입체적인 3차원 이미지로 수분, 강설 또는 결빙 두께를 판단하고, 미리 입력 받아 저장한 특정 온도, 두께 등의 수치 이상인 경우 강설 또는 결빙 상태로 판단한다.
상기 제어부(52)는 기상 통신부(30)로부터 현재 온도 정보를 전달 받아, 상술한 각종 표면 온도와 대기 온도와 두께 등과 연동하여 강설 또는 결빙 상태를 판단하고, 강설 또는 결빙 상태가 우려되는 경우 에너지 저장부의 전기 에너지를 열선에 전송하여 강설 또는 결빙 상태를 해결하도록 제어하며, GPS 모듈(32)에서 전송받은 도로의 위치 정보를 중앙 센터 또는 관리자 단말기로 통보한다.
제어부(52)가 도로의 위치 정보를 중앙 센터 또는 관리자 단말기로 통보하는 경우 상기 기상 통신부(30)를 사용할 수도 있지만 독립적인 통신 모듈을 포함할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광부와 수광부를 통해 노면상태에 따른 빛의 반사각을 보여주는 도면이며, 도 6은 본 발명의 또다른 실시예로 일측에 발광부 및 수광부, 타측에 반사거울을 통해 노면상태에 따른 빛의 반사각을 보여주는 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 태양광을 이용한 노면 결빙 예방 및 제거 장치는 제어부(52), 발광부(281) 및 수광부(282)로 구성된다.
발광부(281)는 도로 위의 강설 또는 결빙 상태를 분석하기 위해 노면에 빛을 발사하면 노면의 상태에 따라 반사각이 다르게 현출된다.
즉, 노면의 상태가 수분, 강설 또는 결빙이 없는 경우에는 발광부(281)에서 발사된 빛은 지면으로 흡수되며, 노면의 상태가 강설이나 결빙이 있는 경우에는 반사각이 다르게 현출되고, 결빙의 두께가 두꺼울수록 반사각이 커진다.
수광부(282)는 도로 위의 강설 또는 결빙 상태를 분석하기 위해 노면에 빛을 발사하면 노면의 상태에 따라 반사각이 다르게 현출되는데, 이때 반사된 빛을 수광한다. 수광된 빛의 강도를 제어부(52)에 전송하고, 제어부에서는 설정된 값과 비교하여 그에 따른 제어신호를 발생한다.
따라서 반사각에 의한 빛의 강도가 설정된 값 이상인 경우에는 제어부(52)의 제어신호를 통해 열선에 전기 에너지를 공급하여 노면의 강설이나 결빙 상태를 제거한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 태양광을 이용한 노면 결빙 예방 및 제거 장치는 제어부(52)와 일측은 발광부(283) 및 수광부(285), 타측은 반사거울(284)로 구성된다.
여기에서 반사거울(284)은 발광부(283)로부터 노면에 빛을 방출하면 노면의 상태에 따라 반사된 빛이 상을 맺게 된다.
반사거울(284)에 맺힌 상을 반대편의 수광부(285)에서 수광한다. 수광된 빛의 강도를 제어부(52)에 전송하고, 제어부에서는 설정된 값과 비교하여 그에 따른 제어신호를 발생하게 된다.
여기서 반사거울(284)를 타측에 별도로 설치하는 것은 도로 폭이 넓은 경우 발광부와 수광부를 서로 반대편에 설치하다보면 이들을 연결하는 케이블 설치에 어려움이 있기 때문이다.
상술한 구성들에 의하여 본 발명은 태양광을 이용한 도로에 열선을 설치하여 가동하기 위해 내부 에너지 저장부(40)를 마련하고, 전기적으로 연결되어 열선(10)을 통한 강설 또는 결빙 방지에 적용하여 에너지 절감 효과를 얻을 수 있다.
또한 본 발명은 GPS 모듈(32)을 통한 위치 정보와 이에 매칭되는 기상 통신부(30)의 정보를 통해 센서부(20) 또는 카메라(26)의 저성능을 보완할 수 있어 도로의 노면상태와 대기상태와 강설 또는 결빙 상태 등을 반사각을 이용하여 정확히 측정함으로써, 기상 재난으로부터 도로상의 결빙 요인 발생 시 신속 대비할 수 있다.
또한 본 발명은 카메라(26)를 이용하여 2차원 이미지로 표면 온도와 대기 온도를 판단하고, 3차원 이미지로 수분 또는 강설 또는 결빙 두께를 판단하여 기상 재난으로부터 도로상의 결빙 요인 발생시 신속한 감지 후 사람 또는 차량에 예비 위험을 미리 통지할 수 있으며 다수개의 센서 대신 카메라만 설치함으로써, 설치 비용과 유지 비용을 절감할 수 있다.
1 : 도로
10 : 열선
20 : 센서부
22 : 노면 센서부
24 : 대기 센서부
26 : 카메라
30 : 기상 통신부
32 : GPS 모듈
40 : 에너지 저장부
42 : 일반 전원공급부
44: 절환스위치
45: 태양전지패널
50, 52 : 제어부
281, 283 : 발광부
282 : 수광부
284 : 반사거울

Claims (6)

  1. 도로에 설치되는 열선;
    도로 위의 강설 또는 결빙 상태를 분석하기 위해 노면에 빛을 발사하면 노면의 상태에 따라 반사각이 다르게 현출되도록 빛을 발광하는 발광부;
    상기 발광부로부터 노면에 빛을 방출하면 노면의 상태에 따라 반사된 빛이 맺힌 상을 반대편의 수광부에서 수광하도록 하는 반사거울;
    상기 발광부와 같은 위치에 설치되고, 노면의 상태에 따라 다르게 현출되는 반사각으로 반사되는 빛을 수광하는 수광부;
    도로가 형성된 지역의 대기상태를 측정하는 대기 센서부;
    도로와 대기를 2차원 이미지와 3차원 이미지로 나누어 촬영하는 카메라;
    도로의 위치를 정확히 전송받을 수 있는 GPS 모듈;
    GPS 모듈에서 전송된 위치 정보에 따른 도로가 형성된 지역의 기상상태를 실시간으로 전달받는 기상 통신부;
    태양광을 흡수하여 전기 에너지로 변환하는 태양전지패널;
    상기 태양전지패널로부터 발생되는 전기 에너지를 저장하는 에너지 저장부;
    상기 수광부를 통해 전달받은 노면상태에 따른 빛 반사각을 이용하여 도로 위의 강설 또는 결빙 상태를 판단하고,
    카메라에서 2차원 이미지와 입체적인 3차원 이미지를 전달받아 2차원 이미지를 각 온도에 따라 분별되어 저장된 표준 표면 온도 이미지와 대기 온도 이미지와 비교하여 색상 또는 명암의 유사 여부로 표면 온도와 대기 온도를 예측하고, 3차원 이미지로 수분, 강설 또는 결빙 두께를 판단하고, 미리 입력 받아 저장한 특정 온도, 두께 등의 수치 이상인 경우 강설 또는 결빙 상태로 판단하며, 기상 통신부로부터 현재 온도 정보를 전달 받아 현재 온도를 판단하고, 2차원 이미지와 3차원 이미지와 상기 기상 통신부의 현재 온도 정보와 연동하여 강설 또는 결빙 상태로 판단되는 경우 에너지 저장부의 전기 에너지를 열선에 전송하여 강설 또는 결빙 상태를 해결하도록 제어하며, GPS 모듈에서 전송받은 도로의 위치 정보를 중앙 센터 또는 관리자 단말기로 통보하는 제어부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전을 이용한 노면 결빙 예방 및 제거 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 에너지 저장부에 축적된 전기 에너지를 통해 열선으로 전송하는 도중 축전된 전기량이 설정된 값 이하로 내려간 경우, 제어신호를 통해 일반 전원공급부로 절환시켜 계속해서 노면 결빙을 제거하도록 하는 절환스위치:를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전을 이용한 노면 결빙 예방 및 제거 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    노면 결빙의 두께를 측정하는 3D 센서;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전을 이용한 노면 결빙 예방 및 제거 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180020387A (ko) * 2016-08-18 2018-02-28 주식회사 유니온씨티 탄소 섬유 발열체를 적용한 결빙 방지 교량신축이음 시스템
KR101838554B1 (ko) * 2017-03-24 2018-04-26 (주)성안 태양광 발전을 이용한 스마트 빌딩 도로 결빙 및 에너지 실시간 관리 시스템
KR102215115B1 (ko) * 2020-06-18 2021-02-09 임배석 동절기 도로 살얼음 감지 및 사고예방 알림 시스템
KR102259057B1 (ko) * 2020-02-28 2021-06-01 조행훈 메탈히터 보일러가 구비된 노면의 제빙 및 제설 시스템
KR102528082B1 (ko) * 2022-08-08 2023-05-10 지비샵콘트로맥스 주식회사 스노우 멜팅 제어가 가능한 도로 전광판 시스템 장치

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101195963B1 (ko) * 2010-06-11 2012-10-30 주식회사 선반도체 광학식 적설량 계측방법 및 장치
KR101291613B1 (ko) * 2011-03-07 2013-08-01 휴앤에스(주) 노면결빙 감지 시스템 및 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101195963B1 (ko) * 2010-06-11 2012-10-30 주식회사 선반도체 광학식 적설량 계측방법 및 장치
KR101291613B1 (ko) * 2011-03-07 2013-08-01 휴앤에스(주) 노면결빙 감지 시스템 및 방법

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180020387A (ko) * 2016-08-18 2018-02-28 주식회사 유니온씨티 탄소 섬유 발열체를 적용한 결빙 방지 교량신축이음 시스템
KR101962345B1 (ko) * 2016-08-18 2019-03-26 주식회사 유니온씨티 탄소 섬유 발열체를 적용한 결빙 방지 교량신축이음 시스템
KR101838554B1 (ko) * 2017-03-24 2018-04-26 (주)성안 태양광 발전을 이용한 스마트 빌딩 도로 결빙 및 에너지 실시간 관리 시스템
KR102259057B1 (ko) * 2020-02-28 2021-06-01 조행훈 메탈히터 보일러가 구비된 노면의 제빙 및 제설 시스템
KR102215115B1 (ko) * 2020-06-18 2021-02-09 임배석 동절기 도로 살얼음 감지 및 사고예방 알림 시스템
KR102528082B1 (ko) * 2022-08-08 2023-05-10 지비샵콘트로맥스 주식회사 스노우 멜팅 제어가 가능한 도로 전광판 시스템 장치
WO2024034836A1 (ko) * 2022-08-08 2024-02-15 지비샵콘트로맥스 주식회사 스노우 멜팅 제어가 가능한 도로 전광판 시스템 장치

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