KR101790425B1 - 사물인터넷 기반의 콜드체인 시스템 - Google Patents

사물인터넷 기반의 콜드체인 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 사물인터넷 기반의 콜드체인 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는 선원이 스마트기기를 휴대하고 있다가 특정 영역에 진입할 경우, 컨테이너의 일측에 설치된 무선통신 단말기가 이를 인식하고 특정 신호를 중계기를 통해 서버 및 스마트기기로 지속적으로 전송하고, 선원은 휴대하고 있는 스마트기기의 전용 애플리케이션을 통해 컨테이너 별로 실시간 온도 및 습도를 확인할 수 있도록 함으로써 콜드체인 관리 시스템의 효율성을 높일 수 있도록 하는 사물인터넷 기반의 콜드체인 시스템에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 컨테이너에 설치되고, 컨테이너 별로 고유번호를 가지고 있다가 선원이 특정 컨테이너에 위치하면 해당 컨테이너의 위치, 내부 온도를 포함하는 컨테이너의 위치 및 상태 정보를 무선통신을 통해 선박 내부에 위치한 중계기로 전송하는 무선통신 단말기; 선박 내부에 설치되어 무선통신 단말기로부터 컨테이너의 위치 및 상태 정보를 전달받아 서버 또는 스마트기기로 전송하는 중계기; 중계기로부터 컨테이너의 위치 및 상태 정보를 일정 주기로 전달받아 저장하는 서버; 및 선원이 컨테이너의 위치에 도달하면, 중계기로부터 컨테이너의 위치 및 상태 정보를 전달받아 온도값과 습도값에 따른 컨테이너의 내부 상태를 모니터링할 수 있는 전용 애플리케이션이 자동으로 활성화되고, 이를 확인하여 설정하거나 변경할 수 있도록 하는 스마트기기를 포함하며, 스마트기기는 컨테이너 내부의 온도값을 표시하고, 저온, 빙온, 냉동 상태를 포함하는 온도 상태를 설정 및 변경할 수 있도록 하는 온도 표시 및 설정 모듈, 컨테이너 내부의 습도값을 표시하고, 습도값을 설정 및 변경할 수 있도록 하는 습도 표시 및 설정 모듈, 및 컨테이너 별 표준 온도값과, 표준 습도값을 저장하고 있다가 지정된 오차 범위를 벗어나서 일정 시간동안 유지될 경우, 해당 컨테이너의 고유번호와 상태 현황을 진동 및 알람 방식, 알림 메시지 중 어느 하나의 형태로 알려주는 알림 모듈을 제공한다.

Description

사물인터넷 기반의 콜드체인 시스템{System for cold chain based on Internet of things}
본 발명은 사물인터넷 기반의 콜드체인 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는 선원이 스마트기기를 휴대하고 있다가 특정 영역에 진입할 경우, 컨테이너의 일측에 설치된 무선통신 단말기가 이를 인식하고 특정 신호를 중계기를 통해 서버 및 스마트기기로 지속적으로 전송하고, 선원은 휴대하고 있는 스마트기기의 전용 애플리케이션을 통해 컨테이너 별로 실시간 온도 및 습도를 확인할 수 있도록 함으로써 콜드체인 관리 시스템의 효율성을 높일 수 있도록 하고, 특정 일자에 관리가 이루어지는 선원의 이름, 직급, 방문일시 등을 기록할 수 있도록 하는 관리자 정보 입력 모듈을 구비함으로써 컨테이너의 모니터링 상황에 대한 책임 소재를 보다 분명히 할 수 있도록 하며, 서버 및 스마트기기에 컨테이너 별 표준 온도값과, 표준 습도값을 저장하고 있다가, 지정된 오차 범위를 벗어나서 일정 시간동안 유지될 경우, 해당 컨테이너의 고유번호와 상태 현황을 진동, 알람 방식, 및 메시지 형태 중 어느 하나의 형태로 알려주는 알림 모듈을 구비함으로써 위급 상황이나, 컨테이너 의 온도 및 습도 상에 문제 발생 시 서버로 연락을 취할 수 있도록 함으로써 보다 신속한 대처가 가능하도록 하는 사물인터넷 기반의 콜드체인 시스템에 관한 것이다.
콜드체인은 냉동 및 냉장에 의한 신선한 식료품을 유통하기 위한 방식으로서, 신선한 물품을 저온 상태로 유지하여 배송하는 방식을 뜻한다. 따라서, 생산자로부터 소비자에게 유통되기까지 전 유통과정을 신선도가 떨어지지 않도록 제품의 온도를 유지하여 공급함으로써 제품의 가격 폭등을 방지하고, 신선도를 유지하여 보다 안정된 가격으로 유통이 가능하다는 장점이 있다.
이러한 다양한 효과로 인해 광범위한 영역에서 콜드체인 시스템을 도입하고 있으며, 특히 콜드체인을 이용한 물류산업이 각광을 받고 있는 추세이다.
한편, 선박에서도 안전하고 신선한 물품을 담는 냉동컨테이너의 온도 및 습도를 실시간으로 파악하기 위해서는 콜드 체인 시스템을 구축하고 있다.
특히, 냉동컨테이너에 보관된 제품의 선도 유지에 적합한 온도를 유지하지 못할 경우, 각종 세균 발생의 원인이 되고, 품질 저하 등의 문제로 인해 유통 상에 막대한 피해가 발생할 수 있기 때문에 컨테이너의 개별적인 모니터링이 필수적이며, 특히, 컨테이너의 수량이 많고, 대량으로 운송되는 선박에서는 콜드체인에 대한 실질적인 시스템 확립이 필요한 실정이다.
선행기술문헌 : 대한민국 공개특허공보 제2012-0131990호(2012.12.5.공개)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 특히 콜드체인의 온도 및 습도를 관리하고 운용하는 데 있어서 보다 효율성을 극대화할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명에 따른 사물인터넷 기반의 콜드체인 시스템은 컨테이너에 설치되고, 컨테이너 별로 고유번호를 가지고 있다가 선원이 특정 컨테이너에 위치하면 해당 컨테이너의 위치, 내부 온도를 포함하는 컨테이너의 위치 및 상태 정보를 무선통신을 통해 선박 내부에 위치한 중계기로 전송하는 무선통신 단말기; 선박 내부에 설치되어 무선통신 단말기로부터 컨테이너의 위치 및 상태 정보를 전달받아 서버 또는 스마트기기로 전송하는 중계기; 중계기로부터 컨테이너의 위치 및 상태 정보를 일정 주기로 전달받아 저장하는 서버; 및 선원이 컨테이너의 위치에 도달하면, 중계기로부터 컨테이너의 위치 및 상태 정보를 전달받아 온도값과 습도값에 따른 컨테이너의 내부 상태를 모니터링할 수 있는 전용 애플리케이션이 자동으로 활성화되고, 이를 확인하여 설정하거나 변경할 수 있도록 하는 스마트기기를 포함하며, 스마트기기는 컨테이너 내부의 온도값을 표시하고, 저온, 빙온, 냉동 상태를 포함하는 온도 상태를 설정 및 변경할 수 있도록 하는 온도 표시 및 설정 모듈, 컨테이너 내부의 습도값을 표시하고, 습도값을 설정 및 변경할 수 있도록 하는 습도 표시 및 설정 모듈, 및 컨테이너 별 표준 온도값과, 표준 습도값을 저장하고 있다가 지정된 오차 범위를 벗어나서 일정 시간동안 유지될 경우, 해당 컨테이너의 고유번호와 상태 현황을 진동 및 알람 방식, 알림 메시지 중 어느 하나의 형태로 알려주는 알림 모듈을 포함할 수 있다.
또한, 스마트기기는 GPS에 의해 위치값을 생성하고, 컨테이너에 위치한 무선통신 단말기의 신호를 전달받아 구획화된 영역에 설치된 전체 컨테이너의 배치도를 생성하는 컨테이너 위치 지도 생성 모듈, 특정 일자에 어떤 선원이 방문을 하였고, 해당 업무를 할당받은 선원이 컨테이너의 현재 온도 및 습도 상황을 체크하였는 지를 기록하기 위하여 담당 선원의 정보를 입력할 수 있도록 하는 관리자 정보 입력 모듈을 더 포함할 수 있다.
또한, 서버는 스마트기기와 연동되어 해당 선박에 승선한 선원의 아이디, 선원의 이름, 직책 등 선원의 정보를 저장하는 선원 데이터베이스, 무선통신 단말기의 고유번호를 통해 인식된 컨테이너의 고유 번호를 저장하는 컨테이너 데이터베이스를 포함하고, 선원 데이터베이스와 컨테이너 데이터베이스의 데이터를 조합하여 매칭하면 어떤 선원이 컨테이너를 모니터링 하였는지의 정보를 생성할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 선원이 스마트기기를 휴대하고 있다가 특정 영역에 진입할 경우, 컨테이너의 일측에 설치된 무선통신 단말기가 이를 인식하여 특정 신호를 중계기를 통해 서버 및 스마트기기로 전송하고, 선원은 휴대하고 있는 스마트기기의 전용 애플리케이션을 통해 컨테이너의 위치에 따라 실시간으로 온도 및 습도를 확인할 수 있도록 하고, 컨테이너 상에 특정 문제가 발생한 경우 스마트기기로 알림 메세지 등이 전송될 수 있도록 함으로써 콜드체인 관리 시스템의 효율성을 높일 수 있도록 하는 데 그 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 관리자 정보 입력 모듈은 특정 일자에 관리가 이루어지는 선원의 이름, 직급, 방문일시 등을 기록할 수 있도록 함으로써 컨테이너의 모니터링 상황에 대한 책임 소재를 보다 분명히 할 수 있도록 하는 데 그 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 알림 모듈은 서버 및 스마트기기에 컨테이너 별 표준 온도값과, 표준 습도값을 저장하고 있다가, 지정된 오차 범위를 벗어나서 일정 시간동안 유지될 경우, 해당 컨테이너의 고유번호와 상태 현황을 진동, 알람 방식, 및 메시지 형태 중 어느 하나의 형태로 알려줌으로써 위급 상황이나, 컨테이너 내부 온도 상황에 문제가 발생 시 서버로 연락을 취함으로써 보다 신속한 대처가 가능하도록 하는 데 그 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 사물인터넷 기반의 콜드체인 시스템의 개념도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 사물인터넷 기반의 콜드체인 시스템의 스마트기기의 전용 애플리케이션에 구현되는 모듈 구성도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 사물인터넷 기반의 콜드체인 시스템의 스마트기기의 전용 애플리케이션의 예시 화면을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 사물인터넷 기반의 콜드체인 시스템의 개념도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 사물인터넷 기반의 콜드체인 시스템의 스마트기기의 전용 애플리케이션에 구현되는 모듈 구성도이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 사물인터넷 기반의 콜드체인 시스템의 스마트기기의 전용 애플리케이션의 예시 화면을 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 사물인터넷 기반의 콜드체인 시스템은 선박에 승선한 선원이 각 컨테이너 별로 이동하며 관리할 수 있도록 휴대가 가능한 스마트기기를 사용할 수 있다. 이를 통해 선원이 컨테이너에 도달하면 자동으로 해당 컨테이너의 온도, 습도를 포함하는 상태 정보가 생성되어 보다 편리하게 관리할 수 있다.
스마트기기로는 태블릿 PC, PDA(Personal Digital Assistant), 노트북, 셀룰러폰, PCS(Personal Communication Service)폰, 핸드 헬드 PC(Hand-Held PC), GSM(Global System for Mobile)폰, W-CDMA(Wideband CDMA)폰, CDMA-2000폰 및 스마트폰 등이 가능하며, 콜드체인 관리가 가능한 전용 애플리케이션을 다운로드 받아서 사용하거나 내장된 애플리케이션을 구동시켜 사용할 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 사물인터넷 기반의 콜드체인 시스템은 무선통신 단말기(100), 중계기(200), 스마트기기(300), 및 서버(400)를 포함하여 이루어진다.
무선통신 단말기(100)는 컨테이너의 일측에 설치되어 해당 컨테이너 앞에 도달하는 선원이 휴대하고 있는 스마트기기(300)와 무선통신하여 해당 컨테이너의 온도 및 습도를 포함하는 컨테이너의 상태 정보를 스마트기기(300)의 전용 애플리케이션으로 전송한다.
무선통신 단말기(100)는 컨테이너의 온도 및 습도를 측정할 수 있도록 온도 센서, 습도 센서와, 온도값과 습도값을 산출할 수 있도록 하는 MCU 모듈, 산출한 온도값과 습도값을 전송할 수 있도록 하는 무선통신 모듈을 포함하여 이루어진다.
무선통신 단말기(100)는 각 단말기마다 고유번호가 부여된다.
일례로, 고유번호는 컨테이너의 주소값으로 부여될 수 있다.
따라서, 서버(400)는 무선통신 단말기(100)로부터 데이터가 전송되면 해당 무선통신 단말기(100)의 고유번호(예컨대, 고유ID)를 통해 어느 컨테이너로부터 전송된 데이터인지를 파악할 수 있고, 해당 컨테이너 별로 데이터를 저장하게 된다.
일례로, 무선통신 단말기(100)는 블루투스(Bluetooth) 4.0 통신방식이 적용될 수 있다. 블루투스 4.0은 스마트기기(300)와 별도의 페어링(pairing) 과정을 거치지 않고도 스마트기기(300)와의 무선통신을 통해 어떤 선원이 컨테이너의 상태를 모니터링 하였는지 인식할 수 있다. 여기서, 무선통신 단말기의 통신방식을 특정 방식으로 한정하는 것은 아니다.
중계기(200)는 선박 내에 위치하여 무선통신 단말기(100)로부터 컨테이너의 온도, 습도를 포함하는 상태 정보를 전송받아 서버(400)와, 스마트기기(300)로 전송한다.
스마트기기(300)에는 전용 애플리케이션이 설치되어 있으며, 선원은 스마트기기(300)를 이용하여 본인이 모니터링한 일자, 컨테이너의 상황 등을 입력하고 체크하며, 온도 및 습도 조정이 필요한 컨테이너는 개별적으로 조정할 수 있도록 한다.
스마트기기(300)는 모니터링한 일자 등을 서버(400)의 해당 선원 데이터베이스에 전송하고, 서버(400)는 이를 전달받아 저장한다.
도 2는 스마트기기의 전용 애플리케이션에 구현되는 모듈 구성도를 도시한 것으로서, 도 2를 참조하면 스마트기기의 전용 애플리케이션에는 관리자 정보 입력 모듈(310), 온도 표시 및 설정 모듈(320), 습도 표시 및 설정 모듈(330), 알림 모듈(340), 컨테이너 위치 지도 생성 모듈(350), 및 모니터링 결과 입력 모듈(360)을 포함하여 이루어진다.
관리자 정보 입력 모듈(310)은 선원의 이름, 직급, 방문 일시 등을 포함하는 담당 관리자(선원)의 정보를 입력할 수 있도록 하는 모듈로서, 특정일에 컨테이너를 관리하는 관리자(선원)의 정보를 입력할 수 있도록 입력창을 생성한다.
관리자 정보 입력 모듈(310)은 특정 일자에 어떤 선원이 방문을 하였고, 해당 업무를 할당받은 선원이 컨테이너의 현재 온도 및 습도 상황을 체크하였는 지를 기록하기 위하여 담당 선원의 정보를 입력할 수 있도록 함으로써 해당 일자에 모니터링하는 관리자의 책임 소재를 분명히 할 수 있도록 한다.
온도 표시 및 설정 모듈(320)은 컨테이너 내부의 온도값을 표시하고, 저온, 빙온, 냉동 상태를 포함하는 온도 상태를 설정 및 변경할 수 있도록 한다.
습도 표시 및 설정 모듈(330)은 컨테이너 내부의 습도값을 표시하고, 습도값을 설정 및 변경할 수 있도록 한다.
알림 모듈(340)은 기 저장된 컨테이너 별 표준 온도값과, 표준 습도값을 기 지정된 오차 범위를 벗어나, 일정 시간 동안 유지될 경우, 컨테이너의 고유번호와 해당 컨테이너의 상태 현황을 진동, 알람 방식, 및 알림 메시지 형태 중 어느 하나의 형태로 알린다.
컨테이너 위치 지도 생성 모듈(350)은 스마트기기을 사용하여 GPS에 의한 위치값을 생성하고, 각 컨테이너 별로 설치된 무선통신 단말기(100)의 신호를 전달받아 구획화된 영역에 설치된 전체 컨테이너의 배치도를 생성한다.
도 3은 본 발명에 의한 스마트기기의 전용 애플리케이션에 구현되는 화면 구성안을 예시적으로 나타낸 도면이다.
서버(400)는 선원 데이터베이스와 컨테이너 데이터베이스를 포함한다.
선원 데이터베이스는 스마트기기(300)와 연동되어 해당 선박에 승선한 선원의 아이디, 선원의 이름, 직책 등 선원의 정보를 저장한다.
컨테이너 데이터베이스는 무선통신 단말기(100)의 고유번호를 통해 인식된 컨테이너의 고유 번호를 저장한다.
선원 데이터베이스와 컨테이너 데이터베이스의 데이터를 조합하여 매칭하면 어떤 선원이 컨테이너를 모니터링 하였는지의 정보를 생성할 수 있으며, 이는 전용 애플리케이션에 의해 수행된다.
서버(400)는 선원 아이디와, 컨테이너의 고유 아이디, 해당 선원이 컨테이너를 모니터링한 방문일시와, 컨테이너의 상태 정보 등을 지속적으로 저장하여 중앙 통제 시스템에서 일괄적으로 관리 및 운용하는 데 이용될 수 있도록 한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 - 무선통신 단말기 200 - 중계기
300 - 스마트기기 310 - 관리자 정보 입력 모듈
320 - 온도 표시 및 설정 모듈 330 - 습도 표시 및 설정 모듈
340 - 알림 모듈 350 - 컨테이너 위치 지도 생성 모듈
360 - 모니터링 결과 입력 모듈 400 - 서버

Claims (3)

  1. 컨테이너에 설치되고, 컨테이너 별로 고유번호를 가지고 있다가 선원이 특정 컨테이너에 위치하면 해당 컨테이너의 위치, 내부 온도를 포함하는 컨테이너의 위치 및 상태 정보를 무선통신을 통해 선박 내부에 위치한 중계기로 전송하는 무선통신 단말기;
    선박 내부에 설치되어 무선통신 단말기로부터 컨테이너의 위치 및 상태 정보를 전달받아 서버 또는 스마트기기로 전송하는 중계기;
    중계기로부터 컨테이너의 위치 및 상태 정보를 일정 주기로 전달받아 저장하는 서버; 및
    선원이 컨테이너의 위치에 도달하면, 중계기로부터 컨테이너의 위치 및 상태 정보를 전달받아 온도값과 습도값에 따른 컨테이너의 내부 상태를 모니터링할 수 있는 전용 애플리케이션이 자동으로 활성화되고, 이를 확인하여 설정하거나 변경할 수 있도록 하는 스마트기기
    를 포함하고,
    스마트기기는
    컨테이너 내부의 온도값을 표시하고, 저온, 빙온, 냉동 상태를 포함하는 온도 상태를 설정 및 변경할 수 있도록 하는 온도 표시 및 설정 모듈,
    컨테이너 내부의 습도값을 표시하고, 습도값을 설정 및 변경할 수 있도록 하는 습도 표시 및 설정 모듈,
    컨테이너 별 표준 온도값과, 표준 습도값을 저장하고 있다가 지정된 오차 범위를 벗어나서 일정 시간동안 유지될 경우, 해당 컨테이너의 고유번호와 상태 현황을 진동 및 알람 방식, 알림 메시지 중 어느 하나의 형태로 알려주는 알림 모듈,
    GPS에 의해 위치값을 생성하고, 컨테이너에 위치한 무선통신 단말기의 신호를 전달받아 구획화된 영역에 설치된 전체 컨테이너의 배치도를 생성하는 컨테이너 위치 지도 생성 모듈, 및
    특정 일자에 어떤 선원이 방문을 하였고, 해당 업무를 할당받은 선원이 컨테이너의 현재 온도 및 습도 상황을 체크하였는 지를 기록하기 위하여 담당 선원의 정보를 입력할 수 있도록 하는 관리자 정보 입력 모듈
    을 포함하는, 사물인터넷 기반의 콜드체인 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    서버는
    스마트기기와 연동되어 해당 선박에 승선한 선원의 아이디, 선원의 이름, 직책 등 선원의 정보를 저장하는 선원 데이터베이스,
    무선통신 단말기의 고유번호를 통해 인식된 컨테이너의 고유 번호를 저장하는 컨테이너 데이터베이스
    를 포함하고,
    선원 데이터베이스와 컨테이너 데이터베이스의 데이터를 조합하여 매칭하면 어떤 선원이 컨테이너를 모니터링 하였는지의 정보를 생성할 수 있는, 사물인터넷 기반의 콜드체인 시스템.
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