KR101886805B1 - 지진정보를 제공하는 원격 검침 시스템 - Google Patents

지진정보를 제공하는 원격 검침 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 지진정보를 제공하는 원격 검침 시스템은, 주변의 물체의 진동을 감지한 센서로부터 진동 데이터를 수신하고, 수신된 진동 데이터를 분석하여 진동세기별 이벤트를 생성하고, 상기 진동세기별 이벤트를 전송하는 데이터 집중장치; 및 상기 데이터 집중장치로부터 상기 진동세기별 이벤트를 수신하고, 지진 여부를 판단하고, 지진 발생에 해당하는 경우 지진알람 이벤트를 생성하여 경보를 발생시키는 서버를 포함하는 기술을 제공함에 기술적 특징이 있다.

Description

지진정보를 제공하는 원격 검침 시스템{REMOTE METER READING SYSTEM TO PROVIDE EARTHQUAKE INFORMATION}
본 발명은 지진정보를 제공하는 원격 검침 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주변의 물체의 진동을 감지한 센서로부터 진동 데이터를 수신하고, 수신된 진동 데이터를 분석하여 진동세기별 이벤트를 생성하고, 상기 진동세기별 이벤트를 전송하는 데이터 집중장치와, 상기 데이터 집중장치로부터 상기 진동세기별 이벤트를 수신하고, 지진 여부를 판단하고, 지진 발생에 해당하는 경우 지진알람 이벤트를 생성하여 경보를 발생시키는 서버를 포함함으로, 설비의 추가적인 설치 없이 기존의 DCU를 활용하여 지진정보를 수집하고, 이벤트 발생을 통한 실시간 지진정보를 상위 서버로 전송하여 실시간 경보를 발생시켜 지진으로 인한 피해를 최소화 할 수 있는, 지진정보를 제공하는 원격 검침 시스템에 관한 것이다.
원격검침이란 전기, 가스, 수도 계량기 등을 검침원이 일일이 고객을 방문하지 않고 원격에서 단말기를 이용해 검침데이터를 읽는 것을 말하며, 원격검침 시스템은 원격지에 있는 계측기의 지시 값과 감지기로 검출한 사항을 케이블 또는 전파를 이용한 통신 회선을 통해 자동적으로 수집하여 컴퓨터로 집계분석 등을 하는 시스템을 말한다.
한편 최근 빈번해지고 있는 지진 등의 자연재해로 인해 구조물의 붕괴사고 및 그로 인한 경제적 손실이 증가하고 있다.
하지만 종래기술은 기상청 산하 지진센터에서만 지진 감지, 측정하여 전국적인 감시의 어려움이 있었고, 별도의 지진 측정 장비를 설치할 경우 비용이 증가할 뿐만 아니라 설치할 공간의 제약으로 인해 지진 발생 시 신속한 알람을 하지 못해 피해가 증가되는 문제점이 있었다.
또한 종래기술은 원격검침 시스템의 구성 중 특히 전신주에 이미 설치된 데이터집중장치(DCU)를 이용하여 지진으로 인한 진동을 감지하고, 감지된 진동 데이터를 서버로 전송하여 신속한 지진 알람을 발생시키는 기술을 제공하지 못하는 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허 제2015-0035633호
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 주변의 물체의 진동을 감지한 센서로부터 진동 데이터를 수신하고, 수신된 진동 데이터를 분석하여 진동세기별 이벤트를 생성하고, 상기 진동세기별 이벤트를 전송하는 데이터 집중장치와, 상기 데이터 집중장치로부터 상기 진동세기별 이벤트를 수신하고, 지진 여부를 판단하고, 지진 발생에 해당하는 경우 지진알람 이벤트를 생성하여 경보를 발생시키는 서버를 포함함으로, 설비의 추가적인 설치 없이 기존의 DCU를 활용하여 지진정보 수집하고, 이벤트 발생을 통한 실시간 지진정보를 상위 서버로 전송하여 실시간 경보를 발생시켜 지진으로 인한 피해를 최소화 할 수 있는, 지진정보를 제공하는 원격 검침 시스템을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 원격 검침 시스템은, 주변의 물체의 진동을 감지한 센서로부터 진동 데이터를 수신하고, 수신된 진동 데이터를 분석하여 진동세기별 이벤트를 생성하고, 상기 진동세기별 이벤트를 전송하는 데이터 집중장치; 및 상기 데이터 집중장치로부터 상기 진동세기별 이벤트를 수신하고, 지진 여부를 판단하고, 지진 발생에 해당하는 경우 지진알람 이벤트를 생성하여 경보를 발생시키는 서버를 포함하는 기술을 제공한다.
본 발명은 설비의 추가적인 설치 없이 기존의 DCU를 활용하여 지진정보를 수집하고, 이벤트 발생을 통한 실시간 지진정보를 상위 서버로 전송하여 실시간 경보를 발생시켜 지진으로 인한 피해를 최소화 할 수 있는 기술적 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 지진 정보를 제공하는 데이터 집중장치 및 제공된 지진 정보를 판단, 알람 서비스를 제공하기 위한 서버 간의 관계를 대략적으로 나타낸 것이다.
도 2a는 본 발명에 따른 지진 정보를 제공하는 데이터 집중장치의 구성을 상세히 나타낸 것이다.
도 2b는 본 발명의 데이터 집중장치를 이용하여 진동을 감지하는 실시예를 나타낸 것이다.
도 2c는 본 발명의 데이터 집중장치를 이용하여 진동을 감지하고 진동세기별 이벤트를 생성 및 전송하는 과정을 순서도로 나타낸 것이다.
도 3a는 본 발명에 따른 제공된 지진 정보를 판단 및 알람 서비스를 제공하기 위한 서버의 구성을 상세히 나타낸 것이다.
도 3b는 본 발명의 서버를 이용하여 지진 정보를 판단 및 알람 서비스를 제공하는 과정을 순서도로 나타낸 것이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 지진 정보를 제공하는 데이터 집중장치 및 제공된 지진 정보를 판단, 알람 서비스를 제공하기 위한 서버 간의 관계를 대략적으로 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명은 지진 정보를 제공하는 데이터 집중장치(100) 및 상기 데이터 집중장치(100)로부터 제공된 지진 정보를 판단하고, 알람 서비스를 제공하기 위한 서버(200)를 포함하며, 데이터 집중장치(100)와 서버(200) 간은 무선 네트워크(10) 또는 유선 네트워크(20)를 통해 각종 데이터를 송수신 한다.
여기서 무선 네트워크(10)는 무선 통신을 수행하는 통신망을 제공하며, 이를 테면 지그비(Zigbee), 알에프(RF), CDMA(Code Division Multiple Access), 와이파이(WiFi), 3G, 4G, LTE, LTE-A, 와이브로(Wireless Broadband Internet) 등이 사용된다.
유선 네트워크(20)는 유선 통신을 수행하는 통신망을 제공하며, 이를 테면 전력선통신(PLC), RS-485, 이더넷(Ethernet) 등이 사용된다.
도 2a는 본 발명에 따른 지진 정보를 제공하는 데이터 집중장치의 구성을 상세히 나타낸 것이다.
도 2a를 참조하면, 본 발명에 따른 데이터 집중장치(DCU, 100)는 진동 데이터 수집부(110), 진동세기별 이벤트 생성부(120), 저장부(130), 통신부(140), 통신성능 판별부(150), 공통 인터페이스부(160) 및 제어부(170)를 포함한다.
진동 데이터 수집부(110)는 DCU 주변의 물체(이를테면, 배전선, 통신선 등의 공가 설비)의 진동을 감지하는 센서가 감지한 진동 데이터를 수신하는데, 이에 대한 구체적인 설명은 도 2b에서 후술한다.
진동세기별 이벤트 생성부(120)는 진동 데이터 수집부(110)에서 수신한 진동 세기를 단계별로 구분하여 정상, 주의 및 경고 이벤트를 생성한다.
저장부(130)는 진동 데이터 수집부(110) 및 진동세기별 이벤트 생성부(120)에서 처리한 진동 관련 데이터를 저장하며, 저장 매체로 이를테면, 플래시 메모리 등의 비휘발성 메모리를 사용할 수 있다.
통신부(140)는 무선 네트워크(10) 또는 유선 네트워크(20)를 통해 서버(200)와 각종 데이터를 송수신 한다.
통신성능 판별부(150)는 무선 네트워크(10) 및 유선 네트워크(20) 각각에 대한 네트워크 성능 값 이를테면, 수신전계강도(RSSI), 패킷지연(IPTD), 패킷지연변이(IPDV), 패킷손실률(IPLR), 패킷 에러율(IPER)에 대한 절대값을 측정한 후, 이들 값에 대한 통신성능 평균값을 계산하여 가장 큰 값을 갖는 모뎀 즉 이득(gain)이 제일 우수한 통신 모뎀을 판별한다.
여기서 통신성능 평균값은 각각의 측정 항목에 대해 통신성능 값을 부여한 후 이들 항목들에 대한 통신성능 값을 평균한 값으로, 값이 클수록 통신 성능이 우수하다.
공통 인터페이스부(160)는 무선 네트워크(10) 및 유선 네트워크(20)를 통합하여 처리할 수 있도록 핀 크기, 사이즈 및 형태가 동일한 인터페이스 규격을 갖는 1개의 공통 모듈로 구성된다.
제어부(170)는 진동 감지부(110), 진동세기별 이벤트 생성부(120), 저장부(130), 통신부(140), 통신성능 판별부(150) 및 공통 인터페이스부(160)를 통합 제어한다.
도 2b는 본 발명의 데이터 집중장치를 이용하여 진동을 감지하는 실시예를 나타낸 것이다.
도 2b를 참조하면, 본 발명의 DCU(100)는 공가설비로 상단 배전선(10) 상에 설치된 제1 진동센서(11)와 제1 근접센서(12)와 접속되어, 이들 센서들이 센싱한 정보를 수신하며, 또한 공가설비로 하단 통신선(20) 상에 설치된 제2 진동센서(21)와 제2 근접센서(22)와 접속되어, 이들 센서들이 센싱한 정보를 수신한다.
이 경우 제1 진동센서(11) 및 제2 진동센서(21)는 배전선(10) 및 통신선(20)에 설치되어 미세한 움직임을 감지할 수 있는데, 이를 구현하기 위해 MEMS(Micro Electro-Mechanical Systems)를 이용하는 방식 또는 기계적 공진 모드를 이용하는 방식의 진동센서를 이용할 수 있다.
MEMS 방식을 이용하는 경우에는, 반도체 기술을 이용하여 만들어진 미세한 구조물이 가속도 방향에 따라 기울어지면 저항 값이 변화하면서 상기 구조물을 타고 흐르는 전류의 값이 변하고, 전류의 변화량을 가속도로 인식함에 따라 진동을 감지할 수 있다.
기계적 공진 모드를 이용하는 경우에는, 내부 스프링에 연결된 물체가 가속도에 따라 힘을 받게 되고, 상기 스프링에 작용하는 텐션을 측정하여 가속도 정보를 파악함으로써 진동을 감지할 수 있다.
한편, 제1 근접센서(12) 및 제2 근접센서(22)는 배전선(10) 및 통신선(20)에 설치되어 공가설비 주변 사물의 움직임을 감지함으로써, 상기 제1 진동센서(11) 및 제2 진동센서(21)의 진동 감지를 보충할 수 있도록 함이 바람직한데, 이를 구현하기 위해 이를테면, 자기형 근접센서, 자기 포화형 근접센서, 고주파 발진형 근접센서, 차동 코일형 근접센서, 정전 용량형 근접센서 중 어느 하나를 사용할 수 있다.
도 2c는 본 발명의 데이터 집중장치를 이용하여 진동을 감지하고 진동세기별 이벤트를 생성 및 전송하는 과정을 순서도로 나타낸 것이다.
이하 도 2b 및 도 2c를 참조하여, 데이터 집중장치(DCU, 100)에서 진동을 감지하고, 진동세기별 이벤트를 생성 및 전송하는 과정을 설명한다.
우선 데이터 집중장치(100)는 DCU(100) 주변의 공가 설비에 설치된 진동센서들(11, 21)이 감지한 진동 데이터를 수신하는 제1 과정(S10)을 갖는다.
다음으로, 수신한 진동 데이터를 분석하여 진동의 정도가 허용 가능한 정상 범위 보다 큰지를 판단하는 제2 과정(S20)을 갖는다.
만일 제2 과정(S20)에서 진동의 정도가 허용 가능한 정상 범위 보다 크지 않다고 판단한 경우(아니오), 절차를 바로 종료한다.
반면 만일 제2 과정(S20)에서 진동의 정도가 허용 가능한 정상 범위 보다 크다고 판단한 경우(예), 진동세기별 이벤트를 생성하는 제3 과정(S30)을 갖는다.
여기서 진동세기별 이벤트는 DCU(100)의 진동 감지부(110)에서 감지한 진동 세기를 단계별로 구분하여 생성된 정상, 주의 및 경고 이벤트를 의미한다.
마지막으로, 데이터 집중장치(100)는 제3 과정(S30)에서 생성된 진동세기별 이벤트를 서버(200)로 전송하는 제4 과정(S40)을 갖는다.
도 3a는 본 발명에 따른 제공된 지진 정보를 판단 및 알람 서비스를 제공하기 위한 서버의 구성을 상세히 나타낸 것이다.
도 3a를 참조하면, 본 발명에 따른 서버(200)는 이벤트 수신부(210), 진도계급 판단부(220), 저장부(230), 통신부(240), 통신성능 판별부(250), 공통 인터페이스부(260), 경보 발생부(270) 및 통합 제어부(280)를 포함한다.
이벤트 수신부(210)는 데이터 집중장치(100)의 진동세기별 이벤트 생성부(120)가 전송한 진동세기별 이벤트를 수신한다.
진도계급 판단부(220)는 수신된 진동세기별 이벤트를 분석하여 지진 발생 여부 및 지진 발생으로 판단된 경우 진도 계급을 판정한다.
이 경우 하기 표1의 수정 메르칼리 진도계급(Modified Mercalli intensity scale: MMI scale)을 적용하여 진도 계급을 판정할 수 있다.
[표1]
Figure 112016116530041-pat00001
표 1을 참조하면, 수정 메르칼리 진도계급은 12개 등급으로 구성되어 있으며, 지진피해 규모에 따라 진도계급을 분류할 수 있다.
이 경우 진도계급 판단부(150)에서 판단된 진도계급이 이를테면, 5이상 일 경우, 경보 발생부(270)를 통해 외부에게 긴급 상황을 알리는 경보(alarm)를 발생시키도록 명령할 수 있다.
저장부(230)는 진도계급 판단부(150)에서 처리한 각종 지진 관련 데이터 및 통합 제어부(280)를 통해 처리한 각종 데이터를 저장하며, 저장 매체로 이를테면, 플래시 메모리 등의 비휘발성 메모리를 사용할 수 있다.
통신부(240)는 무선 네트워크(10) 또는 유선 네트워크(20)를 통해 데이터 집중장치(100)와 각종 데이터를 송수신 한다.
통신성능 판별부(250)는 무선 네트워크(10) 및 유선 네트워크(20) 각각에 대한 네트워크 성능 값 이를테면, 수신전계강도(RSSI), 패킷지연(IPTD), 패킷지연변이(IPDV), 패킷손실률(IPLR), 패킷 에러율(IPER)에 대한 절대값을 측정한 후, 이들 값에 대한 통신성능 평균값을 계산하여 가장 큰 값을 갖는 모뎀 즉 이득(gain)이 제일 우수한 통신 모뎀을 판별한다.
여기서 통신성능 평균값은 각각의 측정 항목에 대해 통신성능 값을 부여한 후 이들 항목들에 대한 통신성능 값을 평균한 값으로, 값이 클수록 통신 성능이 우수하다.
공통 인터페이스부(260)는 무선 네트워크(10) 및 유선 네트워크(20)를 통합하여 처리할 수 있도록 핀 크기, 사이즈 및 형태가 동일한 인터페이스 규격을 갖는 1개의 공통 모듈로 구성된다.
경보 발생부(270)는 진도계급 판단부(150)에서 판정한 진도 계급에 따라 경보를 발생시켜, 지진으로 인해 피해를 최소화 할 수 있도록 한다.
이 경우 경보 발생부(270)는 수정 메르칼리 진도계급(Modified Mercalli intensity scale: MMI scale)의 정도에 따라 차등(주의, 경고 등)을 두고 알람을 발생시키는 것이 바람직하며, 이 경우 알람은 시각, 청각, 진동 등의 방법을 사용할 수 있다.
통합 제어부(280)는 이벤트 수신부(210), 진도계급 판단부(220), 저장부(230), 통신부(240), 통신성능 판별부(250), 공통 인터페이스부(260) 및 경보 발생부(270)를 제어한다.
도 3b는 본 발명의 서버를 이용하여 지진 정보를 판단 및 알람 서비스를 제공하는 과정을 순서도로 나타낸 것이다.
이하 도 3a 및 도 3b를 참조하여, 본 발명의 서버(200)를 이용하여 지진 정보를 판단 및 알람 서비스를 제공하는 과정을 설명한다.
우선, 서버(200)의 이벤트 수신부(210)를 통해 데이터 집중장치(100)의 진동세기별 이벤트 생성부(120)가 전송한 진동세기별 이벤트를 수신하는 제1 단계(S110)를 갖는다.
다음으로, 서버(200)의 진도계급 판단부(220)를 통해 수신된 진동세기별 이벤트를 분석하여 지진 발생 여부를 판단하는 제2 단계(S120)를 갖는다.
만일 제2 단계(S120)에서 수신된 진동세기별 이벤트를 분석하여 지진 발생이 아니라고 판단한 경우(아니오), 절차를 곧바로 종결한다.
반면 만일 제2 단계(S120)에서 수신된 진동세기별 이벤트를 분석하여 지진 발생이라고 판단한 경우(예), 지진알람 이벤트를 생성하는 제3 단계(S130)를 갖는다.
여기서, 지진알람 이벤트는 수정 메르칼리 진도계급(Modified Mercalli intensity scale: MMI scale)을 적용하며, 진도계급 정도에 따른 단계별 지진알람 정보를 포함한다.
마지막으로, 서버(200)의 경보 발생부(270)를 통해, 생성된 지진알람 이벤트에 따라 경보(alarm)를 발생시키는 제4 단계(S140)를 갖는다.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
100 : 데이터 집중장치(DCU)
110 : 진동 데이터 수집부
120 : 진동세기별 이벤트 생성부
130 : 저장부
140 : 통신부
150 : 통신성능 판별부
160 : 공통 인터페이스부
170 : 제어부
200 : 서버
210 : 이벤트 수신부
220 : 진도계급 판단부
230 : 저장부
240 : 통신부
250 : 통신성능 판별부
260 : 공통 인터페이스부
270 : 제어부
10 : 무선 네트워크
20 : 유선 네트워크

Claims (5)

  1. 주변의 물체의 진동을 감지한 센서로부터 진동 데이터를 수신하고, 수신된 진동 데이터를 분석하여 진동세기별 이벤트를 생성하고, 상기 진동세기별 이벤트를 전송하는 데이터 집중장치; 및
    상기 데이터 집중장치로부터 상기 진동세기별 이벤트를 수신하고, 지진 여부를 판단하고, 지진 발생에 해당하는 경우 지진알람 이벤트를 생성하여 경보를 발생시키는 서버를 포함하고,
    상기 데이터 집중장치는,
    주변의 물체의 진동을 감지한 센서로부터 진동 데이터를 수신하는 진동 데이터 수집부;
    상기 진동 데이터를 분석하여 진동세기별 이벤트를 생성하는 진동세기별 이벤트 생성부;
    무선 네트워크 또는 유선 네트워크를 사용하여 상기 진동세기별 이벤트를 상기 서버로 전송하는 통신부;
    무선 네트워크 및 유선 네트워크 각각에 대한 네트워크 성능 값을 측정한 후 이득(gain)이 제일 우수한 통신 모뎀을 판별하는 통신성능 판별부; 및
    상기 진동 데이터 수집부, 상기 이벤트 생성부, 상기 통신부 및 상기 통신성능 판별부를 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 진동세기별 이벤트는,
    상기 진동 데이터의 진동 세기를 단계별로 구분하여 생성된 정상, 주의 및 경고 이벤트를 포함하고,
    상기 데이터 집중장치는,
    상단 배전선 상에 설치된 제1 진동센서와 제1 근접센서에 상부 접속단자가 접속되고, 하단 통신선 상에 설치된 제2 진동센서와 제2 근접센서에 하부 접속단자가 접속되며,
    상기 제1 진동센서 및 상기 제2 진동센서는 미세한 움직임을 감지하도록 MEMS(Micro Electro-Mechanical Systems)를 이용하는 방식 또는 기계적 공진 모드를 이용하는 방식을 사용하고,
    상기 제1 근접센서 및 상기 제2 근접센서는 공가설비 주변 사물의 움직임을 감지하도록 자기형 근접센서, 자기 포화형 근접센서, 고주파 발진형 근접센서, 차동 코일형 근접센서, 정전 용량형 근접센서 중 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 지진정보를 제공하는 원격 검침 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서, 상기 서버는,
    상기 데이터 집중장치로부터 전송된 상기 진동세기별 이벤트를 수신하는 이벤트 수신부;
    상기 진동세기별 이벤트를 분석하여 지진 발생 여부 및 지진 발생으로 판단된 경우 진도 계급을 판정하는 진도계급 판단부;
    무선 네트워크 또는 유선 네트워크를 사용하여 상기 데이터 집중장치와 통신을 수행하는 통신부;
    상기 진도계급 판단부에서 생성된 지진알람 이벤트에 따라 경보를 발생시키는 경보 발생부; 및
    상기 이벤트 수신부, 상기 진도계급 판단부, 상기 통신부 및 상기 경보 발생부를 통합 제어하는 통합 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 지진정보를 제공하는 원격 검침 시스템.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 지진알람 이벤트는,
    수정 메르칼리 진도계급을 적용하며, 진도계급 정도에 따른 단계별 지진알람 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 지진정보를 제공하는 원격 검침 시스템.
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