KR101969865B1 - 설비 관리용 센서 신호의 오류 검출 방법 및 그 방법이 적용된 설비 관리 시스템 - Google Patents

설비 관리용 센서 신호의 오류 검출 방법 및 그 방법이 적용된 설비 관리 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 설비 관리를 위한 센서 신호의 오류 검출 방법 및 그 방법이 적용된 설비 관리 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 사람이 눈으로 감지할 수 없는 환경 또는 산업현장 등의 다양한 설비에 설치된 센서가 해당 설비 상태의 이상 인지 판단을 위한 센서신호를 중앙관리서버로 주기적으로 전송하는 센서 기반 설비 관리 시스템에 있어서, 중앙관리서버가 수신받은 센서신호로부터 이상을 감지하는 경우, 먼저 수신받은 센서신호의 파형을 도출하고, 도출된 파형을 미리 저장된 정상신호 파형과 비교하여, 센서의 일시적 오작동에 의한 오류인지 아니면 설비 상태의 실제 이상인지를 파악하는 확인 절차를 구비함으로써, 해당 설비가 정상 상태임에도 불구하고 센서의 일시적 오류에 의한 이상신호를 설비 오류로 잘못 판단하여 설비의 작동을 정지시키거나 관리자가 직접 현장에 방문하는 번거로움을 사전에 방지할 수 있는 설비 관리용 센서 신호의 오류 검출 방법 및 그 방법이 적용된 설비 관리 시스템에 관한 것이다.

Description

설비 관리용 센서 신호의 오류 검출 방법 및 그 방법이 적용된 설비 관리 시스템{Method of detecting signal errors of equipment management sensors and the equipment management system the method applied thereto}
본 발명은 설비 관리를 위한 센서 신호의 오류 검출 방법 및 그 방법이 적용된 설비 관리 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 사람이 눈으로 감지할 수 없는 환경 또는 산업현장 등의 다양한 설비에 설치된 센서가 해당 설비 상태의 이상 인지 판단을 위한 센서신호를 중앙관리서버로 주기적으로 전송하는 센서 기반 설비 관리 시스템에 있어서, 중앙관리서버가 수신받은 센서신호로부터 이상을 감지하는 경우, 먼저 수신받은 센서신호의 파형을 도출하고, 도출된 파형을 미리 저장된 정상신호 파형과 비교하여, 센서의 일시적 오작동에 의한 오류인지 아니면 설비 상태의 실제 이상인지를 파악하는 확인 절차를 구비함으로써, 해당 설비가 정상 상태임에도 불구하고 센서의 일시적 오류에 의한 이상신호를 설비 오류로 잘못 판단하여 설비의 작동을 정지시키거나 관리자가 직접 현장에 방문하는 번거로움을 사전에 방지할 수 있는 설비 관리용 센서 신호의 오류 검출 방법 및 그 방법이 적용된 설비 관리 시스템에 관한 것이다.
최근 전자 및 통신 산업의 발달로 인하여 산업 현장에 대한 무인 감시 시스템의 개발이 활발히 진행되고 있다. 무인 감시 시스템은 보안과 관련하여 운영되는 부분도 있지만 원격지의 환경 상태를 감시하기 위해 운영되는 경우도 있다. 특히 최근에는 대형 공장에 다양하고 많은 수의 설비들이 설치되었고, 생산 제품의 신뢰도와 설비 자체의 유지 보수를 위해서 이러한 설비들에 대한 모니터링이 필요하다.
이러한 공장 설비의 모니터링을 위해 한국공개특허 2017-0070643에는 설비의 상태를 감지하기 위한 복수의 센서와 무선 연결되어 적어도 하나의 센서에 의해 실시간으로 감지되는 설비의 상태를 수집하고, 수집된 설비의 상태에 대한 정보를 누적 기록한 이력 정보를 사용자에게 제공하는 설비 관리 시스템에 대해 개시되어 있다.
이와 같이, 설비의 상태를 감지하기 위한 센서들은 관리 대상의 설비에 설치되어, 센서들 자체적으로 네트워크를 형성함으로써 측정된 정보를 형성된 네트워크를 통해 인터넷과 같은 기간망으로 중앙관리서버로 전달하게 된다. 이로 인해 관리자들은 진단장비를 휴대하고 현장을 직접 방문하지 않아도, 원격지에서 설비의 이상 유무를 확인하고 판단할 수 있다.
그러나 설비에 설치된 센서들은 급격한 온도·습도 변화, 배터리 부족, 센서의 노화 등 다양한 요인에 의해 관리 대상 설비가 정상상태임에도 일시적으로 이상 신호를 전달하는 경우가 존재하며, 이러한 이상 신호를 수신받는 중앙관리서버는 이를 해당 센서가 부착된 설비의 이상으로 판단하여 해당 설비를 강제적으로 작동 정지 시키거나, 관리자에게 통보함으로써, 설비의 잦은 작동 정지에 따른 운영효율 하락 및 설비에 문제점이 없음에도 관리자가 직접 현장을 방문해야 하는 등의 번거로움이 발생되었다.
1. 한국공개특허공보 제2017-0070643호 (2017. 6. 22) "관리 장치 및 설비의 관리 방법"
본 발명은 상기한 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 것이다. 즉, 본 발명의 목적은, 다양한 설비에 설치된 센서가 해당 설비 상태의 이상 인지 판단을 위한 센서신호를 중앙관리서버로 주기적으로 전송하는 센서 기반 설비 관리 시스템에 있어서, 중앙관리서버가 수신받은 센서신호로부터 이상을 감지하는 경우, 먼저 수신받은 센서신호의 파형을 도출하고, 도출된 파형을 미리 저장된 정상신호 파형과 비교하여, 센서의 일시적 오작동에 의한 오류인지 아니면 설비 상태의 실제 이상인지를 파악하는 확인 절차를 구비함으로써, 해당 설비가 정상 상태임에도 불구하고 센서의 일시적 오류에 의한 이상신호를 설비 오류로 잘못 판단하여 설비의 작동을 정지시키거나 관리자가 직접 현장에 방문하는 번거로움을 사전에 방지할 수 있는 설비 관리용 센서 신호의 오류 검출 방법 및 그 방법이 적용된 설비 관리 시스템을 제공함에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로서 본 발명은, 설비의 상태를 감지하기 위한 복수의 센서와 무선 연결되어 적어도 하나의 센서에 의해 실시간으로 감지되는 설비 상태에 대한 센서신호를 수신받는 중앙관리서버를 통해 센서신호의 오류를 검출하는 방법에 있어서, 중앙관리서버가 센서로부터 수신받은 센서신호의 이상유무를 검출하는 단계; 검출결과, 이상일 경우 수신받은 센서신호에서 노이즈 신호를 분리한 원신호를 생성하는 단계; 생성된 원신호의 파형을 도출하는 단계; 및 도출된 원신호의 파형과 미리 저장된 정상신호의 파형을 비교하여, 해당 센서신호의 이상이 관리 설비의 이상인지 센서의 일시적 오류인지 판단하는 단계를 포함하여 구성되는 센서신호의 오류 검출 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 설비 관리용 센서 신호의 오류 검출 방법 및 그 방법이 적용된 설비 관리 시스템은, 센서로부터 수신받은 이상신호를 센서의 일시적 오작동에 의한 오류인지 아니면 설비 상태의 실제 이상인지를 파악하는 확인 절차를 구비함으로써, 해당 설비가 정상 상태임에도 불구하고 센서의 일시적 오류에 의한 이상신호를 설비 오류로 잘못 판단하여 설비의 작동을 정지시키거나 관리자가 직접 현장에 방문하는 번거로움을 사전에 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 설비 관리용 센서 신호의 오류 검출 방법을 도시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 센서신호의 IMF 분할 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 설비 관리 시스템의 개략적인 구성도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성요소로 명명 될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 설비 관리용 센서 신호의 오류 검출 방법을 도시한 순서도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 중앙관리서버는 현장설비에 설치된 센서로부터 센서신호를 수신받으며, 수신받은 센서신호를 기 설정된 임계치에 기초하여 이상유무를 판단한다(S110). 판단결과, 수신받은 센서신호에서 이상이 있다고 판단할 경우, 중앙관리서버는 먼저 수신받은 센서신호에서 노이즈 신호를 분리한 원신호를 생성한다(S120).
즉, 센서로부터 수신되는 신호는 여러가지 잡음 및 다른 신호들이 본래 감지하려는 대상으로부터 송신된 신호와 합성되어 나타날 수 있다. 따라서 센서신호의 정확한 오류를 검출하기 위해서는 센서로부터 수신받은 신호데이터에서 노이즈를 제거한 원신호만을 분리할 필요가 있다.
이때, 수신받은 센서신호에서 노이즈 신호의 분리는 EMD 알고리즘을 통해 수행된다. EMD(Empirical mode decomposition) 알고리즘이란, 노이즈가 인가된 신호를 여러 개의 IMF(Intrinsic mode function)로 분할하여 노이즈가 포함된 IMF를 제거하는 방식으로 노이즈를 줄이는 방법이다. 즉, 임의의 신호는 EMD 알고리즘에 의해 신호 그 자체에 의해 정의된 IMF로 명명되는 함수의 집합으로 분해되며, 분할된 IMF의 합은 분할 전 기존 신호와 같고, 첫번째로 분할된 IMF는 마지막 IMF보다 잡음 성분이 많이 포함되게 된다. 이를 이용하여 센서신호를 IMF로 분리한 후, 잡음 성분이 포함된 앞부분의 IMF들을 제거한 뒤, 나머지 IMF를 합할 경우 잡음이 완화된 출력 신호를 얻을 수 있게 된다.
이를 위해, 본 발명에서는 도 2에 도시된 바와 같이 센서로부터 수신받은 신호(s)를 입력신호(i)로 정의하고, 입력신호(i)의 모든 극점(p)을 추출하여, 상기 극점의 위쪽(극대값, maxima)을 연결하여 위 포락선(envelope)을 추출하며, 상기 극점의 아래쪽(극소값, minima)을 연결하여 아래 포락선을 도출한다. 이어서, 상기 위 포락선과 아래 포락선의 평균을 계산하여 평균 신호(v)를 산출하며, 센서로부터 수신받은 신호(s)에서 상기 평균신호(v)를 빼줌으로서 최종신호(o)를 도출하게 된다.
다음으로 도출된 최종신호(o)가 IMF인지 판단하는 단계를 수행한다. IMF는 극대값의 수와 극소값의 수는 최소 하나 이상 차이가 나지 않아야 하고, 위 포락선과 아래 포락선의 평균은 0이어야 한다. 상기 판단결과, 도출된 최종신호가 IMF가 아닐 경우, 도출된 최종신호(o)를 다시 입력신호(i)로 설정하여 상기의 과정을 다시 수행하게 된다. 이와 반대로, 도출된 최종신호가 IMF일 경우 최종신호를 제1 MF신호로 정의한 후, 처음의 센서신호(s)에서 상기 최종신호(o)만큼 뺀 값을 제2 IMF 신호로 도출하기 위한 입력신호(o)로 설정하여, 상기의 과정을 다시 수행하게 된다.
이와 같은 과정을 통해, 센서신호는 다수개로 IMF 신호로 분리되며, IMF 신호는 후반으로 분리될수록 잡음이 점점 완화되므로 분리된 IMF 신호 중에서 후반부에 추출된 일정개수의 IMF 신호만을 결합함으로써, 센서신호에서 노이즈가 제거된 원신호를 추출한다. 이때, 결합되는 IMF 신호의 일정개수는 미리 설정되어 있을 수 있다.
이어서, 노이즈가 제거된 원신호의 파형을 도출한다(S130). 이러한 원신호의 파형 도출은 신호의 기울기 변화량을 통해 산출되며, 본 발명에서는 5~20ms당 주파수 변화량의 기울기를 측정하여 배열형태로 산출한다. 이에 따라 중앙관리서버는 수신받은 신호 주기 내의 모든 기울기 변화량을 배열형태로 산출하게 되며, 배열형태로 산출되는 기울기 변화량은 부호를 포함한 숫자 값으로 표시된다.
다음으로, 배열형태로 산출된 원신호의 파형과 미리 저장되어 있는 정상신호의 파형을 비교하여(S140), 해당 이상신호가 관리 설비의 이상인지 센서의 일시적 오류 신호인지를 판단한다.
본 발명에서 원신호의 파형과 정상신호의 파형을 비교함에 있어서는, 편집거리 알고리즘(Edit Distance Algorithm)을 사용한다. 편집거리 알고리즘이란, 두 문자열의 유사도를 판단하는 알고리즘으로, 서로 다른 문자열 두개 중 하나의 문자열을 다른 하나의 문자열과 동일해지도록 삽입, 삭제, 변경하는 업데이트를 수행하고, 이러한 업데이트의 최소 횟수를 연산하여, 그 횟수를 유사도의 기준으로 판단하는 알고리즘이다.
이러한 편집거리 알고리즘을 통해 원신호의 파형과 정상신호의 파형을 비교하여, 원신호의 파형이 급격하게 바뀌는 구간이 1회에 그치는 경우 센서로 인한 일시적 오류로 판단하고, 2회 이상 반복되는 경우에는 설비 이상으로 판단한다(S150). 즉, 통상의 센서들은 관리 대상 설비의 이상이 발생될 경우, 발생된 이상신호를 감지하여 중앙관리서버로 전송하되 관리 대상 설비의 이상 문제가 해결되기 전까지 이를 지속적으로 전송하기 때문에, 실제 관리 대상 설비의 이상이 발생되는 경우에는 원신호의 파형이 정상신호의 파형과 비교하여 급격하게 바뀌는 구간이 2회 이상 반복되게 된다. 이에 따라, 본 발명에서는 센서신호의 파형이 정상신호의 파형과 비교하여 급격하게 바뀌는 구간이 적어도 2회 이상 반복되는 경우에는 실제 관리 대상 설비의 이상으로 판단하고, 반면에 센서신호의 파형이 이와 같이 급격하게 변하는 구간이 1회에 그치게 되는 경우, 일시적인 온도·습도 변화, 배터리 부족 또는 센서의 노화 등으로 인한 센서의 일시적 동작 오류로 판단한다.
상기 판단 결과, 설비 상태 이상일 경우 중앙관리서버는 관리자 단말기로 해당 설비의 이상을 알리기 위한 메시지를 전송하며(S160), 이와 반대로 센서의 일시적 오류일 경우, 해당 원신호를 정상신호 형태로 복원하여 저장함으로써(S170), 해당 설비 관리 상태에 대한 이력 정보를 이상이 없음으로 누적 기록한다.
본 발명에서 원신호를 정상신호로 복원함에 있어서는, 먼저 원신호의 기울기 변화량을 적분하여 3차 함수 형태의 신호로 생성한 후, 이상신호 이전에 수신받은 신호의 경계값을 더하여 정상 신호와 유사한 파형의 신호를 생성한다. 이어서, 생성된 신호에 미리 저장되어 있는 잡음 신호를 합성함으로써 해당 원신호를 정상신호 형태로 복원하여 저장한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 설비 관리 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 설비 관리 시스템은 관리 대상 설비에 설치된 다수개의 센서(100)와 상기 센서(100)와 무선 연결되어 적어도 하나의 센서에 의해 실시간으로 감지되는 설비 상태에 대한 센서신호를 수신받는 중앙관리서버(200)를 포함하여 구성된다.
센서(100)는 공장과 같은 설비가 구비된 시설 내에서 상태를 감지하고자 하는 대상에 설치되고, 센서를 이용하여 그 대상 설비의 상태를 감지할 수 있다. 이때, 센서는 무선 통신 장치로서 감지된 상태 정보를 중앙관리서버(200)로 전송할 수 있다.
중앙관리서버(200)는 센서(100)로부터 설비 상태에 대한 센서신호를 수신받아 이상신호를 검출하고, 검출된 이상신호를 미리 저장된 정상신호와 비교하여, 해당 이상신호가 센서의 일시적 오작동에 의한 오류인지 설비 상태의 실제 이상인지를 파악한다. 이를 위해, 중앙관리서버(200)는 신호수집부(210), 통신부(220) 및 제어부(230)를 포함하여 구성된다.
신호수집부(210)는 상기 센서들로부터 각기 제공되는 센싱 신호를 처리하여 디지털 데이터를 생성한다.
통신부(220)는 외부의 관리자 단말기와 통신할 수 있다. 통신부(220)는 관리자 단말기에 감지된 설비의 상태 정보, 알람, 메시지 등을 전송할 수 있으며, 관리자 단말기로부터 사용자 명령을 수신할 수 있다.
제어부(230)는 신호수집부(210)를 통해 디지털 데이터로 처리된 센서신호를 기 설정된 임계치에 기초하여 이상유무를 판단한다. 즉, 제어부(230)는 관리자의 명령에 따라 센서별로 설정된 임계치에 기초하여 감지된 설비의 센서신호가 이상 상태를 나타내는지 판단한다.
제어부(230)는 센서신호가 이상 상태로 판단되면, 수신받은 센서신호의 파형을 도출하고, 도출된 파형을 미리 저장된 정상신호 파형과 비교하여 센서의 일시적 오작동에 의한 오류인지 설비 상태의 이상인지를 파악한다.
이때, 제어부(230)는 이상 상태로 판단된 센서신호를 EMD 알고리즘을 통해 노이즈를 제거하며, 노이즈가 제거된 센서신호의 파형을 주파수 변화량의 기울기를 측정하여 산출한다. 이어서, 산출된 센서신호의 파형을 미리 저장되어 있는 정상신호의 파형과 편집거리 알고리즘을 통해 비교하여, 센서신호의 파형이 급격하게 바뀌는 구간이 1회에 그치는 경우 센서로 인한 일시적 오류로 판단하고, 2회 이상 반복되는 경우에는 설비 이상으로 판단한다.
상기 판단 결과, 설비 이상일 경우 제어부(230)는 통신부(220)를 통해 외부의 관리자 단말기로 해당 설비의 이상을 알리기 위한 알람 또는 메시지를 전송하며, 이와 반대로 센서 오류로 판단될 경우, 해당 센서신호를 정상신호 형태로 복원하여 저장함으로써, 해당 설비 관리 상태에 대한 이력 정보를 이상이 없음으로 누적 기록한다.
이를 위해, 제어부(230)는 수신된 설비들의 상태 정보를 저장하기 위한 저장장치를 구비할 수 있다. 여기서 저장장치는 내장된 디스크 드라이브 또는 외장 메모리로 구현될 수 있으며, 또는 네트워크를 통해 연결되는 서버일 수도 있다. 수집 및 저장된 설비들의 상태 정보는 시간에 따라 누적 기록된 이력 정보로써 이용되며, 이는 다양한 유저 인터페이스를 통해 관리자 단말기로 제공될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 설비 관리용 센서 신호의 오류 검출 방법 및 이 방법이 적용된 설비 관리 시스템은, 센서로부터 수신받은 이상신호를 센서의 일시적 오작동에 의한 오류인지 설비 상태의 이상인지를 파악함에 따라, 해당 설비가 정상 상태임에도 불구하고 센서의 일시적 오류에 의한 이상신호를 설비 오류로 잘못 판단하여 설비의 작동을 정지시키거나 관리자가 직접 현장에 방문하는 번거로움을 사전에 방지할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백하다 할 것이다.
100 : 센서 200 : 중앙관리서버
210 : 신호수집부 220 : 통신부
230 : 제어부

Claims (11)

  1. 설비의 상태를 감지하기 위한 복수의 센서와 무선 연결되어 적어도 하나의 센서에 의해 실시간으로 감지되는 설비 상태에 대한 센서신호를 수신받는 중앙관리서버를 통해 센서신호의 오류를 검출하는 방법에 있어서,
    중앙관리서버가 센서로부터 수신받은 센서신호의 이상유무를 검출하는 단계;
    검출결과, 이상일 경우 수신받은 센서신호에서 노이즈 신호를 분리한 원신호를 생성하는 단계;
    생성된 원신호에서, 신호의 기울기 변화량 산출을 통해, 원신호의 파형을 도출하는 단계; 및
    도출된 원신호의 파형과 미리 저장된 정상신호의 파형을 비교하여, 해당 센서신호의 이상이 관리 설비의 이상인지 센서의 일시적 오류인지 판단하는 단계;
    를 포함하여 구성되는 센서신호의 오류 검출 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 수신받은 센서신호의 이상유무를 검출함에 있어서는,
    센서별로 미리 설정된 임계치에 기초하여 감지된 설비의 센서신호의 이상유무를 검출하는 것을 특징으로 하는 센서신호의 오류 검출 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 센서신호에서 노이즈 신호를 분리한 원신호를 생성함에 있어서는,
    EMD 알고리즘을 통해 센서신호를 다수개의 IMF 신호로 분리한 뒤, 후반부에 추출된 미리 설정된 일정 개수의 IMF 신호만을 선택하여 결합하는 것을 특징으로 하는 센서신호의 오류 검출 방법.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 생성된 원신호의 파형을 도출함에 있어서는,
    5~20ms당 주파수 변화량의 기울기를 측정하여 배열형태로 산출하는 것을 특징으로 하는 센서신호의 오류 검출 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 도출된 원신호의 파형과 미리 저장된 정상신호의 파형을 비교함에 있어서는,
    편집거리 알고리즘을 이용하여 원신호의 파형과 정상신호의 파형을 비교하며, 비교결과 원신호의 파형이 급격하게 바뀌는 구간이 1회일 경우 센서로 인한 오류로 판단하고, 원신호의 파형이 급격하게 바뀌는 구간이 2회 이상일 경우 설비 이상으로 판단하는 것을 특징으로 하는 센서신호의 오류 검출 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 판단결과 센서로 인한 오류로 판단되는 경우,
    상기 원신호를 정상신호 형태로 복원하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 센서신호의 오류 검출 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 원신호를 정상신호 형태로 복원함에 있어서는,
    상기 원신호의 기울기 변화량을 적분하여 3차 함수 형태의 신호로 생성한 후, 상기 센서신호 이전에 수신받은 신호의 경계값을 더하여 정상신호와 유사한 파형의 신호를 생성하고, 잡음신호를 합성하는 것을 특징으로 하는 센서신호의 오류 검출 방법.
  9. 설비의 상태를 감지하기 위한 복수의 센서와 무선 연결되어 적어도 하나의 센서에 의해 실시간으로 감지되는 설비 상태에 대한 센서신호를 수신받는 중앙관리서버를 이용한 설비 관리 시스템에 있어서,
    상기 중앙관리서버는,
    센서로부터 수신받은 센서신호의 이상유무를 검출하고, 이상일 경우 수신받은 센서신호에서 노이즈 신호를 분리한 원신호를 생성하여, 생성된 원신호에서, 신호의 기울기 변화량 산출을 통해, 원신호의 파형을 도출하며,
    도출된 원신호의 파형과 미리 저장된 정상신호의 파형을 비교하여, 해당 센서신호의 이상이 관리 설비의 이상인지 센서의 일시적 오류인지 판단하는 것을 특징으로 하는 센서신호의 오류 검출 방법이 적용된 설비 관리 시스템.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 중앙관리서버는,
    편집거리 알고리즘을 이용하여 원신호의 파형과 정상신호의 파형을 비교하며, 비교결과 원신호의 파형이 급격하게 바뀌는 구간이 1회일 경우 센서로 인한 오류로 판단하며, 원신호의 파형이 급격하게 바뀌는 구간이 2회 이상일 경우 설비 이상으로 판단하는 것을 특징으로 하는 센서신호의 오류 검출 방법이 적용된 설비 관리 시스템.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 중앙관리서버는,
    상기 센서신호의 이상이 관리 설비의 이상으로 판단되는 경우,
    무선으로 연결된 외부의 관리자 단말기로 해당 설비의 이상을 알리기 위한 알람 또는 메시지를 전송하며,
    상기 센서신호의 이상이 센서의 일시적 오류로 판단되는 경우,
    해당 센서신호를 정상신호 형태로 복원하여 저장하는 것을 특징으로 하는 센서신호의 오류 검출 방법이 적용된 설비 관리 시스템.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102594885B1 (ko) * 2023-07-13 2023-10-27 주식회사 지인테크 3d공간의 원격제어 기능 도입 시스템

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006331051A (ja) * 2005-05-26 2006-12-07 Olympus Corp 故障監視装置および方法
WO2009057626A1 (ja) * 2007-10-29 2009-05-07 Tokyo Institute Of Technology 物理量検出装置
KR20120108626A (ko) * 2011-03-25 2012-10-05 순천대학교 산학협력단 센서 네트워크 기반의 노드 진단 방법 및 시스템
KR20170070643A (ko) 2015-12-14 2017-06-22 삼성전자주식회사 관리 장치 및 설비의 관리 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006331051A (ja) * 2005-05-26 2006-12-07 Olympus Corp 故障監視装置および方法
WO2009057626A1 (ja) * 2007-10-29 2009-05-07 Tokyo Institute Of Technology 物理量検出装置
KR20120108626A (ko) * 2011-03-25 2012-10-05 순천대학교 산학협력단 센서 네트워크 기반의 노드 진단 방법 및 시스템
KR20170070643A (ko) 2015-12-14 2017-06-22 삼성전자주식회사 관리 장치 및 설비의 관리 방법

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Empirical Mode Decomposition and Blind Source Separation Methods for Antijamming with GPS Signals, Vinayak Kamath 외 2인, 2006.04* *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102594885B1 (ko) * 2023-07-13 2023-10-27 주식회사 지인테크 3d공간의 원격제어 기능 도입 시스템

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