KR101986630B1 - 위성통신을 이용한 선박 IoT 데이터 전송 관리 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 위성통신을 이용한 선박 IoT 데이터 전송 관리 시스템은 운항중인 선박의 정보를 육상으로 전송하는 선박클라이언트(100)와, 상기 선박클라이언트(100)의 선박정보를 수신하여 처리하는 육상서버(200)와, 선박클라이언트(100)와 육상서버(200) 간의 데이터를 송수신하는 위성(300)으로 구성함에 있어 위성통신을 이용하여 선박정보를 육상과 송수신함에 있어 저비용으로 최적의 데이터 송수신이 가능하도록 하는 효과가 있으며, 송수신되는 데이터의 신뢰성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

Description

위성통신을 이용한 선박 IoT 데이터 전송 관리 시스템{SHIP’S IoT DATA TRANSMISSION MANAGEMENT SYSTEM USING SATELLITE COMMUNICATION}

본 발명은 위성통신을 이용한 선박정보 관리시스템에 관한 것으로, 특히 위성통신에 의해 송수신되는 선박정보의 선박 IoT 데이터의 전송속도 및 신뢰성을 높일 수 있는 위성통신을 이용한 선박정보 관리시스템에 관한 것이다.

일반적으로 선박과 선박의 운용 및 관리를 위한 육상의 유관시스템은 위성통신을 이용하여 수시로 데이터를 송수신한다. 특히 선박에서는 모니터링 메시지와 같은 데이터를 육상으로 보내는 경우 일정하게 정해진 주기에 따라 생성된 메시지를 육상으로 전송하고 있다.

이처럼, 위성통신(Satellite Communication)은 넓은 커버리지 범위와 기지국 설치가 불필요한 등의 장점으로 인해 해상의 선박뿐 아니라 도심과 매우 먼 지역의 데이터 통신을 위해 활용도가 높아지고 있는 추세이다.

하지만, 위성통신을 통해 선박정보를 송수신하는 경우 전송속도가 상대적으로 느리고 위성통신을 이용하기 위한 비용이 많이 소요되며, 위성통신의 특성상 데이터 송수신의 신뢰성 확보가 어려운 문제점이 있었다.

특허공개공보 제10-2012-0111228호, '위성을 이용한 선박과 육상 간의 데이터 전송 방법 및 그 시스템'

따라서 본 발명의 목적은 선박정보를 위성통신을 통해 데이터를 송수신함에 있어 상대적으로 느린 전송속도에서도 최적의 데이터 송수신이 이루어질 수 있도록 하는데에 있다.

상기의 목적에 따른 본 발명은 위성통신을 이용한 선박 IoT 데이터 전송 관리 시스템에 있어서, 운항중인 선박의 정보를 육상으로 전송하는 선박클라이언트(100)와, 상기 선박클라이언트(100)의 선박정보를 수신하여 처리하는 육상서버(200)와, 선박클라이언트(100)와 육상서버(200) 간의 데이터를 송수신하는 위성(300)으로 구성되되, 상기 선박클라이언트(100)는 선박의 상태정보를 관리함과 함께 위성통신을 통해 육상서버(200)와 데이터 송수신을 통합적으로 제어하는 선박제어부(102)와;, 선박클라이언트(100)의 송신데이터와 육상서버(200)로부터의 수신데이터를 위성통신에 의해 송수신하도록 하는 선박 측 무선통신모듈(104)과;, 육상서버(200)로의 송신시 위성통신 연결상태를 확인하기 위한 응답신호를 송신하는 에코송신부(106)와;, 선박내에 설치된 다수의 감지장치로부터 선박정보를 제공받는 선박상태정보수신부(108)와;, 상기 선박상태정보수신부(108)에 제공된 선박정보를 관리하는 선박상태정보관리부(110)와;, 상기 선박상태정보수신부(108)에 제공되는 선박정보를 통해 선박의 실시간 상태를 선박의 컨트롤 룸에서 확인할 수 있도록 하는 선박상태모니터링부(112)와;, 위성통신을 통해 육상서버(200)로 송신된 데이터가 육상서버(200)에 수신이 완료되었는지를 확인하는 수신상태학인부(122)와;, 육상서버(200)와의 데이터송수신시 위성통신의 송수신상태를 모니터링하여 위성통신이 원활한 상태에서 데이터송수신이 이루어질 수 있도록 하는 통신상태확인부(124);로 구성되고,

상기 육상서버(200)는 선박클라이언트(100)로부터 수신된 선박의 상태정보를 관리함과 함께 선박을 원격지에서 제어하면서 위성통신을 통한 선박클라이언트(100)와의 데이터 송수신을 통합적으로 제어하는 통합제어부(202)와;, 선박클라이언트(100)로부터 송신된 데이터를 수신함과 함께 선박의 원격 제어신호를 위성통신을 통해 선박클라이언트(100)로 송신하기 위한 육상 측 무선통신모듈(204)과;, 선박클라이언트(100)와의 송신시 위성통신 연결상태를 확인하기 위한 응답신호를 수신받는 에코수신부(206)와;, 선박클라이언트(100)로부터 수신된 선박정보 데이터를 관리하는 수신데이터분석부(208)와;, 상기 수신데이터분석부(208)에 의해 관리되는 선박정보를 데이터 종류별로 분류하는 수신데이터정렬부(210)와;, 수신된 선박정보 중에서 육상에서 즉각적인 원격제어가 필요한 경우 선박제어신호를 생성하여 전송하는 선박제어신호생성부(212);로 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명의 선박클라이언트(100)는 육상서버(200)로부터 수신되는 선박의 제어신호에 의해 선박을 원격지에서 제어할 수 있도록 하는 무선제어부(114)가 포함되어 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명은 위성통신을 통해 육상서버(200)로 전송되는 데이터의 중요도를 미리 설정하여 전송순서를 결정하는 우선순위설정부(120)가 포함되어 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명은 선박정보를 육상서버(200)로 전달하기 위해 감지장치를 통해 수집된 선박정보를 종류에 따라 분류하는 송신데이터정렬부(116)와; 상기 송신데이터정렬부(116)를 통해 분류된 선박정보를 위성통신에 의한 최적화 데이터전송을 위해 데이터를 자동으로 압축하는 송신데이터자동압축부(118)가 포함되어 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명은 선박클라이언트(100)와의 데이터송수신을 모니터링하면서 송수신되는 데이터의 전송속도, 전송량, 데이터의 크기와 같은 데이터 처리상황을 고려하여 위성통신의 대역폭(bandwidth)을 제어하기 위해 위성통신에 의한 데이터 전송상태를 감시하는 송수신데이터모니터링부(214)가 포함되어 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명은 위성통신을 이용한 선박 IoT 데이터 전송 관리 시스템를 육상과 송수신함에 있어 저비용으로 최적의 데이터 송수신이 가능하도록 하는 효과가 있으며, 송수신되는 데이터의 신뢰성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 위성통신을 이용한 선박 IoT 데이터 전송 관리 시스템의 전체 구성도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 선박클라이언트의 상세구성을 설명하는 블록도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 육상서버의 상세구성을 설명하는 블록도.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 위성통신을 이용한 선박 IoT 데이터 전송 관리 시스템의 전체구성을 나타낸 도면이다.

본 발명의 위성통신을 이용한 선박 IoT 데이터 전송 관리 시스템은 운항중인 선박의 정보를 육상으로 전송하는 선박클라이언트(100)와, 상기 선박클라이언트(100)의 선박정보를 수신하여 처리하는 육상서버(200)와, 선박클라이언트(100)와 육상서버(200) 간의 데이터를 송수신하는 위성(300)으로 구성된다.

도 2를 참조하여 선박클라이언트(100)의 상세구성을 설명한다.

본 발명의 선박클라이언트(100)는 선박의 상태정보를 관리함과 함께 위성통신을 통해 육상서버(200)와 데이터 송수신을 통합적으로 제어하는 선박제어부(102)와, 선박클라이언트(100)의 송신데이터와 육상서버(200)로부터의 수신데이터를 위성통신에 의해 송수신하도록 하는 선박측 무선통신모듈(104)과, 육상서버(200)로의 송신시 위성통신 연결상태를 확인하기 위한 응답신호를 송신하는 에코송신부(106)와, 선박내에 설치된 다수의 감지장치로부터 선박정보를 제공받는 선박상태정보수신부(108)와, 상기 선박상태정보수신부(108)에 제공된 선박정보를 관리하는 선박상태정보관리부(110)와, 상기 선박상태정보수신부(108)에 제공되는 선박정보를 통해 선박의 실시간 상태를 선박의 컨트롤 룸에서 확인할 수 있도록 하는 선박상태모니터링부(112)와, 육상서버(200)로부터 수신되는 선박의 제어신호에 의해 선박을 원격지에서 제어할 수 있도록 하는 무선제어부(114)와, 선박정보를 육상서버(200)로 전달하기 위해 감지장치를 통해 수집된 선박정보를 종류에 따라 분류하는 송신데이터정렬부(116)와, 상기 송신데이터정렬부(116)를 통해 분류된 선박정보를 위성통신에 의한 최적화 데이터전송을 위해 데이터를 자동으로 압축하는 송신데이터자동압축부(118)와, 위성통신을 통해 육상서버(200)로 전송되는 데이터의 중요도를 미리 설정하여 전송순서를 결정하는 우선순위설정부(120)와, 위성통신을 통해 육상서버(200)로 송신된 데이터가 육상서버(200)에 수신이 완료되었는지를 확인하는 수신상태학인부(122)와, 육상서버(200)와의 데이터송수신시 위성통신의 송수신상태를 모니터링하여 위성통신이 원활한 상태에서 데이터송수신이 이루어질 수 있도록 하는 통신상태확인부(124)로 구성된다.

상기 선박측 무선통신모듈(104)은 위성통신에 의해 선박클라이언트(100)의 선박정보를 송신하면서, 육상서버(200)로부터 전달되는 데이터 및 제어신호를 수신하도록 한다.

상기 에코송신부(106)는 위성통신에 의한 데이터의 송수신전에 위성통신이 가능한지 응답신호를 전송하는 것으로, 송신된 에코신호는 육상서버(200)의 에코수신부(206)로 전송되고 육상서버(200)에서는 다시 에코신호의 수신확인신호를 선박클라이언트(100)로 전송할 수 있다.

위성통신의 경우 상황에 따라 통신상태가 불량할 수 있음에 따라 미리 에코신호를 송수신한 후 위성통신이 가능한지를 확인한 후 데이터를 송수신하는 것이 좋다.

또한, 에코신호의 송수신 시간을 통해 데이터 전송속도를 체크하여 최적화된 데이터 송수신이 이루어질 수 있도록 한다.

상기 선박상태정보수신부(108)는 선박 내에 설치된 각종 감지장치들로부터 수신되는 선박정보를 수신하게 되며, 수신된 선박정보는 컨트롤 룸에서 선박상태를 모니터링할 수 있도록 제공된다.

상기 감지장치들은 IOT(Internet Of Things, 사물인터넷) 시스템으로 구성되어 감지된 선박정보를 무선통신에 의해 실시간으로 전송하게 된다.

일 예로서, 선박정보는 선박 항해를 위한 위치, 속도, 풍향, 방향, 기상, 운항 정보 중 어느 하나와 같은 항해 관련 정보, 엔진 상태 및 연료 상태 등과 같은 선박 자체의 상태 정보 및 선박에 선적된 수하물 정보, 선박에 대한 화재나 재난 관련 정보 등을 감지할 수 있는 복수의 감지 수단을 포함하고 있다.

따라서, 선박 감지장치는 선박에 부착된 GPS 장치, 속도 측정 장치, 풍향 측정 장치, 기상 관측 장치, 화재 감시 장치 중 어느 하나와 같은 선박의 운행에 필요한 모든 정보들을 측정하는 수단을 포함하므로 이에 대한 구체적인 감지 수단의 특정은 생략하기로 한다.

또한, 상기 선박정보는 선박 내에 다수 설치된 감지장치를 통한 IOT 시스템에 의해 컨트롤 롬과의 무선통신으로 데이터를 수신할 수 있다.

상기 선박상태정보관리부(110)는 선박상태정보수신부(108)를 통해 수신되는 다양한 선박정보들을 관리하며, 수신된 선박정보들 중에서 단순 모니터링정보인지 육상서버(200)로 전송되어야 할 정보인지 등을 확인하게 되며, 컨트롤 룸으로의 선반정보 전송과 함께 별도의 무선단말기로의 전송도 가능할 수 있다.

관리되는 선박정보를 무선단말기로 전송하는 것은 컨트롤 룸과는 별개로 사용자가 소지한 무선단말기를 통해 선박정보를 실시간으로 확인할 수 있도록 제공하는 것이며, 미리 인증된 무선단말기를 통해 선박정보를 모니터링할 수 있도록 제공하게 된다.

상기 선박상태모니터링부(112)는 선박상태정보관리부(110)에 의해 관리되는 선박정보를 모니터링하는 것으로, 컨트롤 룸에서 선박 전체의 상태를 확인할 수 있도록 감지장치로부터 감지되는 선박정보를 화면상에 보여주게 된다.

상기 무선제어부(114)는 선박클라이언트(100)와 육상서버(200)와의 데이터송수신시 실시간으로 확인되는 선박정보를 육상서버(200)에서 확인하면서 선박 원격제어를 위한 신호를 수신한다.

운항중인 선박의 문제 발생시 육상서버(200)에서 이를 확인하고 실시간 원격제어를 통해 즉각적인 대응이 가능하도록 하며, 수신되는 선박제어신호는 무선제어부(114)를 통해 수신되어 선박이 제어될 수 있도록 한다.

상기 송신데이터정렬부(116)는 선박정보관리부를 통해 관리되는 선박정보들을 종류별로 구분하도록 하며, 수신되는 선박정보가 단순 텍스트 정보인지 이미지나 영상 정보인지를 확인하여 데이터를 종류별로 구분하게 된다.

이러한 데이터 종류의 구분은 위성통신에서 최적화된 데이터송수신이 가능하도록 하기 위함이며, 분류된 선박정보들은 송신데이터자동압축부(118)에 의해 압축된 형태로 위성통신으로 육상서버(200)로 전송된다.

상기 송신데이터자동압축부(118)는 위성통신의 한계와 고비용의 문제점을 해결하기 위해 송수신되는 데이터를 압축하여 육상서버(200)로 전송하기 위한 것이며, 앞서 송신데이터정렬부(116)를 통해 구분된 데이터의 종류에 따라 압축 혹은 비압축 형태가 될 수 있도록 자동으로 데이터를 압축한다.

텍스트파일은 압축률이 90%이상으로 우수함에 따라 위성통신을 통한 전송시 반드시 압축된 상태로 전송되어야 하며 미디어 파일의 경우 자체 압축형식에 의해 미리 압축이 된 상태가 대부분임에 따라 다시 압축한다 해도 압축률이 낮거나 오히려 압축 후 파일 크기가 증가하게 될 수 있으며, 그에 따라 압축하는 과정과 해제하는 과정의 반복으로 인해 처리시간의 지연만 발생하게 될 수 있다.

본 발명의 송신데이터자동압축부(118)에서는 미리 설정된 압축방법에 따라 구분된 선박정보 데이터들을 압축하거나 압축되지 않은 상태로 바로 송신될 수 있도록 자동으로 압축여부를 확인하여 압축하게 된다.

예를 들어, txt, log, dat, doc, htm, obj, wav, wmv, bmp 등의 텍스트 파일이나 압축 가능 미디어파일은 압축하게 되고, mp4, avi, H264, H265 등의 압축 미디어, mp3와 같은 압축 오디오 등은 이미 압축되어 있거나 압축후 데이터 크기가 증가할 수 있음에 따라 압축하지 않도록 한다.

즉, 압축효율을 고려하여 압축하여 전송되어야 하는 파일의 확장자와, 압축하지 않은 상태로 전송되어야할 파일의 확장자를 미리 설정한 후 해당 파일의 전송시 자동으로 압축되어 전송될 수 있도록 한다.

상기 우선순위설정부(120)는 육상서버(200)로 전송되는 선박정보 중에서 우선적으로 전달되어야 하는 데이터에 우선순위를 부여하여 먼저 전송될 수 있도록 한다.

상기 우선순위는 다양한 선박정보 중에서 선박에 직접적인 문제가 될 수 있는 중요도가 높거나 실시간성이 요구되는 선박정보 데이터일 수 있으며, 앞서 설명한 송신데이터정렬부(116)를 통해 선박정보를 종류별로 분류한 후 미리 설정된 중요도 순위에 따라 데이터를 전송하게 된다.

선박클라이언트(100)에서는 초단위로 생성되는 데이터와 분단위로 생성되는 데이터들로 구분될 수 있으며, 이중 초단위로 실시간성을 갖는 데이터를 우선적으로 전송하게 된다.

실시간성을 갖는 데이터로는 선박상태를 확인할 수 있는 실시간 영상데이터일 수 있으며, 비실시간성을 갖는 데이터는 선박의 위치, 운항상태, 기상상태, 해양상태 등의 선박상태 통합데이터일 수 있다.

또한, 육성서버(200)로부터 전송되어오는 데이터 중에서는 선박상태의 설정을 변경하는 데이터가 우선순위가 높은 것일 수 있다.

상기 수신상태학인부(122)는 위성통신에 의해 전송된 선박정보가 육상서버(200)에 원활하게 전송되었는지를 확인하는 것으로, 선박정보 데이터가 육상서버(200)로의 전송이 완료되면 별도의 수신완료 메시지를 전송할 수 있다.

상기 통신상태확인부(124)는 선박클라이언트(100)와 육상서버(200)의 위성통신에 의한 데이터송수신 상태를 모니터링하면서 데이터가 전송되는 상태를 확인하여 신호가 약해지거나 끊어지는 것을 감시한다.

위성통신시 신호가 끊어져 통신이 중단되는 경우에는 이를 확인하고 위성통신이 재개되는 시점에 자동으로 이어받기 기능이 구현될 수 있도록 한다.

위성통신의 경우 36,800km 상공에 있는 정지궤도 위성을 사용하기 때문에 위성 간 Switching이나 악천후의 Rain Fade등으로 필연적으로 통신이 두절될 수 있으며, 위성 통신이 재개될 때 이전에 전송받던 데이터를 전송중단시점을 기점으로 이어받기 기능을 구현하게 된다.

본 발명에서는 데이터 전송시 DB를 같이 사용하며, 전송하고자 하는 데이터가 있으면 이를 DB상에 업로드한 파일을 전송하게 된다. 데이터를 수신받는 육상서버(200)에서는 DB에 저장된 파일의 수신성공 여부를 DB에 저장하게 되며, 데이터 전송 중 네트워크가 끊어졌다 다시 접속될 경우 DB상에서 수신성공 여부가 완료되지 않은 데이터를 확인하여 재전송하게 되는 것이다.

도 3을 참고하여 육상서버(200)의 상세구성을 설명한다.

본 발명의 육상서버(200)는 선박클라이언트(100)로부터 수신된 선박의 상태정보를 관리함과 함께 선박을 원격지에서 제어하면서 위성통신을 통한 선박클라이언트(100)와의 데이터 송수신을 통합적으로 제어하는 통합제어부(202)와, 선박클라이언트(100)로부터 송신된 데이터를 수신함과 함께 선박의 원격 제어신호를 위성통신을 통해 선박클라이언트(100)로 송신하기 위한 육상측 무선통신모듈(204)과, 선박클라이언트(100)와의 송신시 위성통신 연결상태를 확인하기 위한 응답신호를 수신받는 에코수신부(206)와, 선박클라이언트(100)로부터 수신된 선박정보 데이터를 관리하는 수신데이터분석부(208)와, 상기 수신데이터분석부(208)에 의해 관리되는 선박정보를 데이터 종류별로 분류하는 수신데이터정렬부(210)와, 수신된 선박정보 중에서 육상에서 즉각적인 원격제어가 필요한 경우 선박제어신호를 생성하여 전송하는 선박제어신호생성부(212)와, 선박클라이언트(100)와의 데이터송수신을 모니터링하면서 송수신되는 데이터의 전송속도, 전송량, 데이터의 크기와 같은 데이터 처리상황을 고려하여 위성통신의 대역폭(bandwidth)을 제어하기 위해 위성통신에 의한 데이터 전송상태를 감시하는 송수신데이터모니터링부(214)와, 상기 송수신데이터모니터링부(214)에 의한 데이터송수신 상태를 감시하면서 데이터의 송수신 상태에 따라 육상에서 위성통신의 대역폭을 조절하는 대역폭원격제어부(216)와, 과거 특정 시점의 데이터가 전송이 완료되었는지를 확인하기 위해 전송여부와 함께 전송이 완료된 시점의 정보를 저장하는 데이터전송리스트DB(220)로 구성된다.

상기 육상측 무선통신모듈(204)은 위성통신에 의해 선박클라이언트(100)의 선박정보를 수신하면서, 선박클라이언트(100)로부터 전달되는 선박정보 데이터를 수신하도록 한다.

상기 에코송신부(106)는 위성통신에 의한 데이터의 송수신전에 위성통신이 가능한지 응답신호를 선박클라이언트(100)로부터 전송받아 위성통신 연결상태나 응답시간 등을 확인하게 되며, 수신된 에코신호는 선박클라이언트(100)의 에코송신부(106)로 전송되어 위성통신의 연결상태를 확인한다.

상기 수신데이터분석부(208)는 선박클라이언트(100)에서 전송된 선박정보를 분석하는 것이며, 전송된 선박정보 중에서 데이터의 압축여부 및 우선순위 및 전송된 파일이 텍스트 파일인지 미디어 파일인지 여부 등으로 분석하게 된다.

분석된 선박정보는 수신데이터정렬부(210)를 통해 종류별로 구분되어 육상서버(200)에서 종류별로 구분된 선박정보를 처리하게 된다.

또한, 분석된 선박정보를 통해 육상서버(200)에서 선박의 상태를 실시간으로 모니터링할 수 있도록 하며, 이를 통해 선박정보를 원격지인 육상에서 확인하면서 원격제어가 필요한 데이터에 대해서는 제어신호를 생성하도록 한다.

선박클라이언트(100)의 데이터는 수초마다 자동으로 생성되는 실시간성을 갖는 데이터들이 대부분이며, 위성통신을 통해 이를 수신받는 육상서버(200)는 수신받은 데이터를 재가공하여야 하며, 압축된 상태의 데이터를 저장한 후 자동으로 압축을 해제하면서 데이터를 분석하여 DB상에 저장하는 것이 필요하다.

상기 수신데이터정렬부(210)는 수신데이터분석부(208)에 의해 분석된 선박정보를 종류별로 구분하여 선박클라이언트(100)에서 전송된 선박정보를 처리하기 용이하도록 하며, 다수의 선박으로부터 전송되는 각각의 선박정보를 처리하는 경우 미리 설정된 선박식별번호에 따라 선박정보를 정렬시켜 관리한다.

또한, 수신된 선박정보 중에서 우선적으로 처리되어야 할 데이터, 선박정보의 수신 후 즉각적인 대응을 통한 실시간성을 가져야 하는 데이터 등을 별도로 정렬할 수 있다.

상기 선박제어신호생성부(212)는 정렬된 선박정보 중에서 즉각적으로 선박의 원격제어가 필요한 경우 육상서버(200)에서 선박의 상태를 제어할 수 있도록 하는 제어신호를 생성하여 전송한다.

선박 제어신호는 수신된 다른 데이터보다 우선적으로 육상서버(200)에서 처리되며, 전송된 선박정보를 통해 즉각적인 제어가 필요한 선박 상태를 확인하고 생성된 제어신호를 선박클라이언트(100)로 전송하여 원격지인 육상에서 선박상태를 제어하게 된다.

선박클라이언트(100)로 전송되는 제어신호는 무선제어부(114)로 전송되어 선박 내에 IOT 시스템형태로 설치된 다수의 감지장치로 전달되어 선박상태를 제어하게 된다.

상기 송수신데이터모니터링부(214)는 위성통신에 의해 전송되어오는 선박클라이언트(100)의 선박정보 데이터를 모니터링하면서 통신설정 상태의 제어가 필요한 경우 이를 확인하고 통신환경을 다시 설정하게 된다.

위성통신을 이용한 데이터 전송에서는 지연속도(latency)가 자주 발생하게 되며, 데이터 전송이 얼마나 제대로 이루어졌는가를 확인하여야 한다.

본 발명에서는 선박클라이언트(100)와 육상서버(200) 모두에서 데이터가 상호 송수신 될 경우 데이터가 어느 정도의 속도로 얼만큼 전송이 진행되었는가를 확인할 수 있도록 하며, 특히 데이터 전송상황이 중요한 육상서버(200)에서는 송수신데이터모니터링부를 통해 전송되는 데이터의 송수신상태를 실시간으로 모니터링하면서 데이터별 bps와 전송완료율을 표시하여 데이터 전송상태를 체크할 수 있게 된다.

또한, 송수신데이터를 모니터링하면서 위성통신의 상태를 전달받아 전송량이나 통신상태가 나빠지게 되면 이에 따른 데이터 전송 패킷 사이즈나 영상의 경우에는 해상도 및 프레임수 및 비트레이트와 같은 데이터 정보를 자동으로 변경하고 설정데이터를 선박클라이언트(100)에 전달함으로써 위성통신 상황에 맞게 데이터의 상태를 변경하여 위성통신 상태에 따라 최적이 데이터송수신이 이루어질 수 있도록 한다.

상기 대역폭원격제어부(216)는 송수신데이터모니터링부(214)를 통해 송수신 데이터를 모니터링하면서 데이터 전송속도를 넓힐 필요성이 있거나 상대적으로 처리용량이 큰 데이터가 전송되는 것이 감지되어 현재 할당된 대역폭으로 충분하지 않을 경우 원격지에서 위성통신 대역폭을 평상시보다 넓히도록 제어하여 원활하게 데이터 송수신이 이루어질 수 있도록 한다.

반대로, 평소보다 데이터의 처리량이 저하되는 경우에는 대역폭을 낮추도록 원격제어하여 효율적인 데이터송수신이 이루어질 수 있도록 하는 것이 좋다.

상기 데이터전송리스트DB(220)는 현재 실시간으로 전달되는 데이터뿐만 아니라 과정에 전송된 데이터에 대한 정보를 확인하기 위한 것으로, 데이터 전송완료 여부와 함께 데이터가 전송된 시점의 정보를 함께 저장하여 현재까지 전송된 데이터에 대한 리스트를 확인할 수 있다.

이는 데이터 이어받기 기능을 통해 데이터의 전송완료상태를 DB에 저장함으로써 전송완료 정보를 저장하면서 전송이 완료된 시점에 대한 정보도 함께 저장함으로써 필요시 이를 확인하게 된다.

상기 육상통합제어부(202)에는 선박클라이언트(100)와의 데이터 송수신시 필요에 따라 TCP/UDP의 두가지 프로토콜을 선택하여 사용할 수 있도록 프로토콜선택부(218)를 포함하여 구성될 수 있다.

TCP(Transmission Control Protocol)는 신뢰성이 있고 항상 통신이 연결된 상태를 유지하여야 하는 것으로 송수신측이 서로 데이터를 주고받는 방식이며, UDP(User Datagram Protocol)는 신뢰성이 낮을 수 있으나 비연결형으로 수신측의 데이터 수신여부를 확인할 필요 없이 송신측에서는 데이터를 일방적으로 전송하는 방식으로 속도는 TCP에 비해 빠른 장점이 있다.

본 발명에서는 선박클라이언트(100)와 육상서버(200) 간의 위성통신에 의한 데이터 송수신시 전송되는 데이터의 형태에 따라 TCP/UDP의 두가지 프로토콜을 선택적으로 사용할 수 있도록 제어함으로써 각종 선박정보 데이터들이 최적화된 통신상태로 전송될 수 있도록 한다.

프로토콜은 수동으로 변경도 가능하며, 통신 프로토콜을 사용할 경우 육상서버(200)에 저장된 TCP를 기본으로 사용하게 되고, 빠른전송이 필요하거나 데이터의 일부가 손실되어도 무방한 경우에는 UDP로 자동으로 변경되어 사용될 수 있다.

상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위 및 그 특허청구범위와 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.

(100)-- 선박클라이언트 (102)-- 선박제어부
(104)-- 선박측 무선통신모듈 (106)-- 에코송신부
(108)-- 선박상태정보수신부 (110)-- 선박상태정보관리부
(112)-- 선박상태모니터링부 (114)-- 무선제어부
(116)-- 송신데이터정렬부 (118)-- 송신데이터자동압축부
(120)-- 우선순위설정부 (122)-- 수신상태확인부
(124)-- 통신상태확인부
(200)-- 육상서버
(202)-- 통합제어부 (204)-- 육상측 무선통신모듈
(206)-- 에코수신부 (208)-- 수신데이터분석부
(210)-- 수신데이터정렬부 (212)-- 선박제어신호생성부
(214)-- 송수신데이터모니터링부 (216)-- 대역폭원격제어부
(218)-- 프로토콜선택부 (220)-- 데이터전송이력DB
(300)-- 위성

Claims (5)

1. 위성통신을 이용한 선박정보 관리시스템에 있어서,
   운항중인 선박의 정보를 육상으로 전송하는 선박클라이언트(100)와, 상기 선박클라이언트(100)의 선박정보를 수신하여 처리하는 육상서버(200)와, 선박클라이언트(100)와 육상서버(200) 간의 데이터를 송수신하는 위성(300)으로 구성되되,
   상기 선박클라이언트(100)는 선박의 상태정보를 관리함과 함께 위성통신을 통해 육상서버(200)와 데이터 송수신을 통합적으로 제어하는 선박제어부(102)와;,
   선박클라이언트(100)의 송신데이터와 육상서버(200)로부터의 수신데이터를 위성통신에 의해 송수신하도록 하는 선박 측 무선통신모듈(104)과;,
   육상서버(200)로의 송신시 위성통신 연결상태를 확인하기 위한 응답신호를 송신하는 에코송신부(106)와;,
   선박내에 설치된 다수의 감지장치로부터 선박정보를 제공받는 선박상태정보수신부(108)와;,
   상기 선박상태정보수신부(108)에 제공된 선박정보를 관리하는 선박상태정보관리부(110)와;,
   상기 선박상태정보수신부(108)에 제공되는 선박정보를 통해 선박의 실시간 상태를 선박의 컨트롤 룸에서 확인할 수 있도록하는 선박상태모니터링부(112)와;,
   위성통신을 통해 육상서버(200)로 송신된 데이터가 육상서버(200)에 수신이 완료되었는지를 확인하는 수신상태확인부(122)와;,
   육상서버(200)와의 데이터송수신시 위성통신의 송수신상태를 모니터링하여 위성통신이 원활한 상태에서 데이터송수신이 이루어질 수 있도록 하는 통신상태확인부(124);로 구성되고,
   상기 육상서버(200)는 선박클라이언트(100)로부터 수신된 선박의 상태정보를 관리함과 함께 선박을 원격지에서 제어하면서 위성통신을 통한 선박클라이언트(100)와의 데이터 송수신을 통합적으로 제어하는 통합제어부(202)와;,
   선박클라이언트(100)로부터 송신된 데이터를 수신함과 함께 선박의 원격 제어신호를 위성통신을 통해 선박클라이언트(100)로 송신하기 위한 육상 측 무선통신모듈(204)과;,
   선박클라이언트(100)와의 송신시 위성통신 연결상태를 확인하기 위한 응답신호를 수신받는 에코수신부(206)와;,
   선박클라이언트(100)로부터 수신된 선박정보 데이터를 관리하는 수신데이터분석부(208)와;,
   상기 수신데이터분석부(208)에 의해 관리되는 선박정보를 데이터 종류별로 분류하는 수신데이터정렬부(210)와;,
   수신된 선박정보 중에서 육상에서 즉각적인 원격제어가 필요한 경우 선박제어신호를 생성하여 전송하는 선박제어신호생성부(212)로 구성되되;
   선박클라이언트(100)는 육상서버(200)로부터 수신되는 선박의 제어신호에 의해 선박을 원격지에서 제어할 수 있도록 하는 무선제어부(114)가 포함되며,
   위성통신을 통해 육상서버(200)로 전송되는 데이터의 중요도를 미리 설정하여 전송순서를 결정하는 우선순위설정부(120)가 포함되고,
   선박정보를 육상서버(200)로 전달하기 위해 감지장치를 통해 수집된 선박정보를 종류에 따라 분류하는 송신데이터정렬부(116)와;,
   상기 송신데이터정렬부(116)를 통해 분류된 선박정보를 위성통신에 의한 최적화 데이터전송을 위해 데이터를 자동으로 압축하는 송신데이터자동압축부(118)가 포함되며,
   상기 육상서버(200)에는 선박클라이언트(100)와의 데이터송수신을 모니터링하면서 송수신되는 데이터의 전송속도, 전송량, 데이터의 크기와 같은 데이터 처리상황을 고려하여 위성통신의 대역폭(bandwidth)을 제어하기 위해 위성통신에 의한 데이터 전송상태를 감시하는 송수신데이터모니터링부(214)가 포함되되;
   에코송신부(106)는, 에코신호의 송수신 시간을 통해 데이터 전송속도를 체크하여 최적화된 데이터 송수신이 이루어질 수 있도록 하며,
   선박상태정보수신부(108)의 선박정보는, 선박의 위치, 속도, 풍향, 방향, 기상, 운항 중 어느 하나의 항해정보와, 엔진 상태 및 연료의 상태정보, 선적된 수하물정보와, 화재나 재난관련정보를 포함하고,
   선박상태정보수신부(108)의 감지장치는, 선박에 부착된 GPS 장치, 속도 측정장치, 풍향 측정장치, 기상 관측장치, 화재 감시장치 중 어느 하나를 포함하며,
   선박상태정보관리부(110)는, 수신된 선박정보들 중 단순 모니터링정보인지 육상서버(200)로 전송되어야 할 정보인지를 확인하며, 컨트롤 룸으로 선박정보 전송과 함께 사용자가 소지한 미리 인증된 무선단말기로 전송하여 선박정보를 실시간으로 확인할 수 있도록 제공하고,
   송신데이터정렬부(116)는, 수신되는 선박정보가 단순 텍스트 정보인지 이미지나 영상 정보인지를 확인하여 데이터를 종류별로 구분하며,
   송신데이터자동압축부(118)는, 압축하여 전송되어야 하는 파일의 확장자와, 압축하지 않은 상태로 전송되어야할 파일의 확장자를 미리 설정한 후 해당 파일의 전송시 자동으로 압축되어 전송될 수 있도록 하고,
   우선순위설정부(120)는, 초단위로 생성되는 데이터와 분단위로 생성되는 데이터들로 구분하여, 초단위를 갖는 데이터를 우선적으로 전송하며,
   수신상태확인부(122)는, 선박정보 데이터가 육상서버(200)로의 전송이 완료되면 별도의 수신완료 메시지를 전송하고,
   통신상태확인부(124)는, 데이터 전송시 DB를 같이 사용하며, 전송하고자 하는 데이터가 있으면 이를 DB상에 업로드한 파일을 전송하고, 데이터 전송 중 네트워크가 끊어졌다 다시 접속될 경우 DB상에서 수신성공 여부가 완료되지 않은 데이터를 확인하여 재전송하며,
   수신데이터분석부(208)는, 데이터의 압축여부 및 우선순위 및 전송된 파일이 텍스트 파일인지 미디어 파일인지 여부로 분석하고,
   수신데이터정렬부(210)는, 다수의 선박으로부터 전송되는 각각의 선박정보를 처리하는 경우 미리 설정된 선박식별번호에 따라 선박정보를 정렬시켜 관리하며,
   송수신데이터모니터링부(214)는, 위성통신의 상태를 전달받아 전송량이나 통신상태가 나빠지게 되면 데이터 전송 패킷사이즈나 영상의 해상도 및 프레임수 및 비트레이트 데이터정보를 자동으로 변경하고 설정데이터를 선박클라이언트(100)에 전달하고,
   육상통합제어부(202)는, 선박클라이언트(100)와의 데이터 송수신시 TCP(Transmission Control Protocol) 또는 UDP(User Datagram Protocol) 프로토콜을 선택하여 사용할 수 있도록 프로토콜선택부(218)를 포함하여 구성되며,
   육상서버(200)는 대역폭원격제어부(216)와 데이터전송리스트DB(220)를 더 포함하되;
   대역폭원격제어부(216)는, 송수신데이터모니터링부(214)를 통해 송수신 데이터를 모니터링하여, 현재 할당된 대역폭으로 충분하지 않을 경우 원격지에서 위성통신 대역폭을 평상시보다 넓히도록 제어하며, 데이터의 처리량이 저하되는 경우 대역폭을 낮추도록 원격제어하여 효율적인 데이터송수신이 이루어질 수 있도록 하고,
   데이터전송리스트DB(220)는, 데이터 전송완료 여부와 함께 데이터가 전송된 시점의 정보를 함께 저장하여 현재까지 전송된 데이터에 대한 리스트를 확인할 수 있도록 구성됨을 특징으로 하는 위성통신을 이용한 선박 IoT 데이터 전송 관리 시스템.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제

Images