KR101996063B1 - USER CUSTOMIZED MONITORING SYSTEM OF SOLAR POWER GENERATION STRUCTURE BASED ON IoT - Google Patents

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KR101996063B1
KR101996063B1 KR1020180023966A KR20180023966A KR101996063B1 KR 101996063 B1 KR101996063 B1 KR 101996063B1 KR 1020180023966 A KR1020180023966 A KR 1020180023966A KR 20180023966 A KR20180023966 A KR 20180023966A KR 101996063 B1 KR101996063 B1 KR 101996063B1
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photovoltaic power
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KR1020180023966A
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안병구
심규성
오혁천
김기훈
이재진
박수빈
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홍익대학교세종캠퍼스산학협력단
(주)에이치에스쏠라에너지
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    • H02S50/00—Monitoring or testing of PV systems, e.g. load balancing or fault identification
    • H—ELECTRICITY
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    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Abstract

The present invention relates to a user-customized IoT-based system for monitoring a photovoltaic power generation structure which installs sensors meeting user requirements on a photovoltaic power generation structure, and receives and analyzes data from the installed sensors to diagnose and monitor the current state of the photovoltaic power generation structure. According to the present invention, the user-customized IoT-based system for monitoring a photovoltaic power generation structure diagnoses and monitors a state of a photovoltaic power generation structure, and comprises: a sensor unit (100) having a plurality of IoT-based sensors meeting requirements of a user in accordance with a purpose of a photovoltaic power generation structure to measure a state of the photovoltaic power generation structure; and a monitoring server (200) to receive sensor measurement values from the sensor unit (100) to store and manage the sensor measurement values in a database (270), and analyze the received sensor measurement values to diagnose and display the state of the photovoltaic power generation structure. The current state of the photovoltaic power generation structure can be diagnosed and monitored in real time in a user-customized manner.

Description

사용자 맞춤형 IoT 기반 태양광 발전 구조물 모니터링 시스템 {USER CUSTOMIZED MONITORING SYSTEM OF SOLAR POWER GENERATION STRUCTURE BASED ON IoT}Customized IoT-based PV Structure Monitoring System {USER CUSTOMIZED MONITORING SYSTEM OF SOLAR POWER GENERATION STRUCTURE BASED ON IoT}

본 발명은 IoT 기반의 태양광 발전 구조물 모니터링 시스템에 관한 것으로, 특히 사용자 요구에 맞는 센서들을 태양광 발전 구조물에 설치하고, 설치된 센서들로부터 데이터를 수신하고 분석함으로써 태양광발전 구조물의 현재 상태를 진단하고 모니터링할 수 있도록 하는 사용자 맞춤형 IoT 기반 태양광 발전 구조물 모니터링 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to an IoT-based photovoltaic structure monitoring system. In particular, the present invention diagnoses the current state of a photovoltaic structure by installing sensors that meet user needs in the photovoltaic structure, and receiving and analyzing data from the installed sensors. The present invention relates to a customized IoT-based photovoltaic structure monitoring system.

태양광 발전은 환경 오염이 없는 친환경 발전 방법 중 하나로서, 햇빛이 비추는 곳이라면 어느 곳에서나 설치 가능하여 점차 확산되고 있는 추세이며, 이에 따라 근래에는 태양광 발전 효율을 높이기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. Photovoltaic power generation is one of the eco-friendly power generation methods without environmental pollution, and it can be installed anywhere where sunlight shines, and it is gradually spreading. Accordingly, various researches to improve the efficiency of photovoltaic power generation have been conducted in recent years. .

태양광 발전은 발전량이 일사량에 많은 영향을 받기 때문에 태양광 패널의 각도도 발전량에 많은 영향을 미치게 된다. 또한, 태양광 발전은 시설의 연수가 지날수록 발전량이 감소하고, 태양광 패널의 표면 온도에서 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 또한, 태양광 발전효율을 높이기 위한 방법뿐만 아니라 태양광발전 정보를 효율적으로 관리하기 위한 방법도 활발히 연구 중에 있는데, 이러한 연구 중 하나로 태양광 발전시 발생하는 정보를 데이터베이스에 저장하고 이를 시각화하여 관리자에게 제공하는 방법이 있다.Since solar power generation is affected by the amount of solar radiation, the angle of the solar panel also affects the amount of generation. It is also known that solar power generation decreases as the plant ages and is affected by the surface temperature of the solar panel. In addition, we are actively researching not only ways to improve solar power generation efficiency but also methods to efficiently manage photovoltaic power generation information. One of these studies is to store information generated during photovoltaic power generation in a database and visualize it to the manager. There is a way to provide it.

한편, 태양광 발전 구조물의 경우, 태양광 패널의 크기와 발전량이 비례하기 때문에 구조물의 규모가 크게 형성된다. 이러한 태양광 발전 구조물은 주로 임야에 설치되나, 근래에는 가정 주택 또는 강이나 바다 등에 설치되어 운영되기도 한다. 이러한 태양광 발전 구조물의 안전을 진단하고 관리하기 위해서 관리자가 직접 현장에 방문하여 상태를 확인하는 과정을 통해 진행되었다. 하지만, 태양광 발전 구조물의 안전 진단에 시간이 많이 소요되고, 태양광 발전 구조물에 이상이 발생하는 경우 이를 실시간으로 파악하기 어려운 문제가 있었다. On the other hand, in the case of the solar power generation structure, the size of the structure is large because the size and the amount of power generation of the solar panel is proportional. Such photovoltaic structures are mainly installed in forests, but recently, they are installed in homes or rivers or the sea. In order to diagnose and manage the safety of such photovoltaic structures, the manager visited the site and checked the status. However, it takes a long time for the safety diagnosis of the photovoltaic structure, if there is a problem in the photovoltaic structure had a problem that is difficult to grasp in real time.

이에 따라, 근래에는 태양광 발전 구조물에 센서를 부착하고, 센서를 통하여 측정되는 신호를 유선 통신을 통해 전송받아 분석함으로써 원격에서 태양광 발전 구조물의 상태를 감시하는 시스템이 도입되기도 하였다. 하지만, 이러한 종래 원격 감시 시스템은 단순히 태양광 발전 구조물의 주변 환경 데이터를 수집하는데 국한되어 있어 태양광 발전 구조물의 현재 상태를 진단하는데 어려움이 있었으며, 유선 통신을 이용함으로써 적용 범위에 한계가 있었다. Accordingly, in recent years, a system for attaching a sensor to the photovoltaic power generation structure and receiving and analyzing a signal measured through the sensor through wired communication has been introduced to monitor the state of the photovoltaic power generation structure remotely. However, such a conventional remote monitoring system is limited to simply collecting the surrounding environment data of the photovoltaic structure, which makes it difficult to diagnose the current state of the photovoltaic structure.

대한민국 등록특허공보 제10-1717956호 (2017.03.14. 등록)Republic of Korea Patent Publication No. 10-1717956 (registered on March 14, 2017)

본 발명은 종래 태양광 발전 구조물의 관리 문제를 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 태양광 발전 구조물에 사용자의 요구에 맞게 센서를 설치하고 센서를 통하여 측정되는 데이터를 원격에서 무선으로 수신하여 분석함으로써 태양광 발전 구조물을 모니터링할 수 있도록 하는 태양광발전 구조물 모니터링 시스템을 제공하는 데 있다. The present invention has been proposed to solve the conventional management problem of the solar power structure, an object of the present invention is to install the sensor to meet the needs of the user in the solar power structure and receive the data measured through the sensor remotely wirelessly The present invention provides a photovoltaic structure monitoring system for monitoring a photovoltaic structure.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 사용자 맞춤형 IoT 기반 태양광발전 구조물 모니터링 시스템은 가정 또는 건물에 설치되는 기본형 태양광 발전 구조물, 농지나 농지 건물에 설치되는 영농형 태양광 발전 구조물, 물위에 설치되는 수상형 태양광 발전 구조물을 포함하는 태양광 발전 구조물에 사용자의 요구에 맞는 IoT 기반의 각 센서가 설치되어, 상기 태양광 발전 구조물의 상태를 각각 측정하는 복수의 센서가 구비된 센서부와; 상기 센서부로부터 센서 측정값을 전송받아 데이터베이스에 저장하고 관리하며 수신된 센서 측정값을 분석하여 태양광 발전 구조물의 상태를 진단하고 표시하는 모니터링 서버;를 포함하는 태양광 발전 구조물 모니터링 시스템으로서, 상기 기본형 태양광 발전 구조물과 영농형 태양광 발전 구조물 및 수상형 태양광 발전 구조물에 설치되는 센서부에는 구조물의 내부 온도 및 외부 온도를 측정하는 온도센서, 구조물의 외부 습도를 측정하는 습도센서, 구조물의 X축과 Y축 및 Z축에 대한 기울기를 측정하는 기울기 센서, 이산화탄소(CO2)를 측정하는 이산화탄소 센서, 연소성 가스를 측정하는 가스센서가 구비되고, 상기 영농형 태양광 발전 구조물에 설치된 센서부에는 구조물의 무접점 상태를 측정하는 무접점센서와, 토양 습도를 측정하는 습도센서와, 광량을 측정하는 광센서가 더 구비되며, 상기 수상형 태양광 발전 구조물에 설치된 센서부에는 수질을 측정하는 수질센서와, 수위를 측정하는 수위센서와, 기울기 정보를 측정하는 기울기 센서가 더 구비되어, 상기 각 센서를 통하여 측정되는 데이터를 통신망을 통해 모니터링 서버로 전송하며, 상기 모니터링 서버에는 상기 센서부를 통하여 측정되는 센서 측정값을 전송받아 데이터베이스에 등록하는 센서부 측정값 수집모듈과, 상기 센서부 측정값 수집모듈을 통하여 수집된 센서 측정값을 분석하여 태양광 발전 구조물의 상태를 진단하는 구조물 상태 진단모듈과, 상기 센서부 측정값 수집모듈을 통하여 수집된 센서 측정값과, 상기 구조물 상태 진단모듈을 통하여 진단된 구조물 상태 진단 정보를 통신망을 통하여 연결된 관리자 또는 사용자 단말기에 시각화하여 제공하는 시각화 모듈이 구비되되, 상기 구조물 상태 진단모듈은 상기 센서값 측정값 수집모듈을 통하여 수집된 태양광 발전 구조물의 현재 온도, 이산화탄소 농도, X축과 Y축 및 Z축 기울기 측정값을 각각 설정된 임계값과 비교하여, 현재의 측정값이 임계값을 초과하는 경우 해당 태양광 발전 구조물이 불안정한 것으로 진단하여 표시하게 된다.
IoT customized solar system monitoring system according to the present invention for achieving the above object is a basic photovoltaic structure installed in a home or building, farm-type photovoltaic power structure installed in farmland or farmland buildings, installed on the water A sensor unit equipped with a plurality of sensors based on IoT for a user's needs, the sensor unit including a plurality of sensors respectively measuring the state of the photovoltaic structure; A solar power monitoring system comprising: a monitoring server for receiving and storing sensor measurement values from the sensor unit, storing and managing the data in a database, and analyzing the received sensor measurement values to diagnose and display a state of the solar power generation structure. The sensor unit installed in the basic photovoltaic structure, agricultural photovoltaic structure, and water type photovoltaic structure includes temperature sensor for measuring the internal and external temperature of the structure, humidity sensor for measuring the external humidity of the structure, and Tilt sensor for measuring the inclination of the X-axis and Y-axis and Z-axis, carbon dioxide sensor for measuring carbon dioxide (CO 2 ), gas sensor for measuring the combustible gas, the sensor unit installed in the agricultural photovoltaic power generation structure There is a contactless sensor for measuring the solid state of the structure, and a humidity sensor for measuring the soil humidity A light sensor for measuring the amount of light is further provided, and the sensor unit installed in the water-type solar power generation structure further includes a water quality sensor for measuring the water quality, a water level sensor for measuring the water level, and a tilt sensor for measuring the tilt information. And a sensor unit measurement value collection module for transmitting data measured through each sensor to a monitoring server through a communication network, and receiving and registering sensor measurement values measured through the sensor unit in a database. Structure status diagnosis module for diagnosing the state of the photovoltaic power generation structure by analyzing the sensor measurement values collected through the secondary measurement value collection module, sensor measurement values collected through the sensor unit measurement value collection module, and the structural state diagnosis Administrator or user who connected the structural status diagnosis information diagnosed through module through communication network A visualization module is provided at the end to provide a visualization module, and the structure state diagnosis module measures current temperature, carbon dioxide concentration, X-axis, Y-axis, and Z-axis tilt of the photovoltaic structure collected through the sensor value measurement value collection module. The value is compared with each of the set threshold values, and when the current measured value exceeds the threshold value, the corresponding photovoltaic structure is diagnosed as unstable and displayed.

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본 발명에 따른 태양광 발전 구조물 모니터링 시스템은 태양광 발전 구조물의 설치 위치 및 용도에 따라 사용자가 요구하는 센서를 태양광 발전 구조물에 설치하여 필요한 데이터를 측정하고 이를 원격에서 모니터링 함으로써, 사용자 맞춤형으로 태양광 발전 구조물의 현재 상태를 실시간으로 진단하고 모니터링 할 수 있게 된다.Solar power structure monitoring system according to the present invention by installing a sensor required by the user according to the installation position and use of the solar power structure in the solar power structure to measure the necessary data and remotely monitoring the user, by tailoring the solar It will be possible to diagnose and monitor the current status of photovoltaic structures in real time.

또한, 본 발명은 IoT 센서를 이용하여 태양광 발전 구조물의 측정 데이터를 무선으로 원격의 모니터링 서버에 전송하도록 함으로써, 선로 설치 비용과 같은 초기 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다. In addition, the present invention is to wirelessly transmit the measurement data of the photovoltaic structure to the remote monitoring server using the IoT sensor, there is an effect that can reduce the initial cost, such as the line installation cost.

도 1은 본 발명에 따른 사용자 맞춤형 IoT 기반 태양광 발전 구조물 모니터링 시스템의 전체적인 네트워크 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 기본형 태양광 발전 구조물에 설치되는 센서부를 통하여 획득되는 데이터 일례,
도 3은 본 발명에 따른 영농형 태양광 발전 구조물에 설치되는 센서부를 통하여 획득되는 데이터 일례,
도 4는 본 발명에 따른 수상형 태양광 발전 구조물에 설치되는 센서부를 통하여 획득되는 데이터 일례,
도 5는 본 발명에 따른 모니터링 서버의 블록 구성도,
도 6은 본 발명에 따라 센서부를 통하여 수집되는 데이터가 관리서버로 전송되는 과정을 나타낸 흐름도,
도 7은 본 발명에 따라 모니터링 서버에서 센서부로부터 전송되는 데이터를 데이터베이스에 저장하는 과정을 나타낸 흐름도,
도 8은 본 발명에 따라 모니터링 서버에서 태양광 발전 구조물의 상태를 진단하는 과정을 나타낸 흐름도이다.1 is an overall network configuration of a user-customizable IoT-based photovoltaic structure monitoring system according to the present invention,
2 is an example of data obtained through a sensor unit installed in the basic photovoltaic power generation structure according to the present invention;
3 is an example of data obtained through the sensor unit installed in the farm-type photovoltaic power generation structure according to the present invention,
Figure 4 is an example of data obtained through the sensor unit installed in the water-type solar power generation structure according to the present invention,
5 is a block diagram of a monitoring server according to the present invention;
6 is a flowchart illustrating a process in which data collected through a sensor unit is transmitted to a management server according to the present invention;
7 is a flowchart illustrating a process of storing data transmitted from a sensor unit in a database in a monitoring server according to the present invention;
8 is a flowchart illustrating a process of diagnosing a state of a photovoltaic power generation structure in a monitoring server according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 사용자 맞춤형 IoT 기반 태양광 발전 구조물 모니터링 시스템의 전체적인 네트워크 구성도를 나타낸 것이다. Figure 1 shows the overall network configuration of a user-customizable IoT-based solar power structure monitoring system according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 사용자 맞춤형 IoT 기반 태양광 발전 구조물 모니터링 시스템은 태양광 발전 구조물에 설치되어 태양광 발전 구조물의 상태를 측정하는 센서부(100)와, 상기 센서부(100)를 통하여 측정된 데이터를 수집하여 분석하고 모니터링하는 모니터링 서버(200)를 포함하여 이루어진다. As shown in FIG. 1, the user-customizable IoT-based solar power structure monitoring system according to the present invention is installed in a solar power generation structure, and includes a sensor unit 100 for measuring a state of the solar power generation structure, and the sensor unit ( It comprises a monitoring server 200 for collecting, analyzing and monitoring the measured data through 100).

상기 센서부(100)가 설치되는 태양광 발전 구조물은 그 용도에 따라, 주택이나 건물 등에 설치되는 일반적인 형태의 기본형 태양광 발전 구조물과, 밭이나 논 등의 대지 또는 대지 건물에 설치되는 영농형 태양광 발전 구조물과, 강이나 호수, 바다 등의 물위에 설치되는 수상형 태양광 발전 구조물 등으로 구분될 수 있다. 본 발명에서는 이러한 기본형, 영농형, 수상형 태양광 발전 구조물에 각각 센서부(110)(120)(130)가 설치되어, 각각 태양광 발전 구조물의 상태를 측정한 후 이를 원격에 위치한 모니터링 서버(200)에 전송하게 된다. The photovoltaic power generation structure in which the sensor unit 100 is installed is a basic type solar power generation structure of a general type that is installed in a house or a building, and a farming type sun installed in a ground or a ground building such as a field or a rice paddy, depending on its use. It may be classified into a photovoltaic structure and a water-type photovoltaic structure installed on water such as a river, a lake, and the sea. In the present invention, the sensor unit 110, 120, 130 are installed in each of the basic, farm-type, water-type solar power generation structure, respectively, after measuring the state of the solar power generation structure monitoring server (located remotely) 200).

상기 모니터링 서버(200)는 센서부(100)에서 측정된 데이터를 요청하여 수집하고 관리하며, 수집되는 태양광 발전 구조물의 상태 정보를 분석하여 구조물의 현재 상태를 진단하여 표시하게 된다. 또한, 상기 모니터링 서버(200)에 의해 진단되는 각 태양광 발전 구조물의 현재 상태는 웹 서비스를 통해 시각화되어 인터넷 등의 통신망을 통해 관리자 단말기(300) 및 사용자 단말기(400)에 제공된다. The monitoring server 200 requests and collects and manages the data measured by the sensor unit 100, and analyzes and displays the state information of the collected solar power structure to diagnose and display the current state of the structure. In addition, the current state of each photovoltaic power generation structure diagnosed by the monitoring server 200 is visualized through a web service and provided to the manager terminal 300 and the user terminal 400 through a communication network such as the Internet.

이에 따라, 관리자 및 사용자는 원격에서 자신이 소지한 PC나 태블릿 PC, 스마트폰 등의 단말기를 사용하여 모니터링 서버(200)에 접속한 후 태양광 발전 구조물의 상태를 실시간으로 확인할 수 있으며, 이상이 진단되는 경우 해당 태양광 발전 구조물로 이동하여 신속하게 조치를 취할 수 있게 된다. Accordingly, the manager and the user can remotely check the status of the photovoltaic power generation structure in real time after connecting to the monitoring server 200 by using a terminal such as a PC, a tablet PC, a smartphone, etc. If diagnosed, they can move to the photovoltaic structure and take action quickly.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 기본형 태양광 발전 구조물에 설치되는 센서부를 통하여 획득되는 데이터 일례를 나타낸 것이다. Figure 2 shows an example of data obtained through the sensor unit installed in the basic photovoltaic power generation structure according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 기본형 태양광 발전 구조물에 설치되는 센서부(110)는 온도센서를 통하여 구조물의 내부 온도 및 외부 온도를 측정하고, 습도센서를 통하여 구조물의 외부 습도를 측정한다. 또한, 기울기 센서를 통하여 구조물의 X, Y, Z축에 대한 기울기를 측정하고, 이산화탄소(CO2) 센서를 통해 이산화탄소(CO2)를 측정하며, 가스센서를 통해 연소성 가스를 측정하게 된다. As shown in FIG. 2, the sensor unit 110 installed in the basic photovoltaic power generation structure measures an internal temperature and an external temperature of the structure through a temperature sensor, and measures an external humidity of the structure through a humidity sensor. In addition, and through the tilt sensor measures the tilt of the X, Y, Z axis of the structure, and carbon dioxide (CO 2) measurement of carbon dioxide (CO 2) through the sensor, the combustible gas is measured by a gas sensor.

또한, 센서부(110)에는 MCU 및 통신모듈이 구비되어, 각 센서를 통하여 측정되는 데이터를 통신 규격에 맞게 패킷화하여 유선 또는 무선 통신을 통해 모니터링 서버(200)로 전송하게 된다. 이때, 상기 센서부(110)는 모니터링 서버(200)의 요청에 따라 또는 주기적으로 측정 데이터를 모니터링 서버(200)에 전송하게 된다. In addition, the sensor unit 110 is provided with an MCU and a communication module to packetize the data measured through each sensor in accordance with the communication standard to be transmitted to the monitoring server 200 via wired or wireless communication. In this case, the sensor unit 110 transmits the measurement data to the monitoring server 200 periodically or at the request of the monitoring server 200.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 영농형 태양광 발전 구조물에 설치되는 센서부를 통하여 획득되는 데이터 일례를 나타낸 것이다. Figure 3 shows an example of data obtained through the sensor unit installed in the farm-type photovoltaic power generation structure according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 영농형 태양광 발전 구조물에 설치되는 센서부(120)는 기본형 태양광 발전 구조물에 설치된 센서부(110)와 마찬가지로 구조물 내부 온도와 외부 온습도, X,Y,Z축 기울기, 이산화탄소(CO2)를 측정하고, 이 이외에도 무접점센서를 통하여 무접점, 습도센서를 통한 토양습도, 광센서를 통한 광량 등을 측정하게 된다. As shown in FIG. 3, the sensor unit 120 installed in the farm-type photovoltaic power generation structure is the same as the sensor unit 110 installed in the basic photovoltaic power generation structure. The slope, carbon dioxide (CO 2 ) is measured, and in addition to the contactless sensor, the contactless, the soil humidity through the humidity sensor, the amount of light through the light sensor and the like.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 수상형 태양광 발전 구조물에 설치되는 센서부를 통하여 획득되는 데이터 일례를 나타낸 것이다. Figure 4 shows an example of data obtained through the sensor unit installed in the water-type solar power generation structure according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 수상형 태양광 발전 구조물에 설치되는 센서부(130)는 기본형 태양광 발전 구조물에 설치된 센서부(110)와 마찬가지로 구조물 내부 온도와 외부 온습도, X,Y,Z축 기울기, 이산화탄소(CO2)를 측정하고, 이 이외에도 수질센서를 통한 수질 정보, 수위센서를 통한 수위 정보, 기울기 센서를 통한 기울기 등의 정보를 측정하게 된다. As shown in FIG. 4, the sensor unit 130 installed in the water-type solar power generation structure is the same as the sensor unit 110 installed in the basic solar power generation structure. The slope, carbon dioxide (CO 2 ) is measured, and in addition to this, information such as water quality information through the water quality sensor, water level information through the water level sensor, and slope through the tilt sensor is measured.

도 2 내지 도 4에서 설명된 센서부(100; 110, 120, 130)의 센서 구성 및 측정되는 데이터는 각 태양광 발전 구조물의 용도 및 특성에 따른 하나의 실시 예로서, 이러한 센서부(100)의 센서 종류 및 측정되는 데이터는 사용자의 요구에 따라 변경되거나 구조물에서 추가 또는 제거 될 수 있음은 당연하다. Sensor configuration of the sensor unit 100 (110, 120, 130) described in Figures 2 to 4 and the measured data is one embodiment according to the use and characteristics of each photovoltaic structure, such a sensor unit 100 Of course, the sensor type and measured data can be changed or added or removed from the structure according to the user's needs.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 모니터링 서버의 블록 구성도를 나타낸 것이다.5 is a block diagram of a monitoring server according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 모니터링 서버(200)는 데이터 입력 및 표시를 위한 입력부(220) 및 출력부(230)와, 네트워크망을 통하여 외부의 컴퓨터 시스템과 통신을 수행하는 통신부(240)와, 외부 주변장치와의 데이터 송수신을 위한 인터페이스부(250)와, 센서부로부터 센서 측정값을 제공받아 태양광 발전 구조물을 관리하고 모니터링하는 태양광 발전 구조물 모니터링부(260)와, 모니터링 서버(200)에 의해 처리되는 데이터가 등록되는 데이터베이스(270)와, 상기 각 구성부의 동작을 제어하는 중앙제어부(210)를 포함하여 이루어진다.As shown in FIG. 5, the monitoring server 200 according to the present invention includes an input unit 220 and an output unit 230 for data input and display, and a communication unit that communicates with an external computer system through a network. 240, an interface unit 250 for transmitting and receiving data to and from an external peripheral device, a solar power structure monitoring unit 260 which receives and receives a sensor measurement value from a sensor unit to manage and monitor the solar power structure; It includes a database 270 in which data processed by the monitoring server 200 is registered, and a central control unit 210 for controlling the operation of each component.

상기 중앙제어부(210)는 모니터링 서버(200)의 각 구성부를 제어하고 관리하는 장치로서, 이 중앙제어부(210)에는 통상의 중앙처리장치(CPU), 램(RAM), 롬(ROM) 등의 하드웨어 장치와 상기 하드웨어 장치를 인식하여 구동하는 소프트웨어가 구비되어 모니터링 서버(200)의 전체적인 동작을 제어하게 된다. The central controller 210 is a device that controls and manages each component of the monitoring server 200. The central controller 210 includes a general CPU, a RAM, a ROM, and the like. A hardware device and software for recognizing and driving the hardware device are provided to control the overall operation of the monitoring server 200.

상기 태양광 발전 구조물 모니터링부(260)에는 센서부(100)를 통하여 측정되는 센서 측정값을 전송받아 데이터베이스(270)에 등록하고 관리하는 센서부 측정값 수집모듈(261)과, 상기 센서부 측정값 수집모듈(261)을 통하여 수집된 센서 측정값을 분석하여 태양광 발전 구조물의 상태를 진단하는 구조물 상태 진단모듈(262)과, 상기 태양광 발전 구조물 모니터링부(260)를 통하여 처리되는 데이터를 통신망을 통하여 연결된 관리자 단말기(300) 또는 사용자 단말기(400)에 시각화하여 제공하는 시각화 모듈(263)이 구비된다.The photovoltaic structure monitoring unit 260 receives a sensor measurement value measured through the sensor unit 100, registers and manages the sensor unit measurement value collection module 261 in the database 270, and measures the sensor unit. The structure state diagnosis module 262 for diagnosing the state of the photovoltaic structure by analyzing sensor measurement values collected through the value collection module 261, and the data processed by the photovoltaic structure monitoring unit 260. A visualization module 263 is provided to visualize and provide the manager terminal 300 or the user terminal 400 connected through a communication network.

상기 센서부 측정값 수집모듈(261)에는 기본형 태양광 발전 구조물에 설치된 센서부(110)를 통하여 측정되는 데이터를 센서 수집하는 기본형 구조물 센서값 수집모듈(261a)과, 영농형 태양광 발전 구조물에 설치된 센서부(120)를 통하여 측정되는 센서 데이터를 수집하는 영농형 구조물 센서값 수집모듈(261b)과, 수상형 태양광 발전 구조물에 설치된 센서부(130)를 통하여 측정되는 센서 데이터를 수집하는 수상형 구조물 센서값 수집모듈(261c)이 구비된다. The sensor unit measurement value collection module 261 includes a basic structure sensor value collection module 261a for collecting data measured through the sensor unit 110 installed in the basic solar power generation structure, and a farm-type solar power generation structure. Agricultural structure sensor value collection module (261b) for collecting sensor data measured through the installed sensor unit 120, and the water phase for collecting sensor data measured through the sensor unit 130 installed in the water-based solar power generation structure Type structure sensor value collection module 261c is provided.

상기 구조물 상태 진단모듈(262)은 센서부 측정값 수집모듈(261)을 수집된 각 센서 데이터를 기 설정된 기준 임계값과 비교하여 해당 구조물의 상태가 안정적인 상태인지 불안정한 상태인지를 진단하여 화면에 표시하게 된다. The structure state diagnosis module 262 compares each sensor data collected by the sensor unit measurement value collection module 261 with a preset reference threshold value to diagnose whether the state of the structure is stable or unstable and displays it on the screen. Done.

이하에서는 상기의 구성으로 이루어진 사용자 맞춤형 IoT 기반 태양광 발전 구조물 모니터링 시스템을 통하여 태양광 발전 구조물이 모니터링 되는 과정에 대하여 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, a process of monitoring a photovoltaic power generation structure through a user-customized IoT-based photovoltaic power generation structure monitoring system having the above configuration will be described in detail.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 센서부를 통하여 수집되는 데이터가 관리서버로 전송되는 과정을 나타낸 흐름도이다. 6 is a flowchart illustrating a process of transmitting data collected through a sensor unit to a management server according to an exemplary embodiment of the present invention.

먼저, 기본형, 영농형, 수상형 태양광 발전 구조물에 각각 설치되는 센서부(100 ; 110, 120, 130)는 모니터링 서버(200)와의 통신을 위해 통신 포트를 설정하고(S100), 데이터 변수를 초기화 한 후(S110), 구조물에 설치된 각 센서를 통하여 센서 데이터를 측정하게 된다(S120). First, the sensor unit 100 (110, 120, 130) installed in each of the basic type, agricultural type, and water type solar power generation structures sets a communication port for communication with the monitoring server 200 (S100), and sets data variables. After initialization (S110), the sensor data is measured through each sensor installed in the structure (S120).

센서 데이터가 측정되면, 센서부(100)는 모니터링 서버(200)에 접속하여(S130), 모니터링 서버(200)에서 제공하는 센서 데이터 전송용 PHP(Hypertext Preprocessor)를 불러와서(S140), 측정된 센서 측정값을 모니터링 서버(200)에 전송하게 된다(S150). When the sensor data is measured, the sensor unit 100 is connected to the monitoring server 200 (S130), and loads PHP (Hypertext Preprocessor) for sensor data transmission provided by the monitoring server 200 (S140). The sensor measurement value is transmitted to the monitoring server 200 (S150).

센서 데이터의 전송이 끝나면, 모니터링 서버(200)와의 접속을 종료하고(S160), 카운트 변수를 1 증가한 후(S170), 카운트 변수가 기 설정된 전송 횟수인 10이 될까지 센서 데이터를 측정하여 모니터링 서버(200)에 전송하는 과정을 반복하여 수행하게 된다(S180). After the transmission of the sensor data, the connection to the monitoring server 200 is terminated (S160), the count variable is increased by one (S170), and the sensor server measures the sensor data until the count variable is 10, which is a preset transmission number. The process of transmitting to 200 is repeated (S180).

상기의 과정을 반복 수행함으로써, 센서부(100)는 측정되는 데이터를 통신망을 통해 모니터링 서버(200)로 전송하게 된다(S190). By repeating the above process, the sensor unit 100 transmits the measured data to the monitoring server 200 through the communication network (S190).

도 7은 본 발명의 실시 예에 따라 모니터링 서버에서 센서부로부터 전송되는 데이터를 데이터베이스에 저장하는 과정을 나타낸 흐름도이다. 7 is a flowchart illustrating a process of storing data transmitted from a sensor unit in a database in a monitoring server according to an exemplary embodiment of the present invention.

먼저, 모니터링 서버(200)는 센서부(100)로부터 센서 측정 데이터가 수신되면, 데이터베이스(270)와의 접속을 위해 SQL(Structured Query Language)을 연결하고(S210), 아이디 및 패스워드를 통해 데이터베이스(270) 접근을 인증받아(S220), 수신된 센서 측정 데이터를 데이터베이스(270)에 저장하게 된다.(S220) First, when the sensor measurement data is received from the sensor unit 100, the monitoring server 200 connects a structured query language (SQL) to access the database 270 (S210), and the database 270 through an ID and a password. In step S220, the received sensor measurement data is stored in the database 270.

이러한 센서 측정 데이터를 데이터베이스(270)에 저장하는 과정은 센서부(100)로부터 더 이상 데이터가 수신되는 않을 때까지 반복 수행된다(S230). The process of storing the sensor measurement data in the database 270 is repeatedly performed until no more data is received from the sensor unit 100 (S230).

도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 모니터링 서버에서 태양광 발전 구조물의 상태를 진단하는 과정을 나타낸 흐름도이다. 8 is a flowchart illustrating a process of diagnosing a state of a photovoltaic structure in a monitoring server according to an embodiment of the present invention.

먼저, 모니터링 서버(200)의 태양광 발전 구조물 모니터링부(260)의 구조물 상태 진단모듈(262)은 센서부(100)로부터 전송된 센서 데이터를 분석하여, 만약 측정된 구조물의 현재 온도가 기 설정된 임계온도를 초과하거나(S300), 이산화탄소 농도가 기 설정된 임계 농도를 초과하게 되면, 태양광 발전 구조물의 상태가 불안정한 것으로 진단하게 된다(S360). First, the structure status diagnosis module 262 of the solar power structure monitoring unit 260 of the monitoring server 200 analyzes sensor data transmitted from the sensor unit 100, and if the current temperature of the measured structure is preset When the threshold temperature is exceeded (S300) or when the carbon dioxide concentration exceeds the preset threshold concentration, the state of the photovoltaic structure is diagnosed as unstable (S360).

또한, X축의 변화량, Y축의 변화량, Z축의 변화량을 각각 기 설정된 임계값과 비교하여(S320)(S330)(S340), 임계값 이내에 포함되면 태양광 발전 구조물이 안정적으로 진단하고(S350), 임계값을 초과하면 불안정한 것으로 진단하게 된다(S360).In addition, the amount of change in the X-axis, the amount of change in the Y-axis, and the amount of change in the Z-axis are respectively compared with a predetermined threshold value (S320) (S330) (S340), and if included within the threshold value, the photovoltaic structure is stably diagnosed (S350), If the threshold value is exceeded, it is diagnosed as unstable (S360).

상기 과정에서 진단되는 태양광 발전 구조물의 상태 정보는 웹 서비스를 통하여 해당 구조물의 관리자 또는 사용자에게 제공될 수 있으며, 불안정한 것으로 진단되는 경우 해당 구조물의 관리자 및 사용자의 스마트폰 등의 휴대 단말기에 즉시 전송하여 이를 알려주게 되는데, 이러한 진단 과정은 센서 측정 데이터가 수신될 때마다 또는 주기적으로 센서부(100)에 데이터를 요청하여 반복 수행된다(S370). The status information of the photovoltaic structure diagnosed in the above process can be provided to the manager or the user of the structure through a web service, and if it is diagnosed as unstable, it is immediately transmitted to the mobile terminal such as the smartphone of the administrator and the user of the structure The diagnostic process is repeatedly performed by requesting data from the sensor unit 100 whenever the sensor measurement data is received or periodically.

이와 같이, 본 발명에 따른 태양광 발전 구조물 모니터링 시스템은 기본형, 영농형, 수상형 태양광 발전 구조물에 설치된 각각의 센서부(100)를 통하여 구조물의 상태 정보를 측정하고, 원격의 모니터링 서버(200)에서 센서 측정값을 전송받아 분석함으로써 사용자가 요구하는 태양광 발전 구조물의 상태를 실시간으로 진단하여 관리자 및 사용자에게 제공할 수 있게 된다. As such, the solar power monitoring system according to the present invention measures the state information of the structure through each sensor unit 100 installed in the basic type, agricultural type, water type solar power generation structure, remote monitoring server 200 By receiving and analyzing the sensor measurement value at), it is possible to diagnose the condition of the solar power generation structure required by the user in real time and provide it to the administrator and the user.

이러한 본 발명은 상술한 실시 예에 한정되는 것은 아니며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구 범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다. The present invention is not limited to the above-described embodiments and various modifications and variations within the equivalent scope of the technical spirit of the present invention and the claims to be described below by those skilled in the art to which the present invention pertains. Of course this can be done.

100(110, 120, 130) : 센서부
200 : 모니터링 서버 210 : 중앙제어부
220 : 입력부 230 : 출력부
240 : 통신부 250 : 인터페이스부
260 : 태양광 발전 구조물 모니터링부 261 : 센서부 측정값 수집모듈
261a : 기본형 구조물 센서값 수집모듈
261b : 영농형 구조물 센서값 수집모듈
261c : 수상형 구조물 센서값 수집모듈
262 : 구조물 상태 진단모듈 263 : 시각화 모듈
270 : 데이터베이스
300 : 관리자 단말기 400 : 사용자 단말기100 (110, 120, 130): sensor unit
200: monitoring server 210: central control unit
220: input unit 230: output unit
240: communication unit 250: interface unit
260: PV structure monitoring unit 261: sensor unit measurement value collection module
261a: Basic Structure Sensor Value Collection Module
261b: Sensor-type collection module for farm structures
261c: collection structure sensor value collection module
262: diagnosis module for structural status 263: visualization module
270: database
300: administrator terminal 400: user terminal

Claims (6)

가정 또는 건물에 설치되는 기본형 태양광 발전 구조물, 농지나 농지 건물에 설치되는 영농형 태양광 발전 구조물, 물위에 설치되는 수상형 태양광 발전 구조물을 포함하는 태양광 발전 구조물에 사용자의 요구에 맞는 IoT 기반의 각 센서가 설치되어, 상기 태양광 발전 구조물의 상태를 각각 측정하는 복수의 센서가 구비된 센서부(100)와; 상기 센서부(100)로부터 센서 측정값을 전송받아 데이터베이스(270)에 저장하고 관리하며 수신된 센서 측정값을 분석하여 태양광 발전 구조물의 상태를 진단하고 표시하는 모니터링 서버(200);를 포함하는 태양광 발전 구조물 모니터링 시스템으로서,
상기 기본형 태양광 발전 구조물과 영농형 태양광 발전 구조물 및 수상형 태양광 발전 구조물에 설치되는 센서부(100 ; 110, 120, 130)에는 구조물의 내부 온도 및 외부 온도를 측정하는 온도센서, 구조물의 외부 습도를 측정하는 습도센서, 구조물의 X축과 Y축 및 Z축에 대한 기울기를 측정하는 기울기 센서, 이산화탄소(CO2)를 측정하는 이산화탄소 센서, 연소성 가스를 측정하는 가스센서가 구비되고, 상기 영농형 태양광 발전 구조물에 설치된 센서부(120)에는 구조물의 무접점 상태를 측정하는 무접점센서와, 토양 습도를 측정하는 습도센서와, 광량을 측정하는 광센서가 더 구비되며, 상기 수상형 태양광 발전 구조물에 설치된 센서부(130)에는 수질을 측정하는 수질센서와, 수위를 측정하는 수위센서와, 기울기 정보를 측정하는 기울기 센서가 더 구비되어, 상기 각 센서를 통하여 측정되는 데이터를 통신망을 통해 모니터링 서버(200)로 전송하며,
상기 모니터링 서버(200)에는 상기 센서부(100)를 통하여 측정되는 센서 측정값을 전송받아 데이터베이스(270)에 등록하는 센서부 측정값 수집모듈(261)과, 상기 센서부 측정값 수집모듈(261)을 통하여 수집된 센서 측정값을 분석하여 태양광 발전 구조물의 상태를 진단하는 구조물 상태 진단모듈(262)과, 상기 센서부 측정값 수집모듈(261)을 통하여 수집된 센서 측정값과, 상기 구조물 상태 진단모듈(262)을 통하여 진단된 구조물 상태 진단 정보를 통신망을 통하여 연결된 관리자 또는 사용자 단말기(400)에 시각화하여 제공하는 시각화 모듈(263)이 구비되되,
상기 구조물 상태 진단모듈(262)은 상기 센서부 측정값 수집모듈(261)을 통하여 수집된 태양광 발전 구조물의 현재 온도, 이산화탄소 농도, X축과 Y축 및 Z축 기울기 측정값을 각각 설정된 임계값과 비교하여, 현재의 측정값이 임계값을 초과하는 경우 해당 태양광 발전 구조물이 불안정한 것으로 진단하여 표시하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 구조물 모니터링 시스템.IoT to meet the needs of users in photovoltaic power generation structures including basic solar power generation structures installed in homes or buildings, farm-type solar power generation structures installed in farmland or farmland buildings, and water-based solar power generation structures installed on water A sensor unit 100 provided with a plurality of sensors, each of which includes a plurality of sensors for measuring a state of the photovoltaic structure; A monitoring server 200 which receives the sensor measurement value from the sensor unit 100, stores and manages it in the database 270, and analyzes the received sensor measurement value to diagnose and display a state of the photovoltaic power generation structure. As a solar power structure monitoring system,
The sensor unit (100; 110, 120, 130) installed in the basic photovoltaic power generation structure, farming photovoltaic power generation structure, and water type photovoltaic power generation structure has a temperature sensor for measuring the internal temperature and the external temperature of the structure, Humidity sensor for measuring the external humidity, the tilt sensor for measuring the tilt with respect to the X-axis and Y-axis and Z-axis of the structure, the carbon dioxide sensor for measuring carbon dioxide (CO 2 ), the gas sensor for measuring the combustible gas, The sensor unit 120 installed in the farm-type photovoltaic power generation structure further includes a contactless sensor for measuring a contactless state of the structure, a humidity sensor for measuring soil humidity, and an optical sensor for measuring light quantity. The sensor unit 130 installed in the photovoltaic power generation structure is further provided with a water quality sensor for measuring the water quality, a water level sensor for measuring the water level, and a tilt sensor for measuring the inclination information, Group transmits the data measured by each sensor to a monitoring server 200 via the communication network,
The sensor server measurement value collection module 261 and the sensor unit measurement value collection module 261 receives the sensor measurement values measured through the sensor unit 100 and registers them in the database 270 to the monitoring server 200. And a structure state diagnosis module 262 for diagnosing a state of the photovoltaic power generation structure by analyzing the sensor measurement values collected through the sensor, the sensor measurement value collected through the sensor unit measurement value collection module 261, and the structure. A visualization module 263 is provided for visualizing and providing structure status diagnosis information diagnosed through the state diagnosis module 262 to a manager or a user terminal 400 connected through a communication network.
The structural state diagnosis module 262 sets threshold values of the current temperature, the carbon dioxide concentration, the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis tilt measurement values of the photovoltaic structure collected through the sensor unit measurement value collection module 261, respectively. Compared with, when the current measured value exceeds a threshold value, the PV structure monitoring system, characterized in that the diagnosis and display as unstable the PV structure. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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