KR102013494B1 - 배관 상태 모니터링 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
배관 상태 모니터링 장치는 설정 주기에 기초하여 배관에 대한 측정 데이터를 반복적으로 수집하는 복수의 센서, 상기 측정 데이터를 이용하여 모니터링 정보를 업데이트하는 프로세서, 제1 릴레이 노드로부터 상기 모니터링 정보를 수신하고, 업데이트된 모니터링 정보를 제2 릴레이 노드로 전송하는 제1 통신부 및 사용자 입력에 응답하여 턴 온 되며, 사용자 단말에 상기 측정 데이터를 전송하는 제2 통신부를 포함할 수 있다.
Description
이하의 실시예들은 배관 상태 모니터링 장치 및 방법에 관한 것이다.
무선 통신 기술의 발전과 함께 시스템 전반의 전류, 전압, 온도 및 습도 등의 데이터들을 센싱하여 해당 시스템의 동작을 관리하는 모니터링 장치가 널리 이용되고 있다. 상기 모니터링 장치는 이격된 위치에 설치된 복수의 센서 각각이 일대일로 중앙 서버와 통신을 수행하여 데이터를 수집하고 상기 중앙 서버에 의해 자동 제어가 구현되는 방식으로 구현되고 있다.
배관 시설 중 송유관은 수십 km 또는 수백 km 내의 구간에서 원유, 휘발유, 경유, 등유, 항공유 등의 석유류를 수송하는 배관을 나타낸다. 상기 송유관을 관리 및 유지하기 위한 테스트 박스와 같은 장치는 위와 같은 현실적인 이유에서 수 km 거리 간격으로 설치되는 특이성이 존재한다. 이런 특이성을 고려하여 중앙 서버와 저전력 방식으로 데이터 통신을 수행하는 모니터링 장치의 필요성이 존재한다.
일측에 따르면, 배관 상태 모니터링 장치가 제공된다. 상기 배관 상태 모니터링 장치는 설정 주기에 기초하여 배관에 대한 측정 데이터를 반복적으로 수집하는 복수의 센서, 상기 측정 데이터를 이용하여 모니터링 정보를 업데이트하는 프로세서, 제1 릴레이 노드로부터 상기 모니터링 정보를 수신하고, 업데이트된 모니터링 정보를 제2 릴레이 노드로 전송하는 제1 통신부 및 사용자 입력에 응답하여 턴 온 되며, 사용자 단말에 상기 측정 데이터를 전송하는 제2 통신부를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 릴레이 노드 및 상기 제2 릴레이 노드 각각은 상기 배관의 다른 위치에 설치될 수 있다.
일실시예에 따르면, 상기 프로세서는 상기 복수의 센서가 설치된 배관 상의 위치와 상기 측정 데이터를 상기 설정 주기에 대한 인덱스와 함께 기록(writing)하여 상기 모니터링 정보를 업데이트할 수 있다. 상기 측정 데이터는 지정된 배관에 대응하는 전류, 전압, 온도 및 습도 데이터를 포함할 수 있다. 상기 배관 상태 모니터링 장치는 각각의 설정 주기에 대응하는 복수의 측정 데이터를 저장하는 메모리를 더 포함할 수 있다.
다른 일실시예에 따르면, 상기 제1 통신부가 상기 제2 릴레이 노드로부터 ACK(acknowledge) 신호를 수신한 경우, 상기 메모리는 지정된 조건에 따라 복수의 측정 데이터의 적어도 일부를 삭제할 수 있다.
또 다른 일실시예에 따르면, 상기 제1 통신부가 지정된 시간 동안 상기 제2 릴레이 노드로부터 ACK 신호를 수신하지 못한 경우, 상기 제1 통신부는 목적 노드(destination node)를 재설정하기 위한 요청 메시지(request message)를 중앙 서버에 전송할 수 있다.
또 다른 일실시예에 따르면, 상기 제1 통신부가 지정된 시간 동안 상기 제2 릴레이 노드로부터 ACK 신호를 수신하지 못한 경우, 상기 제1 통신부는 상기 측정 데이터 및 상기 모니터링 정보를 중앙 서버로 전송할 수 있다.
또 다른 일실시예에 따르면, 상기 배관 상태 모니터링 장치는 상기 사용자 입력에 응답하여 턴 온 되며, 실시간으로 수집된 상기 측정 데이터를 출력하는 디스플레이를 더 포함하고, 상기 디스플레이는 상기 배관에 연관되는 전류의 방향 및 전압의 크기를 출력하는 것을 특징으로 할 수 있다.
다른 일측에 따르면, 배관 상태 모니터링 방법이 제공된다. 상기 배관 상태 모니터링 방법은 설정 주기에 기초하여 배관에 대한 측정 데이터를 수집하는 단계, 제1 릴레이 노드로부터 모니터링 정보를 수신하는 단계, 상기 측정 데이터를 이용하여 상기 수신된 모니터링 정보를 업데이트하는 단계 및 상기 업데이트된 모니터링 정보를 제2 릴레이 노드로 전송하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 릴레이 노드 및 상기 제2 릴레이 노드 각각은 상기 배관의 다른 위치에 설치될 수 있다.
일실시예에 따르면, 상기 수신된 모니터링 정보를 업데이트하는 단계는 상기 측정 데이터가 수집된 배관 상의 위치와 상기 측정 데이터를 상기 설정 주기에 대한 인덱스와 함께 기록(writing)하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 일실시예에 따르면, 상기 배관 상태 모니터링 방법은 지정된 시간 동안 상기 제2 릴레이 노드로부터 ACK 신호를 수신하지 못한 경우, 목적 노드를 재설정하기 위한 요청 메시지를 중앙 서버에 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또 다른 일실시예에 따르면, 상기 배관 상태 모니터링 방법은 지정된 시간 동안 상기 제2 릴레이 노드로부터 ACK 신호를 수신하지 못한 경우, 상기 측정 데이터 및 상기 모니터링 정보를 중앙 서버로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
도 1a는 일실시예에 따른 배관 상태 모니터링 장치의 예시도이다.
도 1b는 도 1a에 도시된 배관 상태 모니터링 장치의 분리 상태를 나타내는 예시도이다.
도 2는 일실시예에 따른 본체부의 분리 상태를 나타내는 예시도이다.
도 3은 다른 일실시예에 따른 배관 상태 모니터링 장치의 블록도이다.
도 4a 내지 도 4c는 배관 상태 모니터링 장치들의 데이터 통신을 설명하는 예시도이다.
도 5는 일실시예에 따른 배관 상태 모니터링 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 1b는 도 1a에 도시된 배관 상태 모니터링 장치의 분리 상태를 나타내는 예시도이다.
도 2는 일실시예에 따른 본체부의 분리 상태를 나타내는 예시도이다.
도 3은 다른 일실시예에 따른 배관 상태 모니터링 장치의 블록도이다.
도 4a 내지 도 4c는 배관 상태 모니터링 장치들의 데이터 통신을 설명하는 예시도이다.
도 5는 일실시예에 따른 배관 상태 모니터링 방법을 도시하는 흐름도이다.
실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있다. 따라서, 실시예들은 특정한 개시형태로 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1a는 일실시예에 따른 배관 상태 모니터링 장치의 예시도이다. 도 1a를 참조하면, 배관 상태 모니터링 장치(100)가 도시된다. 배관 상태 모니터링 장치(100)는 지정된 배관에 접촉되어 고정 설치될 수 있다. 배관 상태 모니터링 장치(100)는 복수의 센서를 포함하는 센서 마운트(mount)와 체결된 상태로 구현될 수 있다. 배관 상태 모니터링 장치(100)의 분리 상태는 이하의 도 1b와 함께 자세히 설명된다.
하나의 배관 영역을 모니터링하기 위해 복수의 배관 상태 모니터링 장치(100)가 설치될 수 있다. 각각의 배관 상태 모니터링 장치(100)는 소정의 거리 간격을 따라 이격 배치될 수 있다. 배관 영역이란 특정 지역을 커버하는 배관을 의미할 수 있다. 보다 구체적으로, 본 실시예의 배관은 송유관으로 구현될 수 있다. 그에 따라, 배관 상태 모니터링 장치(100)는 대한민국 내 호서 구간, 울산-대구 구간, 대전-천안 구간 등과 같은 각각의 지역을 커버하는 송유관에 설치될 수 있다. 위와 같은 배관 상태 모니터링 장치(100)의 설치는 발명의 이해를 돕기 위한 예시적 기재일 뿐 다른 실시예를 제한하거나 한정하는 것으로 해석되어서는 안될 것이다. 이를테면, 배관 상태 모니터링 장치(100)는 가스관, 수도관 및 하수관과 같은 다양한 형태의 배관에 설치될 수도 있을 것이다.
배관 상태 모니터링 장치(100)는 배관에 관한 전기신호를 측정할 수 있다. 이를테면, 상기 전기신호는 배관의 전류유입을 감시하는 전류값, 전압값 및 저항 변화값을 나타낼 수 있다. 배관 상태 모니터링 장치(100)는 해당 전기신호를 측정하고, 상기 측정된 전기신호를 중앙 서버로 전송할 수 있다. 상기 중앙 서버는 수신된 전기신호에 기반하여 배관의 건전성을 관리하고 상기 배관의 코팅 부식과 파손 등을 확인할 수 있다.
또한, 배관 상태 모니터링 장치(100)는 배관에 관한 아크 방전(Arc Spark)을 감지할 수 있다. 아크 방전이란 두 전극(예를 들면, 배관과 용접봉) 사이의 기체를 통하여 전극 사이로 임계치 이상의 전류가 흐르는 현상을 나타낼 수 있다. 전기 아크 용접은 아크 방전을 통해 발생되는 강력한 열 에너지를 이용하여 금속을 녹이는 과정을 나타낸다. 위와 같은 아크 용접 과정에서 배관에 흡수되는 에너지는 상기 배관 상태 모니터링 장치(100)를 통해 이상 상태값으로 측정될 수 있다.
도 1b는 도 1a에 도시된 배관 상태 모니터링 장치의 분리 상태를 나타내는 예시도이다. 도 1b를 참조하면, 센서 마운트를 포함하는 본체부(110)와 하우징 영역(120)을 포함하는 배관 상태 모니터링 장치(100)가 도시된다. 하우징 영역(120)은 외부 환경 요인으로부터 본체부(110)를 보호할 수 있다. 예시적으로, 하우징 영역(120)은 비, 바람과 같은 외부 환경 요인에 의해 본체부(110)가 손상되는 것을 방지한다. 또한, 하우징 영역(120)은 배관 상태 모니터링 장치(100)로부터 탈착, 분리될 수 있다. 사용자는 하우징 영역(120)을 분리하여 본체부(110)의 디스플레이가 출력하는 측정 데이터들을 실시간으로 확인할 수 있다.
도 2는 일실시예에 따른 본체부의 분리 상태를 나타내는 예시도이다. 도 2를 참조하면, 도 1a에 도시된 본체부(110)의 분리 상태가 도시된다. 본체부(110)는 디스플레이(210), 인쇄 회로 기판(PCB: Printed Circuit Board)(220), 복수의 방수 실링(waterproof sealing)(231, 232), 센서 브라켓(240) 및 테스트 박스 마운트(250)를 포함할 수 있다. 디스플레이(210)는 복수의 센서들이 실시간으로 측정한 출력 데이터를 사용자에게 출력할 수 있다. 인쇄 회로 기판(220)은 복수의 센서, 통신 모듈 및 프로세서와 같은 전자소자를 포함하는 기판을 나타낼 수 있다. 인쇄 회로 기판(220)에 의해 배관에 대한 측정 데이터가 획득되고, 상기 측정 데이터를 이용하여 모니터링 정보가 업데이트될 수 있다.
복수의 방수 실링(waterproof sealing)(231, 232)은 디스플레이(210) 및 인쇄 회로 기판(220) 내로 물이 유입되는 것을 방지할 수 있다. 예시적으로, 복수의 방수 실링(231, 232)은 고무와 같은 탄성체로 구현되어 센서 브라켓(240) 및 테스트 박스 마운트(250) 각각에 체결될 수 있다.
센서 브라켓(240)은 디스플레이(210) 및 인쇄 회로 기판(220)을 수용하기 위해 내부 공간을 생성한다. 또한, 테스트 박스 마운트(250)는 각각의 테스트 박스에 배관 상태 모니터링 장치를 체결한다. 테스트 박스 마운트(250)는 배관에 미리 설치된 테스트 박스와 결합되는 나사산을 포함하도록 구현되고, 이에 따라 기존의 테스트 박스와 그대로 호환될 수 있다.
본 실시예에서는 자세한 설명을 위해 본체부(110)와 하우징 영역(120)을 포함하는 배관 상태 모니터링 장치(100)를 기재하나, 편의에 따라 디스플레이(210) 및 인쇄 회로 기판(220)을 포함하는 배관 상태 모니터링 장치가 다른 실시예로서 설명될 수 있다. 이하에서는 상기 다른 일실시예에 따른 배관 상태 모니터링 장치가 설명된다.
도 3은 다른 일실시예에 따른 배관 상태 모니터링 장치의 블록도이다. 도 3을 참조하면, 배관 상태 모니터링 장치(300)는 센서부(310), 프로세서(320), 제1 통신부(330), 제2 통신부(340), 메모리(350) 및 디스플레이(360)를 포함할 수 있다. 센서부(310)는 복수의 센서를 포함할 수 있다. 복수의 센서는 설정 주기에 기초하여 배관에 대한 측정 데이터를 반복적으로 수집할 수 있다. 상기 측정 데이터는 지정된 배관에 대응하는 전류, 전압, 온도 및 습도 데이터를 포함할 수 있다. 복수의 센서는 각각의 측정 데이터를 획득하기 위한 전류계, 전압계, 온도 센서 및 습도 센서를 포함할 수 있다.
센서부(310)는 중앙 서버로부터 설정 받은 주기에 따라 측정 데이터를 획득한다. 이를테면, 6시간 간격으로 한 번, 하루에 한 번 또는 이틀에 한 번과 같은 주기에 따라 센서부(310)는 반복적으로 측정 데이터를 획득한다. 각각의 배관이 존재하고 있는 환경(도심지, 산간 지역 또는 도서 지역)에 따라 배관 모니터링이 필수적으로 수행될 시간 간격이 다를 수 있다. 이를테면, 인적이 드문 산간 지역은 도심지보다 배관에 대한 불법적인 접근이 발생할 가능성이 높을 것이다. 이 경우에, 운영자는 중앙 서버를 통해 해당 지역에 대한 센서부(310)의 설정 주기를 짧게 설정하고, 그 외 지역은 설정 주기를 길게 설정하여 배관 상태 모니터링 장치(300)가 저전력 환경에서 동작할 수 있도록 시스템을 운영할 수 있다.
프로세서(320)는 상기 측정 데이터를 이용하여 모니터링 정보를 업데이트한다. 보다 구체적으로, 프로세서(320)는 복수의 센서가 설치된 배관 상의 위치 및 상기 측정 데이터를 상기 설정 주기에 대한 시간 인덱스와 함께 기록(writing)하여 상기 모니터링 정보를 업데이트할 수 있다.
이하의 설명에서, 모니터링 정보는 배관 상태 모니터링 장치들 각각에 의해 획득된 측정 데이터가 제1 인덱스 및 제2 인덱스와 함께 매핑된 정보를 나타낼 수 있다. 상기 제1 인덱스는 배관 상태 모니터링 장치를 식별하는 장치 인덱스를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 제1 배관 상에 150 개의 배관 상태 모니터링 장치가 설치된 경우라면 상기 제1 인덱스는 TB1 으로부터 TB150까지로 지정될 수 있다. 또한, 제2 인덱스는 상기 제1 배관에 대해 측정 데이터가 획득된 시간 주기를 식별하는 시간 인덱스를 낼 수 있다. 예를 들면, 제1 배관에 대해 하루에 한 번 측정 데이터가 측정되도록 주기가 설정된 경우에 상기 제2 인덱스는 Day1 으로부터 DayN까지로 지정될 수 있다.
제1 통신부(330)는 제1 릴레이 노드로부터 상기 모니터링 정보를 수신하고, 업데이트된 모니터링 정보를 제2 릴레이 노드로 전송할 수 있다. 상기 제1 릴레이 노드 및 상기 제2 릴레이 노드 각각은 상기 배관의 다른 위치에 설치된 배관 상태 모니터링 장치를 나타낸다. 제1 통신부(330)는 중앙 서버로부터 전달된 통신 명령에 기반하여 제1 릴레이 노드 및 제2 릴레이 노드의 IP 주소를 설정하고, 모니터링 정보를 송수신하기 위한 릴레이 통신을 수행할 수 있다. 본 실시예에 따른 배관 상태 모니터링 장치(300)는 개별적인 노드 각각이 중앙 서버와 원거리 통신을 수행하는 것이 아닌, 비교적 가까운 거리에 존재하는 릴레이 노드들과 근거리 통신에 기반하여 배관 상태를 모니터링 할 수 있어, 각각의 노드들(배관 상태 모니터링 장치)의 전력 효율을 높이고 사용 수명을 증가시키는 효과가 존재한다.
제2 통신부(340)는 사용자 입력에 응답하여 턴 온 되며, 사용자 단말에 상기 측정 데이터를 전송할 수 있다. 제2 통신부(340)는 배관 상태 모니터링 장치(300)에 대해 소정 거리 내로 접근한 사용자 단말과 데이터 통신을 수행할 수 있다. 이를테면, 제2 통신부(340)는 블루투스(Bluetooth), 지그비(ZigBee), 와이파이(WiFi) 및 NFC(Near Field Communication) 중 미리 설정된 통신 방식에 기반하여 상기 사용자 단말과 데이터 통신을 수행한다. 그에 따라, 사용자는 배관 상태 모니터링 장치(300)의 하우징 영역을 탈착 분리하여 디스플레이(360)를 직접 턴 온 시키지 않더라도, 특정한 배관 상태 모니터링 장치(300)의 측정 데이터를 확인할 수 있다.
메모리(350)는 각각의 설정 주기에 대응하는 복수의 측정 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 제1 통신부(330)가 상기 제2 릴레이 노드로부터 ACK(acknowledge) 신호를 수신한 경우, 메모리(350)는 지정된 조건에 따라 복수의 측정 데이터의 적어도 일부를 삭제할 수 있다. 메모리(350)에 저장, 관리되는 데이터의 크기가 증가할수록, 소모되는 전력 크기 또한 증가하게 될 것이다. 본 실시예에 따른 메모리(350)는 백업 데이터의 크기를 제한하여 배관 상태 모니터링 장치(300)의 저전력 동작을 지원할 수 있다. 구체적으로, 메모리(350)는 이전 데이터 통신 결과에 기초하여 상기 데이터 통신이 성공된 경우 가장 오래된 측정 데이터를 삭제할 수 있다. 예시적으로, 메모리(350)에 설정된 백업 데이터의 용량이 열흘 동안의 측정 데이터로 제한된 경우, 데이터 통신이 성공되면 메모리(350)는 Day10에 대응하는 측정 데이터를 삭제하여 다음 날의 측정 데이터가 새롭게 저장될 공간을 확보한다.
일실시예에 따르면, 지정된 시간 동안 제2 릴레이 노드로부터 ACK 신호를 수신하지 못한 경우에 제1 통신부(330)는 목적 노드(destination node)를 재설정하기 위한 요청 메시지(request message)를 중앙 서버에 전송할 수 있다. 중앙 서버는 제1 통신부(330)의 요청 메시지에 응답하여 상기 제2 릴레이 노드와 직접적인 데이터 통신을 수행할 수 있다. 상기 제2 릴레이 노드와의 통신 결과에 따라, 중앙 서버는 상기 제2 릴레이 노드의 통신 불능 상태를 판단할 수 있다. 상기 제2 릴레이 노드가 통신 불능 이라고 판단된 경우, 중앙 서버는 제1 통신부(330)로 새로운 제3 릴레이 노드에 관한 정보를 전송하여 새로운 모니터링 네트워크가 구현될 수 있도록 지원한다. 예시적으로 그러나 한정되지 않게, 제3 릴레이 노드는 상기 제1 릴레이 노드 및 상기 제2 릴레이 노드와 임계 거리 이내 존재하는 또 다른 배관 상태 모니터링 장치를 나타낼 수 있다.
다른 일실시예에 따르면, 지정된 시간 동안 제2 릴레이 노드로부터 ACK 신호를 수신하지 못한 경우에 제1 통신부(330)는 상기 측정 데이터 및 상기 모니터링 정보를 중앙 서버로 직접 전송할 수 있다. 이 경우에, 제1 통신부(330)는 중앙 서버와 직접적으로(directly) 모니터링 정보를 전송하는 게이트웨이로 동작할 수 있다. 이하의 설명에서, 게이트웨이는 복수의 배관 상태 모니터링 장치에서 수신되는 측정 데이터들을 수집하여 통합된(integrated) 모니터링 정보를 중앙 서버에 전송하는 장치를 나타낼 수 있다.
디스플레이(360)는 상기 사용자 입력에 응답하여 턴 온 되며, 실시간으로 수집된 상기 측정 데이터를 출력할 수 있다. 일실시예로서, 디스플레이(360)는 상기 배관에 연관되는 전류의 방향 및 전압의 크기를 출력할 수 있다. 사용자가 배관 상태를 직접 확인하기 위해 배관이 설치된 지역을 방문하는 경우, 디스플레이(360)는 실시간 측정 데이터를 사용자에게 직접 출력하여 모니터링에 소요되는 시간을 단축시키는 효과가 존재한다.
도 4a 내지 도 4c는 배관 상태 모니터링 장치들의 데이터 통신을 설명하는 예시도이다. 도 4a 내지 도 4c를 참조하면, 제1 지역을 커버하는 복수의 배관 상태 모니터링 장치(410, 420, 430, 440)가 도시된다. 본 실시예에서는 이해를 돕기 위해 하나의 지역에 네 개의 배관 상태 모니터링 장치(410, 420, 430, 440)가 설치된 경우가 설명되나 이는 다른 실시예를 제한하거나 한정하는 것으로 해석되어서는 안 될 것이다. 이를테면, 하나의 지역에 10개, 50개 또는 150개 같은 다양한 개수의 배관 상태 모니터링 장치가 설치되는 실시예 또한 구현 가능할 것이다.
도 4a를 참조하면, 복수의 배관 상태 모니터링 장치(410, 420, 430, 440) 모두가 정상 동작하는 경우의 릴레이 통신 방식이 설명된다. 제1 배관 상태 모니터링 장치(410)는 설치 지역의 배관에 대한 제1 측정 데이터를 획득한다. 또한, 제1 배관 상태 모니터링 장치(410)는 상기 제1 측정 데이터를 포함하는 모니터링 정보를 생성하고, 제1 릴레이 통신(451)을 통해 상기 생성된 모니터링 정보를 제2 배관 상태 모니터링 장치(420)로 전송한다.
제2 배관 상태 모니터링 장치(420)는 설치 지역의 배관에 대한 제2 측정 데이터를 획득한다. 마찬가지로, 제2 배관 상태 모니터링 장치(420)는 제2 측정 데이터와 장치 인덱스 및 시간 인덱스를 매핑하여 상기 모니터링 장치에 기록(writing)할 수 있다. 제1 측정 데이터와 함께 제2 측정 데이터가 기록됨으로써 상기 모니터링 정보가 업데이트될 수 있다. 또한, 생성된 모니터링 정보는 제2 릴레이 통신(452)을 통해 제3 배관 상태 모니터링 장치(430)로 전달될 수 있다.
동일한 방식으로, 제3 릴레이 통신(453)을 통해 새롭게 업데이트된 모니터링 정보가 제4 배관 상태 모니터링 장치(440)로 전달된다. 제4 배관 상태 모니터링 장치(440)는 중앙 서버와 직접 데이터 통신하는 게이트웨이 역할을 수행할 수 있다. 제4 배관 상태 모니터링 장치(440)는 제1 측정 데이터, 제2 측정 데이터, 제3 측정 데이터 및 제4 측정 데이터 전부를 포함하는 모니터링 정보를 제4 릴레이 통신(454)을 통해 중앙 서버로 전송할 수 있다.
도 4b를 참조하면, 제3 배관 상태 모니터링 장치(430)가 통신 불능 상태가 된 경우의 릴레이 통신 방식이 도시된다. 제1 배관 상태 모니터링 장치(410)와 제2 배관 상태 모니터링 장치(420)는 도 4a에서 설명된 방식과 동일하게 제1 릴레이 통신(461)을 수행한다. 그러나, 제2 배관 상태 모니터링 장치(420)는 제3 배관 상태 모니터링 장치(430)의 통신 불능을 인식할 수 있다.
일실시예로서, 제2 배관 상태 모니터링 장치(420)는 소정 시간 동안 제3 배관 상태 모니터링 장치(430)로부터 ACK 신호가 수신되지 않는 경우, 제3 배관 상태 모니터링 장치(430)의 통신 불능을 판단한다. 다른 일실시예로서, 제2 배관 상태 모니터링 장치(420)는 중앙 서버로부터 직접적으로 제3 배관 상태 모니터링 장치(430)의 통신 불능 정보를 전달받을 수 있다.
제2 배관 상태 모니터링 장치(420)는 중앙 서버로 목적 노드(destination node)를 재설정하기 위한 요청 메시지(request message)를 전송할 수 있다. 상기 요청 메시지에 응답하여 중앙 서버는 제2 배관 상태 모니터링 장치(420)에게 제4 배관 상태 모니터링 장치(440)를 새로운 릴레이 노드로 할당한다. 제2 배관 상태 모니터링 장치(420)는 업데이트된 모니터링 정보를 제4 배관 상태 모니터링 장치(440)로 제2 릴레이 통신(462)을 통해 전송한다. 또한, 제4 배관 상태 모니터링 장치(440)는 수신된 모니터링 정보에 제4 측정 데이터를 추가하고, 모든 측정 데이터들이 통합된 모니터링 정보를 제3 릴레이 통신(463)을 통해 중앙 서버로 전송할 수 있다.
도 4c를 참조하면, 제3 배관 상태 모니터링 장치(430)가 통신 불능 상태가 된 경우의 다른 릴레이 통신 방식이 도시된다. 제1 배관 상태 모니터링 장치(410)와 제2 배관 상태 모니터링 장치(420)는 도 4a에서 설명된 방식과 동일하게 제1 릴레이 통신(471)을 수행한다. 그러나, 도 4b와 같이 제2 배관 상태 모니터링 장치(420)는 제3 배관 상태 모니터링 장치(430)의 통신 불능을 인식할 수 있다. 제2 배관 상태 모니터링 장치(420)가 상기 통신 불능을 인식하는 과정에 대해서는 도 4b와 함께 기재된 설명이 그대로 적용될 수 있어 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
제2 배관 상태 모니터링 장치(420)는 제2 측정 데이터를 이용하여 제1 배관 모니터링 장치(410)로부터 수신된 모니터링 정보를 새롭게 업데이트할 수 있다. 또한, 제2 배관 상태 모니터링 장치(420)는 업데이트된 모니터링 정보를 제2 릴레이 통신(472)을 통해 중앙 서버로 직접 전송할 수 있다. 본 실시예의 제2 배관 상태 모니터링 장치(420)는 비상 모드로서 직접 게이트웨이로 동작하며 중앙 서버와 직접적으로 데이터 통신을 수행한다. 예시적으로, 제2 배관 상태 모니터링 장치(420)는 소정 거리 내에 존재하는 다른 릴레이 노드들과의 통신 강도가 임계치 이하인 경우에, 비상 모드로 동작하여 상기 중앙 서버와 직접 통신하여 자신이 업데이트한 모니터링 정보를 직접 전송한다. 제4 배관 상태 모니터링 장치(440)는 제4 측정 데이터를 포함하는 다른 모니터링 정보를 제3 릴레이 통신(473)을 통해 중앙 서버로 전송할 수 있다.
도 5는 일실시예에 따른 배관 상태 모니터링 방법을 도시하는 흐름도이다. 도 5를 참조하면, 배관 상태 모니터링 방법은 설정 주기에 기초하여 배관에 대한 측정 데이터를 수집하는 단계(510), 제1 릴레이 노드로부터 모니터링 정보를 수신하는 단계(520), 상기 측정 데이터를 이용하여 상기 수신된 모니터링 정보를 업데이트하는 단계(530) 및 상기 업데이트된 모니터링 정보를 제2 릴레이 노드로 전송하는 단계(540)를 포함할 수 있다.
단계(510)에서 배관 상태 모니터링 장치는 설정 주기에 기초하여 배관에 대한 측정 데이터를 수집할 수 있다. 측정 데이터는 배관에 대한 전류값, 전압값, 온도 및 습도를 나타낼 수 있다.
단계(520)에서 배관 상태 모니터링 장치는 제1 릴레이 노드로부터 모니터링 정보를 수신한다. 상기 제1 릴레이 노드는 배관의 다른 위치에 설치된 다른 배관 상태 모니터링 장치를 나타낸다. 상기 모니터링 정보는 상기 제1 릴레이 노드에 의해 측정된 제1 측정 데이터를 장치 인덱스 및 시간 인덱스와 함께 매핑하여 포함한다.
단계(530)에서 배관 상태 모니터링 장치는 상기 수집된 측정 데이터를 이용하여 상기 수신된 모니터링 정보를 업데이트할 수 있다. 보다 구체적으로, 배관 상태 모니터링 장치는 상기 측정 데이터가 수집된 배관 상의 위치 및 상기 측정 데이터를 상기 설정 주기에 대한 시간 인덱스와 함께 기록(writing)할 수 있다. 예시적으로 상기 배관 상의 위치는 장치 인덱스로 정의될 수 있다.
단계(540)에서 배관 상태 모니터링 장치는 상기 업데이트된 모니터링 정보를 제2 릴레이 노드로 전송할 수 있다. 상기 배관 상태 모니터링 장치는 지정된 시간 동안 상기 제2 릴레이 노드로부터 ACK 신호를 수신하지 못한 경우, 목적 노드를 재설정하기 위한 요청 메시지를 중앙 서버에 전송한다. 다른 일실시예로서, 상기 배관 상태 모니터링 장치는 지정된 시간 동안 상기 제2 릴레이 노드로부터 ACK 신호를 수신하지 못한 경우, 상기 측정 데이터 및 상기 모니터링 정보를 중앙 서버로 전송할 수도 있다. 배관 상태 모니터링 방법에는 도 3에서 설명된 배관 상태 모니터링 장치(300)에 관한 설명이 적용될 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
Claims (11)
- 배관 상태 모니터링 장치에 있어서, 상기 배관 상태 모니터링 장치는 하우징 및 본체부를 포함하고,
상기 본체부는,
복수의 센서들이 실시간으로 측정한 출력 데이터를 표시하는 디스플레이,
상기 복수의 센서, 프로세서, 제1 통신부 및 제2 통신부를 포함하는 인쇄 회로 기판,
상기 디스플레이 및 상기 인쇄 회로 기판을 보호하기 위해 탄성체로 구현되는 방수 실링,
상기 디스플레이 및 인쇄 회로 기판을 수용하며 상기 방수 실링과 체결되는 센서 브라켓,
상기 센서 브라켓 및 다른 방수 실링과 체결되는 테스트 박스 마운트를 포함하고,
상기 인쇄 회로 기판은,
설정 주기에 기초하여 배관에 대한 측정 데이터를 반복적으로 수집하는 복수의 센서,
상기 측정 데이터를 이용하여 모니터링 정보를 업데이트하는 프로세서,
제1 릴레이 노드로부터 상기 모니터링 정보를 수신하고, 업데이트된 모니터링 정보를 제2 릴레이 노드로 전송하는 제1 통신부, 및
소정 거리 이내에 위치한 사용자 단말로부터 사용자 입력에 응답하여 턴 온 되며, 사용자 단말에 상기 측정 데이터를 전송하는 제2 통신부를 포함하고,
상기 제1 릴레이 노드 및 상기 제2 릴레이 노드 각각은, 저전력 통신을 위해 임계 거리 이내의 상기 배관의 다른 위치에 설치되어 있고,
상기 설정 주기는, 저전력 환경에서 동작할 수 있도록 상기 센서가 위치한 환경을 고려하여 다르게 설정되는,
배관 상태 모니터링 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 복수의 센서가 설치된 배관 상의 위치와 상기 측정 데이터를 상기 설정 주기에 대한 인덱스와 함께 기록(writing)하여 상기 모니터링 정보를 업데이트하고,
상기 측정 데이터는 지정된 배관에 대응하는 전류, 전압, 온도 및 습도 데이터를 포함하는 배관 상태 모니터링 장치.
- 제2항에 있어서,
상기 인쇄 회로 기판은,
각각의 설정 주기에 대응하는 복수의 측정 데이터를 저장하는 메모리
를 더 포함하는 배관 상태 모니터링 장치.
- 제3항에 있어서,
상기 제1 통신부가 상기 제2 릴레이 노드로부터 ACK(acknowledge) 신호를 수신한 경우, 상기 메모리는 지정된 조건에 따라 복수의 측정 데이터의 적어도 일부를 삭제하는 배관 상태 모니터링 장치.
- 제3항에 있어서,
상기 제1 통신부가 지정된 시간 동안 상기 제2 릴레이 노드로부터 ACK 신호를 수신하지 못한 경우, 상기 제1 통신부는 목적 노드(destination node)를 재설정하기 위한 요청 메시지(request message)를 중앙 서버에 전송하는 배관 상태 모니터링 장치.
- 제3항에 있어서,
상기 제1 통신부가 지정된 시간 동안 상기 제2 릴레이 노드로부터 ACK 신호를 수신하지 못한 경우, 상기 제1 통신부는 상기 측정 데이터 및 상기 모니터링 정보를 중앙 서버로 전송하는 배관 상태 모니터링 장치.
- 삭제
- 배관 상태 모니터링 장치에 의해 수행되는 배관 상태 모니터링 방법에 있어서,
상기 배관 상태 모니터링 장치는 하우징 및 본체부를 포함하고,
상기 본체부는,
복수의 센서들이 실시간으로 측정한 출력 데이터를 표시하는 디스플레이, 상기 복수의 센서, 프로세서, 제1 통신부 및 제2 통신부를 포함하는 인쇄 회로 기판, 상기 디스플레이 및 상기 인쇄 회로 기판을 보호하기 위해 탄성체로 구현되는 방수 실링, 상기 디스플레이 및 인쇄 회로 기판을 수용하며 상기 방수 실링과 체결되는 센서 브라켓, 상기 센서 브라켓 및 다른 방수 실링과 체결되는 테스트 박스 마운트를 포함하고,
상기 배관 상태 모니터링 방법은,
상기 인쇄 회로 기판에 포함되는 상기 복수의 센서로부터 설정 주기에 기초하여 배관에 대한 측정 데이터를 수집하는 단계;
상기 인쇄 회로 기판에 포함되는 상기 제1 통신부가 제1 릴레이 노드로부터 모니터링 정보를 수신하는 단계;
상기 인쇄 회로 기판에 포함되는 상기 프로세서가 상기 측정 데이터를 이용하여 상기 수신된 모니터링 정보를 업데이트하는 단계; 및
상기 인쇄 회로 기판에 포함되는 상기 제1 통신부가 상기 업데이트된 모니터링 정보를 제2 릴레이 노드로 전송하는 단계
를 포함하고,
상기 제1 릴레이 노드 및 상기 제2 릴레이 노드 각각은, 저전력 통신을 위해 임계 거리 이내의 상기 배관의 다른 위치에 설치되어 있고,
상기 설정 주기는, 저전력 환경에서 동작할 수 있도록 상기 센서가 위치한 환경을 고려하여 다르게 설정되는,
배관 상태 모니터링 방법.
- 제8항에 있어서,
상기 프로세서가 수신된 모니터링 정보를 업데이트하는 단계는,
상기 측정 데이터가 수집된 배관 상의 위치와 상기 측정 데이터를 상기 설정 주기에 대한 인덱스와 함께 기록(writing)하는 단계
를 포함하는 배관 상태 모니터링 방법.
- 제9항에 있어서,
지정된 시간 동안 상기 제2 릴레이 노드로부터 ACK 신호를 수신하지 못한 경우, 목적 노드를 재설정하기 위한 요청 메시지를 중앙 서버에 전송하는 단계
를 더 포함하는 배관 상태 모니터링 방법.
- 제9항에 있어서,
지정된 시간 동안 상기 제2 릴레이 노드로부터 ACK 신호를 수신하지 못한 경우, 상기 측정 데이터 및 상기 모니터링 정보를 중앙 서버로 전송하는 단계
를 더 포함하는 배관 상태 모니터링 방법.
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