KR102029217B1 - 모바일 환경으로 확장 가능한 통합형 원방감시 제어시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 모바일 환경으로 확장 가능한 통합형 원방감시 제어시스템은, 상하수도 시설물의 각종 상태 정보가 포함된 상하수도 검출 데이터를 실시간으로 상시 획득하고, 이를 분석하여 상하수도 시설물의 현재 상태를 진단하고, 이상 상태로 판단할 경우 상기 상하수도 시설물의 이상상태를 외부로 알리는 통합형 원방감시 시스템을 제공함으로써, 낙뢰 등의 비상시에도 중단 없이, 상하수도 시설물의 상태를 계측하고 관리할 수 있을 뿐만 아니라, 밸브 개도 제어에 따른 상하수도 관로 내부의 유량 변화를 실시간으로 계측 및 제어할 수 있을 뿐 만 아니라, 상하수도 관로 내부를 흐르는 물의 오염 정도를 손쉽게 계측하고 제어할 수 있는 기술적 효과를 가짐에 기술적 특징이 있다.
Description
본 발명은 모바일 환경으로 확장 가능한 통합형 원방감시 제어시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상하수도 시설물의 각종 상태 정보가 포함된 상하수도 검출 데이터를 실시간으로 상시 획득하고, 이를 분석하여 상하수도 시설물의 현재 상태를 진단하고, 이상 상태로 판단할 경우 상기 상하수도 시설물의 이상상태를 외부로 알리는 통합형 원방감시 시스템을 제공하고, 시스테을 이루는 계측 장치의 오작동 여부를 판단할 수 있는 모바일 환경으로 확장 가능한 통합형 원방감시 제어시스템에 관한 것이다.
일반적으로 상하수도 처리장의 제어시스템은, 하나 이상의 장소에 설치되며, 수위, 수온, 오염도, 압력, 유량, 유속, 이산화탄소 농도, 수질 상태 등에 대한 물리적, 화학적 또는 생물학적 요소들을 검출하는 복수개의 검출장비가 연결되어 있다.
한편 종래의 일반적인 상하수도 시설 감시 시스템에 따르면, 관리서버에서 감시 단말기로부터 수신된 정보들을 바탕으로 원격의 상하수도 시설이 정상적으로 운영되는지를 감시하며, 이상이 발생된 시설들에 대하여는 별도의 원격 제어시스템으로 제어하거나 수리직원을 파견하는 등의 조치를 취함으로써, 상하수도 시설에 대한 통합 감시 및 제어를 가능하게 한다.
그러나 종래 상하수도 시설 감시 시스템에서는, 낙뢰 등에 의해 통신라인이 단선되거나, 감시 단말기에 이상 전압이 유기되어 감시 단말기가 작동불능 상태에 빠지게 되면, 감시 단말기와 관리서버 간 통신이 두절되는 문제점이 있었다.
이와 같은 통신 두절 상황에서는 상하수도 시설 감시 기능이 원천적으로 차단되며, 상하수도 시설의 장애에 대한 신속한 대처가 이루어지지 않는 등의 문제점이 야기되었다.
한편 시 또는 광역 단위 등으로 설치된 상수도 또는 하수도의 관로 상에는 복수의 유량 분기점이 존재하며, 이러한 관로 상의 유량 분기점에는 유량 조절을 위한 밸브와 이 유량 조절용 밸브를 제어하기 위한 원격 감시제어장치가 설치되어 있다.
또한, 상기 유량 분기점에는 관로를 통과하는 유량을 측정하는 유량측정장치가 설치되어 있다.
상기 원격 감시제어장치는 원격지의 상위 시스템으로부터 제어 신호를 전송받아 밸브 개도를 제어하게 되며, 또한 현재 밸브 개도 값과 작동상태, 현재 유량순시 값과 적산 값을 측정하여 원격지의 상위 시스템에 전송하게 된다.
통상 이러한 원격 감시제어장치와 유량측정장치는 각각 분리되어 관로 상의 유량 분기점에 설치되며, 상위 시스템의 제어에 따라 각각 동작하게 된다.
이와 같이 종래 상하수도 관로 상의 유량 분기점에 설치되는 원격 감시제어장치와 유량측정장치는 각각 분리되어 설치 운영되기 때문에, 밸브 개도 제어에 따른 유량 변화를 실시간으로 파악하기 어려워 신속하고 정확한 유량 계측 및 제어가 어려운 문제점이 있었다.
또한 종래 기술은 상하수도 관로 내부를 흐르는 물의 오염 정도를 측정하는 장치 및 제어장치가 없어서, 깨끗한 수돗물 공급에 대한 신뢰도의 저하, 일반 가정 등지에서 수돗물에 대한 불신과 불안감 등을 증폭시키는 한 요인이 되어 왔다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 상하수도 시설물의 각종 상태 정보가 포함된 상하수도 검출 데이터를 실시간으로 상시 획득하고, 이를 분석하여 상하수도 시설물의 현재 상태를 진단하고, 이상 상태로 판단할 경우 상기 상하수도 시설물의 이상상태를 외부로 알리는 통합형 원방감시 시스템을 제공하는, 모바일 환경으로 확장 가능한 통합형 원방감시 제어시스템을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 모바일 환경으로 확장 가능한 통합형 원방감시 제어시스템은, 상하수도 시설물의 상태를 검출하기 위해 각각의 상하수도 시설물에 각종 센서로 설치되는 것으로, 상하수도 관로 상의 유량분기점에 설치되며 관로에 흐르는 유량 상태를 실시간으로 측정하는 유량계와, 댐 수문의 수조에 설치된 수위 계측장치를 이용하여 상하수도 시설물의 수위 상태를 실시간으로 측정하는 수위계와, 물탱크의 누수 상태를 실시간으로 측정하는 누수감지 센서와, 상하수도 관로 상의 유량분기점에 설치되는 수질감지센서에 의해 상하수도 관로를 타고 흐르는 물이 이물질, 녹물로 인해 수질이 오염 되었는지를 실시간으로 측정하는 수질계와, 상하수도 배관의 압력을 나노와이어를 이용한 압력센서를 이용하여 실시간으로 측정하는 배관 압력검출 센서를 포함하는 상하수도 검출부; 상기 상하수도 검출부와 연결되며, 정상적인 상황 시 상기 상하수도 검출부로부터 검출된 유량, 수위, 누수 여부, 수질상태, 유입밸브 개폐여부, 유출밸브 개폐여부 및 상하수도 시설의 이상 유무 정보를 수집하여 이를 네트워크를 통해 통합형 원방감시 시스템으로 전송하는 상시 감시용 단말기와, 상기 상하수도 검출부와 연결되며, 비상시 상기 상하수도 검출부로부터 검출된 유량, 수위, 누수 여부, 수질상태, 유입밸브 개폐여부, 유출밸브 개폐여부 및 상하수도 시설의 이상 유무 정보를 수집하여 이를 네트워크를 통해 통합형 원방감시 시스템으로 전송하는 비상 감시용 단말기를 포함하는 감시용 단말부; 및 상기 감시용 단말부로부터 상하수도 검출 데이터를 수신하고, 이를 분석하여 상하수도 시설물의 현재 상태를 진단하고, 이상 상태로 판단할 경우 상기 상하수도 시설물의 이상상태를 외부로 알리어 신속한 상하수도 시설물 유지 보수 작업이 구현될 수 있도록 하는 통합형 원방감시 시스템을 포함하며; 상기 통합형 원방감시 시스템은, 상기 상시 감시용 단말기 또는 상기 비상 감시용 단말기로부터 상하수도 검출 데이터를 실시간으로 수신하는 데이터 수신부; 댐 수문에 설치된 상기 수위 계측장치를 이용하여 측정된 수위 상태 정보를 수신하고, 측정된 현재 수위 값이 미리 설정된 기준 수위 값 보다 큰 경우 이상상태가 발생하였다고 판단하여 제1 위험 경보신호를 발생시키는 수위상태 분석부; 상하수도 관로 상의 유량분기점에 설치되는 상기 수질 감지센서를 이용하여 측정된 수질 상태 정보를 수신하고, 측정된 현재 수질 값이 미리 설정된 기준 수질 값 보다 큰 경우 이상상태가 발생하였다고 판단하여 제2 위험 경보신호를 발생시키는 수질상태 분석부; 상하수도 배관의 일측면에 설치된 나노와이어를 이용한 압력센서를 이용하여 측정된 압력 상태 정보를 분석하여 현재 압력 값이 미리 설정된 기준 압력 값과 비교하여 기준 압력 값을 초과하는 경우 이상상태가 발생하였다고 판단하여 제3 위험 경보신호를 발생시키는 압력상태 분석부; 및 상기 수위상태 분석부를 통해 이상상태가 발생하였다고 판단한 경우 상기 제1 위험 경보신호를 외부로 전송하거나, 또는 상기 수질상태 분석부를 통해 이상상태가 발생하였다고 판단한 경우 상기 제2 위험 경보신호 또는 제 위험 경보신호를 외부로 전송하는 이상상태 알림부를 포함하는 것을 특징으로 하며; 상기 제1 위험 경보신호, 제2 위험 경보신호 및 제3 위험 경보신호는 패킷에 해당 상하수도 시설물의 고유 ID, 명칭, 설치위치, 이상원인, 복구방법의 정보를 포함하고; 상기 수위 계측장치는, 댐 수문의 수조에 상하 종방향으로 설치되어 더브 테일 형상의 레일 홈을 갖는 레일과, 더브 테일형 연결부를 통해 레일에 승강 가능하게 장착되고 내부에 공기가 채워지는 통 구조이며 상기 수조에 채워진 물에 부유하는 부구와, 상기 부구의 상부에 설치되며 상기 부구에 의해 회전하는 밸브 조정 스위치와, 상기 수조에 연결된 유입관을 개폐하는 밸브에 연결되며 상기 밸브 조정 스위치의 접점 변화에 의해 상기 밸브를 구동하여 상기 유입관을 폐쇄하는 모터를 포함하여 구성되고; 밸브 조정 스위치는 중앙부가 힌지를 통해 시소형태로 장착되며, 일측의 단자는 부구 위에 배치되고 타측의 단자는 모터의 온 접점을 위한 곳에 배치되는 것으로, 평상시 모터가 오프 접점을 유지하도록 스프링 등을 통해 설치되고, 모터는 외부의 비상용 축전기로부터 전원을 인가받으며 밸브 조정 스위치에 의해 온 접점 되면 전원을 인가받아 밸브를 회전시키고, 밸브는 버터플라이 밸브로서 유입관 내부에 회전 가능하게 장착되어 유입관의 개도를 조정하고; 수위가 상승하여 최고 수위에 도달하면 부구에 의해 밸브 조정 스위치가 회전하여 모터가 온 접점 되고, 모터가 구동하면 밸브가 회전하여 유입관이 폐쇄됨으로써, 수조에 더 이상의 물이 유입되지 않고, 유출관을 통해서는 물이 유출되므로 수조 내부를 안전 수위로 유지하여 수위 계측 장치는 수위를 근거로 하는 부구의 승강에 의해 물의 유입을 차단하여 전자장비의 오동작시 수조 내의 수위를 안전 수위로 유지하고, 상기 수위 계측 장치의 오작동 여부를 감지하여 정확한 수위 계측이 이루어지고 있는지 확인하는 오작동감지부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 오작동감지부는, 상기 부구가 상기 레일을 따라 슬라이딩 가능한 상태로 유지되고 있는지 확인하는 부구감지부; 및 상기 밸브 조절 스위치가 회전 가능한 상태로 유지되고 있는지 확인하는 스위치감지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 부구감지부는, 상기 부구의 저면으로부터 상기 수조 외측으로 연장되는 감지와이어; 상기 감지와이어를 상기 수조의 바닥면까지 연장시킨 후에 상기 감지와이어의 연장 방향을 굴곡시켜 상기 수조 외측으로 안내하는 복수 개의 가이드롤러; 상기 수조 상측에 설치되는 천장프레임에 설치되고, 상기 감지와이어가 권취되는 드럼부재; 및 상기 드럼부재의 구동축에 설치되고, 상기 감지와이어를 권취하여 상기 부구를 상기 수조의 바닥면 까지 하강시키는 원동력을 제공하는 검사모터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 스위치감지부는, 상기 밸브 조정 스위치 측으로 승강 가능하게 설치되는 가압부재; 상기 모터의 동력로부터 전달되는 동력을 상기 가압부재의 승강운동을 변환시켜 전달하는 피니언부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 낙뢰 등의 비상시에도 중단 없이, 상하수도 시설물의 상태를 계측하고 관리할 수 있는 기술적 효과가 있다.
또한 본 발명은 밸브 개도 제어에 따른 상하수도 관로 내부의 유량 변화를 실시간으로 계측 및 제어할 수 있을 뿐 만 아니라, 상하수도 관로 내부를 흐르는 물의 오염 정도를 손쉽게 계측하고 제어할 수 있는 한 기술적 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 수위 계측 장치의 오작동 여부를 판단할 수 있는 오작동감지부가 구비되므로 수위 계측 장치에 의해 측정되는 수조의 수위가 정확한 수치인지를 판단하여 오작동으로 판단되면 작업자의 모바일로 수위 계측 장치의 수리작업을 요청할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 모바일 환경으로 확장 가능한 통합형 원방감시 제어시스템의 주요 구성을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 통합형 원방감시 시스템의 주요 구성을 상세히 나타낸 것이다.
도 3a는 본 발명에 따른 상하수도용 정수시설물에 대한 출입보안, 상태감시 및 관리를 구현하기 위한 주변 시설장치를 나타낸 것이다.
도 3b는 도 3a의 본 발명에 따른 상하수도용 정수시설물에 대한 출입보안을 구현하는 리더박스의 상세한 구성을 나타낸 것이다.
도 4a은 본 발명에 따른 실시예로, 수위 계측 장치의 구성도를 나타낸 것이다.
도 4b는 도 4a의 수위 계측 장치의 작동 상태도를 나타낸 것이다.
도 4c는 도 4a의 수위 계측 장치에 보호 덮개가 적용된 형태를 사시도로 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 실시예로, 상하수도 수질의 상태를 측정하기 위한 수질감지부의 구성을 상세히 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 실시예로, 상하수도 배관의 압력 상태를 측정하기 위한 압력 감지 장치의 구조를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 통합형 원방감시 시스템의 주요 구성을 상세히 나타낸 것이다.
도 3a는 본 발명에 따른 상하수도용 정수시설물에 대한 출입보안, 상태감시 및 관리를 구현하기 위한 주변 시설장치를 나타낸 것이다.
도 3b는 도 3a의 본 발명에 따른 상하수도용 정수시설물에 대한 출입보안을 구현하는 리더박스의 상세한 구성을 나타낸 것이다.
도 4a은 본 발명에 따른 실시예로, 수위 계측 장치의 구성도를 나타낸 것이다.
도 4b는 도 4a의 수위 계측 장치의 작동 상태도를 나타낸 것이다.
도 4c는 도 4a의 수위 계측 장치에 보호 덮개가 적용된 형태를 사시도로 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 실시예로, 상하수도 수질의 상태를 측정하기 위한 수질감지부의 구성을 상세히 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 실시예로, 상하수도 배관의 압력 상태를 측정하기 위한 압력 감지 장치의 구조를 나타낸 것이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 모바일 환경으로 확장 가능한 통합형 원방감시 제어시스템의 주요 구성을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 모바일 환경으로 확장 가능한 통합형 원방감시 제어시스템(1000)은 상하수도 검출부(10), 감시용 단말부(20), 통합형 원방감시 시스템(100), 모바일 단말기(200) 및 운영관리 시스템(300)을 포함한다.
상하수도 검출부(10)는 상하수도 시설물의 상태를 검출하기 위해 각각의 상하수도 시설물에 각종 센서를 설치하며, 유량계(11), 수위계(12), 누수감지 센서(13), 수질계(14) 및 배관 압력검출 센서(15)를 포함한다.
이 경우 유량계(11)는 상하수도 관로 상의 유량분기점에 설치되며 관로에 흐르는 유량 상태를 실시간으로 측정하고, 수위계(12)는 수문 등에 설치된 수위 계측장치를 이용하여 수위 상태를 실시간으로 측정하며(도 4a ~ 도 4c 참조), 누수감지 센서(13)는 물탱크 등의 누수 상태를 실시간으로 측정하고, 수질계(14)는 상하수도 관로 상의 유량분기점에 설치되는 수질감지센서(도 5 참조)에 의해 상하수도 관로를 타고 흐르는 물이 이물질, 녹물 등으로 인해 수질이 오염 되었는지를 실시간으로 측정하며, 배관 압력검출 센서(15)는 상하수도 배관의 압력을 나노와이어를 이용한 압력센서(도 6 참조)를 이용하여 실시간으로 측정한다.
감시용 단말부(20)는 상시 감시용 단말기(20a) 및 비상 감시용 단말기(20b)를 포함하여 구성된다.
이 경우 상시 감시용 단말기(20a)는 상하수도 검출부(10)와 연결되며, 정상적인 상황 시 상하수도 검출부(110)로부터 검출된 정보를 수신한 후, 이를 네트워크를 통해 통합형 원방감시 시스템(100)로 전송한다.
비상 감시용 단말기(20b)는 상하수도 검출부(10)와 연결되며, 비정상적인 상황(이를테면, 낙뢰로 인한 상하수도 계측제어시스템의 장애 발생 등) 시, 상하수도 검출부(10)로부터 검출된 정보를 수신한 후, 이를 네트워크를 통해 통합형 원방감시 시스템(100)로 전송한다.
통합형 원방감시 시스템(100)은 상시 감시용 단말기(20a) 또는 상기 비상 감시용 단말기(20b)로부터 수신한 상하수도 검출 데이터를 분석하여 상하수도 시설물의 현재 상태를 진단하고, 이상 발견 시 이를 관리자 등에게 알려 신속한 상하수도 시설물 유지 보수 작업 등이 구현될 수 있도록 해주는데, 이에 대한 상세한 내용은 도 2에서 후술한다.
모바일 단말기(200)는 사용자가 원격에서 무선통신으로 통합형 원방감시 시스템(100)과 데이터를 송수신하기 위한 이동 단말로, 이를테면 스마트 폰, 태블릿 PC(이를테면, 아이패드(iPad), 갤럭시 탭 등)을 사용할 수 있지만, 이에 한정되는 것을 아니다.
운영관리 시스템(300)은 각각의 지역에 설치된 복수개의 통합형 원방감시 시스템(100)들로부터 상하수도 시설물 상태 정보 등을 수신하여 통합적으로 운영하고, 특히 상하수도용 정수시설물에 대한 출입보안, 상태감시 및 관리가 구현될 수 있도록 운영하는데, 이에 대한 구체적인 설명은 도 3a 및 도 3b에서 후술한다.
도 2는 본 발명에 따른 통합형 원방감시 시스템의 주요 구성을 상세히 나타낸 것이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 통합형 원방감시 시스템(100)은 데이터 수신부(110), 통신부(120), 저장부(130), 상하수도 상태 분석부(140), 이상상태 알림부(150) 및 제어부(160)를 포함한다.
데이터 수신부(110)는 상시 감시용 단말기(20a) 또는 비상 감시용 단말기(20b)로부터 상하수도 검출 데이터를 실시간으로 수신한다.
통신부(120)는 외부의 상시 감시용 단말기(20a), 비상 감시용 단말기(20b), 모바일 단말기(200) 또는 운영관리 시스템(300)과 통신망을 통하여 통신을 설정하여 유 무선으로 데이터를 송수신하는 통신 장치로, 이를테면, RS-232C/485 등의 유선 통신을 수행하는 유선통신부와 지그비(Zigbee), 알에프(RF), 와이파이(WiFi), 3G, 4G, LTE, LTE-A, 와이브로(Wireless Broadband Internet) 중 어느 하나 이상을 사용하여 외부의 기기와 무선 통신하는 무선 통신부를 포함한다.
저장부(130)는 상기 데이터 수신부(110), 상기 상하수도 상태 분석부(140) 및 상기 제어부(160)를 통해 처리된 각종 데이터들을 저장하며 저장매체로 플래시 메모리 등의 비휘발성 메모리를 사용할 수 있다.
상하수도 상태 분석부(140)는 수위상태 분석부(141), 수질상태 분석부(142) 및 압력상태 분석부(143)를 포함한다.
수위상태 분석부(141)는 댐 수문 등에 설치된 수위 계측장치(도 4a ~ 도 4c 참조)를 이용하여 측정된 수위 상태 정보를 분석하여 현재 수위가 미리 설정된 기준 수위 값과 비교하여 기준 수위 값을 초과하는 경우 이상상태가 발생하였다고 판단하여 제1 위험 경보신호를 발생시킨다.
수질상태 분석부(142)는 상하수도 관로 상의 유량분기점에 설치되는 수질감지센서(도 5 참조)를 이용하여 측정된 수질 상태 정보를 분석하여 현재 수질 값이 미리 설정된 기준 수질 값과 비교하여 기준 수질 값을 초과하는 경우 이상상태가 발생하였다고 판단하여 제2 위험 경보신호를 발생시킨다.
압력상태 분석부(143)는 상하수도 배관의 일측면에 설치된 나노와이어를 이용한 압력센서(도 6 참조)를 이용하여 측정된 압력 상태 정보를 분석하여 현재 압력 값이 미리 설정된 기준 압력 값과 비교하여 기준 압력 값을 초과하는 경우 이상상태가 발생하였다고 판단하여 제3 위험 경보신호를 발생시킨다.
이상상태 알림부(150)는 상기 상하수도 상태 분석부(140)를 통해 이상상태가 발생된 경우, 상기 제1 위험 경보신호, 상기 제2 위험 경보신호 또는 상기 제3 위험 경보신호를 외부의 모바일 단말기(200) 또는 운영관리 시스템(300)으로 전송하여 관리자로 하여금 해당 상하수도 시설물의 이상을 신속하게 복구할 수 있도록 해준다.
이 경우 상기 제1 위험 경보신호 ~ 제3 위험 경보신호는 이를테면, 패킷에 해당 상하수도 시설물의 고유 ID, 명칭, 설치위치(이를테면, 디지털 3D 지도상에 표시), 이상원인, 복구방법 등의 정보를 포함할 수 있다.
제어부(160)는 데이터 수신부(110), 통신부(120), 저장부(130), 상하수도 상태 분석부(140) 및 이상상태 알림부(150)를 제어한다.
도 3a는 본 발명에 따른 상하수도용 정수시설물에 대한 출입보안, 상태감시 및 관리를 구현하기 위한 주변 시설장치를 나타낸 것이다.
도 3a를 참조하면, 본 발명에 따른 상하수도용 정수시설물(500)은 시설물 안치실 내에 배치된다.
이 경우 시설물 안치실의 출입구에 리더박스(400)를 설치하여 접근이 허용된 시설 관리자만의 출입이 이루어지도록 하는데, 이에 대한 구체적인 기능을 도 3b에서 후술한다.
한편 시설물 안치실의 사방에 제1 감시 카메라(C1) ~ 제4 감시 카메라(C4)를 설치하며, 상하수도용 정수시설물(500) 또는 주변의 상황을 촬영하고, 촬영된 영상데이터를 AVB(Audio Video Bridge) 기반으로 운영 관리시스템(300)으로 전송하기 위한 것으로, 이를테면 CCTV(Closed circuit television) 카메라, 적외선 카메라 등이 사용될 수 있다.
이 경우 카메라는 IEEE1394 또는 기가비트 이더넷의 Law 데이터 고속 영상 전송 인터페이스를 지원하여 촬영 영상을 영상 저장 장치로 전송하고, 영상 저장 장치 소프트웨어는 설정에 의한 영상의 디스크 등의 저장 형식에 따라 영상을 저장한다.
이 경우 각각의 디스크는 저장매체로, 이를테면 하드 디스크 드라이브(Hard Disk Drive, HDD), 광 디스크 드라이브(Optical Disk Drive, ODD), 반도체 디스크(Solid State Disk, SSD) 등을 사용하여 구현할 수 있다.
한편 본 발명의 경우에 사용된 블록단위 병렬 직접 저장 방식은, 보드의 고유의 MAC 주소 정보를 이용하여 각각의 디스크를 선택적으로 제어할 수 있고, 전송량과 프레임을 축소시키지 않고 그대로 유지한 채, 병렬적으로 각각의 디스크에 순차적으로 저장함으로써, 저장 속도를 빠르게 할 수 있게 된다.
이는 파일 단위 저장방식의 경우, 파일 시스템에서 패킷(packet) 전송 시 패킷의 불필요한 헤더(Header) 정보, 연속된 입출력(I/O) 신호의 발생, 전송량과 프레임이 축소된 채, 각 디스크에 병렬방식이 아닌 순차방식으로 저장함으로써, 저장 속도가 느린 것과 대비된다.
운영 관리시스템(300)은 상기 제1 감시 카메라(C1) ~ 제4 감시 카메라(C4)에서 촬영된 영상을 수신하고, 이를 블록단위 병렬 직접 저장 방식으로 저장하며, 수신된 영상을 분석하여 상하수도용 정수시설물(500) 또는 시설물 안치실에 이상 상태(외부 침입, 시설물의 상태 훼손 등)가 발생한 경우, 경보 등을 발생시켜 신속한 복구가 가능케 해준다.
도 3b는 도 3a의 본 발명에 따른 상하수도용 정수시설물에 대한 출입보안을 구현하는 리더박스의 상세한 구성을 나타낸 것이다.
도 3b를 참조하면, 본 발명에 따른 상하수도용 정수시설물에 대한 출입보안을 구현하는 리더박스(100)는 블루투스(bluetooth) 통신을 통해 특정인의 보안정보를 수신하고, 수신된 보안정보와 미리 저장된 비밀키 정보가 일치하는 경우 특정인에 대한 보안설정을 해지하는 일종의 특정인에 대한 보안확인 장치로, 전원부(410), 근거리 통신부(420), 마그네틱 소자부(430), 저장부(440), 보안 판단부(450), 보안설정 및 해지부(460), 경보부(470), 디스플레이부(480) 및 제어부(490)를 포함한다.
전원부(410)는 리더박스(100)를 구성하는 각각의 전기 기기에 필요에 전원을 공급하기 위한 것으로, 이를테면, 배터리 등이 포함될 수 있다.
근거리 통신부(420)는 외부의 모바일 단말기(200) 또는 인증서버(미도시)와 근거리 무선통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공하는데, 본 발명의 경우 블루투스(Bluetooth)를 사용하였지만, 이에 한정되지 아니하고 이를테면, NFC(Near Field Communication), 지그비(Zigbee), 알에프(RF), UWB(Ultra-wideband) 방식 등을 사용할 수 있다.
마그네틱 소자부(430)는 낮은 자기성을 띠는 마그네틱(magnetic) 재료를 사용하여 다양한 2차원 또는 3차원 형상을 형성함으로, 자기장에 대한 특성 응답을 이용하여 유일한 식별자를 제공함으로, 특정인의 보안 설정 및 해지를 수행할 수 있도록 해준다.
이를 부연설명하면, 사용되는 마그네틱(magnetic) 재료의 종류, 2차원 또는 3차원 형상으로 인해 식별 가능한 고유한 특성 값(이를테면, 히스테리 루프, 보자력 등)을 제공하는데, 이 경우 제공된 특성 값과 미리 측정되고 저장된 특성 값과의 비교를 통해 특정인에 대한 보안 설정 및 해지를 수행할 수 있게 된다.
이 경우 마그네틱(magnetic) 재료들은 이를테면, 니켈, 철, 코발트, 니켈-철 합금, 코발트-철 합금, 철-규소 합금 또는 코발트-규소 합금 등을 사용할 수 있다.
또한 마그네틱(magnetic) 재료들을 이용한 2차원 또는 3차원 형상은 이를테면, 마그네틱 와이어, 평탄화된 와이어, 바(bars), 도트(dots), 랜덤 스팟(random spots), 랜덤 블럽(random blobs) 등의 형상을 사용할 수 있다.
저장부(440)는 보안과 관련된 적어도 1개 이상의 비밀키 및 제어부(490)를 통해 처리한 각종 데이터를 저장하며, 이 경우 저장매체로 이를테면, 플래시 메모리 등 비휘발성 메모리를 사용할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
보안 판단부(450)는 특정인이 스마트 폰 등의 이동단말을 소지한 경우, 특정인의 보안설정 해지를 위한 보안 판단 과정을 실행한다.
이 경우 이동단말은 블루투스 신호에 포함된, 마그네틱 소자부(430)에서 특정인의 식별을 위해 발생시킨 고유 특성값을 갖는 자기장 정보를 독출하고, 독출 결과 특정인에게 사전에 부여된 특성값과 일치하는 지를 비교하는 작업이 수행될 수 있다.
이 경우 인증서버(미도시)는 특정인의 보안정보가 사전에 등록된 보안정보와 일치한다고 판단한 경우, 인터넷 등을 통해 블루투스 AP(Access Point)로 특정인의 비밀키를 전송하면, 블루투스 AP(Access Point)는 블루투스 통신을 통해 전송받은 비밀키를 다시 리더박스(100)로 전송하여 특정인의 비밀키와 특정인이 입력한 비밀번호 등의 보안정보가 상호 일치하는 지를 비교하는 작업이 수행될 수 있다.
다시 도 3b를 참조하면, 보안설정 및 해지부(460)는 상기 보안 판단부(450)의 특정인에 대한 보안정보 판단 결과에 따라 특정인의 보안설정 유지 또는 보안설정 해지 여부를 실행한다.
경보부(470)는 상기 저장부(440)에 미리 저장된 보안정보와 다른 루트를 통해 보안설정이 해지된 경우(이를테면, 무단 침입자 발생 등), 경보(alarm)를 발생시키는데, 이 경우 경보수단은, 이를테면 청각수단(부저, 음성경고 등), 시각(문자 메시지 등), 촉각(진동 등) 등 다양한 수단을 이용할 수 있다.
디스플레이부(480)는 특정인이 입력한 보안정보 결과 및 제어부(490)를 통해 처리된 각종 결과를 화면으로 표시하는데, 이 경우 표시장치로 이를테면, 엘시디(LCD), 엘이디(LED) 등의 디스플레이 패널을 사용할 수 있다.
제어부(490)는 전원부(410), 근거리 통신부(420), 마그네틱 소자부(430), 저장부(440), 보안 판단부(450), 보안설정 및 해지부(460), 경보부(470) 및 디스플레이부(480)를 제어한다.
도 4a은 본 발명에 따른 실시예로, 수위 계측 장치의 구성도를 나타낸 것이고, 도 4b는 도 4a의 수위 계측 장치의 작동 상태도를 나타낸 것이며, 도 4c는 도 4a의 수위 계측 장치에 보호 덮개가 적용된 형태를 사시도로 나타낸 것이다.
도 4a ~ 도 4c를 참조하면, 본 발명에 따른 수위 계측 장치(12f)는 댐 수문 등의 수조에 설치되는 부유식 수위 계측 장치로, 상하수도 시설의 수조(1f)에 상하 종방향으로 설치되는 더브 테일(dove tail) 형상의 레일홈(151a)을 갖는 레일(151f), 더브 테일형 연결부를 통해 레일(151f)에 승강 가능하게 장착되며 수조(1f)에 채워진 물(상수, 하수)에 부유하는 부구(152f), 부구(152f)의 상부에 설치되며 부구(152f)에 의해 회전하는 밸브 조정 스위치(153f), 수조(1f)에 연결된 유입관(2f)을 개폐하는 밸브(3f)에 연결되며 밸브 조정 스위치(153f)의 접점 변화에 의해 밸브(3f)를 구동하여 유입관(2f)을 폐쇄하는 모터(154f), 밸브 조정 스위치(153f)의 접점 변화 시 경고음을 출력하는 스피커(154f)로 구성된다.
이 경우 부구(152f)는 내부에 공기가 채워지는 통 구조이며, 더브 테일 연결부를 통해 레일(151f)의 레일 홈에서 이탈되지 않고 승하강만 한다.
밸브 조정 스위치(153f)는 중앙부가 힌지를 통해 시소형태로 장착되며, 일측의 단자는 부구(152f) 위에 배치되고 타측의 단자는 모터(154f)의 온 접점을 위한 곳에 배치된다.
밸브 조정 스위치(153f)는 평상시 모터(154f)가 오프 접점을 유지하도록 스프링 등을 통해 설치될 수도 있다.
모터(154f)는 외부의 비상용 축전기(미도시)로부터 전원을 인가받으며 밸브 조정 스위치(153f)에 의해 온 접점 되면 전원을 인가받아 밸브(3f)를 회전시킨다.
밸브(3)는 버터플라이 밸브로서 유입관(2f) 내부에 회전 가능하게 장착되어 유입관(2f)의 개도를 조정한다.
이때 모터(154f)가 온 접점 되는 수위는 최고 수위(기준 수위)로서 물이 수조(1f)에서 범람할 수 있는 수위이다.
모터(154f)는 밸브(3f)의 회전을 위하여 축을 통해 직접 연결되거나 기어 등을 통해 간접적으로 연결될 수 있다.
스피커(155f)는 외부의 비상용 축전기(미도시)로부터 전원을 인가받으며 밸브 조정 스위치(153f) 또는 모터(154f)의 온 접점시 경고음을 출력하여 관리자에게 수위가 최고 수위에 도달하였음을 알려준다.
또한, 전술한 것처럼 밸브 조정 스위치(153f) 또는 모터(154f)의 접점 변화 또는 유입관(2f)의 개폐변화는 무선통신을 통해 외부의 모바일 단말기(200) 또는 운영관리 시스템(300)으로 전송되어 원거리의 관리자도 신속하게 수위 상승을 알 수 있다.
이를 부연설명하면, 도 4a에 도시된 바대로, 수조(1f)의 수위가 최고수위 아래인 경우이며, 부구(152f)는 수조(1f)의 수위에 따라 상승 또는 하강하며, 수위가 최고 수위보다 낮기 때문에 모터(154f)는 오프 접점을 유지한다.
한편, 수위가 상승하여 최고 수위에 도달하면 도 4b에 도시된 바대로, 부구(152f)에 의해 밸브 조정 스위치(153f)가 회전하여 모터(154f)가 온 접점 된다.
따라서, 모터(154f)에 외부 비상용 축전기(미도시)의 전원이 인가되어, 모터(154f)가 구동하면 밸브(3f)가 회전하여 유입관(2f)이 폐쇄됨으로써, 수조(1f)에 더 이상의 물이 유입되지 않고, 유출관(4f)을 통해서는 물이 유출되므로 수조(1f) 내부를 안전 수위로 유지한다.
즉 본 발명의 수위 계측 장치(12f)는 수위를 근거로 하는 부구(152f)의 승강에 의해 물의 유입을 차단하여 전자장비의 오동작시 수조(1f) 내의 수위를 안전 수위로 유지하는 효과를 제공한다.
한편, 수조(1f)에 일정량의 물이 저장되도록 수위 계측 장치(12f)를 유출구 쪽에 설치할 수 있고, 이 경우 앞에서와 동일하게 구성될 수도 있다.
즉 상기 수위 계측 장치(12f)는 레일(151f), 부구(152f), 밸브 조정 스위치(153f), 유출관의 밸브를 구동하는 모터(154f)로 구성되며, 이로써 유출관(4f)을 통해 물이 수조(1f)로 역류하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 도 4c에 도시된 바대로, 부구(152f)의 정상적인 동작과 보호를 위하여 보호 덮개(156f)가 적용될 수 있다.
이를 부연설명하면, 보호 덮개(156f)는 상하부와 레일(151f) 쪽을 향해 개방된 구조이며, 부구(152f)를 덮으면서 좌우 양측이 각각 레일(152f)에 고정된다.
보호 덮개(156f)는 부구(152f)가 비틀림 없이 승강하도록 더브 테일 형태의 레일홈(156a)이 상하 종방향으로 형성된다.
이 경우 보호 덮개(156f)는 저부에서 물이 유입되도록 수조(1f)의 바닥부에 닿지 않으며, 또한 부구(152f)가 저부로 빠지지 않도록 저부에 부구(152f)를 지지하는 걸림턱이 형성된다.
따라서 부구(152f)는 보호 덮개(156f) 안쪽에서 상하수의 흐름 등의 영향을 받지 않고 수위에 의해 안정적으로 승강하므로 손상을 방지하고 정확한 작동이 가능하다.
보호 덮개(156f)는 부구(152f)를 보호함과 더불어 밸브 조정 스위치(153f) 또는 밸브 조정 스위치(153f)와 모터(154)가 설치되는 공간을 제공하여 다른 자재와 하나의 세트로 구성됨으로써 설치 작업을 단순화할 수도 있다.
한편 도 1에 도시된 수질계(14)는 부구(152f)에 장착되어 부구(152f)에 의해 승강하도록 설치됨으로써, 항상 일정 수심(수면으로부터 일정 깊이의 수심)의 수질을 검출함으로써 데이터의 신뢰성을 확보할 수 있도록 함이 바람직하다.
도 5는 본 발명에 따른 실시예로, 상하수도 수질의 상태를 측정하기 위한 수질감지부의 구성을 상세히 나타낸 것이다.
도 5을 참조하면, 본 발명에 따른 수질감지부(14a)는 발광부(31a), 수광부(31b), 수질감지회로부(32), 필터링 및 증폭부(33), A/D 변환부(34), 컨트롤러(35), 통신부(36) 및 경보부(37)를 포함하여 구성된다.
발광부(31a)와 수광부(31b)는 상하수도 관로(1)를 타고 흐르는 수돗물의 혼탁도를 감지하기 위한 감지수단으로서, 발광부(31a)와 수광부(31b)는 상하수도 관로(1)를 사이에 두고 서로 대향한다.
이 경우 발광부(31a)에서 빛을 발광하면, 발광된 빛은 상하수도 관로(1)를 투과하고, 투과된 빛은 수광부(31b)로 입사된다.
이때 수광부(31b)에 입사된 빛의 양은, 상하수도 관로(1)를 타고 흐르는 물이 이물질, 녹물 등으로 인해 수질이 오염된 정도가 심할수록 발광부(31a)에서 발광한 빛을 더 많이 차단하므로, 통상의 경우 보다 작아지며, 이 원리를 이용하여 수질오염정도를 센싱할 수 있게 된다.
수질감지회로부(32)는 제1~제6 저항(R1∼R6), 제1 가변저항(VR1), 비교기(A1), 제너 다이오드(ZD1)를 사용하여 평형 브릿지 회로를 구성하였으며, 수광부(31b)에 의해서 수광된 빛은 수질감지회로부(32)에 의해서 전기적인 신호로 변환된다.
즉 수광부(31b)에 의해서 광량에 비례하는 전류가 흐르게 되면, 제2, 제3 저항(R2,R3) 및 제4, 제5 저항(R4,R5)에 의해서 검출되는 전압값은 비교 증폭기(A1)를 통해서 비교 증폭되어 수광량에 대응하는 전압값이 감지신호로서 출력된다.
수질감지회로부(32)에서 출력된 이물질 감지신호는 필터링 및 증폭부(33)에 입력되는데, 입력된 이물질 감지신호에서 잡음신호 등의 불필요한 신호를 필터링해내고, 이물질 감지신호 만을 증폭하여 출력한다.
필터링 및 증폭부(33)에서 필터링 및 증폭된 이물질 감지신호는 A/D 변환기(5)에 입력되면, 입력된 아날로그 이물질 감지신호를 디지털 이물질 감지신호로 변환시켜 컨트롤러(35)로 입력된다.
컨트롤러(35)는 입력된 디지털 이물질 감지신호 값이 미리 설정된 경보 기준값과 비교 판단한다.
이 경우 컨트롤러(35)가 입력된 디지털 이물질 감지신호 값이 미리 설정된 경보 기준값 이상이라고 판단한 경우, 이물질 등이 상하수도 관로(1)에 흐르는 물에 혼입된 것으로 판단하여 경보부(37)로 하여금 경보를 발생하도록 제어한다.
한편, 컨트롤러(35)에서 처리된 데이터는 통신부(36)를 통해 통합형 원방감시 시스템(100) 또는 운영관리 시스템(300)으로 유무선 통신을 통해 전송한다.
또한 통합형 원방감시 시스템(100) 또는 운영관리 시스템(300)는 유무선 통신을 통해 새로 변경된 경보 설정값 등을 컨트롤러(35)로 전송할 수도 있다.
도 6은 본 발명에 따른 실시예로, 상하수도 배관의 압력 상태를 측정하기 위한 압력 감지 장치의 구조를 나타낸 것이다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 나노와이어를 이용한 압력센서(15a)는 상하수도 배관의 압력을 측정하기 위한 센서로, 나노와이어(10h), 입력단(20h), 센싱부(30h), 신장부(미도시) 및 제어부(미도시)를 포함한다.
나노와이어(10h)는 단결정 구조를 가지는 금속 소재로 이루어지며, 나노 크기 즉 단면 및 길이가 모두 나노 크기를 가지는 와이어 형태로 이루어진다.
입력단(20h)은 나노 와이어(nano wire)의 일단부, 즉 우측 단부에 결합되며, 이때 나노 와이어의 좌측 단부는 고정된다.
이때 입력단(20h)으로는 외부의 하중(F1)이 인가되며, 이 하중은 나노와이어(10h)로 전달된다.
센싱부(30h)는 나노와이어(10h)에 압축하중 인가 시 나노와이어(10h)가 진동하는지 여부를 센싱 하며, 이에 대응되는 신호를 출력한다.
이를테면, 나노와이어(10h)가 진동하는 경우에는 펄스를 출력하고, 진동하지 않는 경우에는 펄스를 출력하지 않는다.
이러한 센싱부(30h)는 다양한 형태로 구성될 수 있는데, 이를테면 도 6에 도시된 바대로, 나노와이어(10h)의 진폭(h) 범위 내의 위치에 접촉센서(미도시)를 배치하여, 나노와이어(10h)의 진동을 감지하도록 구성할 수도 있다.
신장부(미도시)는 압축하중에 의해 변형된 나노와이어(10h)를 회복시키기 위하여, 나노와이어(10h)의 길이 방향으로 인장하중을 가하기 위한 것으로, 입력단(20h)에 연결된다.
이 경우 신장부(미도시)에서 입력단(20h)에 우측 방향으로 힘(F2)을 가하면, 이 힘은 입력단(20h)을 통해 나노와이어(10h)에 전달되며, 이에 따라 나노와이어(10h)가 신장되며, 이후 나노와이어(10h)에 인가된 인장하중을 제거하면, 나노와이어(10h)가 탄성 거동하면서 초기상태로 회복된다.
제어부(미도시)는 상기 센싱부(30h)에서 출력된 신호를 수신하고, 이 신호에 따라 외부에서 가해진 압력을 측정한다.
이를테면, 1개의 나노와이어(10h)만 구비된 경우, 센싱부(30h)에서 펄스가 출력되면, 나노와이어(10h)에 인가된 압축하중이 나노와이어(10h)가 진동하게 되는 압축하중 이상이라는 것을 의미한다.
이 경우 보다 정확한 압력 측정을 위해, 복수 개의 나노와이어(10h)들을 병렬적으로 설치함이 바람직하다.
이와 같이 본 발명은 압력센서(312a)에 나노와이어의 특성 즉 나노와이어의 단면적이 매우 작으므로, 매우 작은 크기의 외력에도 민감하게 반응하는 특성을 이용하여 보다 정밀하게 외력의 크기(압력)를 정밀하게 측정할 수 있는 기술적 장점을 제공한다.
본 발명의 경우 단면이 2.16×2.16nm 이고 길이가 27nm이며, 구리로 이루어진 나노와이어(nano wire)를 이용하였으며, 나노와이어(nano wire)의 특성에 대해 간단히 부연 설명한다.
즉 단결정 구조로 이루어진 나노와이어(nano wire)에 일정 크기 이상의 압축응력이 인가되면 나노와이어에 진동이 발생하며, 이 나노와이어를 다시 인장시켜주면 나노와이어는 탄성 거동하면서 초기상태로 회복된다.
그리고, 이때 진동이 발생되는 압축응력은 나노와이어의 크기(단면적 및 길이)와 소재에 따라 결정된다.
또한, 위에서는 구리 나노와이어를 예로 들었지만, 이에 한정되지 아니하고 다른 금속(전이금속)들로도 단결정 구조의 나노와이어를 형성하면 동일한 거동을 보인다.
또한, 본 실시예는, 수위 계측 장치의 오작동 여부를 감지하여 정확한 수위 계측이 이루어지고 있는지 확인하는 오작동감지부(700)를 더 포함하므로 설정된 시간이 경과되면 오작동감지부(700)의 작동이 진행되면서 수위 계측 장치(12f)의 오작동 여부를 판단하게 되어 수위 계측 장치(12f)에 의해 측정되는 수조(1f)의 수위가 정확한지를 판단할 수 있게 된다.
오작동감지부(700)에 의해 수위 계측 장치(12f)가 오작동되고 있는 것으로 판단되면 작업자의 모바일에 오작동 신호를 송신하여 작업자가 수리작업을 진행할 수 있도록 한다.
본 실시예의 오작동감지부(700)는, 부구(152f)가 레일(151f)을 따라 슬라이딩 가능한 상태로 유지되고 있는지 확인하는 부구감지부(710)와, 밸브 조절 스위치(153f)가 회전 가능한 상태로 유지되고 있는지 확인하는 스위치감지부(730)를 포함하므로 부구(152f)와 레일(151f) 사이에 이물질이 개재되어 부구(152f)가 슬라이딩되지 않는지를 판단할 수 있고, 밸브 조절 스위치(153f)가 회전 가능한 상태인지를 판단하여 부구(152f)에 의해 밸브 조절 스위치(153f)가 회전되는지를 판단하게 된다.
또한, 본 실시예의 오작동감지부(700)는, 하나의 검사모터(718)의 구동에 의해 부구감지부(710)와 스위치감지부(730)가 동시에 구동될 수 있으므로 오작동감지부(700)의 설치 및 구동에 소요되는 시간 및 비용을 절감할 수 있게 된다.
부구감지부(710)는, 부구(152f)의 저면으로부터 수조(1f) 외측으로 연장되는 감지와이어(712)와, 감지와이어(712)를 수조(1f)의 바닥면까지 연장시킨 후에 감지와이어(712)의 연장 방향을 굴곡시켜 수조(1f) 외측으로 안내하는 복수 개의 가이드롤러(714)와, 수조(1f) 상측에 설치되는 천장프레임(717)에 설치되고, 감지와이어(712)가 권취되는 드럼부재(714)와, 드럼부재(714)의 구동축에 설치되고, 감지와이어(712)를 권취하여 부구(152f)를 수조(1f)의 바닥면 까지 하강시키는 원동력을 제공하는 검사모터(718)를 포함한다.
따라서 기 설정된 시간이 도래하면 제어부로부터 송신되는 구동신호에 따라 검사모터(718)에 전원이 인가되므로 드럼부재(716)가 회전되면서 감지와이어(712)를 당기게 되어 수면에 부유되어 있던 부구(152f)가 수조(1f) 바닥면까지 당겨지고, 부구(152f)가 수조(1f) 바닥면 까지 당겨진 것이 수조(1f) 바닥면에 설치되는 발광부 및 수광부에 의해 감지되면 검사모터(718)에 제공되는 전원이 차단되어 부구(152f)를 당기던 인장력이 해제되어 부구(152f)가 다시 수면위로 떠오르게 된다.
상기한 바와 같이 수조(1f) 바닥면 까지 당겨졌던 부구(152f)가 다시 수면 위로 떠오르면 부구(152f)의 위치가 최초 위치와 동일한지 수조(1f) 내벽에 설치되는 다수 개의 발광부 및 수광부에 의해 판단할 수 있게 되므로 부구(152f)가 레일(151f)에 슬라이딩 가능한 상태로 유지되고 있는지를 판단할 수 있게 된다.
스위치감지부(730)는, 밸브 조정 스위치(153f) 측으로 승강 가능하게 설치되는 가압부재(732)와, 검사모터(718)의 동력로부터 전달되는 동력을 가압부재(732)의 승강운동을 변환시켜 전달하는 피니언부재(734)를 포함하므로 검사모터(718)에 전원이 인가되면 피니언부재(734)가 회전되어 랙 앤 피니언 방식으로 기어연결되는 가압부재(732)가 하강하면서 수납케이스(736) 하측으로 돌출되므로 밸브 조정 스위치(153f)를 가압하면서 밸브 조정 스위치(153f)가 회전 가능하게 유지되어 감지신호를 송신하게 되는지 판단하게 된다.
수납케이스(736)는, 천장프레임(717) 일측에 설치되고, 수납케이스(736)의 상부에는 가압부재(732)의 상단에 일체로 구비되는 스토퍼블록(738a)를 구속 또는 해제시키는 걸림실린더(738b)가 설치된다.
따라서 오작동감지부(700)가 작동하지 않는 평상의 경우에는 걸림실린더(738b)로부터 로드가 돌출되어 스토퍼블록(738a)이 수납케이스(736) 상단에 배치된 상태를 유지하게 되므로 검사모터(718)에 전원이 차단되어도 가압부재(732)가 하강하는 오작동을 방지할 수 있게 된다.
이로써, 상하수도 시설물의 각종 상태 정보가 포함된 상하수도 검출 데이터를 실시간으로 상시 획득하고, 이를 분석하여 상하수도 시설물의 현재 상태를 진단하고, 이상 상태로 판단할 경우 상기 상하수도 시설물의 이상상태를 외부로 알리는 통합형 원방감시 시스템을 제공하고, 시스테을 이루는 계측 장치의 오작동 여부를 판단할 수 있는 모바일 환경으로 확장 가능한 통합형 원방감시 제어시스템을 제공할 수 있게 된다.
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.
10 : 상하수도 검출부
11 : 유량계
12 : 수위계
13 : 누수감지 센서
14 : 수질계
15 : 배관 압력검출 센서
20 : 감시용 단말부
100 : 통합형 원방감시 시스템
200 : 모바일 단말기
300 : 운영관리 시스템
700 : 오작동감지부
11 : 유량계
12 : 수위계
13 : 누수감지 센서
14 : 수질계
15 : 배관 압력검출 센서
20 : 감시용 단말부
100 : 통합형 원방감시 시스템
200 : 모바일 단말기
300 : 운영관리 시스템
700 : 오작동감지부
Claims (4)
- 상하수도 시설물의 상태를 검출하기 위해 각각의 상하수도 시설물에 각종 센서로 설치되는 것으로, 상하수도 관로 상의 유량분기점에 설치되며 관로에 흐르는 유량 상태를 실시간으로 측정하는 유량계와, 댐 수문의 수조에 설치된 수위 계측장치를 이용하여 상하수도 시설물의 수위 상태를 실시간으로 측정하는 수위계와, 물탱크의 누수 상태를 실시간으로 측정하는 누수감지 센서와, 상하수도 관로 상의 유량분기점에 설치되는 수질감지센서에 의해 상하수도 관로를 타고 흐르는 물이 이물질, 녹물로 인해 수질이 오염 되었는지를 실시간으로 측정하는 수질계와, 상하수도 배관의 압력을 나노와이어를 이용한 압력센서를 이용하여 실시간으로 측정하는 배관 압력검출 센서를 포함하는 상하수도 검출부; 상기 상하수도 검출부와 연결되며, 정상적인 상황 시 상기 상하수도 검출부로부터 검출된 유량, 수위, 누수 여부, 수질상태, 유입밸브 개폐여부, 유출밸브 개폐여부 및 상하수도 시설의 이상 유무 정보를 수집하여 이를 네트워크를 통해 통합형 원방감시 시스템으로 전송하는 상시 감시용 단말기와, 상기 상하수도 검출부와 연결되며, 비상시 상기 상하수도 검출부로부터 검출된 유량, 수위, 누수 여부, 수질상태, 유입밸브 개폐여부, 유출밸브 개폐여부 및 상하수도 시설의 이상 유무 정보를 수집하여 이를 네트워크를 통해 통합형 원방감시 시스템으로 전송하는 비상 감시용 단말기를 포함하는 감시용 단말부; 및 상기 감시용 단말부로부터 상하수도 검출 데이터를 수신하고, 이를 분석하여 상하수도 시설물의 현재 상태를 진단하고, 이상 상태로 판단할 경우 상기 상하수도 시설물의 이상상태를 외부로 알리어 신속한 상하수도 시설물 유지 보수 작업이 구현될 수 있도록 하는 통합형 원방감시 시스템을 포함하며;
상기 통합형 원방감시 시스템은, 상기 상시 감시용 단말기 또는 상기 비상 감시용 단말기로부터 상하수도 검출 데이터를 실시간으로 수신하는 데이터 수신부; 댐 수문에 설치된 상기 수위 계측장치를 이용하여 측정된 수위 상태 정보를 수신하고, 측정된 현재 수위 값이 미리 설정된 기준 수위 값 보다 큰 경우 이상상태가 발생하였다고 판단하여 제1 위험 경보신호를 발생시키는 수위상태 분석부; 상하수도 관로 상의 유량분기점에 설치되는 상기 수질 감지센서를 이용하여 측정된 수질 상태 정보를 수신하고, 측정된 현재 수질 값이 미리 설정된 기준 수질 값 보다 큰 경우 이상상태가 발생하였다고 판단하여 제2 위험 경보신호를 발생시키는 수질상태 분석부; 상하수도 배관의 일측면에 설치된 나노와이어를 이용한 압력센서를 이용하여 측정된 압력 상태 정보를 분석하여 현재 압력 값이 미리 설정된 기준 압력 값과 비교하여 기준 압력 값을 초과하는 경우 이상상태가 발생하였다고 판단하여 제3 위험 경보신호를 발생시키는 압력상태 분석부; 및 상기 수위상태 분석부를 통해 이상상태가 발생하였다고 판단한 경우 상기 제1 위험 경보신호를 외부로 전송하거나, 또는 상기 수질상태 분석부를 통해 이상상태가 발생하였다고 판단한 경우 상기 제2 위험 경보신호 또는 제 위험 경보신호를 외부로 전송하는 이상상태 알림부를 포함하는 것을 특징으로 하며; 상기 제1 위험 경보신호, 제2 위험 경보신호 및 제3 위험 경보신호는 패킷에 해당 상하수도 시설물의 고유 ID, 명칭, 설치위치, 이상원인, 복구방법의 정보를 포함하고;
상기 수위 계측장치는, 댐 수문의 수조에 상하 종방향으로 설치되어 더브 테일 형상의 레일 홈을 갖는 레일과, 더브 테일형 연결부를 통해 레일에 승강 가능하게 장착되고 내부에 공기가 채워지는 통 구조이며 상기 수조에 채워진 물에 부유하는 부구와, 상기 부구의 상부에 설치되며 상기 부구에 의해 회전하는 밸브 조정 스위치와, 상기 수조에 연결된 유입관을 개폐하는 밸브에 연결되며 상기 밸브 조정 스위치의 접점 변화에 의해 상기 밸브를 구동하여 상기 유입관을 폐쇄하는 모터를 포함하여 구성되고;
상기 밸브 조정 스위치는 중앙부가 힌지를 통해 시소형태로 장착되며, 일측의 단자는 부구 위에 배치되고 타측의 단자는 모터의 온 접점을 위한 곳에 배치되는 것으로, 평상시 모터가 오프 접점을 유지하도록 스프링 등을 통해 설치되고, 모터는 외부의 비상용 축전기로부터 전원을 인가받으며 상기 밸브 조정 스위치에 의해 온 접점 되면 전원을 인가받아 밸브를 회전시키고, 밸브는 버터플라이 밸브로서 유입관 내부에 회전 가능하게 장착되어 유입관의 개도를 조정하고; 수위가 상승하여 최고 수위에 도달하면 부구에 의해 상기 밸브 조정 스위치가 회전하여 모터가 온 접점 되고, 모터가 구동하면 밸브가 회전하여 유입관이 폐쇄됨으로써, 수조에 더 이상의 물이 유입되지 않고, 유출관을 통해서는 물이 유출되므로 수조 내부를 안전 수위로 유지하여 수위 계측 장치는 수위를 근거로 하는 부구의 승강에 의해 물의 유입을 차단하여 전자장비의 오동작시 수조 내의 수위를 안전 수위로 유지하고,
상기 수위 계측 장치의 오작동 여부를 감지하여 정확한 수위 계측이 이루어지고 있는지 확인하는 오작동감지부를 더 포함하고,
상기 오작동감지부는,
상기 부구가 상기 레일을 따라 슬라이딩 가능한 상태로 유지되고 있는지 확인하는 부구감지부; 및
상기 밸브 조정 스위치가 회전 가능한 상태로 유지되고 있는지 확인하는 스위치감지부를 포함하고,
상기 부구감지부는,
상기 부구의 저면으로부터 상기 수조 외측으로 연장되는 감지와이어;
상기 감지와이어를 상기 수조의 바닥면까지 연장시킨 후에 상기 감지와이어의 연장 방향을 굴곡시켜 상기 수조 외측으로 안내하는 복수 개의 가이드롤러;
상기 수조 상측에 설치되는 천장프레임에 설치되고, 상기 감지와이어가 권취되는 드럼부재; 및
상기 드럼부재의 구동축에 설치되고, 상기 감지와이어를 권취하여 상기 부구를 상기 수조의 바닥면 까지 하강시키는 원동력을 제공하는 검사모터를 포함하고,
상기 스위치감지부는,
상기 밸브 조정 스위치 측으로 승강 가능하게 설치되는 가압부재; 및
상기 모터의 동력로부터 전달되는 동력을 상기 가압부재의 승강운동을 변환시켜 전달하는 피니언부재를 포함하고,
상기 검사모터(718)에 전원이 인가되면 상기 피니언부재(734)가 회전되어 랙 앤 피니언 방식으로 기어연결되는 상기 가압부재(732)가 하강하면서 수납케이스(736) 하측으로 돌출되므로 상기 밸브 조정 스위치(153f)를 가압하면서 상기 밸브 조정 스위치(153f)가 회전 가능하게 유지되어 감지신호를 송신하게 되는지 판단하게 되고,
상기 수납케이스(736)는, 상기 천장프레임(717) 일측에 설치되고, 상기 수납케이스(736)의 상부에는 상기 가압부재(732)의 상단에 일체로 구비되는 스토퍼블록(738a)를 구속 또는 해제시키는 걸림실린더(738b)가 설치되고,
상기 오작동감지부(700)가 작동하지 않는 평상의 경우에는 상기 걸림실린더(738b)로부터 로드가 돌출되어 상기 스토퍼블록(738a)이 상기 수납케이스(736) 상단에 배치된 상태를 유지하게 되므로 상기 검사모터(718)에 전원이 차단되어도 상기 가압부재(732)가 하강하는 오작동을 방지할 수 있게 되는 것을 특징으로 하는 모바일 환경으로 확장 가능한 통합형 원방감시 제어시스템.
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| GRNT | Written decision to grant |