KR102062872B1 - 인공지능형 공압식 방충재의 관리 시스템 - Google Patents

인공지능형 공압식 방충재의 관리 시스템 Download PDF

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윤순환
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배상수
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Abstract

인공지능형 공압식 방충재의 관리 시스템이 제공된다. 일 실시예에 있어서, 공압식 방충재; 상기 공압식 방충재 내부의 환경 조건을 검출하는 센서부; 상기 환경 조건에 대응하는 데이터가 미리 설정되며, 상기 센서부에 의해 수집된 데이터가 미리 설정된 데이터 범위 내에 포함되는지를 검출하는 제어부; 및 상기 제어부에서 검출된 정보를 표시하는 표시부;를 포함하고, 상기 공압식 방충재 내부의 환경 조건은 상기 공압식 방충재 내부의 온도 및 압력 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 센서부는 상기 공압식 방충재 내압을 측정하는 압력센서 및 상기 공압식 방충재 내부 온도를 측정하는 온도센서 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 공압식 방충재 내압 및 상기 공압식 방충재 내부 온도가 미리 설정된 데이터 범위를 벗어나는 경우 상기 표시부를 통해 경보신호를 발생시킬 수 있다.

Description

인공지능형 공압식 방충재의 관리 시스템{ARTIFICIAL INTELLIGENCE-BASED PNEUMATIC FENDER MANAGEMENT SYSTEM}
본 발명은 인공지능형 공압식 방충재의 관리 시스템에 관한 것이다.
종래부터, 선박의 접안시 또는 접현시에 있어서의 선체 및 안벽의 손상 방지를 목적으로 하여, 공압식 방충재가 안벽의 벽면 또는 선측에 설치되어 있다. 이 공압식 방충재는, 고무 등의 탄성 재료로 이루어지는 대략 멱서리(straw-bag) 형상의 중공 구조체에 압축 공기를 봉입하여, 선박의 접안 또는 접현시의 충격을 공기압에 의해 완충시키도록 한 것이다. 그 때문에, 공압식 방충재에는 항상 적정한 공기압이 유지되어 있는 것을 용이하게 확인할 수 있도록 할 필요가 있다.
그러나, 종래에는 공압식 방충재의 내압을 확인하기 위해 공압식 방충재에 설치된 압력 측정기를 직접 관찰해야 하는 번거러움이 있었고, 그에 따라 관리의 효율성이 매우 낮았다.
또한, 종래의 시도들은 공압식 방충재의 내압 만으로 공압식 방충재를 관리하지만, 공압식 방충재의 내압은 공압식 방충재의 사용 환경 조건에 따라 상이해지므로 공압식 방충재를 효과적으로 관리하기가 매우 어려웠다.
또한, 종래의 시도들에 의할 경우, 공압식 방충재의 점검 시기 내지 교체 시기에 관하여 정확하게 예측하기가 매우 어려웠고, 결국 정박되는 선체나 안벽의 손상이 빈번하게 발생하였다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 공압식 방충재의 내압을 직접 측정 또는 확인하면서 공압식 방충재의 적정 사용 상태를 유지하고자 한 종래 기술들에 비해, 관리의 효율성이 향상된 공압식 방충재의 관리 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해, 공압식 방충재; 상기 공압식 방충재 내부의 환경 조건을 검출하는 센서부; 상기 환경 조건에 대응하는 데이터가 미리 설정되며, 상기 센서부에 의해 수집된 데이터가 미리 설정된 데이터 범위 내에 포함되는지를 검출하는 제어부; 및 상기 제어부에서 검출된 정보를 표시하는 표시부;를 포함하고, 상기 센서부는 상기 공압식 방충재 내압을 측정하는 압력센서 및 상기 공압식 방충재 내부 온도를 측정하는 온도센서를 포함하고, 상기 공압식 방충재 내압 및 상기 공압식 방충재 내부 온도가 미리 설정된 데이터 범위를 벗어나는 경우 상기 표시부를 통해 알림을 발생시키는, 공압식 방충재의 관리 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공압식 방충재의 관리 시스템에 따르면, 공압식 방충재 각각의 내부의 압력, 온도, 변형 정도 등의 환경 조건이 사용에 적합한 상태인지 원격에서 확인이 가능하여, 관리의 효율성이 증대된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 공압식 방충재의 관리 시스템에 따르면, 공압식 방충재가 설치된 외부의 환경 정보와 공압식 방충재 내부의 환경 조건 변화에 관한 예측모델이 구축되어, 공압식 방충재 내부의 환경 조건이 사용에 부적법한 상태가 되기 전 사용자에게 미리 알림이 가능하여, 공압식 방충재의 점검 시기 내지 교체 시기를 보다 정확하게 예측할 수 있게 됨에 따라, 정박하는 선박의 안전이 증대되고 공압식 방충재 관리의 효율성이 증대된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 공압식 방충재의 관리 시스템에 따르면, 공압식 방충재에 설치된 센서 및 통신 장치에 필요한 전력이 매우 낮게 소모되어, 관리의 효율성이 증대된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공압식 방충재를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공압식 방충재의 관리 시스템의 개략적인 블록 다이어그램을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공압식 방충재의 관리 시스템의 센서부의 개략적인 블록 다이어그램을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치의 구성 블록도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 공압식 방충재의 관리 시스템의 개략적인 블록 다이어그램을 나타낸 것이다.
이하, 본 발명의 실시예들이 상세하게 설명된다. 그러나 본 발명이 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 내용을 더 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.
본 명세서에서 일 요소가 다른 요소 '위' 또는 '아래'에 위치하는 것으로 언급되는 경우, 이는 상기 일 요소가 다른 요소 '위' 또는 '아래'에 바로 위치하거나 또는 그들 요소들 사이에 추가적인 요소가 개재될 수 있다는 의미를 모두 포함한다. 본 명세서에서, '상부' 또는 '하부' 라는 용어는 관찰자의 시점에서 설정된 상대적인 개념으로, 관찰자의 시점이 달라지면, '상부' 가 '하부'를 의미할 수도 있고, '하부'가 '상부'를 의미할 수도 있다.
복수의 도면들 상에서 동일 부호는 실질적으로 서로 동일한 요소를 지칭한다. 또한, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 기술되는 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 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.
본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능형 공압식 방충재 관리 시스템은, 공압식 방충재; 상기 공압식 방충재 내부의 환경 조건을 검출하는 센서부; 상기 환경 조건에 대응하는 데이터가 미리 설정되며, 상기 센서부에 의해 수집된 데이터가 미리 설정된 데이터 범위 내에 포함되는지를 검출하는 제어부; 및 상기 제어부에서 검출된 정보를 표시하는 표시부;를 포함하고, 상기 공압식 방충재 내부의 환경 조건은 상기 공압식 방충재 내부의 온도 및 압력 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 센서부는 상기 공압식 방충재 내압을 측정하는 압력센서 및 상기 공압식 방충재 내부 온도를 측정하는 온도센서 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 공압식 방충재 내압 및 상기 공압식 방충재 내부 온도가 미리 설정된 데이터 범위를 벗어나는 경우 상기 표시부를 통해 경보신호를 발생시킬 수 있다.
이때, 상기 제어부는 상기 압력센서에 의해 측정된 압력 값의 변화에 따라 상기 압력센서의 작동 빈도를 제어하고, 상기 압력센서에 의해 측정된 압력이 범위 A에 해당하는 경우, 범위 B에 해당하는 경우에 비해 상기 압력센서의 작동 빈도가 높되, 상기 범위 A 가 상기 범위 B 보다 큰 압력 값의 범위를 가질 수 있다.
한편, 상기 제어부는 상기 압력센서에 의해 측정된 압력 값의 변화에 따라 사용자에게 네트워크를 통한 상기 압력 값 정보의 송신 빈도를 제어하고, 상기 압력센서에 의해 측정된 압력이 범위 A에 해당하는 경우, 범위 B에 해당하는 경우에 비해 상기 송신 빈도가 높되, 상기 범위 A 가 상기 범위 B 보다 큰 압력 값의 범위를 가질 수 있다.
이때, 상기 제어부는 상기 압력센서에 의해 측정된 압력 값이 범위 C에 해당하는 경우, 사용자에게 즉시 경보신호를 송신하되, 상기 범위 C는 상기 범위 B의 최소값 보다 작고, 상기 범위 A의 최대값 보다 클 수 있다.
또한, 상기 공압식 방충재에 마련된 금구는, 한 면에 태양전지모듈이 설치되고 타 면에 상기 압력센서 및 온도센서가 마련될 수 있다.
또한, 상기 센서부는 상기 공압식 방충재의 설치 환경 정보를 검출하는 환경 정보 센서를 더 포함하고, 상기 공압식 방충재의 설치 환경 정보는 상기 공압식 방충재가 설치된 위치, 상기 설치된 위치의 기후, 상기 설치된 위치의 파고, 및 미리 설정된 기간 동안 상기 공압식 방충재에 가해지는 압력과 횟수 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
이때, 상기 센서부에 의해 수집된 데이터를 저장하는 기억부; 상기 수집된 데이터로부터 상기 공압식 방충재 내부의 환경 조건의 예측모델을 구축하는 인공지능프로그램부; 및 상기 센서부에 의해 수집된 데이터를 상기 예측모델에 적용하여 미리 설정된 시간 후의 상기 공압식 방충재 내부의 환경 조건을 예측하고, 예측된 환경 조건이 미리 설정된 환경 조건의 범위를 벗어나는 경우 이를 추출하는 계산출력부;를 포함하고, 상기 계산출력부에서 추출된 상기 예측된 환경 조건을 상기 표시부에 표시하며, 상기 기억부는 상기 공압식 방충재의 설치 환경 정보 및 상기 공압식 방충재 내부의 환경 조건에 관한 데이터를 저장하고, 상기 인공지능프로그램부는 상기 공압식 방충재의 설치 환경 정보로부터 상기 공압식 방충재 내부의 환경 조건 변화에 관한 예측모델을 구축할 수 있다.
이때, 상기 제어부는 상기 압력센서에 의해 측정된 압력 값의 변화에 따라 상기 압력센서의 작동 빈도를 제어하고, 상기 압력센서에 의해 측정된 압력이 범위 A에 해당하는 경우, 범위 B에 해당하는 경우에 비해 상기 압력센서의 작동 빈도가 높되, 상기 범위 A 가 상기 범위 B 보다 큰 압력 값의 범위를 가질 수 있다.
한편, 상기 제어부는 상기 압력센서에 의해 측정된 압력 값의 변화에 따라 사용자에게 네트워크를 통한 상기 압력 값 정보의 송신 빈도를 제어하고, 상기 압력센서에 의해 측정된 압력이 범위 A에 해당하는 경우, 범위 B에 해당하는 경우에 비해 상기 송신 빈도가 높되, 상기 범위 A 가 상기 범위 B 보다 큰 압력 값의 범위를 가질 수 있다.
한편, 상기 제어부는 상기 압력센서에 의해 측정된 압력 값이 범위 C에 해당하는 경우, 사용자에게 즉시 경보신호를 송신하되, 상기 범위 C는 상기 범위 B의 최소값 보다 작고, 상기 범위 A의 최대값 보다 클 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공압식 방충재를 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 공압식 방충재(1)는 중공 구조의 본체(3), 금구(2), 및 센서를 포함한다.
본체(3)는 고무 부재와 보강 부재를 적층하여 성형할 수 있고 중공 구조를 갖는다.
금구(2)는 본체(3)의 양단부에 마련될 수 있고, 공기 주입 밸브 등이 설치될 수 있다.
상기 센서는 공압식 방충재(1) 내부의 환경 조건을 검출하기 위한 것으로, 압력센서(10), 온도센서(20) 및 변형센서(30) 중 적어도 하나 이상을 포함한다.
압력센서(10)는 공압식 방충재(1) 내압을 측정하는 것으로, 단수 또는 복수 개가 설치될 수 있다. 압력센서(10)는 금구(2)에서 본체 내측 방향에 설치되어, 공압식 방충재(1) 내압 측정을 정밀하게 할 수 있다.
온도센서(20)는 공압식 방충재(1) 내부 온도를 측정하는 것으로, 단수 또는 복수 개가 설치될 수 있다. 온도센서(20)는 금구(2)에서 본체(3) 내측 방향에 설치되어, 공압식 방충재(1) 내부 온도 측정을 정밀하게 할 수 있다.
변형센서(30)는 공압식 방충재(1) 내부 형태의 변형 정도를 측정하는 것으로, 예를 들어, 금구(2)에서 바로 연장되는 본체(3)의 내측에 설치되어 공압식 방충재(1) 내면에 굴곡이 얼마나 형성되는 지를 측정한다. 예를 들어, 변형센서(30)는 공압식 방충재(1) 내압이 적정한 압력, 예를 들어, 35 kPa 내지 50 kPa 인 경우의 내부 형태를 기준으로 변형 정도가 미리 설정된 범위 밖을 벗어나는지 여부를 측정한다.
한편, 상기 센서에 전력을 공급하기 위한 전력공급원이 금구(2)에 설치될 수 있고, 예를 들어, 태양전지(40)가 금구(2)에서 본체(3) 외부 방향에 설치될 수 있다.
한편, 공압식 방충재(1)에 식별 태그가 더 마련될 수 있다. 상기 식별 태그에는, 개개의 공압식 방충재(1)의 식별 정보가 기록된다. 예를 들어, 상기 식별 태그로는 RFID(Radio Frequency Identification) 태그가 사용된다. 예를 들어, 상기 식별 태그는 전원이 불필요한 패시브형 RFID 태그가 사용될 수 있다.
한편, 상기 식별 정보는, 공압식 방충재(1)의 사이즈, 제조업자, 제조 번호 등이 규정되며, 추가적으로 공압식 방충재(1)의 설치 위치가 기록되어 이를 후술하는 제어부로 송신할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공압식 방충재의 관리 시스템의 개략적인 블록 다이어그램을 나타낸 것이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공압식 방충재의 관리 시스템의 센서부의 개략적인 블록 다이어그램을 나타낸 것이다.
도 2를 참조하면, 공압식 방충재의 관리 시스템은 공압식 방충재(100), 네트워크 및 전자장치(200)를 포함하며, 공압식 방충재(100)는 센서부(110) 및 제어부(120)를 포함한다.
센서부(110)는 공압식 방충재(100) 내부의 환경 조건을 검출하기 위한 것으로, 도 3에 나타낸 바와 같이, 압력센서(111), 온도센서(112), 및 변형센서(113) 중 적어도 하나를 포함하며, 이에 더하여 공압식 방충재(100)가 설치된 환경 정보를 검출하는 환경 정보 센서(114)를 더 포함할 수 있다.
제어부(120)는 제어부(120)에 연결된 다수의 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소들을 제어할 수 있고, 각종 신호를 포함한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있으며, 공압식 방충재(100)의 타 구성요소들의 동작을 제어할 수 있다. 일 예로, 공정제어부는 중앙처리장치(CPU) 및 서포트회로(Support Circuit)를 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 중앙처리장치는 프로그래머블 로직 컨트롤러(Programmable Logic Controller, PLC) 형태를 포함하는 능동적인 운영체제가 탑재된 다양한 컴퓨터 프로세서를 적용할 수 있다. 또한 상기 서포트회로는 상기 중앙처리장치와 작용적으로 결합되어 프로세서의 전형적인 동작을 지원할 수 있고, 캐시, 파워 서플라이, 클록 회로, 입/출력 회로, 서브시스템 등을 포함할 수 있다.
예를 들어, 제어부(120)는 센서부(110)에서 측정된 입력값에 따라 후술하는 표시부를 통해 알림 신호 또는 경보 신호를 출력할 수 있다. 또한, 제어부(120)로부터 요청된 공압식 방충재(100)가 설치된 위치의 확인 요청 신호에 대해 상기 식별 태그로 특정된 공압식 방충재(100)의 위치 정보를 후술하는 표시부를 통해 출력할 수 있다.
예를 들어, 제어부(120)는 압력센서(111)에서 측정된 공압식 방충재(100)의 내압이 미리 설정된 범위를 벗어나는 경우, 후술하는 표시부를 통해 경보 신호를 출력할 수 있다.
일 예로, 제어부(120)는 압력센서(111)에 의해 측정된 압력 값의 변화에 따라 압력센서(111)의 작동 빈도를 제어할 수 있다. 즉, 압력센서(111)에 의해 측정된 압력이 범위 A에 해당하는 경우, 범위 B에 해당하는 경우에 비해 압력센서(111)의 작동 빈도가 높게 제어될 수 있다. 이때, 상기 범위 A 가 상기 범위 B 보다 큰 압력 값의 범위를 가질 수 있다.
이때, 상기 압력 값이 상기 범위 B에 해당하는 경우, 압력센서(111)는 5분 내지 30분에 한 번 작동하도록 제어될 수 있고, 상기 압력 값이 상기 범위 A에 해당하는 경우, 압력센서(111)는 1초 내지 5분에 한 번 작동하도록 제어될 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 인공지능형 공압식 방충재의 관리 시스템은, 평상 시 압력센서(111) 작동 빈도를 낮추고, 선박 등의 접안 시 압력센서(111) 작동 빈도를 높임으로써, 압력센서(111)의 상시 작동에 의한 전력 손실을 방지하면서도 선박 등의 접안 시에는 실시간으로 공압식 방충재(1) 상태 정보에 대한 모니터링이 가능하도록 할 수 있다.
일 예로, 제어부(120)는 압력센서(111)에 의해 측정된 압력 값의 변화에 따라 사용자에게 네트워크를 통한 상기 압력 값 정보의 송신 빈도를 제어할 수 있다. 즉, 압력센서(111)에 의해 측정된 압력이 범위 A에 해당하는 경우, 범위 B에 해당하는 경우에 비해 상기 송신 빈도가 높게 제어될 수 있다. 이때, 상기 범위 A 가 상기 범위 B 보다 큰 압력 값의 범위를 갖는 점은 전술한 바와 같다.
이때, 상기 압력 값이 상기 범위 B에 해당하는 경우, 상기 압력 값의 정보가 사용자에게 5분 내지 30분에 한 번 송신하도록 제어될 수 있고, 상기 압력 값이 상기 범위 A에 해당하는 경우, 상기 압력 값의 정보가 사용자에게 1초 내지 5분에 한 번 송신하도록 제어될 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 인공지능형 공압식 방충재의 관리 시스템은, 상기 범위 A에 해당하는 평상 시 사용자에게 네트워크를 통한 송신 빈도를 낮추고, 상기 범위 B에 해당하는 선박 등의 접안 시 송신 빈도를 높임으로써, 통신에 사용되는 전력 손실을 방지하면서도 선박 등의 접안 시에는 실시간으로 공압식 방충재(1) 상태 정보에 대한 모니터링이 가능하도로 할 수 있다.
일 예로, 제어부(120)는 압력센서(111)에 의해 측정된 압력 값이 범위 C에 해당하는 경우, 사용자에게 즉시 경보신호를 송신하도록 제어될 수 있다. 이때, 상기 범위 C는 상기 범위 B의 최소값 보다 작거나, 상기 범위 A의 최대값 보다 클 수 있다.
즉, 압력센서(111)에 의해 측정된 압력 값이 전술한 상기 범위 A, 범위 B를 벗어나게 되어 공압식 방충재(111) 내압이 지나치게 높아지거나 지나치게 낮아지는 경우, 사용자에게 이를 즉시 알리도록 하여 공압식 방충재(111)를 저전력으로도 효율적으로 관리할 수 있다. 이러한 경우, 압력센서(111)의 작동 빈도 및 사용자에게 송신하는 빈도가 0.1~10초 당 1회일 수 있다.
일 예로, 상기 범위 A는 50 kPa 초과 및 80 kPa 이하, 상기 범위 B는 35 kPa 내지 50 kPa, 상기 범위 C는 35 kPa 미만 및 80 kPa 초과일 수 있다.
예를 들어, 제어부(120)는 온도센서(112)에서 측정된 공압식 방충재(100)의 내부 온도가 미리 설정된 범위를 벗어나는 경우, 후술하는 표시부를 통해 경보 신호를 출력할 수 있다. 일 예로, 공압식 방충재(100) 내부의 온도가 외부의 온도 보다 10℃를 초과하거나 10℃ 미만인 경우, 후술하는 표시부를 통해 경보 신호를 출력할 수 있다.
예를 들어, 제어부(120)는 변형센서(113)에서 측정된 공압식 방충재(100)의 내부 형태의 변형 정도가 미리 설정된 범위, 예를 들어, 공압식 방충재(100) 적정 내압인 35 kPa 내지 50 kPa를 기준으로 설정된 내부 형태를 벗어나는 경우, 후술하는 표시부를 통해 경보 신호를 출력할 수 있다.
네트워크는 통신 네트워크(telecommunications network)일 수 있다. 상기 통신 네트워크는 컴퓨터 네트워크(computer network), 인터넷(internet), 사물인터넷(internet of things) 또는 전화망(telephone network) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 예로, 전자장치(200)와 공압식 방충재(100) 간의 통신을 위한 프로토콜, 예를 들어, transport layer protocol, data link layer protocol, 또는 physical layer protocol은 제어부(120)에서 지원될 수 있다. 일 예로, 네트워크는 447MHz 저전력 RF 통신이 사용될 수 있고, 센서부(110)에서 측정된 공압식 방충재(100)의 내부 정보를 1분당 1회 내지 10회 비율로 제어부로 송신할 수 있다. 일 예로, 네트워크는 사용자에게 전달될 때 LTE 가 사용되어, 사용자가 원거리에 있더라도 실시간으로 공압식 방충재(100)의 내부 정보를 확인할 수 있다.
전자장치(200)는 공압식 방충재(100)에서 수집한 정보를 네트워크를 통해 수신하여 표시할 수 있고, 공압식 방충재(100) 내부의 환경 조건을 검출하고자 하는 공압식 방충재(100)의 식별 태그 정보를 네트워크를 통해 공압식 방충재(100)에 전송할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치의 구성 블록도이다.
전자장치(200)는, 표시부(210), 통신부(220), 전자장치 제어부(230), 저장부(240), 및 입력부(250)를 포함한다.
표시부(210)는, 공압식 방충재(100) 내부의 환경 조건이 미리 설정된 데이터 범위를 벗어나는 경우 경보신호를 발생시키는 것으로, 예를 들어, 공압식 방충재(100) 내압 및 공압식 방충재(100) 내부 온도가 미리 설정된 데이터 범위를 벗어나는 경우 경보신호를 발생시킬 수 있다.
일 예로, 표시부(210)는, 전자장치(200)의 전면에 마련되어 구동 정보를 표시하는 표시창으로서, 구동 정보를 표시하기 위한 그래픽 사용자 인터페이스(GUI;Graphic User Interface)를 표시할 수 있다. 표시부(210)는 LCD, LED 등의 디스플레이창으로 구현하거나 또는 입력과 표시를 동시에 수행할 수 있는 터치 스크린 패널로도 구현할 수 있다.
통신부(220)는, 전자장치(200)와 공압식 방충재(100) 간의 통신을 연결할 수 있다. 예를 들면, 통신부(220)는 무선 통신 또는 유선 통신을 통해서 네트워크에 연결되어 공압식 방충재(100)와 통신할 수 있다. 상기 무선 통신은, 예를 들어, Wifi(wireless fidelity), BT(Bluetooth), NFC(near field communication), GPS(global positioning system) 또는 cellular 통신(예:LTE, LTE-A, CDMA, WCDMA, UMTS, WiBro 또는 GSM 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 유선 통신은, 예를 들어, USB(universal serial bus), HDMI(high definition multimedia interface), RS-232(recommended standard 232) 또는 POTS(plain old telephone service) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
전자장치 제어부(230)는, 다른 구성요소들, 예를 들어 표시부(210), 통신부(220), 저장부(240), 입력부(250)로부터 획득된 정보 중 적어도 일부를 처리하고, 이를 다양한 방법으로 사용자에게 제공할 수 있다.
저장부(240)는, 다양한 실시 예에 따른 기능 동작에 필요한 프로그램을 비롯하여, 프로그램 실행 중에 발생하는 다양한 데이터를 일시적으로 저장할 수 있다. 저장부(240)는 크게 프로그램 영역과 데이터 영역을 포함할 수 있다. 상기 프로그램 영역은 전자장치(200)를 부팅시키는 운영체제(OS)와 같은 전자장치(200)의 구동을 위한 관련된 정보들을 저장할 수 있다. 상기 데이터 영역은 다양한 실시 예에 따라 송수신된 데이터 및 생성된 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 저장부(240)는 플래시 메모리(flash memory), 하드디스크(hard disk), 멀티미디어 카드 마이크로(multimedia card micro) 타입의 메모리(예를 들어, SD 또는 XD 메모리 중), 램(RAM), 롬(ROM) 중의 적어도 하나의 저장매체를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 저장부(240)는 실행되는 어플리케이션에 관련된 정보, 현재 표시부(210)에 표시된 어플리케이션의 실행 화면에 관련된 정보(예를 들어, 실행 화면의 소스 정보(html 언어의 문서)) 및 어플리케이션 실행 또는 제어에 따른 정보 중 적어도 하나를 저장할 수 있다. 또한, 저장부(240)는 실행된 어플리케이션의 실행 화면 내에서 선택된 적어도 하나의 객체를 분석한 정보(예를 들어, 어플리케이션의 실행 화면의 소스 정보에서 선택된 객체를 분석한 정보)를 저장할 수 있다. 또한, 저장부(240)는 상기 분석한 정보의 검색 요청에 따라 수신된 정보(예를 들어, 선택된 적어도 하나의 객체에 관련된 정보)를 저장할 수 있다.
예를 들어, 저장부(240)는 공압식 방충재(100) 각각의 설치 위치, 센서부(110)에 의해 검출되는 공압식 방충재(100) 내부의 환경 조건, 미리 설정된 기간 동안의 상기 환경 조건의 변화, 공압식 방충재(100)가 설치된 외부 환경 정보, 상기 외부 환경의 변화에 대한 정보 등을 저장할 수 있다.
예를 들어, 저장부(240)는 공압식 방충재(100) 각각이 설치된 환경 정보, 예를 들어, 공압식 방충재(100)가 설치된 외부 환경의 온도, 파고의 높낮이, 습도, 강우량 등의 정보가 저장부(240)에 저장될 수 있고, 정박하는 선박에 의해 한 달에 평균 몇 회로 공압식 방충재(100)에 압력이 가해지는지에 대한 정보가 추가로 저장될 수 있다.
즉, 저장부(240)는 공압식 방충재(100) 각각의 현재 상태뿐 아니라, 미리 설정된 기간 동안 공압식 방충재(100) 내부의 환경 조건이 어떻게 변화되었는지를 저장하고, 그 결과 각각의 공압식 방충재(100)의 점검 시기를 미리 예측할 수 있게 된다. 예를 들어, 사용자는 저장부(240)에 저장된 각각의 공압식 방충재(100)의 내부 환경 조건의 변화 패턴을 확인할 수 있고, 후술하는 인공지능프로그램부 및 계산출력부에 의해 상기 변화 패턴을 검출하고 이를 데이터화하여, 추후 사용에 부적합한 공압식 방충재(100) 내부의 환경 조건이 형성되기 전 미리 사용자에게 표시부(210)를 통하여 경고 메시지를 전송할 수 있다.
입력부(250)는 문자 버튼, 기호 버튼, 특수 버튼 등의 다양한 자판을 배열시켜 사용자로부터 입력받는 기능을 수행한다. 표시부(210)가 터치 스크린 패널로 구현되는 경우, 입력부인 자판 배열 키보드가 그래픽 형태로 터치 스크린 화면에 오버랩(overlap)되어 표시된다. 자판 배열 입력창의 위치 및 투명도는 사용자에 의해 조절이 가능하다. 참고로, 터치 스크린 패널이라 함은, 화면 표시 수단일 뿐만 아니라 터치펜이나 손가락 등의 터치 수단에 의하여 터치를 감지하는 입력 수단이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 공압식 방충재의 관리 시스템의 개략적인 블록 다이어그램을 나타낸 것이다.
도 5를 참조하면, 공압식 방충재(100)의 관리 시스템은 센서부(110), 기억부(130), 인공지능프로그램부(140), 계산출력부(150), 및 제어부(120)를 포함한다.
센서부(110) 및 제어부(120)는 도 2를 들어 전술한 바를 적용할 수 있다.
기억부(130)는 센서부(110)에 의해 수집된 데이터를 저장하고 이를 후술하는 인공지능프로그램부(140)에 전달하며, 작업자의 조작에 의해 출력물로 출력하는 기능을 할 수 있다. 한편, 기억부(130)에는 센서부(110)에 의해 수집된 데이터가 저장될 수 있고, 예를 들어, 공압식 방충재(100)의 설치 환경 정보 및 공압식 방충재(100) 내부의 환경 조건에 관한 데이터가 저장될 수 있다.
예를 들어, 공압식 방충재(100)의 설치 환경 정보는 공압식 방충재(100)가 설치된 위치, 설치된 위치의 기후, 설치된 위치의 파고, 및 미리 설정된 기간 동안 공압식 방충재(100)에 가해지는 압력과 횟수 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 공압식 방충재(100)에 가해지는 압력과 횟수는 공압식 방충재(100)가 설치된 위치에 정박되는 선박의 대수와 선박의 중량과 관계가 있게 된다.
인공지능프로그램부(140)는 상기 수집된 데이터로부터 공압식 방충재(100) 내부의 환경 조건의 예측모델을 구축하는 것으로, 예를 들어, 공압식 방충재(100)의 설치 환경 정보로부터 공압식 방충재(100) 내부의 환경 조건 변화에 관한 예측모델을 구축할 수 있고, 예를 들어, 능동형 예측모델을 생성하는 인공지능프로그램이 설치될 수 있다. 인공지능프로그램은 예를 들어 그램마-유전자프로그래밍(Grammar-based Genetic Programming, GBGP) 기술에 의하여 수학적으로 표현되는 진화적 공정모델시스템(Evolutionary process induction system)을 사용할 수 있고, 상기 진화적 공정모델시스템은 문맥자유문법(context-free grammar)의 그램마(grammar)를 이용하여 공정모델의 초기 개체군을 생성시키고, 상기 진화적 공정모델시스템에서 공정모델을 생성하는 방법을 제어할 수 있다.
일 예로, 상기 진화적 공정모델시스템은 진화연산(evolutionary computation) 또는 진화알고리즘(evolutionary algorithm)으로 지칭되는 인공지능 기술에 기초할 수 있다. 상기 진화적 공정모델시스템은 적자생존과 같은 생태계의 진화현상과 유전자학에 근거하여 개발된 계산 알고리즘으로, 전술한 공압식 방충재의 상기 설치 환경과 내부의 환경 조건으로부터 전술한 구동조건을 예측할 수 있는 최적의 공정모델 수학식을 자동으로 생성하는 기술을 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 진화적 공정모델시스템은 첫 번째 단계에서 문맥자유문법(context-free grammar)의 그램마(grammar)를 이용하여 공정모델을 표현하는데 필요한 방법을 정의한 후 수학적 함수집합과 종단 노드집합에서 임의의 원소를 선택하여 수학적으로 초기 공정모델의 개체군 (population)을 형성할 수 있다. 두 번째 단계에서는 개체군에 속한 모든 공정모델을 실행시켜서 개체군에 속한 각 공정모델들이 상기 구동조건을 얼마나 잘 예측 할 수 있는가에 대한 적합도(fitness) 검사를 시행할 수 있다. 세 번째 단계에서는 이 적합도 결과에 따라서 적합도가 높은 공정모델들이 선택적으로 남고, 이들이 유전연산자(genetic operator)를 이용하여 다음세대(next generation)를 위한 공정모델들의 새로운 개체군 (population)를 형성할 수 있다. 즉, 세 번째 단계에서는 우수한 적합도를 가진 공정모델들의 복제(reproduction), 두 개의 우수한 공정모델들의 일부분을 서로 교환하는 교차연산(crossover), 그리고 공정모델들의 일부를 변형하는 돌연변이(mutation) 과정을 통해 보다 적합한 수학적 공정모델의 개체군(population)를 형성할 수 있다. 이러한 반복과정을 통해 최종적으로 가장 우수한 구동조건 정보를 예측할 수 있는 최적의 공정모델 수학식들을 생성할 수 있다.
즉, 상기 진화적 공정모델시스템을 이용하여 인공지능을 이용한 공압식 방충재의 관리 시스템에 따른 전술한 공압식 방충재(100) 내부의 환경 조건 변화에 관한 수학식을 도출할 수 있으며, 이에 따른 수학식의 산정을 통해 각 공압식 방충재(100)의 교체 시기 등을 미리 예측할 수 있다.
계산출력부(150)는 센서부(110)에 의해 수집된 데이터를 상기 예측모델에 적용하여 미리 설정된 시간 후의 공압식 방충재 내부의 환경 조건(내압, 온도, 내측면 변형 정도 등)을 예측하고, 예측된 공압식 방충재 내압, 온도, 및 내측면 변형 정도 중 적어도 어느 하나가 미리 설정한 기준 범위를 벗어나는 경우 사용자에게 이를 미리 표시부(210)를 통해 알리고, 예를 들어, 공압식 방충재(100) 내부의 온도, 내압 등이 어느 시기에 어느 정도 부족해질 것인지를 알릴 수 있다.
일 예로, 전술한 저장부(240)에는 공압식 방충재(100)가 설치된 외부 환경 조건(온도, 파고, 습도, 강우량 등)의 변화와 내부의 환경 조건(온도, 내압, 내측면 변형 정도)의 변화에 대한 데이터가 축적되고, 이로부터 계산출력부(150)는 어느 시기에 어느 공압식 방충재의 내압이 어느 정도 부족해질 것인지를 미리 예측할 수 있게 된다. 이러한 정보는 전술한 표시부(210)를 통해, 공압식 방충재 내압이 부족해지기 전 미리 사용자에게 경고 메시지로 전달될 수 있다.
한편, 전자장치(200)는 추가적으로 사용자 인증부를 포함할 수 있고, 사용자 인증부는 사용자를 식별할 수 있는 인증을 수행하는 기능을 수행한다. 예를 들어, 로그인 아이디와 비밀번호를 입력받아 웹서버에 전송하여 로그인을 통해 사용자 인증을 받을 수 있다. 또는 얼굴 인식, 홍채인식, 지문인식 등과 같이 생체 인식을 통해 추출한 사용자의 생체 정보를 웹서버에 전송하여 로그인을 통해 사용자 인증을 받을 수 있다. 즉, 상기 사용자 인증부를 통해 인증을 받은 사용자만이 전자장치에 설치된 어플리케이션을 통해 공압식 방충재의 관리 시스템을 원격에서 확인하도록 구동될 수 있다.
전자장치(200)는 추가적으로 메모리를 포함할 수 있고, 메모리는 어플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API, application programming interface) 인 프로그래밍 모듈을 포함할 수 있다. 상기 API는 어플리케이션이 커널 또는 미들웨어에서 제공되는 기능을 제어하기 위한 인터페이스로, 예를 들면, 파일 제어, 창 제어, 화상 처리 또는 문자 제어 등을 위한 적어도 하나의 인터페이스 또는 함수(예를 들어, 명령어)를 포함할 수 있다. 상기 커널은 상기 어플리케이션에 구현된 동작 또는 기능을 실행하는 데 사용되는 시스템 리소스들을 제어 또는 관리할 수 있고, 상기 미들웨어는 상기 API 또는 상기 어플리케이션이 상기 커널과 통신하여 데이터를 주고받을 수 있도록 중개 역할을 수행할 수 있다.
상기 어플리케이션은 전자장치(200)와 외부 전자장치(예를 들어, 공압식 방충재의 관리 시스템) 사이의 정보 교환과 관련된 어플리케이션일 수 있다. 상기 정보 교환과 관련된 어플리케이션은, 상기 외부 전자장치에 특정 정보를 전달하기 위한 알림 전달(notification relay) 어플리케이션, 또는 상기 외부 전자 장치를 관리하기 위한 장치 관리(device magagement) 어플리케이션을 포함할 수 있다. 상기 장치 관리 어플리케이션은 전자장치와 통신하는 외부 전자장치(예를 들어, 공압식 방충재의 관리 시스템)의 적어도 일부에 대한 기능의 턴온/턴오프 또는 구동을 관리할 수 있다.
예를 들어, 상기 어플리케이션은 구글 마켓이나, 회사 내부 서버 등에서 다운로드 받아 사용자의 전자장치에 설치되는 어플리케이션으로서, 공압식 방충재의 관리 시스템용 어플리케이션일 수 있고, 상기 공압식 방충재의 관리 시스템용 어플리케이션은 사용자가 공압식 방충재의 관리 시스템으로부터 수신한 상기 구동장치의 구동상황에 관한 정보를 열람하고, 원격에서 이를 확인할 수 있도록 하는 어플리케이션일 수 있다. 나아가 권한 있는 사용자만이 열람 및 원격 제어가 가능하도록 하는 기능을 추가할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치(200)는, 표시부(210)로 전자장치에서 실행되는 어플리케이션의 실행 화면을 표시할 수 있고, 통신부(220)로 공압식 방충재의 관리 시스템과 정보를 송신 또는 수신하며, 예를 들어, 원격에서 공압식 방충재의 관리 시스템으로부터 수신한 정보, 예를 들어, 공압식 방충재의 설치 환경과 공압식 방충재 내부의 환경 조건을 수신하고 표시부(210)를 통해 이를 표시할 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이므로, 본 발명이 상기 실시예에만 국한되는 것으로 이해돼서는 안 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어야 할 것이다.
예를 들어, 도면은 이해를 돕기 위해 각각의 구성요소를 주체로 하여 모식적으로 나타낸 것으로, 도시된 각 구성요소의 두께, 길이, 개수 등은 도면 작성의 진행상, 실제와 다를 수 있다. 또한, 상기의 실시형태에서 나타낸 각 구성요소의 재질이나 형상, 치수 등은 한 예로서, 특별히 한정되지 않고, 본 발명의 효과에서 실질적으로 벗어나지 않는 범위에서 여러 가지 변경이 가능하다.
1: 공압식 방충재
2: 금구
3: 본체
10: 압력센서
20: 온도센서
30: 변형센서
40: 태양전지
100: 공압식 방충재
110: 센서부
111: 압력센서
112: 온도센서
113: 변형센서
114: 환경 정보 센서
120: 제어부
130: 기억부
140: 인공지능프로그램부
150: 계산출력부
200: 전자장치
210: 표시부
220: 통신부
230: 전자장치 제어부
240: 저장부
250: 입력부

Claims (11)

  1. 공압식 방충재;
    상기 공압식 방충재 내부의 환경 조건을 검출하는 센서부;
    상기 환경 조건에 대응하는 데이터가 미리 설정되며, 상기 센서부에 의해 수집된 데이터가 미리 설정된 데이터 범위 내에 포함되는지를 검출하는 제어부; 및
    상기 제어부에서 검출된 정보를 표시하는 표시부;
    를 포함하고,
    상기 공압식 방충재 내부의 환경 조건은 상기 공압식 방충재 내부의 온도 및 압력 중 적어도 하나를 포함하며,
    상기 센서부는 상기 공압식 방충재 내압을 측정하는 압력센서 및 상기 공압식 방충재 내부 온도를 측정하는 온도센서를 포함하고,
    상기 공압식 방충재 내압 및 상기 공압식 방충재 내부 온도가 미리 설정된 데이터 범위를 벗어나는 경우 상기 표시부를 통해 경보신호를 발생시키고,
    상기 제어부는 상기 압력센서에 의해 측정된 압력 값의 변화에 따라 상기 압력센서의 작동 빈도를 제어하고,
    상기 압력센서에 의해 측정된 압력이 범위 A에 해당하는 경우, 범위 B에 해당하는 경우에 비해 상기 압력센서의 작동 빈도가 높되, 상기 범위 A 가 상기 범위 B 보다 큰 압력 값의 범위를 갖고,
    상기 범위 A는 50 kPa 초과 및 80 kPa 이하이고, 상기 범위 B는 35 kPa 내지 50 kPa 이며,
    상기 제어부는 상기 범위 B인 경우 상기 압력센서를 5분 내지 30분에 한 번 작동하고, 상기 범위 A인 경우 상기 압력센서를 1초 이상 5분 미만에 한 번 작동하도록 제어하는, 인공지능형 공압식 방충재의 관리 시스템.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 상기 압력센서에 의해 측정된 압력 값의 변화에 따라 사용자에게 네트워크를 통한 상기 압력 값 정보의 송신 빈도를 제어하고,
    상기 압력센서에 의해 측정된 압력이 범위 A에 해당하는 경우, 범위 B에 해당하는 경우에 비해 상기 송신 빈도가 높되, 상기 범위 A 가 상기 범위 B 보다 큰 압력 값의 범위를 갖는, 인공지능형 공압식 방충재의 관리 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제어부는 상기 압력센서에 의해 측정된 압력 값이 범위 C에 해당하는 경우, 사용자에게 즉시 경보신호를 송신하되,
    상기 범위 C는 상기 범위 B의 최소값 보다 작거나, 상기 범위 A의 최대값 보다 큰, 인공지능형 공압식 방충재의 관리 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 공압식 방충재에 마련된 금구는, 한 면에 태양전지모듈이 설치되고 타 면에 상기 압력센서 및 온도센서가 마련된, 인공지능형 공압식 방충재의 관리 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 센서부는 상기 공압식 방충재의 설치 환경 정보를 검출하는 환경 정보 센서를 더 포함하고,
    상기 공압식 방충재의 설치 환경 정보는 상기 공압식 방충재가 설치된 위치, 상기 설치된 위치의 기후, 상기 설치된 위치의 파고, 및 미리 설정된 기간 동안 상기 공압식 방충재에 가해지는 압력과 횟수 중 적어도 하나 이상을 포함하는, 인공지능형 공압식 방충재의 관리 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 센서부에 의해 수집된 데이터를 저장하는 기억부;
    상기 수집된 데이터로부터 상기 공압식 방충재 내부의 환경 조건의 예측모델을 구축하는 인공지능프로그램부; 및
    상기 센서부에 의해 수집된 데이터를 상기 예측모델에 적용하여 미리 설정된 시간 후의 상기 공압식 방충재 내부의 환경 조건을 예측하고, 예측된 환경 조건이 미리 설정된 환경 조건의 범위를 벗어나는 경우 이를 추출하는 계산출력부;
    를 포함하고,
    상기 계산출력부에서 추출된 상기 예측된 환경 조건을 상기 표시부에 표시하며,
    상기 기억부는 상기 공압식 방충재의 설치 환경 정보 및 상기 공압식 방충재 내부의 환경 조건에 관한 데이터를 저장하고,
    상기 인공지능프로그램부는 상기 공압식 방충재의 설치 환경 정보로부터 상기 공압식 방충재 내부의 환경 조건 변화에 관한 예측모델을 구축하는, 인공지능형 공압식 방충재의 관리 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제어부는 상기 압력센서에 의해 측정된 압력 값의 변화에 따라 상기 압력센서의 작동 빈도를 제어하고,
    상기 압력센서에 의해 측정된 압력이 범위 A에 해당하는 경우, 범위 B에 해당하는 경우에 비해 상기 압력센서의 작동 빈도가 높되, 상기 범위 A 가 상기 범위 B 보다 큰 압력 값의 범위를 갖는, 인공지능형 공압식 방충재의 관리 시스템.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 제어부는 상기 압력센서에 의해 측정된 압력 값의 변화에 따라 사용자에게 네트워크를 통한 상기 압력 값 정보의 송신 빈도를 제어하고,
    상기 압력센서에 의해 측정된 압력이 범위 A에 해당하는 경우, 범위 B에 해당하는 경우에 비해 상기 송신 빈도가 높되, 상기 범위 A 가 상기 범위 B 보다 큰 압력 값의 범위를 갖는, 인공지능형 공압식 방충재의 관리 시스템.
  10. 청구항 8 또는 청구항 9에 있어서,
    상기 제어부는 상기 압력센서에 의해 측정된 압력 값이 범위 C에 해당하는 경우, 사용자에게 즉시 경보신호를 송신하되,
    상기 범위 C는 상기 범위 B의 최소값 보다 작거나, 상기 범위 A의 최대값 보다 큰, 인공지능형 공압식 방충재의 관리 시스템.
  11. 청구항 6에 있어서,
    상기 환경 정보를 저장하는 저장부를 더 포함하고,
    상기 저장부는 상기 공압식 방충재의 현재 상태와 미리 설정된 기간 동안 상기 공압식 방충재 내부의 환경 조건의 변화를 저장하여, 상기 공압식 방충재의 점검 시기를 미리 예측하며,
    상기 내부의 환경 조건은 상기 방충재의 내부의 압력 및 온도를 포함하는, 인공지능형 공압식 방충재의 관리 시스템.

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