KR102104559B1 - Gateway Platform - Google Patents
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Abstract
본 발명은 데이터 처리 기능이 포함된 사물 인터넷 기반의 시설물에 대한 원격 통합 관제 및 제어용 단말장치를 개시한 것으로, 이러한 본 발명은 원격지의 시설물들과 클라우드 서버를 유무선의 통신망을 통해 단말장치와 연결 구성하되, 게이트웨이 단말장치의 공유메모리에 원격지 시설물들의 원시 또는 원천 데이터가 저장시 그 저장된 원시 또는 원천 데이터를 분석한 후 그 분석 결과값만을 클라우드 서버에 전송하도록 구성한 것이고, 이에따라 게이트웨이 단말장치의 공유메모리에 저장되는 원시 또는 원천데이터들 중에서 클라우드 서버가 인식하지 못하는 무의미한 데이터의 전송을 차단하여, 게이트웨이 단말장치에서 클라우드 서버로의 데이터 전송에 따른 통신 속도 저하를 방지하고, 클라우드 서버의 데이터 저장량을 감소시키면서 데이터 분석에 따른 시간을 절약하며, 데이터 분석 후 이루어지는 불필요한 데이터의 삭제 작업을 없애면서 클라우드 서버의 유지 관리가 효율적으로 운영될 수 있는 것이다.The present invention discloses a terminal device for remote integrated control and control of an IoT-based facility including a data processing function, and the present invention configures the remote facilities and the cloud server to be connected to the terminal device through a wired or wireless communication network. However, when the raw or source data of remote facilities is stored in the shared memory of the gateway terminal device, the stored raw or source data is analyzed and only the result of analysis is transmitted to the cloud server. Accordingly, the shared memory of the gateway terminal device Blocking the transmission of meaningless data that is not recognized by the cloud server among the stored raw or original data, preventing a decrease in communication speed due to data transmission from the gateway terminal device to the cloud server, and reducing the data storage amount of the cloud server. Save time and according to the analysis, and then analyze the data while eliminating the deletion of unnecessary data will be made in the maintenance of cloud server it can be run efficiently.
Description
본 발명은 사물인터넷(Internet of Things, IoT) 기반의 시설물에 대한 원격 통합 관제 및 제어용 게이트웨이 단말장치(GateWay Platform)에서 데이터를 처리하는 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원격지의 시설물들과 클라우드 서버를 유무선의 통신망을 통해 게이트웨이 단말장치와 연결하면서, 원격지 시설물들을 효율적으로 통합 관제하고 원격 제어가 이루어질 수 있도록 하되, 단말장치의 공유메모리에 저장되는 원격지 시설물들의 원시 또는 원천 데이터를 가공하여 클라우드 서버가 인식하지 못하거나 무의미한 데이터는 그 전송이 이루어지지 않도록 하는 데이터 처리 기능이 포함된 사물 인터넷 기반의 시설물에 대한 원격 통합 관제 및 제어용 게이트웨이 단말장치에 관한 것이다.The present invention relates to a technology for processing data in a gateway terminal device (GateWay Platform) for remote integrated control and control of Internet of Things (IoT) -based facilities, and more specifically, facilities and cloud servers at remote sites. While connecting to the gateway terminal device through wired / wireless communication network, it enables efficient integration control and remote control of remote facilities, but processes the raw or source data of remote facilities stored in the shared memory of the terminal device to enable the cloud server. The unrecognized or insignificant data relates to a gateway terminal device for remote integrated control and control of an IoT-based facility including a data processing function that prevents its transmission.
일반적으로, 사물인터넷(IoT)은 인터넷을 기반으로 모든 사물을 연결하여 사람과 사물, 사물과 사물 간의 정보를 상호 소통하는 지능형 기술 및 서비스를 말하고, 영어의 머리글자를 따서 아이오티(IoT)라 약칭하기도 한다.In general, the Internet of Things (IoT) is an intelligent technology and service that connects all things based on the Internet and communicates information between people and things, things and things, and it is called IoT after the initials of English. Sometimes abbreviated.
이러한 사물인터넷은 기존의 유선 통신을 기반으로 한 인터넷이나 모바일 인터넷보다 더욱 진화된 단계로서, 인터넷에 연결된 시설물이 사람의 개입없이 상호간에 정보를 주고 받아 처리하고, 이는 사물이 인간에 의존하지 않고 통신을 주고받는 점에서 기존의 유비쿼터스(Ubiquitous)나 사물지능통신인 M2M(Machine to Machine)와 유사한 점은 있지만, M2M의 개념을 인터넷으로 확장하여 사물은 물론이고 현실과 가상 세계의 모든 정보와 상호 작용하는 개념으로 진화한 단계로 볼 수 있다.The Internet of Things is a more advanced stage than the Internet or mobile Internet based on the existing wired communication, and facilities connected to the Internet exchange and receive information with each other without human intervention, which means that objects communicate without relying on humans. In terms of exchanging, there are similarities to the existing Ubiquitous or M2M (Machine to Machine), which is an intelligent communication, but by extending the concept of M2M to the Internet, it interacts with all information in the real world and virtual world as well as things. It can be seen as an evolutionary stage.
즉, 종래 사물 인터넷 기반의 시설물(예; 환기/기계설비, 방재설비, 계측/환경설비, 발전설비, 오수처리 설비, 냉난방기, 가로등, 조명등, 화재경보기, PLC 등)에 대한 제어는 등록특허공보 제 10-1453364 호(공고일 2014.10.22), 등록특허공보 제 10-1453372 호(공고일 2014.10.22)에서와 같이 클라우드 서버 또는 어플레이케이션을 이용하여 서비스되는 것이다.That is, control of conventional Internet of Things-based facilities (eg ventilation / mechanical equipment, disaster prevention equipment, measurement / environmental equipment, power generation equipment, sewage treatment equipment, air conditioners, street lights, lighting lamps, fire alarms, PLCs, etc.) It is serviced using a cloud server or an application as in No. 10-1453364 (announcement date 2014.10.22) and registered patent publication No. 10-1453372 (announcement date 2014.10.22).
그러나, 종래 사물 인터넷 기반의 시설물들은 클라우드 서버와 유무선의 통신망으로 연결되는 것으로, 상기 유무선의 통신망은 단순히 시설물에서 클라우드 서버 또는 클라우드 서버에서 시설물들로 정보를 전송하는 단순 중계 역할에만 한정되어 있으며, 이에 원격지 시설물들과 클라우드 서버 사이에서 정보를 모니터링하고 시설물들에 대한 유지 관리와 그에따른 원격 제어, 그리고 원격지의 시설물들을 모두 통합하여 관제할 수 있는 필요성이 대두되고 있지만, 아직까지 사물 인터넷 기반의 시설물 제어에서는 만족할만한 결과를 얻지 못하고 있는 실정이다.However, conventional IoT-based facilities are connected to a cloud server and a wired / wireless communication network, and the wired / wireless communication network is limited only to a simple relaying role of simply transmitting information from the facility to the cloud server or the cloud server. Although there is a need to monitor information between remote facilities and cloud servers, maintain and control the facilities, and remotely control and integrate all of the remote facilities, the Internet of Things-based facility control has not yet emerged. Esau has not achieved satisfactory results.
이에, 본원출원인은 상기와 같은 문제를 개선하기 위해, 2017.05.24.자로 출원하여 2017.09.26.자로 등록결정된 특허출원 제10-2017-0064264호(사물인터넷 기반의 시설물에 대한 원격 통합 관제 및 제어용 게이트웨이 단말장치. 이하 '선행특허' 이라함)를 개시하였다.Accordingly, the applicant of the present application, in order to improve the above problems, filed as 2017.05.24. And registered as 2017.09.26., Patent application No. 10-2017-0064264 (for remote integrated control and control of Internet of Things based facilities) Gateway terminal device, hereinafter referred to as 'prior patent'.
그러나, 본원출원인의 상기와 같은 선행특허는 원격지 시설물들의 작동에 따른 원시 또는 원천 데이터들이 게이트웨이 단말장치내에서 시설물 연계부에 의해 지정되는 통신경로를 통해 수집된 이후에 공유메모리에 저장되고, 이렇게 저장된 원시 또는 원천데이터 모두가 별도의 가공없이 바로 호스트부를 통해 클라우드 서버에 전송되므로, 클라우드 서버에 무의미한 데이터 전송이 이루어질 수 있고, 이러한 데이터 전송은 게이트웨이 단말장치에서 클라우드 서버로의 데이터 전송에 따른 통신 속도를 저하시키고, 클라우드 서버의 데이터 저장량이 많아지면서 클라우드 서버의 데이터 분석 시간이 많이 소요됨은 물론, 데이터 분석 이후에는 불필요한 데이터를 삭제하여야 하는 등 유지 관리가 복잡하게 이루어지는 단점을 가질 수 밖에 없었다.However, the above-mentioned prior patent of the applicant of the present application is stored in the shared memory after the raw or source data according to the operation of the remote facilities are collected through the communication path designated by the facility connection unit in the gateway terminal device, and thus stored. Since all the raw or original data is directly transmitted to the cloud server through the host unit without any additional processing, meaningless data transmission can be made to the cloud server, and the data transmission speeds up the communication speed according to the data transfer from the gateway terminal device to the cloud server. As the data storage amount of the cloud server decreases, the data analysis time of the cloud server takes much time, and after data analysis, unnecessary data must be deleted, which has the disadvantage of complicated maintenance.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 선행특허의 문제점을 개선하기 위한 것으로, 원격지 시설물들과 클라우드 서버를 유무선의 통신망을 통해 원격 통합 관제 및 제어용 게이트웨이 단말장치로 연결 구성하되, 게이트웨이 단말장치의 공유메모리에 원격지 시설물들의 원시 또는 원천 데이터가 저장시 그 저장된 원시 또는 원천 데이터를 분석한 후 그 분석 결과값만을 클라우드 서버에 전송하도록 구성함으로써, 게이트웨이 단말장치의 공유메모리에 저장되는 원시 또는 원천데이터들 중에서 클라우드 서버가 인식하지 못하는 무의미한 데이터의 전송을 차단하여, 게이트웨이 단말장치에서 클라우드 서버로의 데이터 전송에 따른 통신 속도 저하를 방지하고, 클라우드 서버의 데이터 저장량을 감소시키면서 데이터 분석에 따른 시간을 절약하며, 데이터 분석 후 이루어지는 불필요한 데이터의 삭제 작업을 없앨 수 있는 데이터 처리 기능이 포함된 사물 인터넷 기반의 시설물에 대한 원격 통합 관제 및 제어용 게이트웨이 단말장치를 제공함에 그 목적이 있다.Therefore, the present invention is to improve the problems of the prior patent as described above, and configures the remote facilities and the cloud server to be connected to a gateway terminal device for remote integrated control and control through a wired / wireless communication network, but to the shared memory of the gateway terminal device. When the raw or source data of remote facilities are stored, the stored raw or source data is analyzed and only the result of analysis is transmitted to the cloud server, so that the cloud server among the raw or source data stored in the shared memory of the gateway terminal device Blocks the transmission of insignificant data that is not recognized, prevents a decrease in communication speed due to data transmission from the gateway terminal device to the cloud server, saves time in data analysis while reducing the data storage amount of the cloud server, and saves data To provide an integrated control and remote control of the gateway terminal unit for deleting unnecessary things facilities of Internet-enabled with data processing capabilities that can eliminate the operations of the data made after it is an object.
상기 목적 달성을 위한 본 발명의 데이터 처리 기능이 포함된 사물 인터넷 기반의 시설물에 대한 원격 통합 관제 및 제어용 게이트웨이 단말장치는, 클라이언트 단말, 모니터링 감시부를 가지며 상기 클라이언트 단말에 의해 관리되는 원격지 시설물들, 그리고 클라우드 서버를 통신망으로 연결하는 것으로, 복수의 접속포트; 복수의 상기 접속포트 중 어느 하나의 접속포트에 상기 클라우드 서버가 접속되도록 하며, 상기 클라우드 서버와 연계되는 프로세스를 가지는 호스트부; 복수의 상기 접속포트 중 어느 하나의 접속포트에 상기 클라이언트 단말이 접속되도록 하며, 상기 클라이언트 단말의 운영소프트웨어와 연계되는 프로세스를 가지는 클라이언트 연계부; 상기 원격지 시설물들과 연계되는 프로세스와 연계 경로(THREAD)를 관리하는 복수의 시설물 연계부; 복수의 상기 시설물 연계부에 각각 연결되면서 복수의 상기 접속포트 중 어느 하나의 접속포트에 상기 원격지 시설물들이 접속시, 상기 시설물 연계부에 의해 각각 관리되는 연계 경로를 제공하는 복수의 통신경로 처리부; 상기 호스트부와 클라이언트 연계부 및 시설물 연계부, 그리고 상기 통신경로 처리부를 로딩시키면서 동작과 그 동작상태를 감시하고, 통신환경정보를 관리하는 프로세스를 가지는 메인 중계 처리부; 및, 상기 호스트부와 클라이언트 연계부 및 시설물 연계부, 그리고 상기 통신경로 처리부와 상기 메인 중계처리부에 의해 송수신되는 정보들을 저장하는 공유메모리; 를 포함하여 구성하고, 상기 공유메모리와 상기 호스트부 사이에는 상기 모니터링 감시부에 의해 모니터링되어 상기 공유메모리에 저장되는 상기 원격지 시설물들에 대한 모니터링의 원시 또는 원천 데이터를 분석하고 그 분석 결과값만을 상기 클라우드 서버에 전송하는 데이터 처리부; 를 연결 구성하며, 상기 공유메모리 또는 상기 클라우드 서버에는 상기 원시 또는 원천 데이터에 대한 상기 데이터 처리부의 분석을 가능하게 하는 비교대상의 기준데이터를 저장하고 이를 제공하도록 구성하는 것이다.The gateway terminal device for remote integrated control and control of Internet-based facilities including the data processing function of the present invention for achieving the above object has a client terminal, a monitoring monitoring unit, and remote facilities managed by the client terminal, and By connecting the cloud server to the communication network, a plurality of access ports; A host unit configured to allow the cloud server to be connected to any one of the plurality of access ports, and to have a process associated with the cloud server; A client connection unit that allows the client terminal to be connected to any one of the plurality of connection ports, and has a process associated with operating software of the client terminal; A plurality of facility connection units managing a process and a connection path (THREAD) associated with the remote facility; A plurality of communication path processing units, each connected to a plurality of the facility connection units, providing a connection path managed by the facility connection unit when the remote facilities are connected to any one of the plurality of connection ports; A main relay processing unit having a process of monitoring an operation and its operation state and managing communication environment information while loading the host unit, the client connection unit, the facility connection unit, and the communication path processing unit; And a shared memory for storing information transmitted and received by the host unit, the client connection unit and the facility connection unit, and the communication path processing unit and the main relay processing unit. Comprising a, to analyze the raw or source data of the monitoring for the remote facilities stored in the shared memory is monitored by the monitoring monitoring unit between the shared memory and the host unit and analyzes only the result of the analysis A data processing unit transmitting to the cloud server; And configured to store and provide reference data of a comparison target that enables analysis of the data processing unit for the raw or original data in the shared memory or the cloud server.
또한, 상기 모니터링 감시부는 음파센서와 이미지센서 및 진동 가속도 센서 중 어느 하나이거나 또는 복수개 또는 이들 모두를 포함하는 것이다.In addition, the monitoring and monitoring unit is one of a sound wave sensor, an image sensor, and a vibration acceleration sensor, or includes a plurality or both.
또한, 상기 데이터 처리부는, 상기 원격지 시설물들에 선택적으로 설치되는 상기 음파센서에 의해 모니터링되는 원시 또는 원천 데이터가 상기 공유메모리에 저장시, 상기 원시 또는 원천 데이터를 시간 축 기반의 바이너리값으로 변환시키는 제 1 변환 프로세서; 상기 시간 축 기반의 바이너리값을 고속 퓨리에 변환으로 주파수 기반의 음파데이터로 변환하는 제 2 변환 프로세서; 상기 주파수 기반의 음파데이터를 주파수별로 구분하여 상기 공유메모리 또는 상기 호스트부를 통해 상기 클라우드 서버에서 제공하는 기준데이터와 비교하여 편차 발생의 이상 유무를 분석하는 제 1 분석 프로세서; 및, 상기 제 1 분석 프로세서에 의해 분석된 결과값을 상기 호스트부를 통해 상기 클라우드 서버에 전송하는 전송 프로세서; 가 구성되는 것이다.In addition, the data processing unit converts the raw or original data to a binary value based on a time axis when raw or original data monitored by the sound wave sensor selectively installed in the remote facilities is stored in the shared memory. A first conversion processor; A second conversion processor that converts the time-based binary value into frequency-based sound wave data by fast Fourier transform; A first analysis processor that classifies the frequency-based sound wave data for each frequency and compares the reference data provided by the cloud server with the shared memory or the host unit to analyze whether there is an error; And a transmission processor transmitting a result value analyzed by the first analysis processor to the cloud server through the host unit. Is composed.
또한, 상기 음파센서에 의해 모니터링되는 원시 또는 원천 데이터와 상기 기준데이터는 원격지 시설물들의 구조물 마찰에 따른 음파신호이고, 상기 제 1 변환 프로세서는 상기 음파신호를 시간 축 기반의 바이너리값으로 변환시키는 것이다.In addition, the raw or source data monitored by the sound wave sensor and the reference data are sound wave signals according to the structure friction of remote facilities, and the first conversion processor converts the sound wave signals into binary values based on a time axis.
또한, 상기 데이터 처리부는, 상기 원격지 시설물들에 선택적으로 설치되는 상기 이미지센서에 의해 모니터링되는 원시 또는 원천 데이터가 상기 공유메모리에 저장시, 상기 원시 또는 원천 데이터를 상기 공유메모리 또는 상기 호스트부를 통해 상기 클라우드 서버에서 제공하는 기준데이터와 비교하여 편차 발생의 이상 유무를 분석하는 제 2 분석 프로세서; 및, 상기 제 2 분석 프로세서에 의해 분석된 결과값을 상기 호스트부를 통해 상기 클라우드 서버에 전송하는 전송 프로세서; 가 구성되는 것이다.In addition, when the raw or original data monitored by the image sensor selectively installed in the remote facilities is stored in the shared memory, the data processing unit may transmit the raw or original data through the shared memory or the host unit. A second analysis processor that analyzes whether an abnormality occurs or not in comparison to the reference data provided by the cloud server; And a transmission processor transmitting a result value analyzed by the second analysis processor to the cloud server through the host unit. Is composed.
또한, 상기 이미지센서에 의해 모니터링되는 원시 또는 원천 데이터와 상기 기준데이터는 원격지 시설물들의 특정 구조물에 대한 이미지의 픽셀 정보이고, 상기 제 2 분석 프로세서는 상기 픽셀 정보들을 비교하여 편차 발생의 이상 유무를 분석하는 것이다.In addition, the raw or source data monitored by the image sensor and the reference data are pixel information of an image of a specific structure of remote facilities, and the second analysis processor compares the pixel information to analyze the presence or absence of a deviation. Is to do.
또한, 상기 데이터 처리부는, 상기 원격지 시설물들에 선택적으로 설치되는 상기 진동 가속도 센서에 의해 모니터링되는 원시 또는 원천 데이터들이 상기 공유메모리에 저장시, 상기 원시 또는 원천 데이터에 대한 평균의 제곱값을 연산하는 제 1 연산 프로세서; 상기 원시 또는 원천 데이터에 대한 제곱의 평균값을 연산하는 제 2 연산 프로세서; 상기 제 1 연산 프로세서에 의해 연산되는 평균의 제곱값과 상기 제 2 연산 프로세서에 의해 연산되는 제곱의 평균값으로부터 분산값을 연산하여 가속도를 측정하는 제 3 연산 프로세서; 상기 제 3 연산 프로세서에 의해 측정되는 가속도를 뉴마크 베타(newmark beta)법으로 수치 적분하여 속도로 변환시키는 제 3 변환 프로세서; 상기 제 3 변환 프로세서에 의해 변환된 속도를 뉴마크 베타법으로 수치 적분하여 변위로 변환시키는 제 4 변환 프로세서; 상기 제 4 변환 프로세서에 의해 변환된 변위를 상기 공유메모리 또는 상기 호스트부를 통해 상기 클라우드 서버에서 제공하는 기준데이터와 비교하여 편차 발생의 이상 유무를 분석하는 제 3 분석 프로세서; 및, 상기 제 3 분석 프로세서에 의해 분석된 결과값을 상기 호스트부를 통해 상기 클라우드 서버에 전송하는 전송 프로세서; 가 구성되는 것이다.In addition, the data processing unit, when the raw or raw data monitored by the vibration acceleration sensor selectively installed in the remote facility is stored in the shared memory, to calculate the mean square value for the raw or raw data A first computational processor; A second computation processor that calculates an average value of squares for the raw or original data; A third computation processor that measures acceleration by calculating a variance value from an average square value computed by the first computation processor and an average square value computed by the second computation processor; A third conversion processor that converts the acceleration measured by the third calculation processor into a speed by numerically integrating it using a newmark beta method; A fourth conversion processor that converts the speed converted by the third conversion processor into a displacement by numerically integrating with a Newmark beta method; A third analysis processor that analyzes the presence or absence of a deviation by comparing the displacement converted by the fourth conversion processor with reference data provided by the cloud server through the shared memory or the host unit; And a transmission processor transmitting a result value analyzed by the third analysis processor to the cloud server through the host unit. Is composed.
또한, 상기 진동 가속도 센서에 의해 모니터링되는 원시 또는 원천 데이터와 상기 기준데이터는 원격지 시설물들의 구조물의 진동신호들이고, 상기 제 1 연산 프로세서는 상기 진동신호들에 대한 평균의 제곱값을 연산하는 것이며, 상기 제 2 연산 프로세서는 상기 진동신호들에 대한 제곱의 평균값을 연산하는 것이다.In addition, the raw or source data monitored by the vibration acceleration sensor and the reference data are vibration signals of structures of remote facilities, and the first calculation processor calculates an average square value for the vibration signals, The second calculation processor is to calculate an average value of squares for the vibration signals.
또한, 상기 게이트웨이 단말장치와 클라이언트 단말 및 클라우드 서버는 표준 프로토콜로 통신하되 암호화를 적용할 수 있는 것으로, 상기 게이트웨이 단말장치와 상기 원격지 시설물들은 모드버스(Modbus), CoAP(Constrained Application Protocol), MQTT(Message Queueing Telemetry Transport), DDS(Data Distribution), HTTP(Hypertext Transfer Protocol) 등을 포함하는 모든 프로토콜들 중에서 어느 하나의 프로토콜로 통신하도록 구성하는 것이다.In addition, the gateway terminal device and the client terminal and the cloud server communicate with standard protocols, but encryption can be applied. The gateway terminal device and the remote facilities are Modbus, CoAP (Constrained Application Protocol), MQTT ( It is configured to communicate with any one of all protocols including Message Queueing Telemetry Transport (DDS), Data Distribution (DDS), and Hypertext Transfer Protocol (HTTP).
또한, 상기 게이트웨이 단말장치의 접속포트에는 모드버스(Modbus), CoAP(Constrained Application Protocol), MQTT(Message Queueing Telemetry Transport), DDS(Data Distribution), HTTP(Hypertext Transfer Protocol) 등을 포함하는 모든 프로토콜들 중에서 어느 하나의 프로토콜로 통신시, 이를 표준 프로토콜 기반의 통신방식으로 변환하는 통신변환기를 연결 구성하는 것이다.In addition, all the protocols including Modbus, CoAP (Constrained Application Protocol), MQTT (Message Queueing Telemetry Transport), DDS (Data Distribution), and HTTP (Hypertext Transfer Protocol) are included in the access port of the gateway terminal device. When communicating with any one of the protocols, the communication converter that converts it into a standard protocol-based communication method is connected.
또한, 상기 게이트웨이 단말장치에는, 상기 클라이언트 단말의 원격 모니터 요청신호에 따라 상기 공유메모리에 저장되는 모니터링 정보 또는 상기 데이터 처리부의 모니터링 분석 결과값을 상기 클라이언트 단말에 제공하는 모니터링 처리부; 를 더 포함하여 구성하는 것이다.In addition, the gateway terminal device, a monitoring processing unit for providing the monitoring information stored in the shared memory or the monitoring analysis result value of the data processing unit to the client terminal according to the remote monitor request signal of the client terminal; It is configured to further include.
또한, 상기 게이트웨이 단말장치에는, 인접하는 다른 게이트웨이 단말장치와의 연계를 위한 프로세스를 가지면서 연계된 인접하는 다른 게이트웨이 단말장치와 정보를 교환하는 단말 연계부; 를 더 포함하여 구성하는 것이다.In addition, the gateway terminal device, while having a process for linking with other neighboring gateway terminal devices, a terminal linking unit for exchanging information with other neighboring gateway terminal devices linked with each other; It is configured to further include.
또한, 상기 게이트웨이 단말장치에는, 상기 공유메모리의 공유 또는 상기 데이터 처리부의 모니터링 분석 결과값을 통해 원격지 시설물들에 이상신호 발생시 이벤트신호를 생성하는 이벤트 처리부; 를 더 포함하여 구성하는 것이다.In addition, the gateway terminal device, an event processing unit for generating an event signal when an abnormal signal occurs in the remote facility through the shared memory of the shared memory or the monitoring analysis results of the data processing unit; It is configured to further include.
이와 같이 본 발명은 원격지의 시설물들과 클라우드 서버를 유무선의 통신망을 통해 단말장치와 연결 구성하되, 게이트웨이 단말장치의 공유메모리에 원격지 시설물들의 원시 또는 원천 데이터가 저장시 그 저장된 원시 또는 원천 데이터를 분석한 후 그 분석 결과값만을 클라우드 서버에 전송하도록 구성한 것이며, 이를 통해 게이트웨이 단말장치의 공유메모리에 저장되는 원시 또는 원천데이터들 중에서 클라우드 서버가 인식하지 못하는 무의미한 데이터의 전송을 차단하여, 게이트웨이 단말장치에서 클라우드 서버로의 데이터 전송에 따른 통신 속도 저하를 방지하고, 클라우드 서버의 데이터 저장량을 감소시키면서 데이터 분석에 따른 시간을 절약하며, 데이터 분석 후 이루어지는 불필요한 데이터의 삭제 작업을 없애면서 클라우드 서버의 유지 관리가 효율적으로 운영되는 효과를 기대할 수 있는 것이다.As described above, the present invention configures the remote facilities and the cloud server to be connected to the terminal device through a wired / wireless communication network, but analyzes the stored raw or source data when the raw or source data of the remote facilities is stored in the shared memory of the gateway terminal device. After that, only the result of the analysis is configured to be transmitted to the cloud server. Through this, the gateway terminal device blocks the transmission of meaningless data that the cloud server does not recognize among the raw or original data stored in the shared memory of the gateway terminal device. It prevents the decrease in communication speed due to data transmission to the cloud server, saves the time required for data analysis while reducing the data storage amount of the cloud server, and eliminates unnecessary data deletion after data analysis, while maintaining the cloud server. Management would be expected that the effect is efficiently operated.
도 1은 본 발명의 실시예로 데이터 처리 기능이 포함된 사물인터넷 기반의 게이트웨이 단말장치에 대한 블럭 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예로 게이트웨이 단말장치에 포함되는 데이터 처리부에 대한 상세 블럭 구성도.
도 3은 본 발명의 실시예로 데이터 처리 기능이 포함된 사물인터넷 기반 게이트웨이 단말장치의 시설물들에 대한 원격 통합 관제 및 제어 흐름도.
도 4는 본 발명의 실시예로 공유메모리에 저장된 음파센서의 모니터링 감시에 따른 원시 또는 원천 데이터를 가공하는 상태를 보인 흐름도.
도 5는 본 발명의 실시예로 공유메모리에 저장된 이미지센서의 모니터링 감시에 따른 원시 또는 원천 데이터를 가공하는 상태를 보인 흐름도.
도 6은 본 발명의 실시예로 원격지 시설물에 부착될 표준거리 측정을 위한 표준자 시트의 구조도.
도 7은 본 발명의 실시예로 도 6의 표준자 시트가 부착된 원격지 시설물에 대한 특정부위를 이미지 센서를 통해 촬영하여둔 화면도.
도 8은 본 발명의 실시예로 공유메모리에 저장된 진동 가속도 센서의 모니터링 감시에 따른 원시 또는 원천 데이터를 가공하는 상태를 보인 흐름도.1 is a block diagram of an IoT-based gateway terminal device including a data processing function according to an embodiment of the present invention.
2 is a detailed block diagram of a data processing unit included in a gateway terminal device according to an embodiment of the present invention.
3 is a remote integrated control and control flow chart for facilities of an IoT-based gateway terminal device including a data processing function according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a flow chart showing a state of processing raw or raw data according to the monitoring monitoring of the sound wave sensor stored in the shared memory as an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart showing a state of processing raw or original data according to monitoring and monitoring of an image sensor stored in a shared memory as an embodiment of the present invention.
6 is a structural diagram of a standard ruler sheet for measuring a standard distance to be attached to a remote facility in an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a screen view of a specific part of a remote facility equipped with the standard ruler sheet of FIG. 6 photographed through an image sensor according to an embodiment of the present invention.
8 is a flow chart showing a state of processing raw or raw data according to monitoring monitoring of a vibration acceleration sensor stored in a shared memory as an embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명 기술적 사상의 실시예에 있어서 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명 기술적 사상의 실시예에 있어서 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them will be clarified with reference to embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. However, in the embodiments of the technical idea of the present invention, it is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only the embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and the technology to which the present invention pertains It is provided to fully inform the person of ordinary skill in the field of the scope of the invention, and is only defined by the scope of the claims in the embodiments of the technical idea of the present invention.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.The terminology used herein is for describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In this specification, the singular form also includes the plural form unless otherwise specified in the phrase.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 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.In this specification, the terms "include" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, elements, parts or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It should be understood that the existence or addition possibilities of fields or numbers, steps, actions, components, parts or combinations thereof are not excluded in advance.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 필요한 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드 지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 장치의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다.In addition, embodiments described herein will be described with reference to cross-sectional views and / or plan views, which are ideal exemplary views of the present invention. Accordingly, the embodiments of the present invention are not limited to the specific shapes shown, but also include changes in necessary shapes. For example, the area illustrated at a right angle may be rounded or may have a shape having a predetermined curvature. Accordingly, the regions illustrated in the figures have schematic properties, and the shape of the regions illustrated in the figures is intended to illustrate a particular form of region of the device and is not intended to limit the scope of the invention.
명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 따라서, 동일한 참조 부호 또는 유사한 참조 부호들은 해당 도면에서 언급 또는 설명되지 않았더라도, 다른 도면을 참조하여 설명될 수 있다. 또한, 참조 부호가 표시되지 않았더라도, 다른 도면들을 참조하여 설명될 수 있다.The same reference numerals throughout the specification refer to the same components. Therefore, although the same reference numerals or similar reference numerals are not mentioned or described in the corresponding drawings, they may be described with reference to other drawings. Further, even if reference numerals are not indicated, they may be described with reference to other drawings.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예로 데이터 처리 기능이 포함된 사물인터넷 기반의 게이트웨이 단말장치에 대한 블럭 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예로 게이트웨이 단말장치에 포함되는 데이터 처리부에 대한 상세 블럭 구성도이며, 도 3은 본 발명의 실시예로 데이터 처리 기능이 포함된 사물인터넷 기반 게이트웨이 단말장치의 시설물 원격 통합 관제 및 제어 흐름도를 도시한 것이다.1 is a block diagram of a gateway terminal device based on the Internet of Things including a data processing function according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a detailed block of a data processing unit included in a gateway terminal device according to an embodiment of the
첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 사물인터넷 기반의 원격지 시설물에 대한 원격 통합 관제 및 제어용 게이트웨이 단말장치(A)는, 클라이언트 단말(100)과, 상기 클라이언트 단말(100)에 의해 관리되며 모드버스(MODBUS), CoAP(Constrained Application Protocol), MQTT(Message Queueing Telemetry Transport), DDS(Data Distribution), HTTP(Hypertext Transfer Protocol) 등을 포함하는 모든 프로토콜들 중에서 어느 하나의 프로토콜로 통신하는 것으로 모니터링 감시부로서 음파센서(201)와 이미지센서(202) 및 진동 가속도 센서(202)가 모두 또는 선택적으로 설치되어 있는 원격지 시설물들(200), 그리고 사물 인터넷 기반(IoT)의 클라우드 서버(300)가 유선 또는 무선의 통신망(예; WiFi, Bluetooth, Zigbee, Etherent 등)을 통해 연결될 수 있는 것으로, 복수의 접속포트(P1,P2,P3,P4)를 가지는 본체, 그리고 상기 본체에 호스트부(HOST)(10), 클라이언트 연계부(20), 시설물 연계부(SCAN)(30), 통신경로 처리부(EDGE; Enhanced Data for Global Evolution)(40), 메인 중계처리부(WDT; Watch Dog Timer)(50), 공유메모리(60), 통신변환기(T10), 데이터 처리부(400), 및/또는 모니터링 처리부(CLI)(70), 단말 연계부(GWMS)(80), 이벤트 처리부(90)를 포함하여 구성되는 것이다.1 to 3, the gateway terminal device (A) for remote integrated control and control of an IoT-based remote facility according to an embodiment of the present invention includes a
상기 호스트부(10)는 복수의 상기 접속포트(P1,P2,P3,P4) 중 어느 하나의 접속포트(P1)에 상기 클라우드 서버(300)가 접속되도록 하는 것이며, 표준 프로토콜기반(예; TCP/IP)의 상기 클라우드 서버(300)와 연계되는 프로세스를 가지면서, 클라이언트 단말(100) 및/또는 원격지 시설물들(200)과 클라우드 서버(300) 사이에서 정보를 송수신시 이를 코딩(CODING) 또는 디코딩(DECODING) 기능, 시간 동기(TIME SYNC) 기능, 구성 정보 생성 기능, 정주기/이벤트 전달 기능, 기기들에 대한 제어명령 전달 기능을 수행하도록 구성하여둔 것이다.The
여기서, 상기 구성 정보는 원격지 시설물들(200)의 운영에 필요로 하는 정보들을 설명하는 것이고, 상기 정주기는 클라우드 서버(300)에 의한 원격지 시설물들(200)에 대한 원격 관제 및 제어를 설정된 일정주기로 진행하는 것을 설명하는 것이며, 이벤트는 원격지 시설물들(200)에 대한 장애 발생시 생성되는 신호를 설명하는 것이지만, 반드시 이러한 것에 한정하는 것은 아니다.Here, the configuration information is to describe the information required for the operation of the
이때, 상기 호스트부(10)가 실행되면, 상기 클라우드 서버(300)와 접속이 이루어지면서, 상기 클라우드 서버(300)의 운영환경 정보를 수집하게 되는데, 상기 운영환경 정보는 링크되는 통신 프로세스 개수, 원격지 시설물들(200)의 타입과 IP/PORT에 따른 통신 구성정보 등을 포함하는 시설물 통신 환경과, 상기 원격지 시설물들(200)에 대한 전체 사용 여부, 모니터링 감시부와 이에 연결되는 시설물들별 프로토콜 INFO를 포함하는 기기 구성정보, 그리고 시설물과 모니터링 감시부의 운영포인트 리스트 정보(예; TAG, TYPE, ALARM, LEVEL, EVENT FLAG, SCALE, OFFSET 등)와 운영 포인트별 프로토콜 정보(예; 포인트별 어드레스, 프로토콜 인덱스 등)를 포함하는 포인트 구성정보인 것이다.At this time, when the
여기서, 상기 호스트부(10)는 클라우드 서버(300)와 모니터링 감시 정보를 송수신할 때 그 송수신되는 모니터링 감시 정보를 상기 공유메모리(60)에 저장시키도록 하였으며, 이는 클라이언트 단말(100)의 원격 모니터링 요청신호가 수신되었을 때, 상기 클라이언트 단말(100)에 모니터링 감시 정보를 제공하기 위함인 것이다.Here, when the
한편, 상기 호스트부(10)는 클라우드 서버(300)에 상기 원격지 시설물들(200)의 감시정보 즉, 모니터링 정보를 송신시, 그 송신되는 정보는 상기 데이터 처리부(400)에 의해 상기 공유메모리(60)에 저장된 상기 원격지 시설물들(200)에 대한 모니터링 감시 정보들을 분석한 결과값이 도출되었을 때 그 도출된 결과값인 것이다.Meanwhile, when the
상기 클라이언트 연계부(20)는 복수의 상기 접속포트(P1,P2,P3,P4) 중 어느 하나의 접속포트(P2)에 원격지 시설물들(200)에 대한 관리 주체인 표준 프로토콜 기반(예; TCP/IP)의 상기 클라이언트 단말(100)이 접속되었을 때, 상기 클라이언트 단말(100)의 운영소프트웨어(OS)와 연계되는 프로세스를 가지면서, 상기 클라이언트 단말(100)과 상기 호스트부(10) 사이에서 쌍방간의 구성정보 전달과 정주기/이벤트 전달기능, 그리고 상기 클라우드 서버(300)의 제어명령을 전달하는 기능을 수행하도록 구성하여둔 것이다.The
여기서, 상기 클라이언트 연계부(20)를 통해 상기 클라우드 서버(300)의 제어명령이 상기 클라이언트 단말(100)에 전달시, 상기 클라이언트 단말(100)이 원격지 시설물들(200)을 직접 통합 관제 및 제어할 수 있지만, 상기 클라이언트 단말(100)을 배제하고 상기 게이트웨이 단말장치(A)가 직접 클라우드 서버(300)의 제어명령을 원격지 시설물들(200)에 전달하여 통합 관제 및 제어가 이루어질 수도 있는 것이다.Here, when a control command of the
즉, 상기 클라이언트 단말(100)을 통해 원격지 시설물들(200)을 통합 관제 및 제어하는 것은, 상기 클라이언트 단말(100)로부터 게이트웨이 단말장치(A)내의 클라이언트 연계부(20)로 요청신호를 제공하는 경우에 한하여 이루어지는 것이고, 상기 요청신호가 없을 경우 상기 클라우드 서버(300)는 상기 게이트웨이 단말장치(A)를 통해 원격지 시설물들(200)을 원격 관제하고 제어할 수 있도록 하는 것이다.That is, the integrated control and control of the
상기 시설물 연계부(30)는 모드버스(Modbus), CoAP(Constrained Application Protocol), MQTT(Message Queueing Telemetry Transport), DDS(Data Distribution), HTTP(Hypertext Transfer Protocol) 등을 포함하는 모든 프로토콜들 중에서 어느 하나의 프로토콜로 통신하는 상기 원격지 시설물들(200)과 연계되는 프로세스와 경로(THREAD)를 관리하도록 구성하여둔 것이다.The
상기 통신경로 처리부(40)는 복수의 상기 시설물 연계부(30)에 각각 연결되면서 복수의 상기 접속포트(P1,P2,P3,P4) 중 어느 하나의 접속포트(P3)에 상기 원격지 시설물들(200)이 접속시, 접속되는 시설물들(200)에 대하여 상기 시설물 연계부(30)에 의해 각각 관리되는 연계 경로를 제공하는 것으로, 상기 접속포트(P3)에는 모드버스(Modbus), CoAP(Constrained Application Protocol), MQTT(Message Queueing Telemetry Transport), DDS(Data Distribution), HTTP(Hypertext Transfer Protocol) 등을 포함하는 모든 프로토콜들 중에서 어느 하나의 프로토콜로 통신시, 이를 표준 프로토콜 기반(TCP/IT)의 통신방식으로 변환하는 통신변환기(T10)를 연결하면서, 정보의 리드(READ)/라이트(WRITE)를 관리하고, 로우레벨(LOW LEVEL) 이벤트 생성 및 상위 포인트 현재값을 업데이트하며, 실시간 기기별 포인트 정보 관리와, DI(Digital Input) 상태값 변경시 COS(Change of State) 이벤트 생성, AI(Analog Input)값 변경시 COA(Change of Analog) 이벤트 생성, 그리고 상기 클라우드 서버(300)의 제어명령을 기기들에 전달하도록 구성하여둔 것이다.The communication
이에따라, 상기 원격지 시설물들(200)에 설치되는 상기 모니터링 감시부에 포함되는 음파센서(201), 이미지센서(202), 진동 가속도 센서(203)는 상기 통신경로 처리부(40)에 의해 제공되는 연계 경로를 통해 상기 원격지 시설물들(200)들에 대한 모니터링 감시정보를 상기 공유메모리(60)에 저장할 수 있는 것이다.Accordingly, the
상기 메인 중계처리부(50)는 상기 호스트부(10)와 클라이언트 연계부(20) 및 시설물 연계부(30), 그리고 상기 통신경로 처리부(40)를 로딩시키면서 동작과 그 동작상태를 감시하고, 통신환경정보를 관리하는 프로세스를 가지도록 구성하여둔 것이다.The main
상기 공유메모리(60)는 상기 호스트부(10)와 클라이언트 연계부(20) 및 시설물 연계부(30), 그리고 상기 통신경로 처리부(40)와 상기 메인 중계처리부(50)에 의해 송수신되는 정보들을 저장하도록 구성하여둔 것이다.The shared
상기 데이터 처리부(400)는 상기 공유메모리(60)와 상기 호스트부(10) 사이에 마련되는 것으로, 상기 원격지 시설물들(예; 교량)(200)에 모두 또는 선택적으로 적용되는 모니터링 감시부인 음파센서(201), 이미지센서(202), 진동 가속도 센서(203)에 의해 모니터링 감시되어 상기 공유메모리(60)에 저장된 원시 또는 원천 데이터를 분석하고 그 분석 결과값만을 상기 클라우드 서버(300)에 전송하는 것이며, 이는 상기 클라우드 서버(300)의 저장용량을 줄이면서도, 상기 클라우드 서버(300)에서 수신받은 데이터 분석에 너무 많은 시간을 할애하는 것을 방지하기 위함인 것이다.The
여기서, 상기 공유메모리(60) 또는 상기 클라우드 서버(300)에는 상기 원시 또는 원천 데이터에 대한 상기 데이터 처리부(400)의 비교 분석을 가능하게 하는 비교대상의 기준데이터를 저장하고 이를 상기 데이터 처리부(400)가 요청시 제공하게 되는데, 상기 기준데이터는 상기 원격지 시설물들(200)이 정상적인 범위내에서의 음파 및/또는 이미지 및/또는 진동 가속도 정보에 해당하는 것이지만, 상기 음파와 진동 가속도 정보는 상기 원격지 시설물들(200)의 종류에 따라 달라질 수 있는 것이다.Here, the shared
따라서, 상기 데이터 처리부(400)는 상기 원격지 시설물들(200)에 선택적으로 설치되는 상기 음파센서(예; 마이크로폰 센서)(201)에 의해 모니터링 감시되는 원시 또는 원천 데이터가 상기 공유메모리(60)에 저장된 경우, 제 1,2 변환 프로세서(402a)(402b), 제 1 분석 프로세서(403a), 전송 프로세서(401)를 포함할 수 있는 것이다.Therefore, the
첨부된 도 4에서와 같이, 상기 제 1 변환 프로세서(402a)는 음파 물리량인 상기 원시 또는 원천 데이터를 시간 축 기반의 바이너리(binary)값으로 변환한 후 이를 상기 제 2 변환 프로세서(402b)에 제공하도록 구성하여둔 것이다.As shown in FIG. 4, the
상기 제 2 변환 프로세서(402b)는 상기 시간 축 기반의 바이너리값을 고속 퓨리에 변환으로 주파수 기반의 음파데이터로 변환한 후 이를 상기 제 1 분석 프로세서(403a)에 제공하도록 구성하여둔 것이다.The
상기 제 1 분석 프로세서(403a)는 상기 주파수 기반의 음파데이터를 주파수별로 구분하여 상기 공유메모리(60) 또는 상기 호스트부(10)를 통해 상기 클라우드 서버(300)에서 제공하는 기준데이터와 비교하여 편차 발생의 이상 유무를 분석한 후 이를 상기 전송프로세서(401)에 제공하도록 구성하여둔 것이다.The
상기 전송프로세서(401)는 상기 제 1 분석 프로세서(403a)에 의해 분석된 결과값을 상기 호스트부(10)를 통해 상기 클라우드 서버(300)에 전송하는 것으로, 이에따라 상기 클라우드 서버(300)는 기존과 같이 원시 또는 원천 데이터를 수신받아 이를 분석하여야 하는 불필요한 분석 과정을 생략할 수 있음은 물론, 상기 클라이언트 연계부(20)를 통해 상기 클라우드 서버(300)의 제어명령과 상기 분석값이 상기 클라이언트 단말(100)에 전달시, 상기 클라이언트 단말(100)이 원격지 시설물들(200)을 직접 통합 관제 및 제어할 수 있고, 다른 한편으로는 상기 클라이언트 단말(100)을 배제하고 상기 게이트웨이 단말장치(A)가 직접 상기 분석값을 이용하여 클라우드 서버(300)의 제어명령을 상기 원격지 시설물들(200)에 전달하여 통합 관제 및 제어가 이루어질 수도 있는 것이다.The
여기서, 상기 음파센서에 의해 모니터링 감시되는 원시 또는 원천 데이터와 상기 기준데이터는 원격지 시설물(예; 교량)(200)을 이루는 구조물(예; 교량 상판의 신축 이음매 부분) 마찰에 따른 음파신호이고, 이에따라 상기 제 1 변환 프로세서(402a)는 상기 음파신호를 시간 축 기반의 바이너리값으로 변환시키는 것으로 예시하여 설명하였지만, 마찰음이 발생할 수 있는 구조물들(예; 모터와 이를 지지하는 고정프레임이 연결부위 등)이 적용되는 고정 설치된 원격지 시설물들(예; 하수 처리 설비, 산업 기계 설비 등)에 모두 적용될 수 있는 것이다.Here, the raw or source data monitored and monitored by the sound wave sensor and the reference data are sound wave signals according to friction of a structure (eg, a new joint part of a bridge deck) constituting a remote facility (eg, a bridge) 200, and accordingly The
한편, 상기 데이터 처리부(400)는 상기 원격지 시설물들(예; 교량)(200)에 선택적으로 설치되는 상기 이미지센서(202)에 의해 모니터링 감시되는 원시 또는 원천 데이터가 상기 공유메모리(60)에 저장된 경우, 제 2 분석 프로세서(403b)를 더 포함하여 구성할 수 있는 것이다.Meanwhile, the
상기 제 2 분석 프로세서(403b)는 상기 원시 또는 원천 데이터를 상기 공유메모리(60) 또는 호스트부(10)를 통해 상기 클라우드 서버(300)에서 제공하는 기준데이터와 비교하여 편차 발생의 이상 유무를 분석한 후 이를 상기 전송 프로세서(401)를 통해 상기 클라우드 서버(300)에 제공하도록 구성하여둔 것이다.The
일예로, 상기 원격지 시설물들(200)에 설치되는 이미지 센서(202)가 상기 원격지 시설물들(200) 중에서 첨부된 도 6에서와 같은 표준자 시트(S1)가 부착된 표준척도가 되는 구조물의 특정부위를 첨부된 도 7에서와 같이 촬영한 후 이를 게이트웨이 단말장치(A)에 전송시, 상기 게이트웨이 단말장치(A)내의 데이터 처리부(400)에 포함되는 제 2 분석 프로세서(403b)는 촬영 이미지의 픽셀 정보를 이용하여 각 픽셀당 거리를 산출한 후 이를 기준데이터로서 공유메로리(60)에 저장하거나 및/또는 호스트부(10)가 클라우드 서버(300)에 전송하게 된다.As an example, the
이후, 시간이 경과된 상태에서 상기 원격지 시설물들(200)에 대한 모니터링 감시가 이루어져, 상기 이미지 센서(202)가 원격지 시설물들(200) 중에서 지정된 구조물의 특정부위를 촬영한 후 이를 게이트웨이 단말장치(A)에 전송시, 상기 게이트웨이 단말장치(A)에 포함되는 데이터 처리부(400)의 제 2 분석 프로세서(403b)는 상기 촬영 이미지 정보를 상기 공유메로리(60)에 저장시키는 한편, 상기 공유메모리(60)에 기 저장되거나 또는 상기 호스트부(10)를 통해 상기 클라우드 서버(300)로부터 제공받는 표준척도가 되는 기준데이터 이미지의 각 픽셀당 거리와 모니터링 감시를 통해 현재 촬영이 이루어진 이미지의 각 픽셀당 거리를 비교하게 되고, 그 비교결과 편차 발생 여부를 분석한 후 그 분석 결과값, 즉 특정 구조물이 정상범위내의 위치 또는 정상범위를 벗어난 상태로서 구조적 안정성이 확보되지 못하였는지 등의 분석 결과값을 전송프로세서(401)를 통해 호스트부(10)에 제공하고, 이에따라 상기 호스트부(10)는 상기와 같은 분석값만을 상기 클라우드 서버(300)에 제공하게 되는 것이다.Subsequently, monitoring and monitoring of the
이에따라, 상기 클라우드 서버(300)는 원격지 시설물들(200)에 설치되는 이미지 센서(202)의 모든 촬영데이터를 전송받아 저장하는 것이 아니라, 모니터링 감시를 위해 반드시 필요로 하는 정보로서, 상기 원격지 시설물들(200)의 특정 구조물에 대한 편차 발생의 이상 유무 분석값만을 저장할 수 있는 것이고, 이는 클라우드 서버(200)가 별도의 분석 과정을 거치지 않고도, 상기 게이트웨이 단말장치(A)를 통해 원격지 시설물들(200)을 효율적으로 원격 관제하고 제어할 수 있게 되는 것이다.Accordingly, the
한편, 상기 데이터 처리부(400)는 상기 원격지 시설물들(200)에 선택적으로 설치되는 상기 진동 가속도 센서(203)에 의해 모니터링되는 원시 또는 원천 데이터들이 상기 공유메모리(60)에 저장된 경우, 제 1,2,3 연산프로세서(404a)(404b)(404c), 제 3,4 변환프로세서(402c)(402d), 제 3 분석프로세서(403c)를 더 포함하여 구성할 수 있는 것이다.On the other hand, the
상기 제 1 연산프로세서(404a)는 상기 공유메모리(60)에 저장되는 상기 원시 또는 원천 데이터에 대한 평균의 제곱값을 연산하는 것이고, 상기 제 2 연산 프로세서(404b)는 상기 원시 또는 원천 데이터에 대한 제곱의 평균값을 연산하도록 구성하여둔 것이다.The
상기 제 3 연산프로세서(404c)는 상기 제 1 연산 프로세서(404a)에 의해 연산되는 평균의 제곱값과 상기 제 2 연산 프로세서(404b)에 의해 연산되는 제곱의 평균값으로부터 분산값을 연산하여 가속도를 측정한 후 이를 상기 제 3 변환프로세서(402c)에 제공하도록 구성하여둔 것이다.The
상기 제 3 변환 프로세서(402c)는 상기 제 3 연산 프로세서(404c)에 의해 측정되는 가속도를 뉴마크 베타(newmark beta)법으로 수치 적분하여 속도로 변환시키도록 구성하여둔 것이고, 상기 제 4 변환 프로세서(402d)는 상기 제 3 변환 프로세서(402c)에 의해 변환된 속도를 뉴마크 베타법으로 수치 적분하여 변위로 변환시킨 후 이를 상기 제 4 분석 프로세서(403c)에 제공하도록 구성한 것이다.The
상기 제 3 분석 프로세서(403c)는 상기 제 4 변환 프로세서(402d)에 의해 변환된 변위를 상기 공유메모리(60) 또는 상기 호스트부(10)를 통해 상기 클라우드 서버(300)에서 제공하는 기준데이터와 비교하여 편차 발생의 이상 유무를 분석한 후 그 분석 결과값을 전송프로세서(401)와 호스트부(10)를 통해 클라우드 서버(300)에서 전송하도록 구성하여둔 것이다.The
즉, 첨부된 도 8에서와 같이, 상기 원격지 시설물들(200)에 설치되는 상기 진동 가속도 센서(203)는 구조물들의 진동을 감시한 후 이를 전기적 신호로 변환하여 게이트웨이 단말장치(A)에 제공하여 공유메모리(60)에 저장시키는 것이고, 상기 게이트웨이 단말장치(A)에 포함되는 데이터 처리부(400)는 모니터링 감시를 통해 상기 공유메모리(60)에 저장되는 진동의 원시 또는 원천 데이터를 분석한 후 그 분석 결과값만을 상기 호스트부(10)를 통해 상기 클라우드 서버(300)에 전송 처리하게 되는 것이다.That is, as shown in the attached FIG. 8, the
이에따라, 상기 클라우드 서버(300)는 별도의 분석 과정을 거치지 않고도, 상기 게이트웨이 단말장치(A)를 통해 원격지 시설물들(200)을 효율적으로 원격 관제하고 제어할 수 있게 되는 것이다.Accordingly, the
즉, 본 발명의 실시예에 따른 게이트웨이 단말장치(A)는 클라우드 서버(300)로 원격지 시설물들(200)에 대한 모든 모니터링 감시의 원시 또는 원천 데이터를 전송하지 않고 이를 가공하여 원격 관제 및 제어에 필요롤 하는 분석 결과값만을 전송하게 되므로, 상기 원격지 시설물들(200)에 대한 상기 클라우드 서버(300)의 원격 관제와 제어가 효율적으로 운용될 수 있게 되는 것이다.That is, the gateway terminal device (A) according to an embodiment of the present invention does not transmit raw or source data of all monitoring monitoring for
상기 모니터링 처리부(70)는 상기 클라이언트 단말(100)의 원격 모니터링 요청신호에 따라 상기 공유메모리(60)에 저장된 원시 또는 원천의 모니터링 감시 데이터 또는 분석이 이루어진 결과값을 제공하도록 구성하여둔 것이다.The
즉, 상기 모니터링 처리부(70)는, 운영상태 모니터링을 위한 사용자 연계 프로세스를 가지는 것으로, 클라이언트 단말(100)이 접속시 상기 공유메모리(60)에 저장되는 원격지 시설물들(200)별 원시 또는 원천 데이터는 물론 분석 결과값을 상기 클라이언트 단말(100)에 제공하는 한편, 클라우드 서버(300)와 호스트부(10) 사이의 통신내역 모니터링 정보, 게이트웨이 단말장치(A)와 시설물들(200)간의 통신내역 모니터링 정보, 게이트웨이 단말장치(A)와 시설물들(200)간의 타임아웃(TIMEOUT) 실시간 설정 정보, 시설물들(200)별 통신내역 모니터링 정보 및 포인트 정보 표출 기능, 그리고 시설물들(200)에 대한 그룹단위 또는 개별단위의 통신량 모니터링 정보와 그룹별/기기별 통신속도를 모니터링한 정보를 상기 클라이언트 단말(100)에 제공하도록 구성하여둔 것이다.That is, the
여기서, 상기 포인트 정보는 원격지 시설물들(200)에 대한 감시, 제어, 계측, 설정이 이루어질때마다 정량적으로 부여되는 숫자를 의미하는 것이고, 이러한 포인트 부여에 따라 시설물들(200)에 대한 정상의 작동상태 또는 불량한 상태 또는 정상적이지는 않지만 불량하지도 않은 상태 등을 경보레벨/경보상태/상한/하한 등의 등급으로 구분하고, 이렇게 구분된 등급에 따라 경보를 발생시킬 것인지를 결정하기 위함인 것이다.Here, the point information refers to a number that is quantitatively assigned whenever monitoring, control, measurement, and setting of
상기 단말 연계부(80)는 복수의 상기 접속포트(P1,P2,P3,P4) 중 어느 하나의 접속포트(P4)에 인접하는 표준 프로토콜 기반(예; TCP/IP)의 다른 게이트웨이 단말장치(A10)가 접속되도록 구성하여둔 것으로, 인접하는 다른 게이트웨이 단말장치(A10)와의 연계를 위한 프로세스를 가지면서 연계된 인접하는 다른 게이트웨이 단말장치(A10)와 정보를 교환하도록 구성하여둔 것이다.The
상기 이벤트 처리부(90)는 상기 공유메모리(60)의 공유를 통해 원격지 시설물들(200)의 운영상태를 감시하면서 이상신호 발생시 이벤트신호를 생성한 후 이를 상기 공유메모리(60)에 저장시키면서, 상기 호스트부(10)를 통해 상기 클라우드 서버(300)에 전달하거나, 클라이언트 연계부(20)를 통해 클라이언트 단말(100)에 전달하도록 구성하여둔 것이다.The
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 사물인터넷 기반의 시설물에 대한 원격 통합 관제 및 제어용 게이트웨이 단말장치(A)는 첨부된 도 1 및 도 8에서와 같이, 복수의 접속포트(P1,P2,P3,P4)에 각각 클라우드 서버(300)와 클라이언트 단말(100) 및 원격지 시설물들(200), 그리고 상기 게이트웨이 단말장치(A)와 동일한 기능을 수행하는 인접하는 다른 게이트웨이 단말장치(A10)를 접속하여둔다.As described above, the gateway terminal device A for remote integrated control and control of IoT-based facilities according to an embodiment of the present invention includes a plurality of access ports P1, P2, and P3 as shown in FIGS. By connecting the
그러면, 상기 원격지 시설물들(200)의 작동에 따른 모니터링 감시의 원시 또는 원천 데이터들은 음파센서(201), 이미지센서(202), 진동 가속도 센서(203) 등을 포함하는 모니터링 감시부에 의해 측정되고, 이렇게 측정된 원시 또는 원천 데이터들은 상기 게이트웨이 단말장치(A)내에서 시설물 연계부(30)에 의해 관리되는 통신경로 처리부(40)를 통해 경로가 지정되어 수집된 후 공유메모리(60)에 저장된다.Then, raw or source data of monitoring monitoring according to the operation of the
이때, 상기 게이트웨이 단말장치(A)에 포함되는 데이터 처리부(400)는 상기 공유메모리(60)에 저장된 상기 원격지 시설물들(200)에 대한 모니터링의 원시 또는 원천 데이터를 비교데이터와 비교 분석하여 결과값을 도출하게 된다.At this time, the
그러면, 상기 게이트웨이 단말장치(A)내의 호스트부(10)에는 클라우드 서버(300)가 접속되어 있으므로, 상기 호스트부(10)는 상기 데이터 처리부(400)에 의해 도출된 분석 결과값을 클라우드 서버(300)에 전달하게 되면서, 상기 클라우드 서버(300)는 상기 분석 결과값을 통해 별도의 분석 과정을 거치지 않더라도 상기 원격지 시설물들(200)을 통합 관제하고 그 통합 관제로부터 상기 원격지 시설물들(200)에 대한 원격 제어 명령을 전달할 수 있는 것이다.Then, since the
여기서, 상기 클라우드 서버(300)로부터 발생하는 제어명령이 호스트부(10)에 전달시, 상기 호스트부(10)는 이를 공유메모리(60)를 통해 시설물 연계부(30) 및/또는 클라이언트 연계부(20)에 전달하게 되면서, 상기 시설물 연계부(30)와 이에 의해 관리되는 통신경로 처리부(40)를 통해 상기 클라우드 서버(300)가 원격지 시설물들(200)을 직접적으로 원격 제어할 수 있는 것이지만, 상기 클라우드 서버(300)는 상기 클라이언트 단말(100)을 통해 원격지 시설물들(200)을 간접적으로 원격 제어할 수도 있는 것이다.Here, when a control command generated from the
한편, 상기 게이트웨이 단말장치(A)의 접속포트(P2)에는 클라이언트 단말(100)이 직접적으로 연결되어 있으므로, 상기 클라이언트 단말(100)이 원격지에서 직접 시설물들(200)을 제어할 수 있도록 하였지만, 상기 클라우드 서버(300)에 의해 원격지 시설물들(200)이 원격 제어되고 있을 때, 상기 클라우드 서버(300)에 의해 제어되는 상기 원격지 시설물들(200)에 대한 상태 정보를 상기 게이트웨이 단말장치(A)에 요청할 수도 있는 것이다.On the other hand, the
이에따라, 상기 게이트웨이 단말장치(A)내에 마련되어 운영상태 모니터링을 위한 사용자 연계 프로세스를 가지는 모니터링 처리부(70)는, 상기 클라이언트 단말(100)이 접속포트(P2)에 접속시, 상기 데이터 처리부(400)에 의해 이루어진 모니터링 감시의 분석 결과값을 상기 클라이언트 단말(100)에 제공하는 한편, 상기 클라우드 서버(300)와 호스트부(10) 사이의 통신내역 모니터링 정보, 게이트웨이 단말장치(A)와 시설물들(200)간의 통신내역 모니터링 정보, 게이트웨이 단말장치(A)와 시설물들(200)간의 타임아웃(TIMEOUT) 실시간 설정 정보, 시설물들(200)별 통신내역 모니터링 정보 및 포인터 정보 표출 기능, 그리고 시설물들(200)에 대한 그룹단위 또는 개별단위의 통신량 모니터링 정보와 그룹단위와 개별단위별 통신속도를 모니터링한 정보를 상기 클라이언트 단말(100)에 제공할 수 있는 것이다.Accordingly, the
또한, 본 발명의 실시예에 따른 게이트웨이 단말장치(A)에 마련되는 접속포트(P4)에는 인접하는 다른 게이트웨이 단말장치(A10)가 접속되어 있으므로, 상기 게이트웨이 단말장치(A)는 인접하는 다른 게이트웨이 단말장치(A10)와 정보를 교환할 수 있는 것이다.In addition, since another gateway terminal device A10 adjacent to the connection port P4 provided in the gateway terminal device A according to an embodiment of the present invention is connected, the gateway terminal device A is adjacent to another gateway. It is possible to exchange information with the terminal device A10.
한편, 상기 클라우드 서버(300)가 상기 게이트웨이 단말장치(A)를 이용하여 원격지 시설물들(200)을 직접적으로 통합 관제하고 원격 제어하거나, 또는 상기 게이트웨이 단말장치(A)와 클라이언트 단말(100)을 이용하여 원격지 시설물들(200)을 간접적으로 통합 관제하고 원격 제어시, 상기 게이트웨이 단말장치(A)에 포함되는 이벤트 처리부(90)는 상기 데이터 처리부(400)에 의해 이루어진 모니터링 감시의 분석 결과값을 통해 상기 원격지 시설물들(200)의 운영상태를 파악할 수 있게 된다.Meanwhile, the
이때, 상기 데이터 처리부(400)에 이루어지는 모니터링 감시의 분석 결과값을 통해 상기 이벤트 처리부(90)에서 상기 원격지 시설물들(200)에 장애신호가 발생되고 있음을 파악시, 상기 이벤트 처리부(90)는 이벤트신호를 생성한 후 이를 상기 공유메모리(60)에 저장시키는 한편, 상기 이벤트신호를 상기 호스트부(10)를 통해 상기 클라우드 서버(300)에 전달하거나, 및/또는 상기 클라이언트 연계부(20)를 통해 클라이언트 단말(100)에 전달하게 되며, 이에따라 시설물들(200)에 대한 장애신호를 해소하기 위한 후속조치가 신속하게 이루어질 수 있게 되는 것이다.In this case, when the
여기서, 상기 후속조치라 함은 원격제어를 통해 장애를 해소할 수 있으면, 상기 클라우드 서버(300) 또는 클라이언트 단말(100)에서 제어명령을 재전송하는 것이고, 원격제어를 통해 치유할 수 없는 것이라면 현장에 시설물 관리자를 투입하는 것을 의미하는 것이다.Here, the follow-up action is to retransmit a control command from the
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 게이트웨이 단말장치(A)는, 사물인터넷 기반의 원격지 시설물들(200)을 통합 관제하면서 시설물들(200)의 작동정보를 수집하고 그 수집된 정보를 토대로 원격 제어가 가능함은 물론, 장애신호 발생시 그 장애신호에 따른 후속조치가 신속하게 이루어질 수 있음은 물론, 게이트웨이 단말장치(A)의 공유메모리(60)에 저장되는 원시 또는 원천데이터들 중에서 클라우드 서버(300)에 필요 이상으로 많은 데이터가 전송되는 것을 차단하여, 게이트웨이 단말장치(A)에서 클라우드 서버(300)로의 데이터 전송에 따른 통신 속도 저하를 방지하고, 클라우드 서버(300)의 데이터 저장량을 감소시키면서 데이터 분석에 따른 시간을 절약하며, 데이터 분석 후 이루어지는 불필요한 데이터 삭제 작업을 없애면서 클라우드 서버(300)의 유지 관리가 효율적으로 운영될 수 있는 것이다.Accordingly, the gateway terminal device A according to an embodiment of the present invention collects the operation information of the
이하, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.Hereinafter, the present invention is not limited to the specific preferred embodiments described above, and various modifications can be practiced by anyone who has ordinary skill in the art to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Needless to say, such changes are within the scope of the claims.
10; 호스트부 20; 클라이언트 연계부
30; 시설물 연계부 40; 통신경로 처리부
50; 메인 중계처리부 60; 공유메모리
70; 모니터링 처리부 80; 단말 연계부
90; 이벤트 처리부 100; 클라이언트 단말
200; 원격지 시설물 201; 음파센서
202; 이미지센서 203; 진동 가속도 센서
300; 클라우드 서버 400; 데이터 처리부
401; 전송프로세서 402a; 제 1 변환프로세서
402b; 제 2 변환프로세서 402c; 제 3 변환프로세서
402d; 제 4 변환프로세서 403a; 제 1 분석프로세서
403b; 제 2 분석프로세서 403c; 제 3 분석프로세서
404a; 제 1 연산프로세서 404b; 제 2 연산프로세서
404c; 제 3 연산프로세서 S1; 표준자 시트
T10; 통신변환기10;
30;
50; Main
70;
90;
200;
202;
300;
401;
402b; A
402d; A
403b; A
404a; A first
404c; A third computing processor S1; Standard ruler sheet
T10; Communication converter
Claims (13)
상기 공유메모리와 상기 호스트부 사이에는 상기 모니터링 감시부로서 음파센서, 이미지 센서, 진동 가속도 센서 중 어느 하나에 의해 모니터링 감시되어 상기 공유메모리에 저장되는 상기 원격지 시설물들에 대한 모니터링의 원시 또는 원천 데이터에 대한 편차 발생의 이상 유무를 분석하고 그 분석 결과값만을 상기 클라우드 서버에 전송하는 데이터 처리부를 연결하며,
상기 클라우드 서버에는 상기 데이터 처리부에서 상기 원시 또는 원천 데이터에 대한 상기 편차 발생의 이상 유무 분석을 가능하게 하는 비교대상의 기준데이터를 저장하고 이를 상기 데이터 처리부에 제공하되, 상기 접속포트에는 모드버스(Modbus), CoAP(Constrained Application Protocol), MQTT(Message Queueing Telemetry Transport), DDS(Data Distribution), HTTP(Hypertext Transfer Protocol)를 포함하는 모든 프로토콜들 중에서 어느 하나의 프로토콜로 통신시, 이를 표준 프로토콜 기반의 통신방식으로 변환하는 통신변환기; 를 연결하고,
상기 데이터 처리부는,
상기 원격지 시설물들에 선택적으로 설치되는 상기 음파센서에 의해 모니터링되는 원시 또는 원천 데이터가 상기 공유메모리에 저장되는 경우, 상기 원시 또는 원천 데이터를 시간 축 기반의 바이너리값으로 변환시키는 제 1 변환 프로세서; 상기 시간 축 기반의 바이너리값을 고속 퓨리에 변환으로 주파수 기반의 음파데이터로 변환하는 제 2 변환 프로세서; 상기 주파수 기반의 음파데이터를 주파수별로 구분하여 상기 호스트부를 통해 상기 클라우드 서버에서 제공하는 기준데이터와 비교하여 편차 발생의 이상 유무를 분석하는 제 1 분석 프로세서; 및, 상기 제 1 분석 프로세서에 의해 분석된 결과값을 상기 호스트부를 통해 상기 클라우드 서버에 전송하는 전송 프로세서; 를 포함하여 구성하고,
상기 원격지 시설물들에 선택적으로 설치되는 상기 이미지센서에 의해 모니터링되는 원시 또는 원천 데이터가 상기 공유메모리에 저장되는 경우, 상기 원시 또는 원천 데이터를 상기 호스트부를 통해 상기 클라우드 서버에서 제공하는 기준데이터와 비교하여 편차 발생의 이상 유무를 분석하는 제 2 분석 프로세서; 및, 상기 제 2 분석 프로세서에 의해 분석된 결과값을 상기 호스트부를 통해 상기 클라우드 서버에 전송하는 전송 프로세서; 를 포함하여 구성하며,
상기 원격지 시설물들에 선택적으로 설치되는 상기 진동 가속도 센서에 의해 모니터링되는 원시 또는 원천 데이터들이 상기 공유메모리에 저장되는 경우, 상기 원시 또는 원천 데이터에 대한 평균의 제곱값을 연산하는 제 1 연산 프로세서; 상기 원시 또는 원천 데이터에 대한 제곱의 평균값을 연산하는 제 2 연산 프로세서; 상기 제 1 연산 프로세서에 의해 연산되는 평균의 제곱값과 상기 제 2 연산 프로세서에 의해 연산되는 제곱의 평균값으로부터 분산값을 연산하여 가속도를 측정하는 제 3 연산 프로세서; 상기 제 3 연산 프로세서에 의해 측정되는 가속도를 뉴마크 베타법으로 수치 적분하여 속도로 변환시키는 제 3 변환 프로세서; 상기 제 3 변환 프로세서에 의해 변환된 속도를 뉴마크 베타법으로 수치 적분하여 변위로 변환시키는 제 4 변환 프로세서; 상기 제 4 변환 프로세서에 의해 변환된 변위를 상기 호스트부를 통해 상기 클라우드 서버에서 제공하는 기준데이터와 비교하여 편차 발생의 이상 유무를 분석하는 제 3 분석 프로세서; 및, 상기 제 3 분석 프로세서에 의해 분석된 결과값을 상기 호스트부를 통해 상기 클라우드 서버에 전송하는 전송 프로세서; 를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 데이터 처리 기능이 포함된 사물 인터넷 기반의 시설물에 대한 원격 통합 관제 및 제어용 게이트웨이 단말장치.A client terminal, remote facilities having a monitoring monitoring unit and managed by the client terminal, and a cloud server connecting to a communication network, a plurality of access ports; A host unit configured to allow the cloud server to be connected to any one of the plurality of access ports, and to have a process associated with the cloud server; A client connection unit that allows the client terminal to be connected to any one of the plurality of connection ports, and has a process associated with operating software of the client terminal; A plurality of facility connection units managing a process and a connection path (THREAD) associated with the remote facility; A plurality of communication path processing units respectively connected to a plurality of the facility connection units and providing connection paths managed by the facility connection unit when the remote facilities are connected to any one of the plurality of connection ports; A main relay processing unit having a process of monitoring an operation and its operation state and managing communication environment information while loading the host unit, the client connection unit, the facility connection unit, and the communication path processing unit; And a shared memory for storing information transmitted and received by the host unit, the client connection unit and the facility connection unit, and the communication path processing unit and the main relay processing unit. Including,
Between the shared memory and the host unit, the monitoring monitoring unit monitors and monitors by any one of a sound wave sensor, an image sensor, and a vibration acceleration sensor . Connects a data processing unit that analyzes whether there is an abnormality in the occurrence of a deviation and transmits only the result of the analysis to the cloud server,
In the cloud server, the data processing unit stores reference data of a comparison target that enables analysis of whether or not the deviation occurs with respect to the raw or original data, and provides it to the data processing unit, wherein the connection port is a Modbus (Modbus ), CoAP (Constrained Application Protocol), MQTT (Message Queuing Telemetry Transport), DDS (Data Distribution), and HTTP (Hypertext Transfer Protocol). A communication converter for converting in a manner; Connect it,
The data processing unit,
A first conversion processor that converts the raw or original data into binary values based on a time axis when raw or original data monitored by the sound wave sensor selectively installed in the remote facilities is stored in the shared memory; A second conversion processor that converts the time-based binary value into frequency-based sound wave data by fast Fourier transform; A first analysis processor that classifies the frequency-based sound wave data for each frequency and compares the reference data provided by the cloud server with the host unit to analyze the presence or absence of an error; And a transmission processor transmitting a result value analyzed by the first analysis processor to the cloud server through the host unit. Including,
When raw or raw data monitored by the image sensor selectively installed in the remote facilities is stored in the shared memory, the raw or raw data is compared with reference data provided by the cloud server through the host unit. A second analysis processor that analyzes whether there is an abnormality in the occurrence of deviation; And a transmission processor transmitting a result value analyzed by the second analysis processor to the cloud server through the host unit. It comprises,
A first computing processor that calculates an average squared value for the raw or raw data when raw or raw data monitored by the vibration acceleration sensor selectively installed in the remote facilities is stored in the shared memory; A second computation processor that calculates an average value of squares for the raw or original data; A third computation processor that measures acceleration by calculating a variance value from an average square value computed by the first computation processor and an average square value computed by the second computation processor; A third conversion processor that converts the acceleration measured by the third calculation processor into a speed by numerically integrating it using a new mark beta method; A fourth conversion processor that converts the speed converted by the third conversion processor into a displacement by numerically integrating with a Newmark beta method; A third analysis processor that analyzes the presence or absence of a deviation by comparing the displacement converted by the fourth conversion processor with reference data provided by the cloud server through the host unit; And a transmission processor transmitting a result value analyzed by the third analysis processor to the cloud server through the host unit. A gateway terminal device for remote integrated control and control of an Internet of Things-based facility including a data processing function, characterized in that it comprises a .
상기 음파센서에 의해 모니터링되는 원시 또는 원천 데이터와 상기 기준데이터는 원격지 시설물들의 구조물 마찰에 따른 음파신호이고, 상기 제 1 변환 프로세서는 상기 음파신호를 시간 축 기반의 바이너리값으로 변환시키는 것을 특징으로 하는 데이터 처리 기능이 포함된 사물 인터넷 기반의 시설물에 대한 원격 통합 관제 및 제어용 게이트웨이 단말장치. According to claim 1,
The raw or source data monitored by the sound wave sensor and the reference data are sound wave signals according to the structure friction of remote facilities, and the first conversion processor converts the sound wave signals into binary values based on a time axis. Gateway terminal device for remote integrated control and control of IoT-based facilities including data processing function.
상기 이미지센서에 의해 모니터링되는 원시 또는 원천 데이터와 상기 기준데이터는 원격지 시설물들의 특정 구조물에 대한 이미지의 픽셀 정보이고, 상기 제 2 분석 프로세서는 상기 픽셀 정보들을 비교하여 편차 발생의 이상 유무를 분석하는 것을 특징으로 하는 데이터 처리 기능이 포함된 사물 인터넷 기반의 시설물에 대한 원격 통합 관제 및 제어용 게이트웨이 단말장치. According to claim 1,
The raw or source data monitored by the image sensor and the reference data are pixel information of an image of a specific structure of remote facilities, and the second analysis processor compares the pixel information to analyze whether there is an abnormality in the occurrence of deviation. Gateway terminal device for remote integrated control and control of IoT-based facilities with data processing function.
상기 진동 가속도 센서에 의해 모니터링되는 원시 또는 원천 데이터와 상기 기준데이터는 원격지 시설물들의 구조물의 진동신호들이고, 상기 제 1 연산 프로세서는 상기 진동신호들에 대한 평균의 제곱값을 연산하는 것이며, 상기 제 2 연산 프로세서는 상기 진동신호들에 대한 제곱의 평균값을 연산하는 것을 특징으로 하는 데이터 처리 기능이 포함된 사물 인터넷 기반의 시설물에 대한 원격 통합 관제 및 제어용 게이트웨이 단말장치. According to claim 1,
The raw or source data monitored by the vibration acceleration sensor and the reference data are vibration signals of a structure of remote facilities, and the first calculation processor calculates an average square value for the vibration signals, and the second The computing processor is a gateway terminal device for remote integrated control and control of Internet-based facilities including a data processing function, characterized in that an average value of squares for the vibration signals is calculated.
상기 게이트웨이 단말장치와 클라이언트 단말 및 클라우드 서버는 표준 프로토콜로 통신하되 암호화를 적용할 수 있는 것으로,
상기 게이트웨이 단말장치와 상기 원격지 시설물들은 모드버스(Modbus), CoAP(Constrained Application Protocol), MQTT(Message Queueing Telemetry Transport), DDS(Data Distribution), HTTP(Hypertext Transfer Protocol)를 포함하는 모든 프로토콜들 중에서 어느 하나의 프로토콜로 통신하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 데이터 처리 기능이 포함된 사물 인터넷 기반의 시설물에 대한 원격 통합 관제 및 제어용 게이트웨이 단말장치.According to claim 1,
The gateway terminal device and the client terminal and the cloud server communicate with a standard protocol, but can apply encryption.
The gateway terminal device and the remote facilities are any of all protocols including Modbus, Constrained Application Protocol (CoAP), Message Queuing Telemetry Transport (MQTT), Data Distribution (DDS), and Hypertext Transfer Protocol (HTTP). Gateway terminal device for remote integrated control and control of Internet of Things-based facilities including data processing, characterized in that it is configured to communicate with one protocol.
상기 게이트웨이 단말장치에는,
인접하는 다른 게이트웨이 단말장치와의 연계를 위한 프로세스를 가지면서 연계된 인접하는 다른 게이트웨이 단말장치와 정보를 교환하는 단말 연계부; 를 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 데이터 처리 기능이 포함된 사물 인터넷 기반의 시설물에 대한 원격 통합 관제 및 제어용 게이트웨이 단말장치.According to claim 1,
The gateway terminal device,
A terminal linking unit exchanging information with other neighboring gateway terminal devices connected while having a process for linking with other neighboring gateway terminal devices; A gateway terminal device for remote integrated control and control of an Internet of Things-based facility including a data processing function, further comprising a configuration.
상기 게이트웨이 단말장치에는,
상기 데이터 처리부의 모니터링 분석 결과값을 통해 원격지 시설물들에 이상신호 발생시 이벤트신호를 생성하는 이벤트 처리부; 를 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 데이터 처리 기능이 포함된 사물 인터넷 기반의 시설물에 대한 원격 통합 관제 및 제어용 게이트웨이 단말장치.According to claim 1,
The gateway terminal device,
An event processing unit that generates an event signal when an abnormal signal occurs in remote facilities through the monitoring analysis result value of the data processing unit; A gateway terminal device for remote integrated control and control of an Internet of Things-based facility including a data processing function, further comprising a configuration.
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