KR102122807B1 - LoRa 통신을 이용한 염수살포원격제어시스템 - Google Patents

LoRa 통신을 이용한 염수살포원격제어시스템 Download PDF

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(주)에스알디코리아
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Abstract

본 발명은 LoRa 통신을 이용한 염수살포원격제어시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 도로의 노면 또는 대기상태에 따라 염수살포수단을 통해 원격지에서 염수살포를 제어하기 위한 염수살포원격제어시스템에 있어서, 도로의 노면 또는 대기 중 온도 및 습도, 비 및 눈을 감지하기 위한 다수의 센서를 포함하고, 상기 센서들에 의하여 감지된 데이터를 로라(LoRa) 통신모듈을 이용하여 전송하기 위한 센서노드(sense node); 상기 센서노드의 로라 통신모듈로부터 전송된 데이터를 게이트웨이(gateway)를 통하여 수신하기 위한 네트워크서버(network server); 및 상기 네트워크서버에 수신된 데이터를 기반으로 상기 염수살포수단의 동작을 제어하기 위한 컨트롤러;를 포함하여 이루어진다.
즉 본 발명은 동일지 내지 이격지의 도로 노면 및 대기상태를 감지하기 위한 다수의 센서나 장치 등을 연결하고, 원거리 통신이 가능한 로라(LoRa) 통신방식의 센서노드를 도입하여 원격지에서 도로상태정보와, 이에 기반한 도로의 유지관리를 통합적으로 관리제어함으로써 관리 및 제어 가능한 도로의 영역을 확장할 수 있을 뿐만 아니라, 저전력 소비를 통한 에너지 절감과 경제성을 높일 수 있는 LoRa 통신을 이용한 염수살포원격제어시스템을 제안하고자 한다.

Description

LoRa 통신을 이용한 염수살포원격제어시스템{Salt Spray Remote Control System Using LoRa Communication}
본 발명은 동일지 내지 이격지의 도로 노면 및 대기상태를 감지하기 위한 다수의 센서나 장치 등을 연결하고, 원거리 통신이 가능한 로라(LoRa) 통신방식의 센서노드를 도입하여 원격지에서 도로상태정보와, 이에 기반한 도로의 유지관리를 통합적으로 관리제어함으로써 관리 및 제어 가능한 도로의 영역을 확장할 수 있을 뿐만 아니라, 저전력 소비를 통한 에너지 절감과 경제성을 높일 수 있는 LoRa 통신을 이용한 염수살포원격제어시스템에 관한 것이다.
도로 노면의 결빙을 방지하기 위해 염수나 제설제 등을 원격으로 살포하기 위한 제어시스템은 도로의 노면이나 대기 중의 온도와 습도를 측정하고, 동절기에 비나 눈이 오는 경우 도로의 노면이 얼어붙거나, 얼어붙지 않도록 염수살포수단에 의하여 염수를 살포하여 도로의 노면을 녹이거나, 얼어붙지 않도록 도로 상태를 관리하게 된다.
이를 위해 도로 노면 또는 대기 중의 온도 및 습도를 측정한 데이터와, 비나 눈이 오는지 여부를 감지하고, 감지된 데이터를 유무선통신을 통해 원격지의 제어시스템에 전송하게 되며, 제어시스템은 전송 데이터를 토대로 원격지에서 현지에 설치된 염수살포수단 등과 같은 장비를 제어하여 도로 노면을 녹이거나 결빙이 되는 것을 방지하게 된다.
특히 현지 도로의 노면이나 대기 상태에 관한 감지데이터의 송수신과, 염수살포수단 등과 같이 장비의 제어를 위한 제어신호의 송수신을 위해 무선통신망을 사용하는 경우가 많다.
현재 통상적으로 사용되는 무선통신방식은 Zigbee, WIFI, Bluetooth. LTE 등의 방식이 있으며, 이러한 무선통신기술은 개별 컨트롤러에서 수집한 데이터들을 전송하고 제어하는 근거리(통상 30m 이내) 무선통신방식이다. 이 경우 장거리 통신을 위해서는 라우터(router) 등과 같은 중개 장치를 각 컨트롤러마다 설치하여야 하는 불편함과 비경제성의 문제가 있다.
또한 기존의 무선통신기술은 실내가 아닌 곳에서 구조물이나 장애물로 인한 신호저하로 통신가능 거리가 짧아지거나, 통신이 단절되는 문제가 있다. 따라서 산악지대를 가로지는 고속도로나 지방도로와 같이 장애물이 존재하는 지역에서는 제약이 따를 뿐만 아니라, 시스템으로 커버할 수 있는 범위도 제한적일 수밖에 없다. 또한 하나의 서버에 연결이 가능한 장비의 수도 제한적이어서 시스템 구축에 많은 비용이 소요되는 문제가 있다.
대한민국 특허등록 제10-1185772호(2012.09.19. 등록)
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,
동일지 내지 이격지의 도로 노면 및 대기상태를 감지하기 위한 다수의 센서나 장치 등을 연결하고, 원거리 통신이 가능한 로라(LoRa) 통신방식의 센서노드를 도입하여 원격지에서 도로상태정보와, 이에 기반한 도로의 유지관리를 통합적으로 관리제어함으로써 관리 및 제어 가능한 도로의 영역을 확장할 수 있을 뿐만 아니라, 저전력 소비를 통한 에너지 절감과 경제성을 높이고자 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 LoRa 통신을 이용한 염수살포원격제어시스템은 도로의 노면 또는 대기상태에 따라 염수살포수단을 통해 원격지에서 염수살포를 제어하기 위한 염수살포원격제어시스템에 있어서, 도로의 노면 또는 대기 중 온도 및 습도, 비 및 눈을 감지하기 위한 다수의 센서를 포함하고, 상기 센서들에 의하여 감지된 데이터를 로라(LoRa) 통신모듈을 이용하여 전송하기 위한 센서노드(sense node); 상기 센서노드의 로라 통신모듈로부터 전송된 데이터를 게이트웨이(gateway)를 통하여 수신하기 위한 네트워크서버(network server); 및 상기 네트워크서버에 수신된 데이터를 기반으로 상기 염수살포수단의 동작을 제어하기 위한 컨트롤러;를 포함하여 이루어진다.
본 발명에 따른 상기 네트워크서버는 기상정보를 수신하고, 상기 컨트롤러는 상기 네트워크서버에 의하여 수신된 기장정보를 기반으로 상기 염수살포수단에 의한 염수살포조건을 설정 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 상기 센서에 의하여 감지된 현재 온도가 설정온도 -1℃ 이하이고, 현재 습도가 설정습도 28% 이상으로 설정하며, 상기 컨트롤러는 상기 센서에 의하여 감지된 온도 및 습도가 설정값에 해당하는 경우 상기 염수살포수단을 제어하여 도로의 노면에 염수를 살포하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 상기 센서는 비 및 눈을 감지하기 위한 우설감지유닛을 더 포함하고, 상기 우설감지유닛은 양단에 전원 공급을 위한 커넥터가 구비되는 우설감지센서와, 상기 우설감지센서를 덮는 센서커버와, 상기 우설감지센서의 커넥터를 덮는 커넥터커버와, 상기 센서커버의 측부에 형성되어 상기 우설감지센서로 비나 눈이 유입되도록 하는 투입부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 상기 염수살포수단은 염수 공급을 위한 펌프와, 상기 펌프와 연결되는 염수공급관과, 상기 염수공급관과 연결되어 도로 노면을 염수을 분사하기 위한 분사노즐과, 상기 염수공급관에 구비되어 염수의 공급을 개폐하기 위한 개폐밸브와, 상기 염수공급관에 구비되어 염수의 분사압을 감지하기 위한 압력센서를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 LoRa 통신을 이용한 염수살포원격제어시스템은 동일지 내지 이격지의 도로 노면 및 대기상태를 감지하기 위한 다수의 센서나 장치 등을 연결하고, 원거리 통신이 가능한 로라(LoRa) 통신방식의 센서노드를 도입하여 원격지에서 도로상태정보와, 이에 기반한 도로의 유지관리를 통합적으로 관리제어함으로써 관리 및 제어 가능한 도로의 영역을 확장할 수 있을 뿐만 아니라, 저전력 소비를 통한 에너지 절감과 경제성을 높일 수 있다.
또한 본 발명은 네트워크서버를 통하여 기상정보를 수신하고, 도로의 관리제어를 위한 염수살포조건을 기상정보에 따라 설정하고 제어함으로써 현재 기상에 맞는 도로의 유지관리가 가능하고, 이를 통하여 관리효율을 높일 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 LoRa 통신을 이용한 염수살포원격제어시스템을 나타내는 개통도,
도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 우설감지유닛을 나타내는 사시도 및 측단면도,
도 6은 본 발명에 따른 염수살포수단을 나타내는 개통도,
도 7은 본 발명에 따른 LoRa 통신을 이용한 염수살포원격제어시스템의 제어개통을 나타내는 개통도.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 설명하기 위하여 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시례를 예시하고 이를 참조하여 살펴본다.
먼저, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시례를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 또한 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 LoRa 통신을 이용한 염수살포원격제어시스템은 다수의 센서(11)와, 센서(11)들에 의하여 감지된 데이터를 전송하기 위한 센서노드(sensor node)(10)와, 센서노드(10)에 의하여 전송된 데이터를 게이트웨이(20)를 통하여 수신하는 네트워크서버(40) 및 염수살포수단(50)을 제어하기 위한 컨트롤러를 포함하여 구성된다.
먼저 본 발명에 따른 염수살포원격제어시스템은 도로의 노면이나 대기 중의 온도와 습도를 측정하고, 동절기에 비나 눈이 오는 경우 도로의 노면이 얼어붙거나, 얼어붙지 않도록 염수살포수단에 의하여 염수를 살포하여 도로의 노면을 녹이거나, 얼어붙지 않도록 도로 상태를 관리하게 된다.
이를 위해 도로 노면 또는 대기 중의 온도 및 습도를 측정한 데이터와, 빗물이나 눈이 오는지 여부를 감지하고, 감지된 데이터를 유무선통신을 통해 원격지의 제어시스템에 전송하게 되며, 제어시스템은 전송 데이터를 토대로 원격지에서 현지에 설치된 염수살포수단 등과 같은 장비를 제어하여 도로 노면을 녹이거나 결빙이 되는 것을 방지하게 된다.
특히 현지 도로의 노면이나 대기 상태에 관한 감지데이터의 송수신과, 염수살포수단 등과 같이 장비의 제어를 위한 제어신호의 송수신을 위해 무선통신망을 사용하는 경우가 많다.
현재 통상적으로 사용되는 무선통신방식은 Zigbee, WIFI, Bluetooth. LTE 등의 방식이 있으며, 이러한 무선통신기술은 개별 컨트롤러에서 수집한 데이터들을 전송하고 제어하는 근거리(통상 30m 이내) 무선통신방식이다. 이 경우 장거리 통신을 위해서는 라우터(router) 등과 같은 중개 장치를 각 컨트롤러마다 설치하여야 하는 불편함과 비경제성의 문제가 있다.
또한 기존의 무선통신기술은 실내가 아닌 곳에서 구조물이나 장애물로 인한 신호저하로 통신가능 거리가 짧아지거나, 통신이 단절되는 문제가 있다. 따라서 산악지대를 가로지는 고속도로나 지방도로와 같이 장애물이 존재하는 지역에서는 제약이 따를 뿐만 아니라, 시스템으로 커버할 수 있는 범위도 제한적일 수밖에 없다. 또한 하나의 서버에 연결이 가능한 장비의 수도 제한적이어서 시스템 구축에 많은 비용이 소요되는 문제가 있다.
이러한 문제점을 해결하고자 본 발명에서는 원거리(대략 16km 이상) 통신이 가능하고, 다수의 센서와 장치들을 연결하여 다량의 데이터를 송수신이 가능하며, 이러한 데이터에 의한 제어신호를 원거리 및 원격지에서 송신하여 현장 제어를 구현하기 위해 로라(LoRa) 통신방식을 도입하고 있다.
이를 위해 본 발명은 온도, 습도, 비나 눈 등의 감지하기 위한 센서(11)와, 장비 즉 염수살포수단(50) 등을 제어하기 위한 디바이스를 연결하기 위한 단말기 형태의 센서노드(sensor node)(10)가 구비된다. 이 센서노드(10)는 로라(Long Range, LoRa) 통신모듈(13)이 구비되어 원거리 통신이 가능하고, 전술한 바와 같은 다수의 센서(11)들과 장비들이 하나의 단말기인 센서노드(10)에 의하여 감지신호나 제어신호 등이 네트워크서버와 송수신이 가능하게 된다.
따라서 도로 노면이나 대기 중의 온도, 습도를 온도센서(60)나 습도센서(70)에 의하여 측정하고, 측정된 데이터를 센서노드의 로라 통신모듈(13)을 통하여 네트워크서버(30)로 전송하고, 우설감지유닛 등에 의하여 비나 눈이 내리는 경우 감지신호를 센서노드의 로라 통신모듈(13)을 통하여 네트워크서버(30) 전송하게 된다.
이 경우 로라 통신모듈(13)은 대략 반경 16km 이상 데이터 전송이 가능한데, 네트워크서버(30)를 기준으로 도로에 설치된 센서노드(10)가 데이터 송수신을 위한 유효반경 내에 있는 경우에는 별도의 게이트웨이(gateway)(20)가 필요 없이 센서노드(10)와 네트워크서버(30) 간에 직접 통신이 가능하다. 다만 센서노드(10)가 네트워크서버(30)를 기준으로 유효반경을 벗어나는 경우에는 센서노드(10)와 네트워크서버(30) 사이에 게이트웨이(20)를 설치하여 센서노드(10)와 네트워크서버(30) 간에 통신을 중개할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
또한 염수살포수단을 제어하기 위한 제어신호는 컨트롤러(40)에 의하여 센서노드(10)로 전송되고, 컨트롤러(40)의 제어신호에 의하여 염수살포수단은 작동될 수 있다.
이와 같이 본 발명은 로라 통신모듈(13)이 장착된 센서노드(10)에 의하여 원거리 통신이 가능하게 되어 원거리에 위치하는 여러 도로 상의 노면이나 대기 중 정보 및 데이터를 전송받고, 전송된 데이터를 기반으로 도로 노면상에 결빙이 발생하거나, 발생할 기상조건이 형성된 경우 해당 지역의 도로에 설치된 염수살포수단을 제어하여 도로 노면에 염수를 살포하게 된다.
또한 로라 통신방식은 전력소모가 낮아 저전력 디바이스로 에너지소비를 저감시킬 수 있을 뿐만 아니라, AES(Advanced Encryption Standard, 고급 암호화 표준) 기술 중 키의 길이가 128bit인 암호화방식, 즉 AES128을 따른 보안기능을 갖는다.
한편 본 발명에 따른 센서(11)는 도로 노면이나 대기 중의 온도를 측정하기 위한 온도센서(60)와, 습도를 측정하기 위한 습도센서(70)가 구비된다. 또한 비나 눈이 내리는 것을 감지할 수 있는 우설감지유닛이 도입될 수 있다.
이하에서는 각 센서들과 유닛들에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
먼저 온도센서(60)와 습도센서(70)는 현장의 도로 노면이나 대기 중의 온도와 습도를 계측하게 된다. 온도센서(60)는 적외선 센서와 같이 눈의 표면상에 적외선을 조사하여 도로 노면이나 눈이 내린 경우 눈의 표면의 온도를 측정하거나, 첨부된 도 3 및 도 4의 도시와 같이 도로 노면에 매설되어 노면의 온도를 감지하는 방식이 적용될 수 있다.
나아가 도 2 내지 도 5의 도시와 같이 우설감지유닛(90)은 동절기나, 혹한기에 눈이나, 빗물을 감지하게 된다. 이는 눈 또는 강설이 내리거나, 물, 즉 비가 내리게 되면 상습 결빙구간에서는 결빙의 위험이 커지게 되고, 이때 우설감지유닛(90)은 결빙의 원인이 되는 눈이나, 빗물을 감지하여 감지된 신호는 센서노드(10)를 통하여 네트워크서버(30)로 정송하게 된다.
이러한 우설감지유닛(90)은 설치블록(2)이나, 도로 노면(1)에 설치가 가능한데, 첨부된 도 3 내지 도 5의 도시에서는 설치블록(2) 상부에 설치되어 있으며, 이하 우설감지유닛(90) 구성은 설치블록(2) 상부에 설치되는 것을 전제로 설명하겠으나, 도로 노면(1)에 설치되는 경우에도 특별한 사항이 아니면 동일한 구성으로 설치된다.
먼저 우설감지유닛(90)은 양단에 전원 공급을 위한 커넥터(92)가 구비되는 우설감지센서(91)와, 우설감지센서(91)를 덮는 센서커버(93)와, 우설감지센서(91)의 커넥터(92)를 덮는 커넥터커버(94)와, 센서커버(93)의 측부에 형성되어 우설감지센서(91)로 눈이나 빗물을 유입시키는 투입부(95)를 포함하여 구성된다. 또한 우설감지유닛(90)을 덮기 위한 외함체(96)가 더 구비되고, 외함체(96)에는 눈이나 빗물이 상기 우설감지센서(91)로 투입을 가능하게 하는 투입망(97)이 구비된다.
즉 우설감지유닛(90)은 외부에 설치되어야 하므로 눈이나, 빗물과 접촉이 많을 뿐만 아니라, 먼지나 이물질 등의 침투로부터 우설감지센서(91)를 보호하여야 센서의 민감도를 높일 수 있고, 외부로부터 공급되는 전원으로 인한 감전, 단선 등이나, 센서의 오작동 등을 막을 수 있다.
따라서 상기한 바와 같은 우설감지유닛(90)의 구성들은 이러한 목적을 구현하기 위한 것이다.
우설감지유닛(90)의 우설감지센서(91)는 필름 형태의 센서를 사용하게 되고, 이러한 우설감지센서(91)의 양단에는 외부 전원의 공급을 위한 커넥터(92)가 구비된다. 이렇게 구성되는 우설감지센서(91)는 센서커버(93)에 의하여 덮이고, 우설감지센서(91)의 커넥터(92)는 별도의 커넥터커버(94)에 의하여 덮인다. 이 경우 센서커버(93)와 커넥터커버(94)에는 양측으로 고정부가 형성되어 볼트나 피스 등의 고정구에 의하여 설치블록(2)이나, 도로 노면(1)에 장착된다.
이와 같이 구성되는 센서커버(93)와 커넥터커버(94)는 우설감지센서(91)와 커넥터(92)를 덮어 먼지나 이물질 등의 침투를 방지하게 된다.
이 경우 우설감지센서(91)는 센서커버(93)에 의하여 덮여 있어 눈이나, 빗물과의 접촉이 어려울 수 있기 때문에 센서커버(93)의 양측면은 홈 형상을 절개된 투입부(95)가 구비되는 것이 바람직하다. 센서커버(93)의 투입부(95)는 여러 개소로 형성되어 눈이나 물이 투입부(95)를 통하여 우설감지센서(91)와 접촉이 이루어질 수 있다.
상기한 바와 같이 모듈화된 우설감지유닛(90)은 전체적으로 외함체(96)에 의하여 덮이고, 이 외함체(96) 역시 설치블록(2)이나, 도로 노면(1)에 장착되는 구조로 구성된다. 이 경우 외함체(96)의 내측에는 눈이나, 빗물이 투과될 수 있도록 투입망(97)이 형성되고, 이 투입망(97)은 통하여 눈이나 빗물이 우설감지센서(31)로 유입될 수 있다.
상기한 바와 같이 우설감지유닛(90)은 모듈화되어 있을 뿐만 아니라, 혹한이나 동절기 등과 같이 극한 환경에서 설치되는 특성상 보호 구조를 구현하고 있고, 보호구조와 동시에 눈이나 빗물의 유입을 원활히 할 수 있는 구조를 도입함으로써 장치의 내구성, 작동신뢰성 등을 보장하고 도모할 수 있다.
본 발명에 따른 우설감지유닛(90)은 눈이나 빗물을 센싱하여 그 데이터를 활용하게 된다.
또한 산악지대나, 굴곡이나 경사가 심한 지역의 도로에는 조금의 눈이나 비가 내리는 경우에도 그 자체로 미끄럼 현상이 있거나, 급속도로 결빙이나 블랙아이스 현상이 발생할 수 있기 때문에 눈이나 빗물이 감지되는 즉시 염수를 살포하여 노면의 미끄러움을 제거할 필요가 있다는 점에서 우설감지유닛을 이러한 지역에 설치하는 것이 바람직하다.
한편 도 2 내지 도 4, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 염수살포수단(50)은 혹한기나 동절기에 빗물이나 강설로 인하여 도로의 차단 이력이 있는 제설 취약구간이나, 상습 결빙구간에 염수를 살포하게 된다.
이를 위해 염수살포수단(50)은 설치블록(2)에 설치되는데, 첨부된 도 3 및 도 4에 도시에서와 같이 설치블록(2) 후면에 염수공급관(53)을 설치하고, 염수공급관(53)로부터 분기하여 설치블록(2)을 관통하여 분사노즐(55)이 설치된다. 이 경우 염수공급관(53)으로부터 분기되는 분사노즐(55)을 일정한 간격으로 설치될 수 있고, 필요에 따라서는 상습 결빙구간에 집중적으로 염수가 살포될 수 있도록 분사노즐(55)을 배치하는 것도 가능하다.
염수공급관(53)은 도 3 및 도 4의 도시와 같이 설치블록(2) 후면에 설치하는 것 이외에 첨부된 도면에는 도시되지 않았지만 설치블록(2)에 내장될 수 있도록 설치하는 것도 가능하다.
이와 같이 염수살포수단(50)은 전술한 바와 같이 혹한기나 동절기에 물이나 강설로 인하여 도로의 차단 이력이 있는 제설 취약구간이나, 상습 결빙구간에 설치하는데 이러한 구간들은 다음과 같은 구간이나 지역일 수 있다.
즉 산악구간(터널, 교량, 입출구부) 및 하천입구구간 등 기온 변화가 크고 습도가 높은 노면결빙 취약지점이거나, 빙점, 서리, 안개 등에 의하여 기습노면 결빙이 예상되는 지역일 수 있다. 또한 분기점, 나들목, 지사간경계구간(사각지대) 등이나, 지정체로 인한 제설작업차량의 현장 접근이 곤란한 장소 등일 수 있다. 이러한 지역이나 장소, 구간에 염수살포수단(50)을 설치하는 경우 대응효과가 클 뿐만 아니라, 사고예방효과도 높일 수 있다.
한편 본 발명에 따른 염수살포수단(50)에는 염수를 공급하기 위한 펌프(51)가 구비되고, 염수공급관(53)에는 염수의 공급을 개폐하기 위한 개폐밸브(57)가 구비된다. 이 경우 염수공급관(53)으로부터 분사노즐(55)을 통하여 분사되는 염수의 압력을 감지하기 위한 압력센서(59)가 염수공급관(53)에 설치하는 것이 바람직하다. 분사노즐(55)을 통하여 도로 노면으로 분사되는 염수는 펌프(51)에 의하여 일정한 압력으로 분사되는데, 압력센서(59)는 펌프(51)나 염수공급관(53)의 손상 등의 원인으로 분사압이 발생하지 않거나, 약한 경우 분사 오류를 확인할 수 있도록 분사압력을 감지하게 된다. 이를 통하여 실제 염수가 분사되었는지 여부를 확인함으로써 장치의 신뢰성을 담보할 수 있다.
염수공급관으로부터 분사노즐을 통하여 분사되는 염수의 압력은 대략 6 ~ 10bar 정도의 값이 압력센서로부터 측정된다. 다만 염수공급관 내부의 압력이 3bar 이하로 떨어지는 경우 배관상에 문제가 발생한 것으로, 이러한 경우 염수살포수단은 자동으로 멈추게 된다.
이와 같이 압력센서를 통하여 염수살포가 필요한 경우 실제 분사여부을 원격지에서 확인할 수 있는 것은 전술한 바와 같이 압력센서가 센서노드를 통하여 로라 통신모듈에 의하여 네트워크서버로 염수공급관 내부의 압력을 전송됨으로써 가능하게 된다. 이는 원격지에서 여러 지점의 염수살포수단이 실제 분사가 되었는지 압력센서로부터의 측정되어 전송된 데이터를 확인함으로써 염수살포가 필요한 지점에서 실제 분사가 되지 않는 경우 원격지에서 관리자는 이를 확인한 후, 고장수리 등의 사후처리는 신속하게 진행할 수 있다. 또한 필요한 경우에는 실제 염수가 분사되지 않은 지점은 결빙상태로 유지될 확률이 많으므로 이러한 정보를 도로상의 전광판이나, 스마트 내비게이션 등에 전송하여 위험 정보를 공유하고, 이를 통하여 안전 운전을 유도함으로써 사고를 미연에 방지할 수 있다.
한편 강설 여부를 판단하기 위해 현장의 온도와 습도가 미리 설정한 설정온도 -1℃이고, 설정습도는 25% ~ 30% 내에 있으며, 우설감지유닛에 의하여 눈이나 빗물이 감지되는 경우 강설 및 염수살포수단의 작동 조건으로 판정할 수 있다.
이 경우 설정온도는 염수살포조건 중 최고 온도를 설정하는 것이 바람직하고, 설정습도는 염수살포조건 중 최저 습도 범위를 설정하는 것이 바람직하다. 이때 설정습도는 28%로 설정할 수 있는데, 이는 실험 및 다양한 환경에서 장비 운영을 통하여 얻은 결과값이다.
상기한 바와 같이 설정조건에 부합하여 강설로 판정되면 컨트롤러는 염수살포수단을 작동 제어하여 해당 도로의 노면에 염수를 살포하여 결빙을 해소하거가, 도로 노면이 얼어붙지 않도록 사전 조치를 취할 수 있다.
나아가 본 발명은 현장에 설치된 온도센서, 습도센서, 우설감지유닛 등에 의하여 직접 얻는 정보 이외에도 기상청 등에서 제공하는 기상정보를 네트워크서버에서 수신하고, 이를 기반으로 염수살포를 위한 염수살포조건을 설정하는 것도 가능하다.
이 경우 기상정보는 현장의 날씨, 습도, 강우량, 적설량 등의 다양한 데이터의 취득을 통하여 현장의 실제 온도, 습도, 강설 정도, 강우나 강설의 여부를 등을 종합적으로 고려하여 염수살포조건을 설정하고, 이를 통하여 현장에 조건에 맞는 신속하면서도 정밀한 상황대처를 함으로써 결빙으로 인한 사고 위험을 미연에 방지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일실시례를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시례가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
1 : 도로 노면 2 : 설치블록
10 : 센서노드
11 : 센서 13 : 로라 통신모듈
20 : 게이트웨이
30 : 네트워크서버
40 : 컨트롤러
50 : 염수살포수단
51 : 펌프 53 : 염수공급관
55 : 분사노즐 57 : 개폐밸브
59 : 압력센서
60 : 온도센서
70 : 습도센서
90 : 우설감지유닛
91 : 우설감지센서 92 : 커넥터
93 : 센서커버 94 : 커넥터커버
95 : 투입부 96 : 외함체
97 : 투입망

Claims (5)

  1. 도로의 노면 또는 대기상태에 따라 염수살포수단(50)을 통해 원격지에서 염수살포를 제어하기 위한 염수살포원격제어시스템에 있어서,
    도로의 노면 또는 대기 중 온도 및 습도, 비 및 눈을 감지하기 위한 다수의 센서(11)를 포함하고, 상기 센서(11)들에 의하여 감지된 데이터를 로라(LoRa) 통신모듈(13)을 이용하여 전송하기 위한 센서노드(sense node)(10);
    상기 센서노드의 로라 통신모듈(13)로부터 전송된 데이터를 게이트웨이(gateway)(20)를 통하여 수신하기 위한 네트워크서버(network server)(30); 및
    상기 네트워크서버(30)에 수신된 데이터를 기반으로 상기 염수살포수단(50)의 동작을 제어하기 위한 컨트롤러(40);를 포함하고,
    상기 센서(11)는 비 및 눈을 감지하기 위한 우설감지유닛(90)을 더 포함하며,
    상기 우설감지유닛(90)은 양단에 전원 공급을 위한 커넥터(92)가 구비되는 우설감지센서(91)와, 상기 우설감지센서(91)를 덮는 센서커버(93)와, 상기 우설감지센서의 커넥터(92)를 덮는 커넥터커버(94)와, 상기 센서커버(93)의 측부에 형성되어 상기 우설감지센서(91)로 비나 눈이 유입되도록 하는 투입부(95)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 LoRa 통신을 이용한 염수살포원격제어시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 네트워크서버(30)는 기상정보를 수신하고, 상기 컨트롤러(40)는 상기 네트워크서버(30)에 의하여 수신된 기장정보를 기반으로 상기 염수살포수단(50)에 의한 염수살포조건을 설정 제어하는 것을 특징으로 하는 LoRa 통신을 이용한 염수살포원격제어시스템.

  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서(11)에 의하여 감지된 현재 온도가 설정온도 -1℃ 이하이고, 현재 습도가 설정습도 28% 이상으로 설정하며,
    상기 컨트롤러(40)는 상기 센서(11)에 의하여 감지된 온도 및 습도가 설정값에 해당하는 경우 상기 염수살포수단(50)을 제어하여 도로의 노면에 염수를 살포하는 것을 특징으로 하는 LoRa 통신을 이용한 염수살포원격제어시스템.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 염수살포수단(50)은
    염수 공급을 위한 펌프(51)와,
    상기 펌프(51)와 연결되는 염수공급관(53)과,
    상기 염수공급관(53)과 연결되어 도로 노면을 염수을 분사하기 위한 분사노즐(55)과,
    상기 염수공급관(53)에 구비되어 염수의 공급을 개폐하기 위한 개폐밸브(57)와,
    상기 염수공급관(53)에 구비되어 염수의 분사압을 감지하기 위한 압력센서(59)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 LoRa 통신을 이용한 염수살포원격제어시스템.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113055845A (zh) * 2021-05-27 2021-06-29 四块科技(深圳)有限公司 基于lora技术的数据展示系统及方法
KR102602544B1 (ko) * 2023-02-08 2023-11-15 주식회사 영신 태양광을 이용한 이동식 친환경 제설 장치 및 시스템

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101185772B1 (ko) 2010-03-30 2012-10-02 종 화 이 도로제설 취약구간에 있어서의 액체 살포장치의 원격제어시스템 및 원격제어방법
KR101933688B1 (ko) * 2018-03-23 2018-12-28 (주)에스알디코리아 영상감지형 액상제설제 살포시스템
KR101961416B1 (ko) * 2018-11-23 2019-03-22 블락스톤(주) IoT기반 저전력 도로 물분사 시스템
KR102025094B1 (ko) * 2018-11-01 2019-09-26 주식회사 리트코 염수 분사 구간의 분사압력을 감시하는 염수 분사 시스템
KR102057109B1 (ko) * 2019-09-09 2019-12-18 김정완 IoT 기반의 비탈면 안정성 모니터링을 포함한 예·경보 시스템 및 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101185772B1 (ko) 2010-03-30 2012-10-02 종 화 이 도로제설 취약구간에 있어서의 액체 살포장치의 원격제어시스템 및 원격제어방법
KR101933688B1 (ko) * 2018-03-23 2018-12-28 (주)에스알디코리아 영상감지형 액상제설제 살포시스템
KR102025094B1 (ko) * 2018-11-01 2019-09-26 주식회사 리트코 염수 분사 구간의 분사압력을 감시하는 염수 분사 시스템
KR101961416B1 (ko) * 2018-11-23 2019-03-22 블락스톤(주) IoT기반 저전력 도로 물분사 시스템
KR102057109B1 (ko) * 2019-09-09 2019-12-18 김정완 IoT 기반의 비탈면 안정성 모니터링을 포함한 예·경보 시스템 및 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113055845A (zh) * 2021-05-27 2021-06-29 四块科技(深圳)有限公司 基于lora技术的数据展示系统及方法
KR102602544B1 (ko) * 2023-02-08 2023-11-15 주식회사 영신 태양광을 이용한 이동식 친환경 제설 장치 및 시스템

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