KR102155317B1 - 결빙 방지용 면상 발열체를 이용한 iot 기반 도로 및 인도 결빙 방지 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 결빙 방지용 면상 발열체를 이용한 IOT 기반 도로 및 인도 결빙 방지 시스템에 관한 것으로, 전도성 발열 성분이 포함된 면상 발열체와, 상기 면상 발열체를 보호하며, 결로 발생 대상물의 미끄럼에 대한 방지 기능을 제공하는 미끄럼 방지층으로 구성되고, 상기 결로 발생 대상물의 표면에 도포, 또는 포설되는 미끄럼 방지 및 발열층; 상기 결로 발생 대상물의 상태 변화 여부에 대한 정보, 또는 상기 결로 발생 대상물의 주변 환경 변화 여부를 감지하고, 감지된 결과를 전송하는 감지부; 및 상기 미끄럼 방지 및 발열층과 전기적 연결이 이루어지며, 상기 감지부로부터 감지된 상기 결로 발생 대상물의 상태 변화 정보 및 결로 발생 대상물의 주변 환경 변화 정보를 바탕으로 상기 미끄럼 방지 및 발열층의 발열 여부를 제어하는 결빙 방지부; 상기 결빙 방지부와 연동이 이루어지며, 상기 결빙 방지부의 원격 제어가 이루어지도록 구성되는 통합 관리 제어 시스템; 상기 통합 관리 제어 시스템의 제어에 의해 상기 결빙 방지부를 원격 제어하는 관리자 단말;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 결빙 방지용 면상 발열체를 이용한 IOT 기반 도로 및 인도 결빙 방지 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전도성 발열 성분이 포함된 면상 발열체를 자동차 도로, 인도, 계단, 건축물의 지붕이나 하수도관 등과 같은 결로 발생 대상물에 포설하고, 감지부의 감지 여부에 따라 사용자 단말에서 직접 면상 발열체의 발열 여부 및 발열 온도의 제어가 이루어지도록 함으로써, 실시간 모니터링에 의해 편리하게 도로의 결빙을 방지할 수 있는 결빙 방지용 면상 발열체를 이용한 IOT 기반 도로 및 인도 결빙 방지 시스템에 관한 것이다.
동절기와 같이 온도가 영하로 떨어지는 날씨에는 눈 또는 비로 인하여 결빙 현상이 자주 발생된다. 이러한 결빙으로 인한 차량의 미끄럼에 의하여 크고 작은 교통사고가 빈번히 발생하고, 매년 도로결빙으로 인한 차량지체 및 교통 통제 등의 장애로 많은 경제적 손실이 생긴다.
특히 동절기에는 교통사고의 주원인이 도로결빙으로 인한 교통사고라는 점에서 이러한 도로결빙상태를 사전에 감지하여 즉각적인 조치를 취하고, 운전자에게는 주의와 경각심을 주어 인명사고를 사전에 예방해야만 한다.
이에 따라, 대한민국 등록특허 제10-1552162호에는, 전열선이 발열하고, 그 열은 열 확산 부재를 통해서 도로 표면층 전체를 가열함으로써, 도로 표면층의 가열로 인하여 도로 표면층의 결빙이 방지되고, 이미 결빙된 곳은 신속하게 해빙될 수 있으며, 열 확산 부재를 알루미늄 재질로 제조함으로써, 형상 변환이 쉬워서 커팅이 쉽고 시공이 용이하며, 열 전도율이 높아서 전열선 간격을 기존보다 더 넓게 배치함으로써, 시공시 전열선 재료를 절감하고, 시수(M/H)를 낮추어 시공 비용을 낮출 수 있는 도로 결빙 방지 시스템이 게재된 바 있다.
그러나, 전술한 선행기술문헌에 의하면, 도로 아스콘(asphalt concrete)의 상면부에 전열선을 설치하여 도로 결빙을 방지하도록 구성되어 있으나, 이러한 경우, 도로에 전열선을 설치하는 2차 공사가 요구되며 전열선에 대한 빈번한 유지 보수 작업과 비용이 발생되는 문제점이 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 전술한 배경기술에 의해서 안출된 것으로, 전도성 발열 성분이 포함된 면상 발열체를 자동차 도로, 인도, 계단, 건축물의 지붕이나 하수도관 등과 같은 결로 발생 대상물에 포설하고, 감지부의 감지 여부에 따라 사용자 단말에서 직접 면상 발열체의 발열 여부 및 발열 온도의 제어가 이루어지도록 함으로써, 외부 환경 변화에 따라 실시간 모니터링에 의해 자동으로 실시간 모니터링에 의해 편리하게 도로의 결빙을 방지할 수 있는 IOT 기반 도로 및 인도 결빙 방지 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 도로의 콘크리트층 표면에 구성되는 프라이머층에 면상 발열체와 미끄럼 방지 도료가 함께 시공이 이루어짐에 따라 시공을 신속하게 진행할 수 있어 현장에서의 적용 효율성을 극대화할 수 있는 IOT 기반 도로 및 인도 결빙 방지 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 면상발열체의 부분 파손시에도 발열에 의한 해빙이 가능하고, 결로 발생 대상물의 해체 작업을 수행하지 않더라도 미끄럼 방지 도료의 도포, 또는 포설 작업 만으로도 유지 보수가 가능함에 따라 사후 관리가 매우 용이한 IOT 기반 도로 및 인도 결빙 방지 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
다만, 본 발명의 목적은 이에만 제한되는 것은 아니며, 명시적으로 언급하지 않더라도 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 이에 포함됨은 물론이다.
이와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전도성 발열 성분이 포함된 면상 발열체와, 상기 면상 발열체를 보호하며, 결로 발생 대상물의 미끄럼에 대한 방지 기능을 제공하는 미끄럼 방지층으로 구성되고, 상기 결로 발생 대상물의 표면에 도포, 또는 포설되는 미끄럼 방지 및 발열층; 상기 결로 발생 대상물의 상태 변화 여부에 대한 정보, 또는 상기 결로 발생 대상물의 주변 환경 변화 여부를 감지하고, 감지된 결과를 전송하는 감지부; 및 상기 미끄럼 방지 및 발열층과 전기적 연결이 이루어지며, 상기 감지부로부터 감지된 상기 결로 발생 대상물의 상태 변화 정보 및 결로 발생 대상물의 주변 환경 변화 정보를 바탕으로 상기 미끄럼 방지 및 발열층의 발열 여부를 제어하는 결빙 방지부; 상기 결빙 방지부와 연동이 이루어지며, 상기 결빙 방지부의 원격 제어가 이루어지도록 구성되는 통합 관리 제어 시스템; 상기 통합 관리 제어 시스템의 제어에 의해 상기 결빙 방지부를 원격 제어하는 관리자 단말;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 면상 발열체는 석동선으로 이루어지는 전극과 금속분말이 함유된 원사가 직조되는 발열체와, 카본(Carbon), 그래핀(Graphene), 금속 친화성 및 전기 전도성을 가지는 고분자가 일정 중량비로 혼합되며, 상기 발열체에 코팅되는 발열 조성물로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 감지부는, 상기 결로 발생 대상물의 표면 온도를 감지하며, 감지된 표면 온도 정보가 영하로 떨어지는 경우, 감지된 온도 정보를 전송하는 온도센서; 상기 결로 발생 대상물의 표면 습도를 감지하며, 감지된 표면 습도 정보를 전송하는 습도센서; 강우, 또는 강설 여부를 감지하고, 강우, 또는 강설이 감지되는 경우, 이에 대한 강우량 및 강설량에 대한 정보를 전송하는 날씨 변화 감지센서; 및 상기 결로 발생 대상물의 주변 환경에 대한 영상정보와, 상기 결로 발생 대상물의 표면에 대한 영상 정보를 각각 획득하고, 획득한 각각의 영상정보를 전송하는 영상 획득부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 결빙 방지부는, 전원의 충전 및 저장이 이루어지는 전원 충전부; 발열 제어부의 제어에 따라 상기 미끄럼 방지 및 발열층으로 일정량의 전원을 공급하는 전원 공급부; 상기 감지부에서 전송한 정보들을 분석하여 상기 미끄럼 방지 및 발열층으로 공급될 전원량에 대한 값을 산출하고, 산출된 전원량에 대한 정보를 상기 전원 공급부로 전송하여 일정한 양의 전원이 공급될 수 있도록 제어하는 발열 제어부; 상기 감지부로부터 전송되는 결로 발생 대상물의 영상 정보를 상기 통합 관리 제어 시스템 및 관리자 단말로 전송하며, 상기 발열 제어부를 통해 제어가 이루어지는 결로 발생 대상물의 제어 상태에 대한 정보의 실시간 모니터링이 이루어지도록 구성되는 모니터링부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 결빙 방지용 면상 발열체를 이용한 IOT 기반 도로 및 인도 결빙 방지 시스템.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 발열 제어부는 상기 감지부로부터 전송되는 결로 발생 대상물의 표면에 대한 영상 정보를 분석하여 물, 또는 얼음의 형성 유무를 파악하고, 물, 또는 얼음의 형성이 이루어진 경우, 상기 전원 공급부로 전원 공급 신호를 전송하여 상기 미끄럼 및 발열층의 발열이 이루어지도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명의 실시예에 의하면, 외부 환경 변화에 따라 실시간 모니터링에 의해 자동으로 편리하게 도로의 결빙을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 도로의 콘크리트층 표면에 구성되는 프라이머층에 면상 발열체와 미끄럼 방지 도료가 함께 시공이 이루어짐에 따라 시공을 신속하게 진행할 수 있어 현장에서의 적용 효율성을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 면상발열체의 부분 파손시에도 발열에 의한 해빙이 가능하고, 결로 발생 대상물의 해체 작업을 수행하지 않더라도 미끄럼 방지 도료의 도포, 또는 포설 작업 만으로도 유지 보수가 가능함에 따라 사후 관리가 매우 용이한 효과가 있다.
더불어, 본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 IOT 기반 도로 및 인도 결빙 방지 시스템의 결빙 방지용 면상 발열체가 시공되는 상태를 개략적으로 나타낸 도면,
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 IOT 기반 도로 및 인도 결빙 방지 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 IOT 기반 도로 및 인도 결빙 방지 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 이하에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 하며, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속" 된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 발명에 있어서 단말, 장치 또는 디바이스가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부는 해당 단말, 장치 또는 디바이스와 연결된 서버에서 대신 수행될 수 있다. 마찬가지로, 서버가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부도 해당 서버와 연결된 단말, 장치 또는 디바이스에서 수행될 수도 있다.
특히, 본 발명의 각 실시예에 따른 시스템을 실행시키기 위한 수단으로는 어플리케이션(Application), 또는 웹 서버일 수 있으며, 이 어플리케이션, 또는 웹 서버를 기록한 기록매체를 읽을 수 있는 수단인 단말로는, 일반적인 데스크 탑이나 노트북 등의 일반 PC 뿐만 아니라, 스마트 폰, 태블릿 PC, 등의 모바일 단말기를 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하도록 한다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 IOT 기반 도로 및 인도 결빙 방지 시스템은 자동차 도로, 인도, 계단, 건축물의 지붕이나 하수도관 등과 같은 결로 발생 대상물에 전도성 발열 성분이 포함된 면상 발열체(110)와, 이 면상 발열체(110)를 보호하며, 결로 발생 대상물의 미끄럼에 대한 방지 기능을 제공하는 미끄럼 방지 도료로 이루어진 미끄럼 방지층(120)을 결로 발생 대상물의 표면에 도포, 또는 포설에 의해 형성되는 미끄럼 방지 및 발열층(100)과, 결로 발생 대상물의 상태 변화 여부에 대한 정보, 또는 이 결로 발생 대상물의 주변 환경 변화 여부를 감지하고, 감지된 결과를 전송하는 감지부(200) 및 미끄럼 방지 및 발열층(100)과 전기적 연결이 이루어지며, 감지부(200)로부터 감지된 결로 발생 대상물의 상태 변화 정보 및 결로 발생 대상물의 주변 환경 변화 정보를 바탕으로 면상 발열체(110)의 발열 여부를 제어하는 결빙 방지부(300)를 포함하여 구성된다.
여기서, 미끄럼 방지 및 발열층(100)은 카본(Carbon), 그래핀(Graphene) 및 금속 친화성 및 전기 전도성을 가지는 고분자가 일정 중량비로 혼합 구성되는 발열 조성물이 코팅된 면상 발열체(110)와, 이 면상 발열체(110)의 표면에 도포되거나, 또는 면상 발열체(110)가 고착되어 면상 발열체(110)와 미끄럼 방지층(120)이 단일 구성체를 이루도록 구성되며 결로 발생 대상물의 표면에 도포, 또는 포설이 이루어지는 미끄럼 방지층(120)으로 구성된다.
여기서, 면상 발열체(110)는 석동선으로 이루어지는 전극을 금속분말이 함유된 원사와 직조되는 발열체에 발열 조성물이 코팅되는 것이다.
이때, 발열 조성물은 총 중량에 있어서, 카본(Carbon) 65중량%~78중량%, 그래핀(Graphene) 20중량%~30중량%, 금속 친화성 및 전기 전도성을 가지는 고분자 2중량%~5중량%의 중량비로 혼합된다.
여기서, 금속 친화성 및 전기 전도성을 가지는 고분자는 폴리피롤, 폴리티오펜, 폴리아닐린, 폴리피렌. 폴리카바졸, 폴리아줄렌, 폴리아제핀, 폴리플루오렌 중에서 선택된 1종의 화합물 또는 2종 이상의 혼합물로 이루어질 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 금속 친화성 및 전기 전도성을 가지는 특성을 가지는 것이라면, SiC, Si, BN 중 선택된 1종의 화합물, 또는 2종 이상의 혼합물로 이루어지거나, 에틸렌 초산 비닐 공중합체, 또는 금속 친화성을 가지는 무수 말레인산을 포함하는 수지로 이루어질 수도 있을 것이다.
아울러, 본 발명의 고분자에는 카테콜아민 계열의 유기화합물로 이루어지는 도파민 단량체가 더 포함될 수 있으며, 상기 도파민은 염기성 조건에서 자발적인 산화 반응을 거치거나 전기화학적인 방법으로 폴리도파민이 되는데, 다양한 물질의 표면에 코팅이 가능하고 금속·금속 산화물·고분자·세라믹 등 다양한 물질에 강한 접착력을 제공하도록 구성된다.
또한, 원사에 함유된 금속 분말로는 금, 은, 동, 구리, 니켈, 인듐, 주석, 납, 비스무트 중에서 선택된 1종의 화합물, 또는 2종 이상의 혼합물, 또는 이들의 합금분말로 이루어질 수 있다.
한편, 본 발명의 미끄럼 방지 도료는 결로 발생 대상물의 표면에 도포, 또는 포설이 이루어지며, 야간에 시인성을 제공하는 것으로, 실란계 화합물 또는 실리콘 오일로 코팅된 유리 비드로 이루어진다.
또한, 본 발명의 미끄럼 방지 도료는 미끄럼 방지 도료와 발열 조성물 간의 결합성 및 혼합성을 향상시키고, 결로 발생 대상물의 표면에 도포, 또는 포설에 의해 도막이 형성되었을 때, 유리 비드의 침전 및 탈리를 방지하여 휘도를 높게 하는 역할을 수행하는 점도 조절제를 더 포함할 수 있다.
이때, 점도 조절제는 미끄럼 방지 도료의 총 중량에 있어 1중량%~5중량%로 함량되는 것이 바람직하며, 부타디엔 고무, 아크릴 고무로 이루어질 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
이때, 점도조절제의 함량은 1중량%~5중량%가 바람직한데, 점도조절제의 함량이 1중량% 미만이면 유리 비드와 발열 조성물 간의 혼합성이 떨어질 우려가 있고, 5중량%를 초과하면 유리 비드가 침전되거나 탈리되는 문제가 발생할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 미끄럼 방지 및 발열층(100)은 결로 발생 대상물 중, 도로나 인도 등에 시공이 이루어지는 경우, 콘크리트층(10)에 형성되는 프라이머층(20)의 상부로 면상 발열체(110)를 설치하고, 이후 설치된 면상 발열체(100)의 표면에 미끄럼 방지층(120)을 도포함으로써, 시공이 완료될 수 있다.
이때, 면상 발열체(110)의 표면에 도포되거나, 또는 면상 발열체(110)가 고착되어 면상 발열체(110)와 미끄럼 방지층(120)이 단일 구성체를 이루는 경우에는 프라이머층(20)의 상부에 단일 구성체로 이루어지는 면상 발열체(110)와 미끄럼 방지층(120)을 포설하여 시공이 이루어지도록 할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 미끄럼 방지 및 발열층(100)은 면상 발열체(110)가 결빙 방지부(300)의 전원 공급부(320)와 전기적 연결이 이루어지며, 결빙 방지부(300)의 발열 제어부(330)의 제어에 따라 전원 공급부(320)로부터 공급되는 전원의 공급이 이루어지는 경우에만 발열하도록 구성되고, 발열시 공급되는 전원량에 의해 발열 온도의 승온 및 유지가 이루어지게 된다.
한편, 본 발명의 감지부(200)는 결로 발생 대상물의 표면에 시공된 미끄럼 방지 및 발열층(100)과 전기적 연결이 이루어지도록 설치되며, 결로 발생 대상물의 온도 및 습도 변화에 대한 상태 변화 여부를 감지하고, 강우, 또는 강설 유무와 같은 결로 발생 대상물의 주변 환경 변화 여부를 감지하며, 경로 발생 대상물의 결빙 여부에 대한 영상 정보를 획득하여 획득한 정보들을 결빙 방지부(300)로 전송하는 구성요소로서, 온도센서(210), 습기센서(220), 날씨 변화 감지센서(230), 영상 획득부(240)를 포함하여 구성된다.
온도센서(210)는 결로 발생 대상물의 표면 온도를 감지하며, 감지된 표면 온도가 영하로 떨어지는 경우, 결빙 방지부(300)의 발열 제어부(330)로 감지된 결로 발생 대상물의 표면 온도 정보를 전송한다.
습기센서(220)는 결로 발생 대상물의 표면 습도를 감지하며, 감지된 표면 습도가 일정 수치 이상 형성되는 경우, 결빙 방지부(300)의 발열 제어부(330)로 감지된 결로 발생 대상물의 표면 습도 정보를 전송한다.
날씨 변화 감지센서(230)는 강우, 또는 강설 여부를 감지하고, 감지된 결과 정보를 전송한다. 이때, 날씨 변화 감지센서(230)는 강우, 또는 강설이 감지되는 경우, 이에 대한 강우량 및 강설량에 대한 정보를 함께 전송할 수 있다.
영상 획득부(240)는 결로 발생 대상물의 주변 환경에 대한 영상정보와, 결로 발생 대상물의 표면에 대한 영상 정보를 각각 획득하고, 획득한 각각의 영상정보를 전송하는 구성요소로서, 통상의 카메라로 이루어질 수 있다.
이때, 영상 획득부(240)는 결로 발생 대상물의 표면에 대한 영상 정보 획득시 결로 발생 대상물의 표면에 물, 또는 얼음의 형성 유무에 대한 정보에 대한 획득이 이루어지도록 구성된다.
이러한 영상 획득부(240)는 획득한 영상정보들을 결빙 방지부(300)의 발열 제어부(330) 및 모니터링부(340)로 각각 전송하여 미끄럼 방지 및 발열층(100)의 발열 여부에 대한 제어 및 미끄럼 방지 및 발열층(100)이 시공된 위치의 상태 정보를 실시간 모니터링할 수 있도록 한다.
이와 같은 감지부(200)는 도로가에 별도의 구조물로 설치될 수 있으며, 일정 간격마다 설치하여 구역별 정보의 획득이 이루어지도록 구성될 수 있다.
한편, 본 발명의 결빙 방지부(300)는 감지부(200)로부터 감지된 결로 발생 대상물의 상태 변화 정보 및 결로 발생 대상물의 주변 환경 변화 정보를 바탕으로 미끄럼 방지 및 발열층(100)의 면상 발열체(110)의 발열 여부를 제어하는 것으로, 전원 충전부(310), 전원 공급부(320), 발열 제어부(330) 및 모니터링부(340)를 포함하여 구성된다.
전원 충전부(310)는 미끄럼 방지 및 발열층(100)으로 이루어진 결빙 방지용 면상 발열체의 발열을 위한 전원을 충전 및 저장하고, 저장된 전원을 전원 공급부(320)로 제공하는 구성요소로서, 통상의 태양광 발전 시스템 등으로 이루어질 수 있다.
전원 공급부(320)는 발열 제어부(330)의 제어에 따라 미끄럼 방지 및 발열층(100)으로 일정량의 전원을 공급하는 구성요소이다.
발열 제어부(330)는 감지부(200)의 온도센서(210), 습기센서(220) 및 날씨 변화 감지센서(230)에서 전송한 정보들을 분석하여 미끄럼 방지 및 발열층(100)으로 공급될 전원량에 대한 값을 산출하고, 산출된 전원량에 대한 정보를 전원 공급부(320)로 전송하여 일정한 양의 전원이 공급될 수 있도록 제어한다.
이러한, 발열 제어부(330)는 감지부(200)의 온도센서(210), 습기센서(220) 및 날씨 변화 감지센서(230)로부터 각각의 정보들이 수신되는 경우, 기상청의 서버로부터 당일 온도, 습도 및 날씨 정보를 요청하여 수신받아 상기 감지부(200)에서 전송하는 정보들과 비교 분석하여 기상청의 서버로부터 제공되는 온도, 습도 및 강우, 또는 강성량 정보와 감지부(200)에서 전송하는 온도, 습도 및 강우, 또는 강성량 정보의 차이값을 생성하며, 생성된 차이값을 바탕으로 전원 공급부(320)에서 공급할 전원량을 산출하여 미끄럼 방지 및 발열층(100)으로 적절한 전원의 공급이 이루어지도록 제어하는 것이다.
또한, 발열 제어부(330)는 영상 획득부(240)로부터 전송되는 결로 발생 대상물의 표면에 대한 영상 정보를 분석하여 물, 또는 얼음의 형성 유무를 파악하고, 물, 또는 얼음의 형성이 이루어진 경우, 전원 공급부(320)로 전원 공급 신호를 전송하여 미끄럼 및 발열층(100)의 발열이 이루어지도록 제어한다.
이때, 영상 정보의 분석시 물만 형성이 이루어진 경우, 온도센서(210)로 현재 결로 발생 대상물의 표면 온도 정보를 요청하고, 온도센서(210)로부터 해당하는 결로 발생 대상물의 표면 온도 정보가 전송되는 경우, 이 온도 정보를 분석하여 영하의 온도인 경우에만 전원 공급부(320)로 전원 공급 신호를 전송이 이루어지도록 제어할 수 있으며, 상기 영하의 온도로 이루어진 결로 발생 대상물의 표면 온도가 영상으로 측정이 이루어질 때 까지 지속적인 전원의 공급이 이루어지도록 제어한다.
이에 따라 결로 발생 대상물의 표면에 형성된 물이 얼음과 같은 상변화가 이루어지는 것을 방지함으로써, 결로 발생 대상물의 결빙을 방지할 수 있을 것이다.
이와 같은 본 발명의 발열 제어부(330)는 오픈 소스(open source)를 기반으로 하는 단일보드 마이크로컨트롤러(single board micro-controller)일 수 있다.
모니터링부(340)는 영상 획득부(240)로부터 전송되는 결로 발생 대상물의 영상 정보를 출력하여 실시간 확인이 이루어지도록 구성되며, 발열 제어부(330)를 통해 제어가 이루어지는 결로 발생 대상물의 제어 상태에 대한 정보의 실시간 모니터링이 가능하도록 구성된다.
이러한 모니터링부(340)는 통합 관리 제어 시스템(400), 또는 결로 발생 대상물의 결로 여부를 관리하는 관리자의 관리자 단말(500)과 연동하여 상기 영상 정보를 통합 관리 제어 시스템(400) 및 관리자 단말(500)에서도 각각 실시간으로 확인이 가능하도록 구성된다.
이때, 통합 관리 제어 시스템(400) 및 관리자 단말(500)은 모니터링부(340)에서 전송되는 영상 정보를 통해 발열 제어부(330)의 원격 제어가 가능하도록 구성된다.
여기서, 관리자 단말(500)은 발열 제어부(330)의 원격 제어시 통합 관리 제어 시스템(400)으로부터 원격 제어에 대한 승인 신호가 수신이 이루어지는 경우에만 원격 제어가 가능하도록 구성됨이 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 미끄럼 방지 및 발열층 110: 면상 발열체
120: 미끄럼 방지층 200: 감지부
210: 온도센서 220: 습기센서
230: 날씨 변화 감지센서 240: 영상 획득부
300: 결빙 방지부 310: 전원 충전부
320: 전원 공급부 330: 발열 제어부
340: 모니터링부 400: 통합 관리 제어 시스템
500: 관리자 단말
120: 미끄럼 방지층 200: 감지부
210: 온도센서 220: 습기센서
230: 날씨 변화 감지센서 240: 영상 획득부
300: 결빙 방지부 310: 전원 충전부
320: 전원 공급부 330: 발열 제어부
340: 모니터링부 400: 통합 관리 제어 시스템
500: 관리자 단말
Claims (5)
- 전도성 발열 성분이 포함된 면상 발열체와, 상기 면상 발열체를 보호하며, 실란계 화합물 또는 실리콘 오일로 코팅된 유리 비드 및 점도조절제로 구성되고, 결로 발생 대상물의 미끄럼에 대한 방지 기능을 제공하는 미끄럼 방지층으로 구성되고, 상기 결로 발생 대상물의 표면에 도포, 또는 포설되는 미끄럼 방지 및 발열층;
상기 결로 발생 대상물의 표면 온도를 감지하며, 감지된 표면 온도 정보가 영하로 떨어지는 경우, 감지된 온도 정보를 전송하는 온도센서와, 상기 결로 발생 대상물의 표면 습도를 감지하며, 감지된 표면 습도 정보를 전송하는 습도센서와, 강우, 또는 강설 여부를 감지하고, 강우, 또는 강설이 감지되는 경우, 이에 대한 강우량 및 강설량에 대한 정보를 전송하는 날씨 변화 감지센서와, 상기 결로 발생 대상물의 주변 환경에 대한 영상정보와, 상기 결로 발생 대상물의 표면에 대한 영상 정보를 각각 획득하고, 획득한 각각의 영상정보를 전송하여 상기 미끄럼 방지 및 발열층이 시공된 위치의 상태 정보를 실시간 모니터링할 수 있도록 하는 영상 획득부로 구성되는 감지부; 및
상기 미끄럼 방지 및 발열층과 전기적 연결이 이루어지며, 상기 감지부로부터 감지된 상기 결로 발생 대상물의 상태 변화 정보 및 결로 발생 대상물의 주변 환경 변화 정보를 바탕으로 상기 미끄럼 방지 및 발열층의 발열 여부를 제어하는 결빙 방지부;
상기 결빙 방지부와 연동이 이루어지며, 상기 결빙 방지부의 원격 제어가 이루어지도록 구성되는 통합 관리 제어 시스템;
상기 통합 관리 제어 시스템의 제어에 의해 상기 결빙 방지부를 원격 제어하는 관리자 단말;을 포함하고,
상기 면상 발열체는
석동선으로 이루어지는 전극과 금속분말이 함유된 원사가 직조되는 발열체와, 총 중량에 있어서, 카본(Carbon) 65중량%~78중량%, 그래핀(Graphene) 20중량%~30중량%, 폴리피롤, 폴리티오펜, 폴리아닐린, 폴리피렌. 폴리카바졸, 폴리아줄렌, 폴리아제핀, 폴리플루오렌 중에서 선택된 1종의 화합물 또는 2종 이상의 혼합물로 이루어지는 고분자 2중량%~5중량%의 중량비로 혼합되며, 상기 발열체에 코팅되는 발열 조성물로 구성되는 것을 특징으로 하는 결빙 방지용 면상 발열체를 이용한 IOT 기반 도로 및 인도 결빙 방지 시스템.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 결빙 방지부는,
전원의 충전 및 저장이 이루어지는 전원 충전부;
발열 제어부의 제어에 따라 상기 미끄럼 방지 및 발열층으로 일정량의 전원을 공급하는 전원 공급부;
상기 감지부에서 전송한 정보들을 분석하여 상기 미끄럼 방지 및 발열층으로 공급될 전원량에 대한 값을 산출하고, 산출된 전원량에 대한 정보를 상기 전원 공급부로 전송하여 일정한 양의 전원이 공급될 수 있도록 제어하는 발열 제어부;
상기 감지부로부터 전송되는 결로 발생 대상물의 영상 정보를 상기 통합 관리 제어 시스템 및 관리자 단말로 전송하며, 상기 발열 제어부를 통해 제어가 이루어지는 결로 발생 대상물의 제어 상태에 대한 정보의 실시간 모니터링이 이루어지도록 구성되는 모니터링부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 결빙 방지용 면상 발열체를 이용한 IOT 기반 도로 및 인도 결빙 방지 시스템.
- 제4항에 있어서,
상기 발열 제어부는 상기 감지부로부터 전송되는 결로 발생 대상물의 표면에 대한 영상 정보를 분석하여 물, 또는 얼음의 형성 유무를 파악하고, 물, 또는 얼음의 형성이 이루어진 경우, 상기 전원 공급부로 전원 공급 신호를 전송하여 상기 미끄럼 및 발열층의 발열이 이루어지도록 제어하는 것을 특징으로 하는 결빙 방지용 면상 발열체를 이용한 IOT 기반 도로 및 인도 결빙 방지 시스템.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200009877A KR102155317B1 (ko) | 2020-01-28 | 2020-01-28 | 결빙 방지용 면상 발열체를 이용한 iot 기반 도로 및 인도 결빙 방지 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200009877A KR102155317B1 (ko) | 2020-01-28 | 2020-01-28 | 결빙 방지용 면상 발열체를 이용한 iot 기반 도로 및 인도 결빙 방지 시스템 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102155317B1 true KR102155317B1 (ko) | 2020-09-11 |
Family
ID=72472588
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200009877A KR102155317B1 (ko) | 2020-01-28 | 2020-01-28 | 결빙 방지용 면상 발열체를 이용한 iot 기반 도로 및 인도 결빙 방지 시스템 |
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|---|---|
| KR (1) | KR102155317B1 (ko) |
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- 2020-01-28 KR KR1020200009877A patent/KR102155317B1/ko active IP Right Grant
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