KR102170134B1 - IoT 기반 라돈 측정기 제어시스템 및 이를 이용한 라돈 측정기 제어방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 IoT 기반 라돈 측정기 제어시스템(10) 및 이를 이용한 라돈 측정기(200) 제어방법이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 라돈 측정기(200) 및 사용자 단말(300)과 네트워크 연결되어 라돈 측정기(200)를 제어하는 제어시스템(10)으로서, 라돈 센서가 구비되어 미리 설정된 관리대상영역의 라돈 수치를 측정할 수 있는 적어도 하나 이상의 라돈 측정기(200); 및 상기 라돈 측정기(200)로부터 측정된 라돈 수치 데이터를 수집하여 저장하고, 상기 라돈 측정기(200)의 상태를 모니터링하며, 상기 사용자 단말(300)에 상기 라돈 측정기(200)의 상태에 기초하여 생성된 라돈 측정기 관리 정보를 전달하도록 구성된 제어센터(100);를 포함하는 IoT 기반 라돈 측정기 제어시스템이 제공된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 라돈 측정기(200) 및 사용자 단말(300)과 네트워크 연결되어 라돈 측정기(200)를 제어하는 제어시스템(10)으로서, 라돈 센서가 구비되어 미리 설정된 관리대상영역의 라돈 수치를 측정할 수 있는 적어도 하나 이상의 라돈 측정기(200); 및 상기 라돈 측정기(200)로부터 측정된 라돈 수치 데이터를 수집하여 저장하고, 상기 라돈 측정기(200)의 상태를 모니터링하며, 상기 사용자 단말(300)에 상기 라돈 측정기(200)의 상태에 기초하여 생성된 라돈 측정기 관리 정보를 전달하도록 구성된 제어센터(100);를 포함하는 IoT 기반 라돈 측정기 제어시스템이 제공된다.
Description
본 발명은 IoT 기반 라돈 측정기 제어시스템 및 이를 이용한 라돈 측정기 제어방법으로서, 상세하게는 라돈 측정기와 네트워크를 통해 연결된 제어센터에서 상기 라돈 측정기의 상태를 모니터링하면서 상기 라돈 측정기에서 측정된 라돈 수치에 기초하여 라돈 측정기 및 라돈 저감장치를 제어하는 IoT 기반 라돈 측정기 제어시스템 및 이를 이용한 라돈 측정기 제어방법에 관한 것이다.
라돈은 방사성 비활성기체로써 무색, 무미, 무취의 성질을 가지고 있으며 일반적으로 자연에서 우라늄과 토륨의 자연 붕괴에 의해 발생된다.
이러한 라돈은 건물의 미세한 균열이나 노출된 지표에 의해 지표면의 건물 안이나 건물 지하에서도 발견되기도 하며, 최근 각종 건축자재는 물론 침대 등 일반 생활 공간상에서 발견되었다.
라돈은 공기보다 무거우므로 공기 순환이 잘 이뤄지지 않는 실내에서는 라돈이 축적될 수 있으며, 실내생활을 하는 사람들의 폐에 흡입되는 경우 비흡연자임에도 폐암의 주요 원인이 되는 심각한 문제를 야기한다. 특히 라돈이 무색, 무미, 무취의 성질을 가지므로 사람들은 자신이 라돈을 흡입하고 있는지조차 인식하지 못하는 문제가 있다.
해결 방안으로서 외부 환기를 자주하여 축적된 라돈이 공기중으로 흩어지도록 하는 것이 바람직하나, 실내에 라돈이 얼마나 있는지 알지 못한 상태에서 환기를 자주하는 것은 쉬운 일이 아니다.
라돈이 얼마나 축적되어 있는지를 확인하기 위해 다양한 라돈 측정장치가 개발되었으며, 일례로 대한민국 등록특허 제10-1665385호의 "휴대용 라돈 측정 장치 및 그 동작 방법"이 있다.
상기 종래 기술은 테스트 영역의 대기압, 온도 및 습도를 포함하는 환경 변수를 감지하고, 감지된 온도의 제1 보정 기압과 감지된 습도의 제2 보정 기압을 연산하며, 제1 보정 기압과 제2 보정 기압을 감지된 대기압에 적용하여 보정 대기압을 연산하는 한편, 보정 대기압과 대기압 라돈 상관 테이블을 비교하여 테스트 영역에 대한 라돈 가스 여부를 판별하도록 구성된다.
상기 종래 기술은 소지하기 용이한 휴대용 측정 장치임에도 환경 변수를 고려하여 해당 영역의 정확한 라돈 가스를 측정할 수 있다는 장점이 있다.
그러나 상기 종래 기술은 해당 영역에서의 라돈 가스 양을 측정하는 것에 불과하므로, 해당 영역에 측정자가 가서 값을 측정하고 측정 값에 따라 측정자가 환기 등 라돈을 제거하는 별도의 조치를 취해야 한다는 번거로움이 있다.
특히 어린아이, 아이를 돌보는 산모, 병원 및 요양시설의 환자 등 일정 영역에 상주하는 취약계층은 정기적으로 라돈 수치(라돈 가스 양)를 측정하고 환기를 하는 것이 어려우므로, 라돈 수치를 자동으로 감시하여 거주자나 관리자 등에게 직접 경고하거나 환기가 이뤄지도록 하는 시스템이 요구되고 있다.
본 발명은 상기 종래기술이 가지는 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 라돈 수치를 자동으로 감시하고 라돈 측정기 관리가 용이하게 이뤄지는 IoT 기반 라돈 측정기 제어시스템 및 이를 이용한 라돈 측정기 제어방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 측정된 라돈 수치에 기초하여 라돈 수치를 저감시킬 수 있도록 하는 IoT 기반 라돈 측정기 제어시스템 및 이를 이용한 라돈 측정기 제어방법을 제공하고자 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 라돈 측정기 및 사용자 단말과 네트워크 연결되어 라돈 측정기를 제어하는 제어시스템으로서, 라돈 센서가 구비되어 미리 설정된 관리대상영역의 라돈 수치를 측정할 수 있는 적어도 하나 이상의 라돈 측정기; 및 상기 라돈 측정기로부터 측정된 라돈 수치 데이터를 수집하여 저장하고, 상기 라돈 측정기의 상태를 모니터링하며, 상기 사용자 단말에 상기 라돈 측정기의 상태에 기초하여 생성된 라돈 측정기 관리 정보를 전달하도록 구성된 제어센터;를 포함하는 IoT 기반 라돈 측정기 제어시스템이 제공된다.
또 다른 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 라돈 측정기는, 라돈을 감지하고 라돈 수치를 측정하는 라돈 센서부와, 상기 라돈 수치를 상기 제어센터로 네트워크를 통해 전달하는 통신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또 다른 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 라돈 수치 데이터에 기초하여 생성된 라돈 수치 관리 정보를 상기 제어센터로부터 전달 받아 동작이 이뤄지는 라돈 저감장치;를 더욱 포함하며, 상기 라돈 측정기는 상기 라돈 수치 관리 정보에 의해 상기 라돈 저감장치의 동작을 제어하는 것을 특징으로 한다.
또 다른 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 통신부는 NB-IoT(Narrowband-IoT) 통신모듈을 포함하며, 상기 네트워크는 NB-IoT 네트워크인 것을 특징으로 한다.
또 다른 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 제어센터는, 상기 라돈 측정기로부터 측정된 라돈 수치 데이터를 미리 설정된 분류 기준에 따라 수집, 저장하는 CoAP 서버와, 상기 라돈 수치 데이터가 저장되는 데이터베이스와, 상기 라돈 수치 데이터를 분석하여 상기 라돈 측정기를 관리하는 기능을 수행하는 애드온 프로세서와, 상기 라돈 수치 데이터를 사용자 단말에 제공하는 웹서버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또 다른 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 CoAP 서버는 CoAP(Constrained Application Protocol) 메시지 형태로 상기 라돈 측정기와의 사이에 암호화 통신을 제공하는 것을 특징으로 한다.
또 다른 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 라돈 측정기 및 사용자 단말과 네트워크 연결된 제어센터에서 라돈 측정기를 제어하는 방법으로서, a) 미리 설정된 측정 조건에 따라 상기 라돈 측정기가 라돈 수치를 측정하는 단계; b) 상기 라돈 측정기가 라돈 수치 데이터를 포함한 라돈 측정기 정보를 암호화 통신 프로토콜을 이용하여 상기 제어센터로 전달하는 단계; c) 상기 제어센터가 측정 시간 정보 및 라돈 측정기 고유정보에 기초하여 상기 라돈 측정기 정보를 수집하고, 데이터베이스에 저장하는 단계; 및 d) 상기 제어센터가 상기 라돈 측정기 정보에 기초하여 상기 라돈 측정기의 이상 상태를 파악하고, 상기 사용자 단말 또는 상기 라돈 측정기로 라돈 측정기 관리 정보를 제공하는 단계;를 포함하는 IoT 기반 라돈 측정기 제어방법이 제공된다.
또 다른 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 c) 단계 이후, c1) 상기 제어센터가 라돈 수치 데이터에 기초하여 상기 라돈 측정기로 라돈 저감 제어명령을 전송하는 단계; 및 c2) 상기 라돈 측정기가 수신된 라돈 저감 제어명령에 기초하여 상기 라돈 측정기와 연결된 라돈 저감장치를 동작시키는 단계;를 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 서버 및 IoT 블록과 연계한 라돈 측정을 통해 정확한 라돈 가스 양을 측정하고, 라돈 수치(라돈 가스 양)에 따른 상황별 조치가 신속하게 이뤄짐으로써 라돈에 취약한 사람들 및 해당 영역 상주자에 대한 보호가 적절히 이뤄질 수 있는 장점이 있다.
특히 본 발명은 라돈 측정 데이터의 수집 및 라돈 측정기의 상태 모니터링이 자동적으로 이뤄져 라돈 측정기의 원격 제어는 물론 라돈 측정기의 불량이나 고장 발생시 신속하게 대처할 수 있다는 장점이 있다.
또한 본 발명은 라돈 측정값 빅데이터 구축을 통해 라돈의 영향력에 대한 기준선을 확보하고 라돈을 대처하기 위한 연구자료를 얻을 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 IoT 기반 라돈 측정기 제어시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 IoT 기반 라돈 측정기 제어시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 제어센터의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 라돈 측정기의 구성도이다.
도 5, 도 6은 본 발명의 각각의 실시예에 따른 IoT 기반 라돈 측정기를 이용한 제어방법의 순서도이다.
도 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 IoT 기반 라돈 측정기 제어시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 제어센터의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 라돈 측정기의 구성도이다.
도 5, 도 6은 본 발명의 각각의 실시예에 따른 IoT 기반 라돈 측정기를 이용한 제어방법의 순서도이다.
이하에서는 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명을 설명함에 있어 공지의 구성을 구체적으로 설명함으로 인하여 본 발명의 기술적 사상을 흐리게 하거나 불명료하게 하는 경우에는 위 공지의 구성에 관하여는 그 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 IoT 기반 라돈 측정기 제어시스템의 구성도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 IoT 기반 라돈 측정기 제어시스템(10)은 라돈 측정기(200) 및 사용자 단말(300)과 네트워크 연결되어 라돈 측정기(200) 등을 네트워크를 통해 제어하는 제어시스템으로, 라돈 측정기(200)를 이용한 라돈 수치 측정 결과 수신 및 라돈 측정기(200)에 대한 동작 제어나 라돈 측정기(200)를 통한 다른 장치의 동작 제어가 이뤄질 수 있도록 구성된다.
IoT(Internet of Things), 즉 사물인터넷은 PC, 스마트폰 등 인터넷에 접속 가능한 일반적 장치들을 넘어서 자동차, 세탁기 등 사물이 인터넷에 연결되는 것을 말하며, 각종 기기에 통신장치와 감지장치 등을 구비하여 스스로 데이터를 주고 받을 수 있으며 원격으로 해당 사물을 직접 제어, 관리할 수 있다.
예를 들어, 라돈 측정기(200)와 네트워크를 통해 연결된 제어센터(100)에서 상기 라돈 측정기(200)의 상태를 모니터링하면서 상기 라돈 측정기(200)에서 측정된 라돈 수치에 기초하여 라돈 측정기(200) 및 라돈 저감장치(400)가 동작하도록 제어하는 것으로 이해될 수 있다.
일례로, 본 실시예에 따른 제어시스템(10)은 라돈 센서가 구비되어 미리 설정된 관리대상영역의 라돈 수치를 측정할 수 있는 적어도 하나 이상의 라돈 측정기(200) 및 상기 라돈 측정기(200)를 관리, 제어하는 제어센터(100)를 포함한다.
상기 관리대상영역은 라돈 측정기(200)가 설치된 지역으로 이해될 수 있으며, 라돈이 자주 검출되거나 많은 사람들이 상주하여 라돈 측정기(200)를 통해 라돈 수치를 지속적, 주기적으로 파악하기 위해 설정되는 것으로 하나의 관리대상영역에 2 이상의 라돈 측정기(200)가 설치될 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 제어센터의 구성도이다.
상기 제어센터(100)는 상기 라돈 측정기(200)로부터 측정된 라돈 수치 데이터를 수집하여 저장하고, 상기 라돈 측정기(200)의 상태를 모니터링하며, 상기 사용자 단말(300)에 상기 라돈 측정기(200)의 상태에 기초하여 생성된 라돈 측정기 관리 정보를 전달하도록 구성된다.
일례로, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제어센터(100)는 상기 라돈 측정기(200)로부터 측정된 라돈 수치 데이터를 미리 설정된 분류 기준에 따라 수집, 저장하는 CoAP 서버(120)와, 상기 라돈 수치 데이터가 저장되는 데이터베이스(180)와, 상기 라돈 수치 데이터를 분석하여 상기 라돈 측정기(200)를 관리하는 기능을 수행하는 애드온 프로세서(140)와, 상기 라돈 수치 데이터를 사용자 단말(300)에 제공하는 웹서버(160)를 포함한다.
상기 CoAP 서버(120)는 상기 라돈 측정기(200)와의 통신을 위한 서버로서, 상기 라돈 측정기(200)와 네트워크 연동하고 측정 데이터를 수집하여 상기 데이터베이스(180)에 저장하며, 상기 라돈 측정기(200)의 상태를 모니터링하거나 애드온 프로세서(140)에서 생성된(또는 사용자 단말로부터 수신된) 제어 명령을 상기 라돈 측정기(200)로 전달하는 기능을 수행한다.
이러한 측정 데이터 및 제어 명령 등은 메시지 형태로 전달되며, 상기 CoAP 서버(120)는 CoAP(Constrained Application Protocol) 메시지 형태로 상기 라돈 측정기(200)와의 사이에 암호화 통신을 제공한다.
상기 CoAP는 암호화 통신을 제공하는 프로토콜로서 사물인터넷(IoT)에서 기기들간의 실시간 커뮤니케이션을 위해 필요한 것으로 실시간 인스턴트 메시징 솔루션으로 이해될 수 있다.
실시간 인스턴트 메시징 솔루션으로서 프로토콜은 XMPP(eXtensible Messaging and Presence Protocol), CoAP(Constrained Application Protocol), MQTT(Message Queue Telemetry Transport) 등이 있으며, 본 실시예에 따른 제어시스템(10)은 바람직하게 CoAP 프로토콜을 이용한다.
상기 CoAP 프로토콜은 리소스 제약이 있는 기기들이 인터넷 상에서 TCP(Transmission Control Protocol) 대신 UDP(User Datagram Protocol)를 사용해 커뮤니케이션할 수 있도록 개발된 것으로, 레스트풀(Restful) 개념이나 응답 코드 등이 HTTP(Hypertext Transfer Protocol)와 유사하게 동작하며, 특히 인터넷을 통해 제어해야 하는 저출력 센서 및 기기와의 커뮤니케이션을 위해 이용될 수 있다. 또한 상기 XMPP나 MQTT에 비해 IoT 기기의 암호화가 가능하면서도 매우 작은 램이 장착된 마이크로 컨트롤러에서도 동작이 가능하다는 장점이 있다.
상기 CoAP 프로토콜은 통신의 부하를 줄이기 위해 UDP 기반으로 동작하면서도 신뢰성을 보장할 수 있다.
상기 CoAP 프로토콜은 메시지 타입이 확인이 가능한 메시지(CON, Confirmable), 확인할 수 없는 메시지(NON, Non-confirmable), 승인(ACK, Acknowledgement), 초기화(RST, Reset)로 간단하게 이루어지며, 라돈 측정기(200)에서 측정된 라돈 수치 데이터 정보나 라돈 측정기 관리 정보를 상기 제어센터(100)와 송수신하는데 적합한 환경을 제공한다.
예를 들어, 상기 제어센터(100)는 CoAP 프로토콜을 통해 상기 라돈 측정기(200)로부터 전송되는 메시지를 구별하여 확인이 가능한(응답이 필요한) 메시지와 확인할 수 없는 메시지를 구별한다. 상기 메시지가 확인이 가능한 메시지인 경우 상기 라돈 측정기(200)의 고유정보(ID)를 사용하여 라돈 측정기(200)를 식별한다.
이때 상기 라돈 측정기(200)가 제어시스템(10)에 등록된 라돈 측정기인 경우, 상기 메시지를 분석하여 측정된 라돈 수치 데이터가 미리 설정된 주기 또는 시간에 측정된 데이터인지를 파악하여 유효 데이터 여부를 파악하며, 상기 라돈 수치 데이터가 유효 데이터에 해당하는 경우 해당 라돈 수치 데이터를 데이터베이스에 저장한다.
만일 상기 라돈 수치 데이터가 중복된 메시지에 포함된 데이터 이거나 요청하지 않는 데이터에 해당하여 유효하지 않은 데이터에 해당하는 경우 해당 라돈 수치 데이터를 파기하거나 해당 로그를 저장할 수 있다.
상기 애드온 프로세서(140)는 상기 라돈 측정기(200)를 관리하는 유닛 관리부(142)와 제어시스템(10) 전반을 관리하는 시스템 관리부(144)로 이뤄진다.
상기 유닛 관리부(142)는 상기 CoAP 서버(120)에서 수신되는 메시지(예, 라돈 측정기 정보)로부터 라돈 측정기(200)의 상태 정보를 수집하고, 라돈 측정기(200)의 상태에 따라 라돈 측정기 관리 정보를 생성하여 데이터베이스(180)에 저장하는 한편, 상기 라돈 측정기 관리 정보를 상기 CoAP 서버(120)를 통해 상기 라돈 측정기(200)로 전달하여 라돈 측정기(200)를 제어하는 기능을 수행한다.
상기 시스템 관리부(144)는 상기 제어센터(100)를 포함한 제어시스템(10)의 안정적인 동작을 위해 각각의 서버(120, 160), 애드온 프로세서(140) 및 데이터베이스(180)의 상태, 용량 등을 모니터링하고 시스템 관리자 권한이 부여된 사용자에 의한 제어시스템(10) 운영 설정 변경에 관련된 기능을 수행한다.
상기 애드온 프로세서(140)는 공지의 CPU(Central Processing Unit)나 MCU(Micro Controller Unit) 또는 MPU(Micro Processor Unit) 중 어느 하나로 이해될 수 있다.
상기 데이터베이스(180)는 네트워크 연결된 각각의 라돈 측정기(200)의 위치 및 고유정보를 포함한 라돈 측정기 정보, 라돈 측정기 상태 정보, 라돈 측정기(200)에서 측정된 라돈 수치 데이터 정보, 라돈 측정기(200) 및 사용자 단말(300)의 로그 정보, 제어시스템(10)의 로그 정보, 사용자 단말 고유정보 및 알림 메시지 등을 저장하도록 구성된다.
상기 웹서버(160)는 사용자 단말(300)에 웹기반의 데이터 그래프나 데이터 테이블 형태로 라돈 측정 수치, 분석 정보 등을 제공하도록 구성되며, 사용자 단말(300)의 접속이 이뤄질 수 있도록 하는 UI를 제공하는 한편, 관리자 권한이 있는 사용자 단말(300)에 의한 접속 상태에서 상기 라돈 측정기(200)를 제어하거나 각각의 라돈 측정기 상태 정보를 제공하여 동작 상태를 모니터링할 수 있도록 한다.
상기 웹서버(160)는 RESTful(Representational State Transfer) API(Application Programming Interface)를 제공하며, 사용자의 권한(예, 시스템 관리자, 라돈 측정기 관리자, 일반 사용자 등)에 따라 차별화된 정보를 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 일반 사용자는 상기 웹서버(160)에 로그인 접속하여 측정된 라돈 수치를 그래프로 확인하거나 라돈 수치 데이터를 내려받기할 수 있으며, 라돈 측정기 관리자 권한의 사용자는 라돈 측정기(200)를 등록 및 해지하거나 라돈 측정기(200)의 측정 모드 변경, 동작 상태 감시 등의 권한을 부여받을 수 있다. 또한 시스템 관리자 권한의 사용자는 모든 사용자(사용자 단말)를 등록 및 해지할 수 있으며, 제어시스템(10) 설정을 변경할 수 있도록 설정될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 라돈 측정기의 구성도이다.
일례로, 상기 라돈 측정기(200)는, 라돈을 감지하고 라돈 수치를 측정하는 라돈 센서부(220)와, 상기 라돈 수치를 상기 제어센터(100)로 네트워크를 통해 전달하는 통신부(260)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 라돈 센서부(220)는 상기 라돈 측정기(220)의 라돈 센서 및 기타 센서(예, 온도 센서, 습도 센서 등)를 관리하고 각각의 센서에서 측정된 데이터를 수집하도록 구성된다.
상기 통신부(260)는 상기 라돈 센서부(220)에서 수집된 데이터를 상기 제어센터(100)의 CoAP 서버(120)로 전달할 수 있다. 이를 위해 상기 통신부(260)는 라돈 수치 데이터를 CoAP 메시지 형태로 전달하기 위한 메시지 API(Application Programming Interface), NB-IoT API 및 CoAP stack을 포함하여 이뤄진다.
상기 NB-IoT API는 NB-IoT를 이용한 API를 의미하며, NB-IoT에 관한 자세한 설명은 후술한다.
상기 라돈 측정기(200)는 상기 라돈 센서부(220) 및 통신부(260)를 제어하고 수집된 데이터를 관리, 라돈 측정기(200)의 상태 모니터링을 포함한 일반적인 관리를 수행하는 제어부(240)를 포함한다.
상기 제어시스템(10)의 구성을 통해 라돈 수치 데이터의 수집 및 라돈 측정기(200)의 상태 모니터링이 자동적으로 이뤄질 수 있으며, 상기 라돈 측정기(200)의 원격 제어는 물론 라돈 측정기(200)의 불량이나 고장 발생시 라돈 측정기(200)를 재부팅하거나 경고 알림 등을 통해 신속하게 대처할 수 있다.
상기 사용자 단말(300)은 상기 제어센터(100)와 네트워크 연결되며, 상기 라돈 측정기(200)에서 측정되고 상기 제어센터(100)에서 가공된 라돈 수치 데이터를 표시하기 위한 표시장치(부호 미도시)와 후술하는 웹서버(160)로의 로그인 접속이나 후술하는 라돈 수치 관리 정보 또는 라돈 측정기 관리 정보 등을 입력할 수 있도록 하는 입력장치(미도시)를 포함하며, 제어센서(100) 등을 제어하기 위한 소프트웨어가 설치될 수 있다.
상기 사용자 단말(300)은 유선으로 네트워크 연결된 PC나 광대역 통신 등의 무선으로 네트워크 연결된 스마트폰, 태블릿 PC 등으로 이해될 수 있다.
도 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 IoT 기반 라돈 측정기 제어시스템의 구성도이다.
또 다른 실시예에 따른 IoT 기반 라돈 측정기 제어시스템(10)은, 상기 라돈 수치 데이터에 기초하여 생성된 라돈 수치 관리 정보를 상기 제어센터(100)로부터 전달 받아 동작이 이뤄지는 라돈 저감장치(400)를 더욱 포함한다.
상기 라돈 저감장치(400)는 동작에 의해 라돈 수치를 낮출 수 있도록 구성된 장치로서, 예를 들어 라돈 수치를 직접 저감시키는 실내 환기 장치(예, 환풍기, 라돈 흡착 기능을 가진 공기청정기)나 사용자에게 일정 레벨 이상의 라돈 수치를 알려서 사용자가 실내 환기 장치를 동작시키거나 창문 등의 개방을 통해 라돈 수치를 저감시키도록 하는 알림장치(예, 알림소리, 경고등)로 이해될 수 있다.
상기 라돈 측정기(200)는 상기 라돈 수치 관리 정보에 의해 상기 라돈 저감장치(400)의 동작을 제어한다.
상기 라돈 수치 관리 정보는 상기 라돈 저감장치(400)의 동작을 통해 라돈 수치를 저감하도록 구성되는 관리 정보로서, 상기 제어센터(100) 및/또는 상기 사용자 단말(300)에서 생성된다.
예를 들어, 상기 제어센터(100)에서 라돈 수치 데이터를 수신하고, 수신된 라돈 수치가 미리 설정된 허용범위를 초과한 경우, 상기 라돈 저감장치(400)가 동작되도록 하는 동작 제어명령을 포함한 라돈 수치 관리 정보를 생성한다. 이러한 라돈 수치 관리 정보는 상기 라돈 측정기(200)의 통신부(260)를 통해 제어부(240)로 전달되며, 상기 제어부(240)에서 상기 라돈 수치 관리 정보에 따라 라돈 저감장치(400)의 동작을 제어하도록 한다.
다른 예로, 상기 라돈 수치 데이터를 수신한 사용자 단말(300)에서 사용자에 의해 수동으로 또는 미리 설정된 설정값에 의해 자동으로 생성된 라돈 수치 관리 정보가 상기 라돈 측정기(200)로 전달될 수도 있으며, 마찬가지로 상기 제어부(240)에 의한 라돈 저감장치(400)의 동작이 이뤄질 수 있다.
일례로, 상기 통신부는 NB-IoT(Narrowband-IoT) 통신모듈을 포함하며, 상기 네트워크는 NB-IoT 네트워크로 이뤄진다.
상기 라돈 측정기(200)는 주기적인 라돈 수치 데이터 측정이 바람직하나 측정 주기가 수분~수십분 이상으로 긴 편이어서 데이터 사용 빈도가 짧고 전력 소비가 적으며, 특정 위치에 고정된 상태로 설치되어 해당 위치(관리대상영역)의 라돈 수치를 측정하므로 NB-IoT 네트워크를 이용한 IoT 기기로서 적합하다.
상기 NB-IoT(Narrowband Internet of Things)는 3GPP(3세대 파트너십 프로젝트)에서 개발한 저전력 광역 네트워크(Low Power Wide Area Network, LPWAN) 무선기술 표준으로 광범위한 셀룰러 장치 및 서비스를 가능하게 한다.
일례로, 상기 NB-IoT 네트워크는 180KHz 이하의 대역폭을 갖도록 제한되며, 상기 대역폭을 통한 라돈 측정 데이터 등의 전송은 상기 라돈 측정기(200)의 전력 소모량을 감소시켜 저전력으로 인한 이용시간 증가효과를 얻을 수 있게 된다.
이러한 저전력으로 인해, 본 실시예에 따른 라돈 측정기(200)는 배터리 교환이나 충전 없이도 장시간 동작할 수 있으므로, 관련 지식이 없는 일반 사용자들에게도 장시간 라돈 측정 데이터 제공은 물론 검출된 라돈에 대한 대처가 가능하도록 경고 또는 라돈 저감 동작이 이뤄지도록 서비스될 수 있다.
상기 NB-IoT 네트워크는 3G, 4G 등 기존 휴대전화 기지국 커버리지도 그대로 사용될 수 있으며, 산간지역, 지하공간 등 신호 음영지역에 설치된 휴대전화 중계기를 통해서도 이용될 수 있으므로 광범위한 영역에서 IoT 기반 라돈 측정기 제어시스템(10)을 구현할 수 있도록 한다.
상기 데이터베이스(180)에 저장된 라돈 수치 데이터는 시간, 지역 등 다양한 기준에 의해 분류되어 빅데이터(Big data)를 형성할 수 있으며, 본 발명의 일실시예에 따른 IoT 기반 라돈 측정기 제어시스템(10)에 네트워크 연결된 사용자 단말(300)을 통해 라돈 관련 담당기관, 관련기관, 연구단체 및 통계단체 등에 제공될 수 있고, 각각의 담당기관 등에서는 라돈 수치 데이터를 통해 라돈의 영향력에 대한 기준선을 확보하고 라돈을 대처하기 위한 연구자료를 얻을 수 있다.
도 5, 도 6은 본 발명의 각각의 실시예에 따른 IoT 기반 라돈 측정기를 이용한 제어방법의 순서도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 IoT 기반 라돈 측정기(200)를 이용한 제어방법은, 도 5에 도시된 바와 같이, 라돈 측정기(200) 및 사용자 단말(300)과 네트워크 연결된 제어센터(100)에서 라돈 측정기(200)를 제어하는 방법으로서, 미리 설정된 측정 조건에 따라 상기 라돈 측정기(200)가 라돈 수치를 측정하는 단계(a 단계), 상기 라돈 측정기(200)가 라돈 수치 데이터를 포함한 라돈 측정기 정보를 암호화 통신 프로토콜을 이용하여 상기 제어센터(100)로 전달하는 단계(b 단계), 상기 제어센터(100)가 측정 시간 정보 및 라돈 측정기 고유정보에 기초하여 상기 라돈 측정기 정보를 수집하고, 데이터베이스(180)에 저장하는 단계(c 단계) 및 상기 제어센터(100)가 상기 라돈 측정기 정보에 기초하여 상기 라돈 측정기(200)의 이상 상태를 파악하고, 상기 라돈 측정기(200)로 라돈 측정기 관리 정보를 제공하는 단계(d 단계)를 포함한다.
상기 미리 설정된 측정 조건은, 일예로, 매시간마다 라돈 수치를 측정하는 조건이거나, 다른 예로, 관리대상영역에 위치한 사용자(예, 상주자/거주자)를 감지하여 사용자가 주로 위치하는 시간대에 집중적으로 라돈 수치를 측정하도록 하는 조건일 수 있다.
상기 라돈 측정기 정보는 라돈 측정기(200)의 시간에 따른 라돈 수치 데이터, 라돈 측정기 고유정보, 라돈 측정기 상태정보 중 적어도 어느 하나를 포함하며, 상기 라돈 측정기 정보를 통해서 해당 라돈 측정기(200)의 이상 상태를 파악할 수 있다.
상기 라돈 측정기 관리 정보는 상기 제어센터(100) 및/또는 사용자 단말(300)에서 생성될 수 있으며, 이상 상태가 파악된 라돈 측정기(200)를 재부팅(reboot) 또는 리셋(reset)하는 명령이나 해당 라돈 측정기(200) 자체 또는 주변에 구비된 알람장치를 통해서 해당 라돈 측정기(200)에 문제가 발생하였음을 거주자나 관리자 등에게 인지시키는 명령일 수 있다.
다른 예로, 상기 d 단계에서, 상기 제어센터(100)는 상기 사용자 단말(300)로 라돈 측정기 관리 정보를 제공할 수도 있으며, 이 경우 사용자에 의해 직접 라돈 측정기(200)의 이상 상태 해결(예, 수리)이 이뤄질 수도 있다.
일례로, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제어방법은 상기 c 단계 이후, 상기 제어센터(100)가 라돈 수치 데이터에 기초하여 상기 라돈 측정기(200)로 라돈 저감 제어명령을 전송하는 단계(c1 단계) 및 상기 라돈 측정기(200)가 수신된 라돈 저감 제어명령에 기초하여 상기 라돈 측정기(200)와 연결된 라돈 저감장치(400)를 동작시키는 단계(c2 단계)를 더욱 포함한다.
상기 c1 단계 및 c2 단계에 따른 라돈 저감장치(400)의 동작 제어는 상기 제어시스템에서 전술하였으므로 더이상의 상세한 설명은 생략한다.
이상에서 본 발명은 구체적인 실시예를 참조하여 상세히 설명하였으나, 상기 실시예는 본 발명을 이해하기 쉽도록 하기 위한 예시에 불과한 것이므로, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 치환, 부가 및 변형된 실시 형태들 역시 하기의 청구범위에 의하여 정해지는 본 발명의 보호범위에 속한다고 할 것이다.
10: 제어시스템 100: 제어센터
200: 라돈 측정기 300: 사용자 단말
400: 라돈 저감장치
200: 라돈 측정기 300: 사용자 단말
400: 라돈 저감장치
Claims (8)
- 라돈 측정기(200) 및 사용자 단말(300)과 네트워크 연결되어 라돈 측정기(200)를 제어하는 제어시스템(10)으로서,
라돈 센서가 구비되어 미리 설정된 관리대상영역의 라돈 수치를 측정하되 미리 설정된 측정 조건에 따라 라돈을 감지하고 라돈 수치를 측정하는 라돈 센서부(220)와, 상기 라돈 수치를 제어센터(100)로 NB-IoT(Narrowband-IoT) 네트워크를 통해 전달하는 NB-IoT(Narrowband-IoT) 통신모듈을 포함하는 통신부(260)를 포함하는 적어도 하나 이상의 라돈 측정기(200); 및
상기 라돈 측정기(200)로부터 측정된 라돈 수치 데이터를 수집하여 저장하고, 상기 라돈 측정기(200)의 상태를 모니터링하며, 상기 사용자 단말(300)과 라돈 측정기 관리 정보를 상호 전달하도록 구성된 제어센터(100);를 포함하며,
상기 제어센터(100)는,
상기 라돈 측정기(200)로부터 측정된 라돈 수치 데이터를 미리 설정된 분류 기준에 따라 수집, 저장하고 CoAP(Constrained Application Protocol) 메시지 형태로 상기 라돈 측정기(200)와의 사이에 암호화 통신을 제공하는 CoAP 서버(120)와,
상기 라돈 수치 데이터가 저장되는 데이터베이스(180)와,
상기 라돈 수치 데이터를 분석하여 상기 라돈 측정기(200)를 관리하는 기능을 수행하는 애드온 프로세서(140)와,
상기 라돈 수치 데이터를 사용자 단말(300)에 제공하는 웹서버(160)를 포함하며,
상기 미리 설정된 측정 조건은 상기 관리대상영역에 위치한 사용자를 감지하여 사용자가 주로 위치하는 시간대에 집중적으로 라돈 수치를 측정하도록 하는 것임을 특징으로 하는 IoT 기반 라돈 측정기 제어시스템. - 제1항에서,
상기 제어센터(100)는,
CoAP 프로토콜을 통해 상기 라돈 측정기(200)로부터 전송되는 메시지를 구별하여 상기 메시지가 확인이 가능한 메시지인 경우 상기 라돈 측정기(200)의 고유정보(ID)를 사용하여 라돈 측정기(200)를 식별하며,
상기 라돈 측정기(200)가 제어시스템(10)에 등록된 라돈 측정기인 경우, 상기 메시지를 분석하여 측정된 라돈 수치 데이터가 미리 설정된 주기 또는 시간에 측정된 데이터인지를 파악하여 유효 데이터 여부를 파악하며,
상기 라돈 수치 데이터가 유효 데이터에 해당하는 경우 해당 라돈 수치 데이터를 데이터베이스에 저장하고, 상기 라돈 수치 데이터가 중복된 메시지에 포함된 데이터 이거나 요청하지 않는 데이터에 해당하여 유효하지 않은 데이터에 해당하는 경우 해당 라돈 수치 데이터를 파기하거나 해당 로그를 저장하는 것을 특징으로 하는 IoT 기반 라돈 측정기 제어시스템. - 제1항에서,
상기 라돈 수치 데이터에 기초하여 생성된 라돈 수치 관리 정보를 상기 제어센터(100)로부터 전달 받아 동작이 이뤄지는 라돈 저감장치(400);를 더욱 포함하며,
상기 라돈 측정기(200)는 상기 라돈 수치 관리 정보에 의해 상기 라돈 저감장치(400)의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 IoT 기반 라돈 측정기 제어시스템. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 라돈 측정기(200) 및 사용자 단말(300)과 네트워크 연결된 제어센터(100)에서 라돈 측정기(200)를 제어하는 방법으로서,
a) 미리 설정된 측정 조건에 따라 상기 라돈 측정기(200)가 라돈 수치를 측정하는 단계;
b) 상기 라돈 측정기(200)가 NB-IoT(Narrowband-IoT) 네트워크를 통해 라돈 수치 데이터를 포함한 라돈 측정기 정보를 CoAP(Constrained Application Protocol) 메시지 형태의 암호화 통신 프로토콜을 이용하여 상기 제어센터(100)로 전달하는 단계;
c) 상기 제어센터(100)가 측정 시간 정보 및 라돈 측정기 고유정보에 기초하여 상기 라돈 측정기 정보를 수집하고, 데이터베이스(180)에 저장하는 단계; 및
d) 상기 제어센터(100)가 상기 라돈 측정기 정보에 기초하여 상기 라돈 측정기(200)의 이상 상태를 파악하고, 상기 사용자 단말(300) 또는 상기 라돈 측정기(200)로 라돈 측정기 관리 정보를 제공하는 단계;를 포함하며,
상기 미리 설정된 측정 조건은 관리대상영역에 위치한 사용자를 감지하여 사용자가 주로 위치하는 시간대에 집중적으로 라돈 수치를 측정하도록 하는 것임을 특징으로 하는 IoT 기반 라돈 측정기 제어방법. - 제7항에서,
상기 c) 단계 이후,
c1) 상기 제어센터(100)가 라돈 수치 데이터에 기초하여 상기 라돈 측정기(200)로 라돈 저감 제어명령을 전송하는 단계; 및
c2) 상기 라돈 측정기(200)가 수신된 라돈 저감 제어명령에 기초하여 상기 라돈 측정기(200)와 연결된 라돈 저감장치(400)를 동작시키는 단계;를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 IoT 기반 라돈 측정기 제어방법.
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