KR102220232B1 - 첨단 무선 가스모니터링 시스템 - Google Patents

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KR102220232B1
KR102220232B1 KR1020200067786A KR20200067786A KR102220232B1 KR 102220232 B1 KR102220232 B1 KR 102220232B1 KR 1020200067786 A KR1020200067786 A KR 1020200067786A KR 20200067786 A KR20200067786 A KR 20200067786A KR 102220232 B1 KR102220232 B1 KR 102220232B1
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Abstract

실시예는 첨단 무선 가스모니터링 시스템에 관한 것이다.
실시예에 따른 첨단 무선 가스모니터링 시스템은 가스 감지기와 감지기 송수신부를 포함하는 로컬 단말유닛과, 상기 감지기 송수신부와 무선으로 데이터를 송수신하는 무선 중계유닛 및 상기 무선 중계유닛과 무선으로 데이터를 송수신하는 서버유닛을 포함할 수 있다.
상기 무선 중계유닛이 상기 로컬 단말유닛과 송수신하는 주파수 채널을 제1 주파수 채널을 이용하며, 상기 무선 중계유닛이 상기 서버유닛과 송수신하는 주파수 채널을 제2 주파수 채널을 이용할 수 있다.

Description

첨단 무선 가스모니터링 시스템{WIRELESS GAS MONITORING SYSTEM HAVING EXCELLENT EFFICIENCY}
실시예는 가스 모니터링 시스템에 관한 것으로서, 특히 데이터 신뢰성과 보안성이 우수하면서도 처리속도가 탁월한 첨단 무선 가스모니터링 시스템에 관한 것이다.
현대 산업사회에서 가스는 가정용, 산업용으로 다양한 분야에서 사용되고 있다. 예를 들어, LNG(liquefied natural gas, 액화천연가스)는 가스전(田)에서 채취한 천연가스를 액화시킨 것으로 메탄(CH₄)이 주성분이며 도시가스 방식으로 공급되어 가정용, 영업소용 또는 공업용으로 사용되고 있다.
또한 LPG(liquefied petroleum gas, 액화석유가스)는 유전에서 원유를 채취하거나 원유 정제 시 나오는 탄화수소를 비교적 낮은 압력을 가하여 냉각, 액화시킨 것으로 주성분은 프로판(C3H8), 부탄(C4H10)이며, 가스 통(gas cylinder)에 담긴 상태로 가정용, 업무용, 공업용 또는 자동차용으로 사용되고 있다.
한편, LNG나 LPG는 누출 시 폭발성이 높고 화재 발생가능성이 매우 높으므로 누출사고가 발생되지 않도록 주의가 요구된다.
종래에는 가스 검침원이 가스설치 장소 또는 가스이용 시설을 방문하여 검지기를 이용하여 가스를 누출여부를 점검 후 PDA에 검사한 데이터를 입력하고 있다. 그러나 누출 검지와 검지에 따른 데이터 입력이라는 두 가지 작업에 따라 효율성 저하와 데이터 입력 오류가 발생될 수 있는 문제점이 있다.
한편, 최근에 검침원에 의한 가스 검침을 개선하기 위해 가스 누출을 자동 검출하기 위해서 감지센서를 설치하고 있으나, 감지센서가 서버와 유선으로 연결되고 있어서 통신라인 설치에 부담이 있고 통신거리에 제한이 있는 문제가 있다.
그러므로 가스 누출을 실시간으로 가스 감지기에 의해 검출하되 검출된 정보를 서버에 무선으로 송신하고, 서버의 제어에 따라 가스 밸브를 실시간 차단할 필요성이 대두되고 있다.
한편, 선행특허문헌 1(KR2004-0108054A, 2004-12-23)은 가스누출 원격 경보장치에 관한 기술이다.
선행특허문헌1에 의하면 가스경보수단과 중계수단 상호간의 통신을 통상적인 유선 통신라인이 아닌 무선통신방식 또는 전력선통신방식을 사용하므로 시설의 설치가 용이하고 관리자가 현재 발생된 가스누출 상황을 실시간으로 인식하여 신속히 대처할 수 있다.
그러나 선행특허문헌1에 의하더라도 가스경보수단(1), 중계수단(2), 기지국(4) 간의 데이터 송수신시 데이터 보안(data security) 관점에서 데이터의 유효성이나 실효성을 보장할 수 없는 문제가 있다.
한편, 선행특허문헌2(KR1936244B1, 2019-01-02)는 무선 가스검지 시스템에 관한 기술이다.
선행특허문헌2에 의하면 가스 농도가 위험 레벨인 경우 디지털 데이터를 제공한 해당 현장중계기반의 고유 아이디 정보를 포함하는 이벤트 발생 정보를 생성하고, 생성한 이벤트 발생 정보를 디지털 데이터를 제공한 해당 현장중계기반으로 제공한다.
이에 따라 현장중계기반제어부는 이벤트 발생 정보에 포함된 현장중계기반의 고유 아이디 정보와 현장중계기반메모리부에 저장된 현장중계기반의 고유 아이디 정보가 일치하는지를 비교하고, 비교 결과 고유 아이디 정보가 일치할 경우에는 자신에 대한 이벤트 발생임을 인식하고 가스 차단 명령 정보를 가스차단명령수행부로 제공하여 현장중계기반이 설치된 장소로 공급되는 가스 공급을 정지시키는 기능을 수행하게 된다.
그러나 선행특허문헌2에서의 고유 아이디 정보를 포함한 이벤트 정보는 단지 각각의 현장중계기반임을 인식하기 위한 수단일 뿐이며 데이터 보안관점에서 검지기, 현장중계기반, 중앙감시반 상호간의 데이터 송수신시 데이터의 유효성이나 실효성 보장의 이슈가 여전히 존재하고 있다.
가정뿐만아니라 식당, 호텔, 상가 등의 업소나 공장에서 가스 누출의 발생은 대형 화재나 폭발로 연결될 수 있으므로 개인과 기업을 포함한 사회의 안전을 유지하기 위해 가스 누출 데이터의 유효성이나 실효성, 보안성 및 신속성은 매우 중요하다.
[특허문헌 1]
한국공개특허(KR2004-0108054A, 2004-12-23)
[특허문헌 2]
한국등록특허(KR1936244B1, 2019-01-02)
실시예의 기술적 과제 중의 하나는 가스 정보의 송수신에 있어서 데이터의 유효성, 실효성을 높임으로써 신뢰성이 우수한 첨단 무선 가스모니터링 시스템을 제공하고자 한다.
또한 실시예에 따른 첨단 무선 가스모니터링 시스템(1000)이 비면허 주파수 대역을 활용하게 됨에 따라 많은 사업자들이 비면허 주파수 대역을 통해 데이터를 송수신할 수 있어 데이터의 충돌 가능성이 있을 수 있다.
또한 실시예에 따른 첨단 무선 가스모니터링 시스템(1000) 내에서도 무선 중계유닛(200)이 서버 유닛(300)과 송수신하는 데이터와 무선 중계유닛(200)이 로컬 단말유닛(100)과 송수신하는 데이터 간에 충돌이나 간섭이 발생될 가능성이 있어서 데이터 송수신의 시간의 지연이나 데이터의 신뢰성 확보의 어려움이 있을 수 있다.
또한 선행특허 1(KR2004-0108054A) 내지 선행특허 2(KR1936244B1)에서는 중계기에서 서버와 데이터를 송수신함과 동시에 로컬 단말기와 데이터를 송수신하게 됨에 따라 데이터의 충돌이 발생할 뿐만아니라 서버의 데이터인지, 단말기의 데이터인지 판별함에 따른 불필요한 로드가 발생하는 문제가 있다.
이에 실시예의 기술적 과제 중의 하나는 가스 정보의 송수신에 있어서 데이터의 충돌이나 간섭을 방지하고, 데이터 처리 속도도 향상시킬 수 있는 첨단 첨단 무선 가스모니터링 시스템을 제공하고자 한다.
한편, 실시예에 따른 첨단 무선 가스모니터링 시스템이 비면허 주파수 대역을 활용하게 되는데, 비면허 주파수 대역의 경우 많은 사업자들이 해당 대역을 통해 데이터를 송수신함에 따라 데이터의 충돌 가능성 외에 비면허 주파수 대역을 활용시 보안(security)의 취약성이 있다.
이에 실시예의 기술적 과제 중의 하나는 가스 정보의 송수신에 있어서 데이터의 보안성(security)이 탁월한 첨단 첨단 무선 가스모니터링 시스템을 제공하고자 한다.
실시예의 기술적 과제는 본 항목에 기재된 것에 한정되는 것이 아니며, 발명의 설명을 통해 파악될 수 있는 것을 포함한다.
실시예에 따른 첨단 무선 가스모니터링 시스템은 가스 감지기와 감지기 송수신부를 포함하는 로컬 단말유닛(100)과, 상기 감지기 송수신부와 무선으로 데이터를 송수신하는 무선 중계유닛(200) 및 상기 무선 중계유닛과 무선으로 데이터를 송수신하는 서버유닛(300)을 포함할 수 있다.
상기 무선 중계유닛(200)이 상기 로컬 단말유닛(100)과 송수신하는 주파수 채널을 제1 주파수 채널을 이용하며, 상기 무선 중계유닛(200)이 상기 서버유닛(300)과 송수신하는 주파수 채널을 제2 주파수 채널을 이용할 수 있다.
제1 주파수 채널의 RF 주파수는 (기본주파수 MHz+ a KHz)이며, 상기 제2 주파수 채널의 RF 주파수는 (기본주파수 MHz+ b KHz)일 수 있다.
상기 무선 중계유닛(200)은 제1 무선 중계기(210)와 제2 무선 중계기(220)를 포함하며, 상기 제1 무선 중계기(210)와 상기 제2 무선 중계기(220) 간에는 제3 주파수 채널을 이용할 수 있다.
상기 중계유닛의 데이터 송수신 데이터의 체크섬(checksum) 방법은 송수신 상의 데이터 값이 해당하는 체크섬 데이터 테이블(Checksum Data Table)의 값을 전부 배타적논리합(Exclusive OR) 해서 16 Bit Data Checksum으로 사용하는 것을 특징으로 한다.
상기 체크섬 데이터 테이블(Checksum Data Table)은 16Bit Data Table일 수 있다.
상기 무선 중계유닛(200)은 제1 무선 중계기(210)와 제2 무선 중계기(220)를 포함하며, 제1 무선 중계기(210)는 상기 제1 주파수 채널을 통해 로컬 단말유닛(100)과 RF 통신을 하며, 상기 제1 주파수 채널을 통한 통신에 타임 딜레이가 발생되는 경우 리던던시 채널인 제1R 주파수 채널을 통해 RF 통신을 수행할 수 있다.
상기 제1 무선 중계기(210)는 제3 주파수 채널을 통해 상기 제2 무선 중계기(220)와 RF 통신을 하며, 상기 제3 주파수 채널을 통한 통신에 타임 딜레이가 발생되는 경우 리던던시 채널인 제3R 주파수 채널을 통해 RF 통신을 수행할 수 있다.
상기 무선 중계유닛(200)은 제1 무선 중계기(210)와 제2 무선 중계기(220)를 포함하며, 제1 무선 중계기(210)는 메인 중계기인 제1-1 무선 중계기(210a)와 리던던시 중계기인 제1-2 무선 중계기(210b)를 포함하며, 상기 제1-1 무선 중계기(210a)는 상기 제1 주파수 채널을 통해 상기 로컬 단말유닛(100)과 RF 통신을 하며, 상기 제1-1 무선 중계기(210a)의 기기 오작동이 발생되는 경우, 상기 로컬 단말유닛(100)은 리던던시 중계기인 상기 제1-2 무선 중계기(210b)와 RF 통신을 할 수 있다.
상기 무선 중계유닛(200)은 제1 무선 중계기(210)와 제2 무선 중계기(220)를 포함하며, 상기 제1 무선 중계기(210)는 메인 중계기인 제1-1 무선 중계기(210a)와 메인 중계기인 제1-2 무선 중계기(210b)를 포함하며, 상기 제1-1 무선 중계기(210a)는 제1-1 주파수 채널을 통해 상기 로컬 단말유닛(100)과 RF 통신을 할 수 있고, 상기 제1-2 무선 중계기(210b)는 제1-2 주파수 채널을 통해 상기 로컬 단말유닛(100)와 RF 통신을 할 수 있다.
상기 로컬 단말유닛(100)의 제1 감지기 송수신기(114)는 제1 감지기(112)의 가스 누출 데이터를 분리하여 제1-1 데이터는 상기 제1-1 주파수 채널을 통해 상기 제1-1 무선 중계기(210a)에 송신하며, 나머지 제1-2 데이터는 상기 제1-2 주파수 채널을 통해 상기 제1-2 무선 중계기(210b)에 송신할 수 있다.
실시예는 가스 정보의 송수신에 있어서 데이터의 유효성, 실효성을 높임으로써 신뢰성이 우수한 첨단 무선 가스모니터링 시스템을 제공할 수 있는 기술적 효과가 있다.
예를 들어, 실시예에 따른 첨단 무선 가스모니터링 시스템(1000)은 상기 기술적 문제점을 해결하기 위해 무선 중계유닛(200)이 로컬 단말유닛(100)과 송수신하는 주파수 채널을 무선 중계유닛(200)이 서버유닛(300)과 송수신하는 주파수 채널을 달리 함으로써 데이터의 충돌이나 간섭을 방지하여 데이터의 신뢰성을 높일 수 있고, 무선 중계유닛(200)에서 수신한 데이터가 로컬 단말유닛(100)의 데이터인지 서버유닛(300)의 데이터인지 검증하는데 소요되는 로드를 줄여서 정보 송수신 속도를 향상시킬 수 있는 복합적 기술적 효과가 있다.
실시예에서는 송수신 데이터의 checksum 방법은 송수신 상의 데이터 값이 해당하는 체크섬 데이터 테이블(Checksum Data Table, 16Bit Data Table)의 값을 전부 배타적논리합(Exclusive OR) 해서 16 Bit Data Checksum으로 사용함으로써 데이터의 유효성, 실효성, 보안성이 매우 높은 기술적 효과가 있다.
제2 실시예에 따른 첨단 무선 가스모니터링 시스템(1002)은 메인 주파수 채널 외에 리던던시 채널을 이용함으로써 메인 주파수 채널이 다른 사용자의 이용에 의해 비어 있지 않을 경우 리던던시 채널을 활용하여 데이터를 신속하게 송수신할 수 있는 특별한 기술적 효과가 있다.
제3 실시예에 의하면 로컬 단말유닛(100)은 리던던시 중계기인 제1-2 무선 중계기(210b)와 RF 통신을 통해 가스 누출 정보의 신속하고 확실한 송수신을 구현할 수 있는 기술적 효과가 있다.
제4 실시예에 의하면 메인 주파수 채널을 분리하여 제1 메인 채널과 제2 메인 채널 각각으로 일부 데이터와 나머지 데이터를 분리하여 송신 후 서버에서 종합적으로 정보를 파악함으로써 보안의 완벽성을 극대화할 수 있는 특별한 기술적 효과가 있다.
실시예의 기술적 효과는 본 항목에 기재된 것에 한정되는 것이 아니며, 발명의 설명을 통해 파악될 수 있는 것을 포함한다.
도 1은 제1 실시예에 따른 첨단 무선 가스모니터링 시스템(1000) 예시도.
도 2는 제2 실시예에 따른 첨단 무선 가스모니터링 시스템(1002) 예시도.
도 3은 제3 실시예에 따른 첨단 무선 가스모니터링 시스템(1003) 예시도.
도 4는 제4 실시예에 따른 첨단 무선 가스모니터링 시스템(1004) 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 '모듈' 및 '부'는 명세서 작성의 용이함이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것이며, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되는 것은 아니다. 또한, 층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 '상(on)'에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 다른 중간 요소가 존재할 수도 있는 것을 포함한다.
(제1 실시예)
도 1은 제1 실시예에 따른 첨단 무선 가스모니터링 시스템(1000)의 예시도이다(이하, 제1 실시예에 따른 첨단 무선 가스모니터링 시스템은 '실시예에 따른 첨단 무선 가스모니터링 시스템'이라 한다).
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 첨단 무선 가스모니터링 시스템(1000)은 로컬 단말유닛(100), 무선 중계유닛(200) 및 서버유닛(300)을 포함할 수 있다.
우선, 상기 로컬 단말유닛(100)는 단일 또는 복수의 로컬 단말유닛을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 로컬 단말유닛(100)는 제1 로컬 단말유닛(110)과 제2 로컬 단말유닛(120)를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1 로컬 단말유닛(110)과 상기 제2 로컬 단말유닛(120)는 어느 한 지역의 제1 가구, 제2 가구 또는 제1 영업소, 제2 영업소에 각각 설치된 것일 수 있다. 또는 상기 제1 로컬 단말유닛(110)과 상기 제2 로컬 단말유닛(120)는 어느 한 가구의 주방과 보일러실에 각각 설치된 것일 수 있으며, 또는 어느 한 영업소의 제1 주방과 제2 주방에 각각 설치된 것일 수 있다.
상기 로컬 단말유닛(100) 각각은 가스 감지기와 감지기 송수신부를 포함할 수 있다. 상기 감지기 송수신부는 RF 송신순부일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 제1 로컬 단말유닛(110)는 제1 가스 감지기(112)와 제1 감지기 송수신부(114)를 포함할 수 있다. 상기 제2 로컬 단말유닛(120)는 제2 가스 감지기(122)와 제2 감지기 송수신부(124)를 포함할 수 있다.
다음으로 상기 무선 중계유닛(200)는 단일 또는 복수의 무선 중계기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 무선 중계유닛(200)는 제1 무선 중계기(210)와 제2 무선 중계기(220)를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1 무선 중계기(210)는 로컬 단말유닛(100)과 무선 통신을 통해 중계기 기능을 수행할 수 있으며, 상기 제2 무선 중계기(220)는 서버유닛(300)과 무선 통신을 통해 중계기 기능을 수행할 수 있다.
다음으로 상기 서버유닛(300)은 서버 단말기(302)와 서버 송수신기(304)를 포함할 수 있다. 상기 서버 단말기(302)는 무선 중계유닛(200)과 송수신 데이터를 기초로 가스 설치장소의 가스 누출감시와 경보발생 또는 가스밸브 차단을 원격으로 자동으로 제어할 수 있다.
실시예에 따른 첨단 무선 가스모니터링 시스템(1000)은 비면허 주파수 대역인 무상 주파수 대역을 이용하되 무선 중계기를 이용하여 주파수 송수신 거리 제한을 극복할 수 있는 기술적 효과가 있다.
예를 들어, 실시예에 따른 첨단 무선 가스모니터링 시스템은 260MHz 대역의 청정 주파수 대역을 사용할 수 있어서 주파수 간섭을 방지할 수 있다. 예를 들어, 실시예는 262MHz ~ 264MHz 대역(band)의 주파수를 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 가전기구는 보통 400MHz 대역을 사용하고 있으며, 휴대폰은 1.8GHz 대역을 사용하고 있고, 인터넷은 2.4GHz 대역을 사용하고 있다.
또한 실시예의 무선 중계유닛(200)은 RF 통신 방식의 채택으로 별도의 통신비용이 발생되지 않는다.
또한 실시예의 무선 중계유닛(200)은 복수 채널을 통한 다 채널 통신으로 데이터 간섭을 방지할 수 있다. 예를 들어, 제1 무선 중계기(210) 또는 상기 제2 무선 중계기(220)는 30개 내지 40개의 다 채널을 구비하여 데이터 간섭을 방지할 수 있는 기술적 효과가 있다.
또한 실시예의 무선 중계유닛(200)은 100mW 이상의 고출력으로 장거리 무선통신 구현이 가능하다.
한편, 실시예에 따른 첨단 무선 가스모니터링 시스템(1000)이 비면허 주파수 대역을 활용하게 됨에 따라 많은 사업자들이 비면허 주파수 대역을 통해 데이터를 송수신할 수 있어 데이터의 충돌 가능성이 있을 수 있다.
또한 실시예에 따른 첨단 무선 가스모니터링 시스템(1000) 내에서도 무선 중계유닛(200)이 서버 유닛(300)과 송수신하는 데이터와 무선 중계유닛(200)이 로컬 단말유닛(100)과 송수신하는 데이터 간에 충돌이나 간섭이 발생될 가능성이 있어서 데이터 송수신의 시간의 지연이나 데이터의 신뢰성 확보의 어려움이 있을 수 있다.
또한 선행특허 1(KR2004-0108054A) 내지 선행특허 2(KR1936244B1)에서는 중계기에서 서버와 데이터를 송수신함과 동시에 로컬 단말기와 데이터를 송수신하게 됨에 따라 데이터의 충돌이 발생할 뿐만아니라 서버의 데이터인지, 단말기의 데이터인지 판별함에 따른 불필요한 로드가 발생하는 문제가 있다.
실시예에 따른 첨단 무선 가스모니터링 시스템(1000)은 상기 기술적 문제점을 해결하기 위해 무선 중계유닛(200)이 로컬 단말유닛(100)과 송수신하는 주파수 채널을 무선 중계유닛(200)이 서버유닛(300)과 송수신하는 주파수 채널을 달리 함으로써 데이터의 충돌이나 간섭을 방지하여 데이터의 신뢰성을 높일 수 있고, 무선 중계유닛(200)에서 수신한 데이터가 로컬 단말유닛(100)의 데이터인지 서버유닛(300)의 데이터인지 검증하는데 소요되는 로드를 줄여서 정보 송수신 속도를 향상시킬 수 있는 복합적 기술적 효과가 있다.
예를 들어, 실시예에서 상기 무선 중계유닛(200)은 상기 로컬 단말유닛(100)과 송수신하는 주파수 채널을 제1 주파수 채널을 이용할 수 있으며, 상기 무선 중계유닛(200)이 상기 서버유닛(300)과 송수신하는 주파수 채널을 제2 주파수 채널을 이용할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 주파수 채널의 RF 주파수는 (기본주파수 MHz+ a KHz)일 수 있으며, 상기 제2 주파수 채널의 RF 주파수는 (기본주파수 MHz+ b KHz)일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 제1 주파수 채널의 RF 주파수는 262MHz+50KHz일 수 있으며, 상기 제2 주파수 채널의 RF 주파수는 262MHz+500KHz일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
이 때 상기 무선 중계유닛(200)이 제1 무선 중계기(210)와 제2 무선 중계기(220)를 포함하는 경우, 상기 제1 무선 중계기(210)와 상기 제2 무선 중계기(220) 간에는 제3 주파수 채널을 이용할 수 있다.
상기 제3 주파수 채널은 (기본주파수 MHz+ c KHz)일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제3 주파수 채널은 262MHz+250KHz일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예에 의하면 무선 중계유닛(200)이 로컬 단말유닛(100)과 송수신하는 주파수 채널을 제1 주파수 채널을 이용하고, 무선 중계유닛(200)이 서버유닛(300)과 송수신하는 주파수 채널을 제2 주파수 채널로 달리 함으로써 각 로컬 단말유닛(100), 무선 중계유닛(200) 및 서버유닛(300)에서 데이터 검증에 소요되는 로드를 줄여서 데이터 송수신 속도를 향상시킴으로써 신속하고 신뢰성 높은 정보의 송수신을 통해 가스 누출을 정확하고 신속하게 감지, 제어할 수 있는 특별한 기술적 효과가 있다.
한편, 실시예에 따른 무선 가스모니터링 시스템(1000)이 비면허 주파수 대역을 활용하게 되는데, 비면허 주파수 대역의 경우 많은 사업자들이 해당 대역을 통해 데이터를 송수신함에 따라 데이터의 충돌 가능성 외에 비면허 주파수 대역을 활용시 보안(security)의 취약성이 있다.
한편, 선행특허문헌2(KR1936244B1, 2019-01-02)는 무선 가스검지 시스템에 관한 기술이며, 선행특허문헌2에 의하면 가스 농도가 위험 레벨인 경우 디지털 데이터를 제공한 해당 현장중계기반의 고유 아이디 정보(예: #chamber01)를 포함하는 이벤트 발생 정보를 생성하고, 생성한 이벤트 발생 정보를 디지털 데이터를 제공한 해당 현장중계기반으로 제공한다.
이에 따라 현장중계기반제어부는 이벤트 발생 정보에 포함된 현장중계기반의 고유 아이디 정보와 현장중계기반메모리부에 저장된 현장중계기반의 고유 아이디 정보가 일치하는지를 비교하고, 비교 결과 고유 아이디 정보가 일치할 경우에는 자신에 대한 이벤트 발생임을 인식하고 가스 차단 명령 정보를 가스차단명령수행부로 제공하여 현장중계기반이 설치된 장소로 공급되는 가스 공급을 정지시키는 기능을 수행하게 된다.
그러나 선행특허문헌2에서의 고유 아이디 정보를 포함한 이벤트 정보는 단지 각각의 현장중계기반임을 인식하기 위한 수단일 뿐이며 데이터 보안관점에서 검지기, 현장중계기반, 중앙감시반 상호간의 데이터 송수신시 데이터의 유효성이나 실효성 보장, 보안 이슈가 여전히 존재하고 있다.
이에 따라 실시예의 기술적 과제 중의 하나는 가스 정보의 송수신에 있어서 데이터의 유효성, 실효성을 높임으로써 보안성이 우수한 첨단 무선 가스모니터링 시스템을 제공하고자 함이다.
종래기술에서 데이터의 송수신 데이터의 체크섬(Checksum) 방법은 송수신 데이터를 전부 더해서 하위 8 Bit Data Checksum으로 사용한다.
반면, 실시예에서는 송수신 데이터의 checksum 방법은 송수신 상의 데이터 값이 해당하는 체크섬 데이터 테이블(Checksum Data Table, 16Bit Data Table)의 값을 전부 배타적논리합(Exclusive OR) 해서 16 Bit Data Checksum으로 사용함으로써 데이터의 유효성, 실효성, 보안성이 매우 높은 기술적 효과가 있다.
또한 실시예의 체크섬 데이터 테이블(Checksum Data Table) 은 별도의 Format을 이용해서 사용하므로 외부에서 실시예의 시스템에 접근할 수 없으므로 보완성이 매우 우수한 기술적 효과가 있다.
실시예에서는 체크섬 데이터 테이블(Checksum Data Table)은 16Bit Data Table일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며 32Bit Data Table일 수 있다.
반면, 선행특허문헌 2에서는 고유 아이디 정보를 포함한 이벤트 정보는 단지 각각의 현장중계기반임을 인식하기 위한 수단일 뿐이며 데이터 보안관점에서 검지기, 현장중계기반, 중앙감시반 상호간의 데이터 송수신시 데이터의 유효성이나 실효성 보장의 이슈가 여전히 존재하고 있다.
(제2 실시예)
도 2는 제2 실시예에 따른 첨단 무선 가스모니터링 시스템(1002) 예시도이다.
제2 실시예는 제1 실시예의 기술적 특징을 채용할 수 있다.
예를 들어, 제2 실시예에 따른 첨단 무선 가스모니터링 시스템(1002)은 무선 중계유닛(200)이 로컬 단말유닛(100)과 송수신하는 주파수 채널을 무선 중계유닛(200)이 서버유닛(300)과 송수신하는 주파수 채널을 달리 함으로써 데이터의 충돌이나 간섭을 방지하여 데이터의 신뢰성을 높일 수 있고, 무선 중계유닛(200)에서 수신한 데이터가 로컬 단말유닛(100)의 데이터인지 서버유닛(300)의 데이터인지 검증하는데 소요되는 로드를 줄여서 정보 송수신 속도를 향상시킬 수 있는 복합적 기술적 효과가 있다.
이하 제2 실시예의 주된 특징을 중심으로 설명한다.
제2 실시예에 따른 첨단 무선 가스모니터링 시스템(1002)은 메인 주파수 채널 외에 리던던시 채널을 이용함으로써 메인 주파수 채널이 다른 사용자의 이용에 의해 비어 있지 않을 경우 리던던시 채널을 활용하여 데이터를 신속하게 송수신할 수 있는 특별한 기술적 효과가 있다.
예를 들어, 제1 무선 중계기(210)는 제1 주파수 채널을 통해 로컬 단말유닛(100)과 RF 통신을 할 수 있다. 이때 메인 채널인 제1 주파수 채널을 통한 통신에 타임 딜레이가 발생되는 경우 즉시 리던던시 채널인 제1R 주파수 채널을 통해 RF 통신을 수행함으로써 가스 누출 정보의 신속한 송수신을 구현할 수 있는 기술적 효과가 있다.
또한 제1 무선 중계기(210)는 제3 주파수 채널을 통해 제2 무선 중계기(220)와 RF 통신을 할 수 있다. 이때 메인 채널인 제3 주파수 채널을 통한 통신에 타임 딜레이가 발생되는 경우 즉시 리던던시 채널인 제3R 주파수 채널을 통해 RF 통신을 수행함으로써 가스 누출 정보의 신속한 송수신을 구현할 수 있는 기술적 효과가 있다.
또한 제2 무선 중계기(220)는 제2 주파수 채널을 통해 서버 송수신기(304)와 RF 통신을 할 수 있다. 이때 메인 채널인 제2 주파수 채널을 통한 통신에 타임 딜레이가 발생되는 경우 즉시 리던던시 채널인 제2R 주파수 채널을 통해 RF 통신을 수행함으로써 가스 누출 정보의 신속한 송수신을 구현할 수 있는 기술적 효과가 있다.
(제3 실시예)
도 3은 제3 실시예에 따른 첨단 무선 가스모니터링 시스템(1003) 예시도이다.
제3 실시예는 제1 실시예 또는 제2 실시예의 기술적 특징을 채용할 수 있다.
예를 들어, 제3 실시예에 따른 첨단 무선 가스모니터링 시스템(1003)은 무선 중계유닛(200)이 로컬 단말유닛(100)과 송수신하는 주파수 채널을 무선 중계유닛(200)이 서버유닛(300)과 송수신하는 주파수 채널을 달리 함으로써 데이터의 충돌이나 간섭을 방지하여 데이터의 신뢰성을 높일 수 있고, 무선 중계유닛(200)에서 수신한 데이터가 로컬 단말유닛(100)의 데이터인지 서버유닛(300)의 데이터인지 검증하는데 소요되는 로드를 줄여서 정보 송수신 속도를 향상시킬 수 있는 복합적 기술적 효과가 있다.
또한 제3 실시예에 따른 첨단 무선 가스모니터링 시스템(1003)은 메인 주파수 채널 외에 리던던시 채널을 이용함으로써 메인 주파수 채널이 다른 사용자의 이용에 의해 비어 있지 않을 경우 리던던시 채널을 활용하여 데이터를 신속하게 송수신할 수 있는 특별한 기술적 효과가 있다.
이하 제3 실시예의 주된 특징을 중심으로 설명한다.
제3 실시예는 메인 중계기 이상 발생시 리던던시 중계기를 이용하여 데이터를 신속하고 확실하게 송수신할 수 있는 기술적 효과가 있다.
예를 들어, 제1 무선 중계기(210)는 메인 중계기인 제1-1 무선 중계기(210a)와 리던던시 중계기인 제1-2 무선 중계기(210b)를 포함할 수 있다. 또한 제2 무선 중계기(220)는 메인 중계기인 제2-1 무선 중계기(220a)와 리던던시 중계기인 제2-2 중계기(220b)를 포함할 수 있다.
제3 실시예에 의하면 제1-1 무선 중계기(210a)는 제1 주파수 채널을 통해 로컬 단말유닛(100)과 RF 통신을 할 수 있다. 이때 메인 채널인 제1 주파수 채널을 통한 통신에 타임 딜레이가 발생되는 경우 즉시 리던던시 채널인 제1R 주파수 채널을 통해 RF 통신을 수행함으로써 가스 누출 정보의 신속한 송수신을 구현할 수 있는 기술적 효과가 있다.
그런데 제1-1 무선 중계기(210a)의 기기 오작동이 발생될 수 있으므로 메인 중계기인 제1-1 무선 중계기(210a)를 통한 통신이 불가한 상황이 발생될 수 있다.
이때 제3 실시예에 의하면 로컬 단말유닛(100)은 리던던시 중계기인 제1-2 무선 중계기(210b)와 RF 통신을 통해 가스 누출 정보의 신속하고 확실한 송수신을 구현할 수 있는 기술적 효과가 있다. 이때 로컬 단말유닛(100)은 리던던시 중계기인 제1-2 무선 중계기(210b)와 메인 채널인 제1 주파수 채널을 통해 통신을 시도하고 타임딜레이 발생시 리던던시 채널인 제1R 채널을 통해 RF 통신을 수행할 수 있다.
다음으로 제3 실시예에 의하면 제1-1 무선 중계기(210a)는 제3 주파수 채널을 통해 제2-1 무선 중계기(220a)와 RF 통신을 할 수 있다. 이때 메인 채널인 제3 주파수 채널을 통한 통신에 타임 딜레이가 발생되는 경우 즉시 리던던시 채널인 제3R 주파수 채널을 통해 RF 통신을 수행함으로써 가스 누출 정보의 신속한 송수신을 구현할 수 있는 기술적 효과가 있다.
그런데 제1-1 무선 중계기(210a) 또는 제2-1 무선중계기(220a)의 기기 오작동이 발생될 수 있으므로 메인 중계기인 제1-1 무선 중계기(210a) 또는 제2-1 무선중계기(220a)를 통한 통신이 불가한 상황이 발생될 수 있다.
이때 제3 실시예에 의하면 리던던시 중계기인 제1-2 무선 중계기(210b) 또는 제2-2 무선 중계기(220b)를 통해 RF 통신을 수행함에 따라 가스 누출 정보의 신속하고 확실한 송수신을 구현할 수 있는 기술적 효과가 있다. 이때 제2 무선 중계기(210)과 제2 무선 중계기(220)은 메인 채널인 제3 주파수 채널을 통해 통신을 시도하고 타임딜레이 발생시 리던던시 채널인 제3R 채널을 통해 RF 통신을 수행할 수 있다.
다음으로 제3 실시예에 의하면 제2-1 무선 중계기(220a)는 제2 주파수 채널을 통해 서버 단말기(304)와 RF 통신을 할 수 있다. 이때 메인 채널인 제2 주파수 채널을 통한 통신에 타임 딜레이가 발생되는 경우 즉시 리던던시 채널인 제2R 주파수 채널을 통해 RF 통신을 수행함으로써 가스 누출 정보의 신속한 송수신을 구현할 수 있는 기술적 효과가 있다.
그런데 제2-1 무선중계기(220a)의 기기 오작동이 발생될 수 있으므로 메인 중계기인 제2-1 무선중계기(220a)를 통한 통신이 불가한 상황이 발생될 수 있다.
이때 제3 실시예에 의하면 리던던시 중계기인 제2-2 무선 중계기(220b)를 통해 RF 통신을 수행함에 따라 가스 누출 정보의 신속하고 확실한 송수신을 구현할 수 있는 기술적 효과가 있다. 이때 제2 무선 중계기(220)은 메인 채널인 제3 주파수 채널을 통해 서버 단말기(304)와 통신을 시도하고 타임딜레이 발생시 리던던시 채널인 제2R 채널을 통해 RF 통신을 수행할 수 있다.
(제4 실시예)
도 4는 제4 실시예에 따른 첨단 무선 가스모니터링 시스템(1004) 예시도이다.
제4 실시예는 제1 실시예 내지 제3 실시예의 기술적 특징을 채용할 수 있다.
예를 들어, 제4 실시예에 따른 첨단 무선 가스모니터링 시스템(1003)은 무선 중계유닛(200)이 로컬 단말유닛(100)과 송수신하는 주파수 채널을 무선 중계유닛(200)이 서버유닛(300)과 송수신하는 주파수 채널을 달리 함으로써 데이터의 충돌이나 간섭을 방지하여 데이터의 신뢰성을 높일 수 있고, 무선 중계유닛(200)에서 수신한 데이터가 로컬 단말유닛(100)의 데이터인지 서버유닛(300)의 데이터인지 검증하는데 소요되는 로드를 줄여서 정보 송수신 속도를 향상시킬 수 있는 복합적 기술적 효과가 있다.
이하 제4 실시예의 주된 특징을 중심으로 설명한다.
제4 실시예는 제1 주파수 채널을 분리하여 제1 메인 채널과 제2 메인 채널 각각으로 일부 데이터와 나머지 데이터를 분리하여 송신 후 서버에서 종합적으로 정보를 파악함으로써 한국전기안정공사 등과 같이 데이터의 보안 매우 필요한 곳에서 보안의 완벽성을 극대화할 수 있는 기술적 효과가 있다.
예를 들어, 제1 무선 중계기(210)는 메인 중계기인 제1-1 무선 중계기(210a)와 메인 중계기인 제1-2 무선 중계기(210b)를 포함할 수 있다. 또한 제2 무선 중계기(220)는 메인 중계기인 제2-1 무선 중계기(220a)와 메인 중계기인 제2-2 무선 중계기(220b)를 포함할 수 있다.
제4 실시예에 의하면 제1-1 무선 중계기(210a)는 제1-1 주파수 채널을 통해 로컬 단말유닛(100)의 제1 감지기 송수신기(114)와 RF 통신을 할 수 있고, 제1-2 무선 중계기(210b)는 제1-2 주파수 채널을 통해 로컬 단말유닛(100)의 제1 감지기 송수신기(114)과 RF 통신을 할 수 있다.
이때 제1 감지기 송수신기(114)는 제1 감지기(112)의 가스 누출 데이터를 분리하여 제1-1 데이터는 제1-1 주파수 채널을 통해 제1-1 무선 중계기(210a)에 송신하며, 나머지 제1-2 데이터는 제1-2 주파수 채널을 통해 제1-2 무선 중계기(210b)에 송신할 수 있다. 이때 메인 채널에서 타임 딜레이 발생시 리던던시 채널을 활용할 수 있다.
다음으로 제1-1 무선 중계기(210a)는 제3-1 주파수 채널을 통해 제2-1 무선 중계기(220a)와 RF 통신을 하여 제1-1 데이터를 송신하고, 제1-2 무선 중계기(210b)는 제3-2 주파수 채널을 통해 제2-2 무선 중계기(220b)와 RF 통신을 하여 제1-2 데이터를 송신할 수 있다.
다음으로 제2-1 무선 중계기(220a)는 제2-1 주파수 채널을 통해 서버 단말기(304)와 RF 통신을 하여 제1-1 데이터를 송신할 수 있고, 제2-2 무선 중계기(220b)는 제2-2 주파수 채널을 통해 서버 단말기(304)와 RF 통신을 하여 제1-2 데이터를 송신할 수 있다.
서버 단말기(302)는 수신된 제1-1 데이터와 제1-2 데이터를 검증 후 조합하여 제1 감지기(112)에서 감지한 가스 누출정보를 파악할 수 있다.
제4 실시예에 의하면 메인 주파수 채널을 분리하여 제1 메인 채널과 제2 메인 채널 각각으로 일부 데이터와 나머지 데이터를 분리하여 송신 후 서버에서 종합적으로 정보를 파악함으로써 한국전기안정공사 등과 같이 데이터의 보안 매우 필요한 곳에서 보안의 완벽성을 극대화할 수 있는 특별한 기술적 효과가 있다.
또한 제4 실시예에 의하면 메인 주파수 채널을 분리하여 제1 메인 채널과 제2 메인 채널 각각으로 일부 데이터와 나머지 데이터를 분리하여 송신 후 서버에서 종합적으로 정보를 파악함으로써 보안의 완벽성을 극대화할 수 있을 뿐만 아니라 송수신 되는 데이터 량이 많을 경우 등에는 데이터 송수신 및 처리 속도도 향상시킬 수 있는 복합적 기술적 효과가 있다.
이상의 설명은 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 실시예에 개시된 실시예들은 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 가스 누출을 감지하는 가스 감지기와 감지된 가스 누출 데이터를 송수신하는 감지기 송수신부를 포함하는 로컬 단말유닛;
    상기 감지기 송수신부와 무선으로 상기 가스 누출 데이터를 송수신하는 무선 중계유닛; 및
    상기 무선 중계유닛과 무선으로 상기 가스 누출 데이터를 송수신하는 서버유닛;을 포함하고,
    상기 무선 중계유닛은, 상기 로컬 단말유닛과 제1-1 주파수 채널과 제1-2 주파수 채널을 포함하는 제1 주파수 채널을 이용하여 RF 통신하며, 상기 서버유닛과는 상기 제1 주파수 채널과 다른 제2-1 주파수 채널과 제2-2 주파수 채널을 포함하는 제2 주파수 채널을 이용하여 RF 통신하며,
    상기 무선 중계유닛은, 제1 무선 중계기와 제2 무선 중계기를 포함하며, 상기 제1 무선 중계기와 상기 제2 무선 중계기 간에는 상기 제1, 제2 주파수 채널과 다른 제3-1 주파수 채널과 제3-2 주파수 채널을 포함하는 제3 주파수 채널을 이용하여 RF 통신하며, 상기 무선 중계유닛은 상기 가스 누출 데이터의 송수신 데이터의 체크섬(checksum)을 진행하며,
    상기 제1 무선 중계기는 제1-1 무선 중계기와 제1-2 무선 중계기를 포함하며, 상기 제2 무선 중계기는 제2-1 무선 중계기와 제2-2 무선 중계기를 포함하며,
    상기 로컬 단말유닛의 상기 감지기 송수신부는 상기 감지기의 상기 가스 누출 데이터를 분리하여 제1-1 데이터를 상기 제1-1 주파수 채널을 통해 상기 제1-1 무선 중계기에 송신하며, 나머지 제1-2 데이터를 상기 제1-2 주파수 채널을 통해 상기 제1-2 무선 중계기에 송신하며,
    상기 제1-1 무선 중계기는 상기 제3-1 주파수 채널을 통해 상기 제2-1 무선 중계기와 RF 통신을 하여 상기 제1-1 데이터를 송신하고, 상기 제1-2 무선 중계기는 상기 제3-2 주파수 채널을 통해 상기 제2-2 무선 중계기와 RF 통신을 하여 상기 제1-2 데이터를 송신하며,
    상기 제2-1 무선 중계기는 상기 제2-1 주파수 채널을 통해 상기 서버유닛의 서버 단말기와 RF 통신을 하여 상기 제1-1 데이터를 송신하며,
    상기 제2-2 무선 중계기는 상기 제2-2 주파수 채널을 통해 상기 서버 단말기와 RF 통신을 하여 상기 제1-2 데이터를 송신하며,
    상기 서버 단말기는 수신된 상기 제1-1 데이터와 상기 제1-2 데이터를 검증 후 조합하여 상기 감지기에서 감지한 가스 누출정보를 파악하는 것을 특징으로 하는 첨단 무선 가스모니터링 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 주파수 채널의 RF 주파수는 (기본주파수 MHz+ a KHz)이며,
    상기 제2 주파수 채널의 RF 주파수는 (기본주파수 MHz+ b KHz)인 것을 특징으로 하는 첨단 무선 가스모니터링 시스템.
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 무선 중계유닛의 데이터 송수신 데이터의 체크섬(checksum) 방법은 송수신 상의 상기 가스 누출 데이터 값이 해당하는 체크섬 데이터 테이블(Checksum Data Table)의 값을 전부 배타적논리합(Exclusive OR) 해서 16 Bit Data Checksum으로 사용하는 것을 특징으로 하는 첨단 무선 가스모니터링 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 체크섬 데이터 테이블(Checksum Data Table)은 16Bit Data Table인 것을 특징으로 하는 첨단 무선 가스모니터링 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 무선 중계기는 상기 제1 주파수 채널을 통한 통신에 타임 딜레이가 발생되는 경우 리던던시 채널인 제1R 주파수 채널을 통해 RF 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 첨단 무선 가스모니터링 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 무선 중계기는 상기 제3 주파수 채널을 통한 통신에 타임 딜레이가 발생되는 경우 리던던시 채널인 제3R 주파수 채널을 통해 RF 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 첨단 무선 가스모니터링 시스템.
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