KR102238341B1 - Intelligent Iot road snow melting system with carbon nanotube heating element for removing black ice - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 블랙아이스 제거를 위한 탄소나노튜브 발열장치가 구비된 지능형 IoT 도로 융설 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량주행 안전성을 향상시킬 수 있는 블랙아이스 제거를 위한 탄소나노튜브 발열장치가 구비된 지능형 IoT 도로 융설 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an intelligent IoT road snow melting system equipped with a carbon nanotube heating device for removing black ice, and more particularly, a carbon nanotube heating device for removing black ice that can improve vehicle driving safety. It relates to an intelligent IoT road snow melting system.
국내외적으로 겨울철 눈비 등에 의한 도로 결빙으로 인해 많은 교통사고가 발생하고 있고 그 중에서도 운전자가 식별하기가 어려운 블랙아이스로 인한 사고의 위험성이 크게 대두하였으며, 최근까지도 블랙아이스는 ‘조용한 암살자’라고 불리는 겨울철 운전자에게 가장 위협적인 요인으로 인식되고 있다.There are many traffic accidents domestically and internationally due to road freezing due to winter snow and rain. Among them, the risk of accidents caused by black ice, which is difficult for drivers to discern, has emerged. Until recently, black ice was called the'quiet assassin' in winter. It is recognized as the most threatening factor for drivers.
기존의 도로 융설 방법으로 제설제 및 융설액 살포방식이 주로 사용되어 왔으나 눈이 올 때마다 염화나트륨이나 염화칼슘 등의 제설제가 대량 살포되어야 하기 때문에 인건비와 재료비 등이 지속적으로 발생할 뿐만 아니라 자동차를 부식시키고 환경오염과 구조물의 열화를 발생시키는 문제점을 가지고 있다. 이 때문에 열선 매설 방식, 지열 이용 방식, 태양열 이용 방식 등 다양한 새로운 시도들이 이루어지고 있으나 각각 여러 문제점들을 가지고 있어 널리 적용되지 못하고 있는 실정이다. 열선 매설 방식의 경우 초기 비용 및 유지 비용이 많이 필요하고 내구성 저하 및 유지관리의 문제점을 가지고 있으며, 지열 이용 방식은 시공비가 과다하며 예열시간이 장시간 필요하여 신속한 대응이 어려운 단점이 나타나기도 한다.As the existing road snow melting method, snow removal agent and snow melting solution spraying method have been mainly used, but because snow removal agents such as sodium chloride or calcium chloride must be sprayed in large quantities every time it snows, not only labor and material costs continue to occur, but also corrode automobiles and the environment. It has a problem of causing contamination and deterioration of the structure. For this reason, various new attempts have been made, such as a method of embedding a hot wire, a method of using geothermal heat, and a method of using solar heat, but each has several problems and is not widely applied. In the case of the heating wire burial method, the initial cost and maintenance cost are high, and durability decreases and maintenance problems are encountered, and the geothermal use method has a disadvantage that it is difficult to respond quickly because the construction cost is excessive and the preheating time is required for a long time.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 블랙아이스에 효과적으로 대응할 수 있는 블랙아이스 제거를 위한 탄소나노튜브 발열장치가 구비된 지능형 IoT 도로 융설 시스템을 제공하는 것이다.The present invention was conceived to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an intelligent IoT road snow melting system equipped with a carbon nanotube heating device for removing black ice that can effectively cope with black ice.
그리고 기존의 도로 손상을 최소화하고, 공사시간 및 비용을 절감할 수 있는 블랙아이스 제거를 위한 탄소나노튜브 발열장치가 구비된 지능형 IoT 도로 융설 시스템을 제공하는 것이다.In addition, it is to provide an intelligent IoT road snow melting system equipped with a carbon nanotube heating device for removing black ice that can minimize existing road damage and reduce construction time and cost.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 블랙아이스 제거를 위한 탄소나노튜브 발열장치가 구비된 지능형 IoT 도로 융설 시스템은 도로의 노면에 도포하는 방식으로 구비되는 탄소나노튜브 발열장치와, 상기 도로 주변에 구비되어 외기온도와 습도를 실시간으로 측정하는 외기 온·습도센서와, 상기 노면의 표면온도와 습도를 측정하는 노면 온·습도센서와, 상기 외기 및 노면 온·습도센서를 통해 취합된 정보와 기상정보를 바탕으로 대응방안을 판단하여 상기 탄소나노튜브 발열장치를 제어하는 제어장치와, 상기 외기의 기상정보를 취합하고 상기 외기 및 노면 온·습도센서를 취합하는 서버와, 주변 전기시설 또는 태양전지판을 이용하여 전원을 공급받는 전원장치를 구비할 수 있다.The intelligent IoT road snow melting system equipped with a carbon nanotube heating device for removing black ice according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is a carbon nanotube heating device provided in a manner that is applied to the road surface of the road. Wow, through an outside temperature/humidity sensor that is provided around the road and measures the outside temperature and humidity in real time, a road surface temperature/humidity sensor that measures the surface temperature and humidity of the road surface, and the outside air and road surface temperature/humidity sensor. A control device that controls the carbon nanotube heating device by determining a response plan based on the collected information and weather information, a server that collects the weather information of the outside air and collects the outside air and road surface temperature/humidity sensors, and the surroundings It may be provided with a power supply that receives power using an electric facility or a solar panel.
상기 탄소나노튜브 발열장치는 도로 주행방향 또는 주행 직각방향을 따라 형성되어 일정한 간격을 유지하는 다수의 탄소나노튜브 발열체와, 상기 탄소나노튜브 발열체의 길이방향 양단에 각각 구비되어 전원을 공급하는 한 쌍의 전극과, 상기 한 쌍의 전극이 연결되어 상기 탄소나노튜브 발열체 및 상기 전극에 전원이 흐르도록 하는 전선을 구비할 수 있다.The carbon nanotube heating device includes a plurality of carbon nanotube heating elements formed along a road driving direction or a driving perpendicular direction to maintain a constant distance, and a pair of each provided at both ends of the carbon nanotube heating element in the longitudinal direction to supply power. An electrode of and the pair of electrodes may be connected to each other to include an electric wire through which power flows to the carbon nanotube heating element and the electrode.
상기 제어장치는 상기 외기 온·습도센서 및 상기 노면 온·습도센서와 연계되어 상기 외기 온·습도센서 및 상기 노면 온·습도센서에서 측정된 온·습도 데이터 값을 취합하는 센서부와, 상기 외부의 서버에 취합된 기상정보를 가져오고 상기 외기 온·습도센서 및 상기 노면 온·습도센서값을 제공하는 것과 동시에 상기 제어장치를 통해 상기 탄소나노튜브 발열장치를 설정된 조건에 따라 자동 또는 수동으로 제어하도록 하는 통신부와, 상기 전원장치와 연계되어 축적된 전원을 상기 탄소나노튜브 발열장치 및 상기 제어장치에 공급하는 전원부와, 상기 탄소나노튜브 발열장치와 연계되어 상기 탄소나노튜브 발열장치를 제어하는 제어부와, 상기 센서부 및 상기 제어부와 연계되어 상기 센서부에 취합된 온습도 데이터 값을 분석 및 판단하여 상기 제어부를 통해 상기 탄소나노튜브 발열장치가 작동되도록 하는 판단부를 구비할 수 있다.The control device is connected to the outside temperature/humidity sensor and the road surface temperature/humidity sensor to collect the temperature/humidity data values measured by the outside temperature/humidity sensor and the road surface temperature/humidity sensor, and the external Brings the meteorological information collected to the server of the server and provides the outdoor temperature/humidity sensor and the road surface temperature/humidity sensor values, and at the same time automatically or manually controls the carbon nanotube heating device according to set conditions through the control device. A communication unit configured to perform the power supply, a power supply unit for supplying accumulated power to the carbon nanotube heating device and the control device in connection with the power supply device, and a control unit connected to the carbon nanotube heating device to control the carbon nanotube heating device And a determination unit connected to the sensor unit and the control unit to analyze and determine the temperature/humidity data value collected by the sensor unit to operate the carbon nanotube heating device through the control unit.
상기 탄소나노튜브 발열장치는 상기 제어부를 통해 '운전모드', '대기모드' 또는 '멈춤모드' 중 어느 하나의 모드로 작동할 수 있다.The carbon nanotube heating device may operate in one of a'operation mode', a'standby mode', or a'stop mode' through the control unit.
상기 판단부는 상기 센서부에서 측정된 외기온도가 영상이고, 기상청으로부터 예보된 외부 온도가 영상이며, 강수 예보가 없을 시, 상기 탄소나노튜브 발열장치가 상기 '멈춤모드' 상태가 되도록 할 수 있다.The determination unit may cause the external temperature measured by the sensor unit to be an image, an external temperature forecast from the Meteorological Agency as an image, and when there is no precipitation forecast, the carbon nanotube heating device may be in the'stop mode' state.
상기 판단부는 상기 센서부에서 측정된 외기온도가 영하이고, 기상청으로부터 눈이나 비가 온다는 예보가 있으며, 노면에 결빙이 발생 될 수 있는 조건이 충족될 시, 상기 제어부를 통해 상기 탄소나노튜브 발열장치가 상기 '운전모드' 상태가 되도록 할 수 있다.The determination unit has a forecast that the outside air temperature measured by the sensor unit is below zero, and that snow or rain is coming from the Meteorological Agency, and when a condition that may cause freezing on the road surface is satisfied, the carbon nanotube heating device is operated through the control unit. It can be set to be in the'operation mode' state.
상기 판단부는 외부 온도가 영하권으로 2일 이상 지속되고, 상대습도가 높아 노면 결빙이 가능할 시, 상기 제어부를 통해 상기 탄소나노튜브 발열장치가 상기 '운전모드' 상태를 유지하여 수분이 마르도록 할 수 있다.The determination unit allows the carbon nanotube heating device to maintain the'operation mode' state through the control unit to dry moisture when the external temperature is maintained for 2 days or more in the sub-zero range and the relative humidity is high and freeze on the road surface is possible. I can.
상기 '대기모드'에서는 상기 '운전모드'로 인해 눈이나 얼음이 녹아 흐르는 물 또는 차량의 타이어 마찰열로 인해 흐르는 물이 주변 온도 또는 노면 온도에 의해 결빙되는 것을 방지하기 위해 일정시간 동안 일정온도를 유지하여 상기 도로 위에 수분이 마르도록 할 수 있다.In the'standby mode', a constant temperature is maintained for a certain period of time in order to prevent the water flowing by melting snow or ice due to the'driving mode' or the water flowing due to the frictional heat of the vehicle's tires from freezing due to ambient temperature or road surface temperature. Thus, moisture can be dried on the road.
상기 제어장치에는 상기 제어장치와 PC 또는 모바일 장치를 무선으로 통신하여 외부에서 상기 제어장치를 통해 상기 탄소나노튜브 발열장치를 설정된 조건에 따라 자동 또는 수동으로 제어하도록 하고 외부 서버로부터 기상정보와 센서부를 통해 받은 외부, 노면의 온·습도 센서값을 서버로 무선으로 데이터값을 주고받는 통신부가 구비될 수 있다.In the control device, the control device and the PC or mobile device are wirelessly communicated to automatically or manually control the carbon nanotube heating device according to a set condition through the control device from the outside, and the weather information and the sensor unit from an external server. A communication unit may be provided that wirelessly transmits and receives data values for external and road surface temperature/humidity sensor values received through the server.
본 발명에 따른 블랙아이스 제거를 위한 탄소나노튜브 발열장치가 구비된 지능형 IoT 도로 융설 시스템에 의하면, 블랙아이스에 효과적으로 대응할 수 있다.According to the intelligent IoT road melting system equipped with a carbon nanotube heating device for removing black ice according to the present invention, it is possible to effectively respond to black ice.
그리고 기존의 도로 손상을 최소화하고, 공사시간 및 비용을 절감할 수 있다.And it is possible to minimize existing road damage and reduce construction time and cost.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 블랙아이스 제거를 위한 탄소나노튜브 발열장치가 구비된 지능형 IoT 도로 융설 시스템이 도로에 설치된 모습을 나타낸 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 블랙아이스 제거를 위한 탄소나노튜브 발열장치가 구비된 지능형 IoT 도로 융설 시스템을 나타낸 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 탄소나노튜브 발열장치를 나타낸 도면.
도 4는 도 2에 도시된 블랙아이스 제거를 위한 탄소나노튜브 발열장치가 구비된 지능형 IoT 도로 융설 시스템을 나타낸 블록도.1 is a perspective view showing an intelligent IoT road snow melting system equipped with a carbon nanotube heating device for removing black ice according to an embodiment of the present invention installed on a road.
Figure 2 is a perspective view showing an intelligent IoT road snow melting system equipped with a carbon nanotube heating device for removing black ice shown in Figure 1;
Figure 3 is a view showing the carbon nanotube heating device shown in Figure 2;
Figure 4 is a block diagram showing an intelligent IoT road snow melting system equipped with a carbon nanotube heating device for removing black ice shown in Figure 2;
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 블랙아이스 제거를 위한 탄소나노튜브 발열장치가 구비된 지능형 IoT 도로 융설 시스템에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, an intelligent IoT road snow melting system equipped with a carbon nanotube heating device for removing black ice according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 블랙아이스 제거를 위한 탄소나노튜브 발열장치가 구비된 지능형 IoT 도로 융설 시스템이 도로에 설치된 모습을 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 블랙아이스 제거를 위한 탄소나노튜브 발열장치가 구비된 지능형 IoT 도로 융설 시스템을 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 탄소나노튜브 발열장치를 나타낸 도면이다.1 is a perspective view showing an intelligent IoT road snow melting system equipped with a carbon nanotube heating device for removing black ice according to an embodiment of the present invention is installed on a road, and FIG. 2 is a black ice removal shown in FIG. A perspective view showing an intelligent IoT road melting system equipped with a carbon nanotube heating device for, and FIG. 3 is a view showing the carbon nanotube heating device shown in FIG. 2.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 블랙아이스 제거를 위한 탄소나노튜브 발열장치가 구비된 지능형 IoT 도로 융설 시스템(10)은 기존의 도로(20), 급커브 구간, 경사로, 교량, 터널 진출입부 및 상시 응달인 구간 등과 같은 장소에 설치될 수 있다.1 to 3, the intelligent IoT road
상기와 같은 장소에 설치된 블랙아이스 제거를 위한 탄소나노튜브 발열장치가 구비된 지능형 IoT 도로 융설 시스템(10)은 블랙아이스와 같은 미끄럼 현상을 야기하는 원인을 제거함으로써 차량주행 안전성을 향상시키는 효과를 발휘할 수 있다.The intelligent IoT road
이를 위해, 블랙아이스 제거를 위한 탄소나노튜브 발열장치가 구비된 지능형 IoT 도로 융설 시스템(10)은 탄소나노튜브 발열장치(100), 외기 온습도센서(200), 노면 온습도센서(400), 제어장치(500) 및 전원장치(600)를 구비할 수 있다.To this end, the intelligent IoT road
탄소나노튜브 발열장치(100)는 발열 기능을 발휘할 수 있으며, 도로(20)의 노면에 도포하는 방식으로 설치될 수 있다.The carbon
탄소나노튜브 발열장치(100)가 노면 도포 형태로 설치됨에 따라 발열장치(100)의 매입을 위한 도로(20)의 일부를 손상시켜야 하고, 공사를 위해 차량을 통제해야 하며, 매입공사에 따른 과도한 비용이 발생하는 등의 문제점을 해결할 수 있다.As the carbon
그리고 차량 주행방향 또는 차량 주행 직각방향으로 형성되어 일정한 간격을 유지하는 다수의 탄소나노튜브 발열체(110)와, 탄소나노튜브 발열체(110)의 길이방향 양단에 각각 구비되는 한 쌍의 전극(120)을 구비할 수 있다.And a plurality of carbon
탄소나노튜브 발열체(110)와 전극(120)의 형태는 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 탄소나노튜브 발열장치(100)가 도포되는 도로(20)의 위치나 상황 등에 따라 차선 단위로 차량 주행방향 또는 차량 주행 직각방향으로 형성되거나 차량 주행 방향으로 차량 바퀴가 지나가는 위치에만 형성되는 등 다른 형태로 구비될 수 있다.The shapes of the carbon
또한, 전극(120)에는 전선(130)이 각각 연결되고 전원장치(600)로부터 전원을 공급받아 탄소나노튜브 발열체(110)에 전원을 인가함으로써 발열 기능을 발휘하도록 할 수 있다.In addition,
한편, 외기 온습도센서(200)는 도로(20)의 주변에 구비되어 외기온도와 습도를 실시간으로 측정하는 역할을 하고, 노면 온습도센서(400)는 도로 노면 위에 탄소나노튜브 센서(400) 또는 기타 온습도 센서(400)를 이용하여 노면의 온도 및 습도를 측정하는 역할을 할 수 있다.On the other hand, the outdoor temperature and
제어장치(500)는 외기 온·습도센서(200) 및 노면 온·습도센서(400)에서 측정된 정보를 취합하고 서버로부터 받은 기상정보를 바탕으로 탄소나노튜브 발열장치(100)를 제어하는 역할을 하며, 전원장치(600)는 주변 전기시설이나 태양전지판 등으로부터 전원을 공급받아 탄소나노튜브 발열장치(100) 및 제어장치(500)에 전원을 인가하는 역할을 할 수 있다.The
서버(300)는 기상청의 기상정보를 취합하여 기상 데이터를 저장하고 이를 제어장치에 보내고 외기 온·습도 센서(200) 및 노면 온·습도 센서(400)에서 취합된 센서 정보를 제어장치(500)로부터 무선으로 주고받아 서버(300)의 내부에 저장하는 역할을 할 수 있다.The
다음은 본 발명의 일 실시 예에 따른 블랙아이스 제거를 위한 탄소나노튜브 발열장치가 구비된 지능형 IoT 도로 융설 시스템(10)에 대해 더욱 자세히 살펴보도록 한다. 이하의 설명에서는 상술한 실시 예와 서로 다른 부분만을 상세하게 설명하며 동일하거나 극히 유사한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.Next, an intelligent IoT road
도 4는 도 2에 도시된 블랙아이스 제거를 위한 탄소나노튜브 발열장치가 구비된 지능형 IoT 도로 융설 시스템을 나타낸 블록도이다.4 is a block diagram showing an intelligent IoT road snow melting system equipped with a carbon nanotube heating device for removing black ice shown in FIG. 2.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 블랙아이스 제거를 위한 탄소나노튜브 발열장치가 구비된 지능형 IoT 도로 융설 시스템(10)은 도로(20)의 노면에 설치되는 탄소나노튜브 발열장치(100), 도로(20)의 노면 및 노면 주변에 구비되어 외기온도와 습도를 실시간으로 측정하는 외기 온습도센서(200), 노면의 표면온도와 습도를 측정하는 노면 온습도센서(400), 외기 온습도센서(200) 및 노면 온습도센서(400)를 통해 취합된 정보를 바탕으로 상황을 판단하여 상기 탄소나노튜브 발열장치(100)를 제어하는 제어장치(500), 주변 전기시설 또는 태양전지판을 이용하여 전원을 공급하는 전원장치(600)를 구비할 수 있다.1 to 4, an intelligent IoT road
그리고 제어장치(500)는 센서부(510), 전원부(520), 제어부(530), 판단부(540) 및 통신부(550)를 구비할 수 있다.In addition, the
센서부(510)는 외기 온·습도센서(200) 및 노면 온·습도센서(400)와 연계되며, 외기 온·습도센서(200) 및 노면 온·습도센서(400)에서 측정된 데이터 값을 취합하는 역할을 할 수 있다.The
전원부(520)는 전원장치(600)와 연계되며, 전원을 탄소나노튜브 발열장치(100) 및 제어장치(500)에 공급하는 역할을 할 수 있다.The
제어부(530)는 탄소나노튜브 발열장치(100)와 연계되며, 후술할 판단부(540)의 판단에 따라 탄소나노튜브 발열장치(100)가 작동되도록 탄소나노튜브 발열장치(100)를 제어하는 역할을 할 수 있다.The
판단부(540)는 센서부(510) 및 제어부(530)와 연계되며, 센서부(510)에서 취합한 데이터 값 및 통신부(550)를 통해 취합된 기상정보를 분석 및 판단하여 탄소나노튜브 발열장치(100)가 제어부(530)를 통해 작동되도록 할 수 있다.The
판단부(540)에서는 센서부(510)에서 측정된 데이터 값이 영상 기온이라면 제어부(530)를 통해 탄소나노튜브 발열장치(100)가 '멈춤모드(150)' 상태를 유지하도록 할 수 있다.If the data value measured by the
이는 도로(20)에 블랙아이스 등과 같은 미끄럼 현상이 없을 시, 탄소나노튜브 발열장치(100)가 불필요하게 작동되지 않도록 함으로써 전력이 낭비되는 것을 방지할 수 있다.This can prevent the waste of power by preventing the carbon
한편, 판단부(540)에서는 센서부(510)에서 측정된 외기온도가 영하 기온이고, 서버(300)를 통해 취합된 기상정보로부터 눈이나 비가 온다는 예보가 있으며, 노면에 결빙이 발생될 수 있는 조건이 충족될 시, 제어부(530)를 통해 탄소나노튜브 발열장치(100)가 '운전모드(140)' 상태가 되도록 할 수 있다.On the other hand, in the
이는 도로(20)에 존재하는 눈이나 얼음을 즉각적으로 제거하고, 영하의 온도에 눈이나 비가 얼어붙는 것을 사전에 방지함으로써 블랙아이스로 인한 안전사고가 발생하는 것을 차단할 수 있다.This immediately removes snow or ice existing on the
여기서, 도로(20)에는 '운전모드(140)'로 인해 탄소나노튜브 발열장치(100)가 작동하면서 노면에 눈이나 얼음이 녹아 물이 흐르거나 차량의 타이어 마찰열로 인해 눈이나 얼음이 녹아 물이 흐를 수 있다.Here, on the
눈이나 얼음이 녹아 흐르는 물은 주변 온도 또는 노면 온도에 의해 다시 결빙되어 재차 블랙아이스 등과 같은 미끄럼 현상을 야기할 수 있다.Water flowing from melting snow or ice may freeze again due to ambient temperature or road surface temperature, causing a slip phenomenon such as black ice.
따라서, '운전모드(140)'에서 '대기모드(160)'가 되었을 시, '대기모드(160)'에서는 상기와 같이 눈이나 얼음이 녹아 흐르는 물이 주변 온도 또는 노면 온도에 의해 다시 결빙되는 것을 방지하기 위해 일정시간 동안 일정온도를 유지하여 도로(20) 위에 수분이 마르도록 할 수 있다.Therefore, when the'standby mode 160' is entered in the'operation mode 140', in the'standby mode 160', snow or ice melts and the flowing water freezes again due to the ambient temperature or the road surface temperature. In order to prevent this, moisture may be dried on the
한편, 제어장치(500)에는 통신부(550)가 구비되어 서버(300)로부터 취합된 기상정보를 받아오고 센서부(510)에서 취합된 센서값 데이터를 통신부(550)로 통해 서버(300)로 데이터값을 제공할 수 있다.On the other hand, the
제어장치(500)가 외부의 PC 또는 모바일(30)장치와 무선으로 통신하여 외부에서 제어장치(500)를 설정된 조건에 따라 자동 또는 수동으로 제어하고 모니터링을 할 수 있다.The
따라서, 블랙아이스 제거를 위한 탄소나노튜브 발열장치가 구비된 지능형 IoT 도로 융설 시스템(10)을 용이하게 제어할 수 있으며, 상기에서 언급한 판단부(540)에서 판단과는 별도의 돌발상황 등에 즉각적으로 대처할 수 있도록 함으로써 안전사고 발생을 방지하는 효과를 발휘할 수 있다.Therefore, it is possible to easily control the intelligent IoT road
이상에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 블랙아이스 제거를 위한 탄소나노튜브 발열장치가 구비된 지능형 IoT 도로 융설 시스템에 대해 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니한다. 그리고 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.In the above, an intelligent IoT road snow melting system equipped with a carbon nanotube heating device for removing black ice according to an embodiment of the present invention has been described, but the spirit of the present invention is not limited to the embodiment presented herein. And those skilled in the art who understand the spirit of the present invention will be able to easily propose other embodiments by adding, changing, deleting, adding, etc., components within the scope of the same idea, but this also falls within the spirit scope of the present invention. will be.
10: 블랙아이스 제거를 위한 탄소나노튜브 발열장치가 구비된 지능형 IoT 도로 융설 시스템
20: 도로 30: PC 또는 모바일 장치
100: 탄소나노튜브 발열장치 110: 탄소나노튜브 발열체
120: 전극 130: 전선
140: 운전모드 150: 멈춤모드
160: 대기모드 200; 외기 온·습도센서
300: 서버 400: 노면 온·습도센서
500: 제어장치 510: 센서부
520: 전원부 530: 제어부
540: 판단부 550: 통신부
600: 전원장치10: Intelligent IoT road snow melting system equipped with carbon nanotube heating device to remove black ice
20: road 30: PC or mobile device
100: carbon nanotube heating device 110: carbon nanotube heating element
120: electrode 130: wire
140: operation mode 150: stop mode
160:
300: server 400: road surface temperature/humidity sensor
500: control device 510: sensor unit
520: power supply unit 530: control unit
540: judgment unit 550: communication unit
600: power supply
Claims (9)
상기 도로 주변에 구비되어 외기온도와 습도를 실시간으로 측정하는 외기 온·습도센서와,
상기 노면의 표면온도와 습도를 측정하는 노면 온·습도센서와,
상기 외기 및 노면 온·습도센서를 통해 취합된 정보와 기상정보를 바탕으로 대응방안을 판단하여 상기 탄소나노튜브 발열장치를 제어하는 제어장치와,
상기 외기의 기상정보를 취합하고 상기 외기 및 노면 온·습도센서를 취합하는 서버와,
주변 전기시설 또는 태양전지판을 이용하여 전원을 공급받는 전원장치를 구비하고,
상기 탄소나노튜브 발열장치는 도로의 차선 단위로 차량 주행방향 또는 주행 직각방향을 따라 형성되거나 차량 주행방향으로 차량 바퀴가 지나가는 위치에만 형성되어 일정한 간격을 유지하는 다수의 탄소나노튜브 발열체와, 상기 탄소나노튜브 발열체의 길이방향 양단에 각각 구비되어 전원을 공급하는 한 쌍의 전극과, 상기 한 쌍의 전극과 연결되어 상기 탄소나노튜브 발열체 및 상기 전극에 전원이 흐르도록 하는 전선을 구비하고,
상기 제어장치는 상기 외기 온·습도센서 및 상기 노면 온·습도센서와 연계되어 상기 외기 온·습도센서 및 상기 노면 온·습도센서에서 측정된 온·습도 데이터 값을 취합하는 센서부와, 외부의 서버에 취합된 기상정보를 가져오고 상기 외기 온·습도센서 및 상기 노면 온·습도센서값을 제공하는 것과 동시에 상기 제어장치를 통해 상기 탄소나노튜브 발열장치를 설정된 조건에 따라 자동 또는 수동으로 제어하도록 하는 통신부와, 상기 전원장치와 연계되어 축적된 전원을 상기 탄소나노튜브 발열장치 및 상기 제어장치에 공급하는 전원부와, 상기 탄소나노튜브 발열장치와 연계되어 상기 탄소나노튜브 발열장치를 제어하는 제어부와, 상기 센서부 및 상기 제어부와 연계되어 상기 센서부에 취합된 온습도 데이터 값을 분석 및 판단하여 상기 제어부를 통해 상기 탄소나노튜브 발열장치가 작동되도록 하는 판단부를 구비하고,
상기 탄소나노튜브 발열장치는 상기 제어부를 통해 '운전모드', '대기모드' 또는 '멈춤모드' 중 어느 하나의 모드로 작동하고,
상기 판단부는 상기 센서부에서 측정된 외기온도가 영상이고, 기상청으로부터 예보된 외부 온도가 영상이며, 강수 예보가 없을 시, 상기 탄소나노튜브 발열장치가 상기 '멈춤모드' 상태가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 블랙아이스 제거를 위한 탄소나노튜브 발열장치가 구비된 지능형 IoT도로 융설 시스템.
A carbon nanotube heating device provided on the road surface in a way that is applied directly to the road surface of the road,
An outdoor temperature/humidity sensor that is provided around the road and measures the outdoor temperature and humidity in real time,
A road surface temperature and humidity sensor that measures the surface temperature and humidity of the road surface,
A control device for controlling the carbon nanotube heating device by determining a response plan based on information collected through the outdoor air and road surface temperature/humidity sensors and weather information;
A server that collects weather information of the outside air and collects the outside air and road surface temperature/humidity sensors,
Equipped with a power supply to receive power using the surrounding electrical facilities or solar panel,
The carbon nanotube heating device includes a plurality of carbon nanotube heating elements that are formed along a vehicle driving direction or a driving right angle direction in units of a road lane, or are formed only at a position where a vehicle wheel passes in the vehicle driving direction to maintain a constant distance, and the carbon A pair of electrodes provided at both ends of the nanotube heating element in the longitudinal direction to supply power, and a wire connected to the pair of electrodes to allow power to flow to the carbon nanotube heating element and the electrode,
The control device is connected to the outside air temperature and humidity sensor and the road surface temperature and humidity sensor, the sensor unit for collecting the temperature and humidity data values measured by the outside air temperature and humidity sensor and the road surface temperature and humidity sensor, Brings the weather information collected to an external server and provides the values of the outdoor temperature/humidity sensor and the road surface temperature/humidity sensor, and at the same time automatically or manually sets the carbon nanotube heating device through the control device according to a set condition. A communication unit for controlling, a power supply unit for supplying the accumulated power in connection with the power supply device to the carbon nanotube heating device and the control device, and controlling the carbon nanotube heating device in connection with the carbon nanotube heating device A control unit and a determination unit connected to the sensor unit and the control unit to analyze and determine the temperature and humidity data values collected by the sensor unit to operate the carbon nanotube heating device through the control unit,
The carbon nanotube heating device operates in any one of'operation mode','standby mode'or'stopmode' through the control unit,
The determination unit is characterized in that the external temperature measured by the sensor unit is an image, the external temperature predicted by the Meteorological Agency is an image, and when there is no precipitation forecast, the carbon nanotube heating device is in the'stop mode' state. Intelligent IoT road snow melting system equipped with a carbon nanotube heating device for removing black ice.
상기 판단부는 상기 센서부에서 측정된 외기온도가 영하이고, 기상청으로부터 눈이나 비가 온다는 예보가 있으며, 노면에 결빙이 발생 될 수 있는 조건이 충족될 시,
상기 제어부를 통해 상기 탄소나노튜브 발열장치가 상기 '운전모드' 상태가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 블랙아이스 제거를 위한 탄소나노튜브 발열장치가 구비된 지능형 IoT 도로 융설 시스템.
The method of claim 1,
The determination unit has a forecast that the outside temperature measured by the sensor unit is below zero, and there is a forecast from the Meteorological Agency that it is snow or rain, and when a condition that may cause freezing on the road surface is satisfied,
Intelligent IoT road snow melting system equipped with a carbon nanotube heating device for removing black ice, characterized in that the carbon nanotube heating device is in the'operation mode' state through the control unit.
상기 판단부는 외부 온도가 영하권으로 2일 이상 지속되고, 상대습도가 높아 노면 결빙이 가능할 시,
상기 제어부를 통해 상기 탄소나노튜브 발열장치가 상기 '운전모드' 상태를 유지하여 수분이 마르도록 하는 것을 특징으로 하는 블랙아이스 제거를 위한 탄소나노튜브 발열장치가 구비된 지능형 IoT 도로 융설 시스템.
The method of claim 6,
When the outside temperature is sub-zero and lasts for more than 2 days and the relative humidity is high, freezing of the road surface is possible,
An intelligent IoT road snow melting system equipped with a carbon nanotube heating device for removing black ice, characterized in that the carbon nanotube heating device maintains the'operation mode' state through the control unit so that moisture is dried.
상기 '대기모드'에서는 상기 '운전모드'로 인해 눈이나 얼음이 녹아 흐르는 물 또는 차량의 타이어 마찰열로 인해 흐르는 물이 주변 온도 또는 노면 온도에 의해 결빙되는 것을 방지하기 위해 일정시간 동안 일정온도를 유지하여 상기 도로 위에 수분이 마르도록 하는 것을 특징으로 하는 블랙아이스 제거를 위한 탄소나노튜브 발열장치가 구비된 지능형 IoT 도로 융설 시스템.
The method of claim 7,
In the'standby mode', a constant temperature is maintained for a certain period of time in order to prevent the water flowing by melting snow or ice due to the'driving mode' or the water flowing due to the frictional heat of the vehicle's tires from freezing due to ambient temperature or road surface temperature. An intelligent IoT road snow melting system equipped with a carbon nanotube heating device for removing black ice, characterized in that moisture is dried on the road by doing so.
상기 제어장치에는 상기 제어장치와 PC 또는 모바일 장치를 무선으로 통신하여 외부에서 상기 제어장치를 통해 상기 탄소나노튜브 발열장치를 설정된 조건에 따라 자동 또는 수동으로 제어하도록 하고 외부 서버로부터 기상정보와 센서부를 통해 받은 외부, 노면의 온·습도 센서값을 서버로 무선으로 데이터값을 주고받는 통신부가 구비되는 것을 특징으로 하는 블랙아이스 제거를 위한 탄소나노튜브 발열장치가 구비된 지능형 IoT 도로 융설 시스템.The method of claim 8,
The control device communicates wirelessly with the control device and a PC or mobile device to automatically or manually control the carbon nanotube heating device according to a set condition through the control device from the outside, and the weather information and the sensor unit from an external server. An intelligent IoT road snow melting system equipped with a carbon nanotube heating device for removing black ice, characterized in that a communication unit that wirelessly transmits and receives data values from external and road surface temperature and humidity sensor values received through the server is provided.
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|---|---|---|---|
| KR1020200132462A KR102238341B1 (en) | 2020-10-14 | 2020-10-14 | Intelligent Iot road snow melting system with carbon nanotube heating element for removing black ice |
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| KR (1) | KR102238341B1 (en) |
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