KR102277305B1 - 3차원 분포형 모니터링 시스템 및 3차원 분포형 모니터링 방법 - Google Patents

3차원 분포형 모니터링 시스템 및 3차원 분포형 모니터링 방법 Download PDF

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조천형
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손유화
김요한
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김중열
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한국원자력환경공단
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Abstract

본 발명은 모니터링 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 3차원으로 센서를 분포시켜 다수의 지점을 동시에 모니터링 할 수 있는 모니터링 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 3차원 분포형 모니터링 시스템 및 방법은 서로 다른 종류의 다수의 센서 객체로 이루어진 센서 묶음이 전원선 및 통신선을 공유하는 형태로 일렬로 연결되는 센서 케이블과, 센서 케이블을 제어하는 모니터링 시스템 유닛, 센서 정보를 수신하여 전달하는 통신부를 포함하여, 3차원으로 센서를 분포시켜 다수의 지점을 동시에 모니터링 할 수 있고, 다른 종류의 센서를 하나의 케이블로 연결하되, 각 센서의 정보를 교란없이 수신하여 모니터링 할 수 있는 효과가 있다.

Description

3차원 분포형 모니터링 시스템 및 3차원 분포형 모니터링 방법{3-dimension distributed monitoring system or 3-dimension distributed monitoring method}
본 발명은 모니터링 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 3차원으로 센서를 분포시켜 다수의 지점을 동시에 모니터링 할 수 있는 모니터링 시스템에 관한 것이다.
지하에 흐르는 지하수나 지하의 에너지를 효율적으로 이용하기 위해서는 지하 심도에 따른 데이터 분석이 정확히 이루어져야 하는데, 이러한 지하의 데이터 분석을 위하여 통상적으로는 지하에 시추공을 뚫고 이 시추공에 케이블과 연결된 각종 센서를 투입하고, 센싱된 정보를 지상의 모니터링 장치에 전송함으로써 관리자가 외부에서 지하의 상태를 파악하도록 할 수 있다.
일반적으로 센서로부터 데이터를 수집하는 경우에는, 하나의 센서에 전원선 통신선 등이 연결된다. 그러나, 상술한 문단과 같이 다수의 센서를 지하에 매립하여 데이터를 수집하는 경우에는, 각각의 센서마다 연결된 케이블이 존재할 경우, 지나치게 케이블 수가 많아져 각 케이블이 합선될 위험이 있었고, 이를 정리한다 해도 전체 케이블 두께가 지나치게 굵어져 지하에 매립하기에 부적합하다는 문제점이 있었다.
뿐만 아니라, 다중 복토층과 같이 깊이별로 이루는 물질이 달라지는 지면의 경우, 외부 이물질의 침입을 방지하기 위해 센서를 밀폐 공간 내에 배치해야 하므로, 각각의 센서마다 연결된 케이블이 존재하는 경우 공간확보에 더욱 어려움이 있었다.
이에, 한국등록특허 10-1400886 " 3차원 분포형 지하 온도 측정 시스템"(이하 종래기술)은 하나의 케이블에 다수의 센서를 배치하여 용이하게 3차원으로 센서를 분포할 수 있도록 함으로써, 지하 내부 온도를 깊이 별로 측정하는 시스템을 제안하고 있다. 그러나, 종래기술의 경우는 '온도 센서'를 3차원으로 분포시킬 수 있는 기술을 제안하고 있고, 이는 분포되는 센서의 종류가 하나인 경우에만 해당될 수 있는 기술으로써, 적용될 수 있는 범위가 좁다는 단점이 있었다.
보다 자세히, 온도 측정 뿐 만이 아니라 그 외의 지하 데이터를 분석하고자 할 시에, 즉 서로 다른 종류의 센서를 하나의 케이블에 연결하여 분석하고자 할 시에는 각 센서로부터 수신되는 정보가 서로 교란을 일으킬 가능성이 있었다.
이에, 하나의 케이블에 다수의 센서, 그리고 여러 종류의 센서를 적용하여 지하의 데이터를 분석할 수 있는 기술의 필요성이 대두되었다.
한국등록특허 10-1400886 " 3차원 분포형 지하 온도 측정 시스템"
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 3차원으로 센서를 분포시켜 다수의 지점을 동시에 모니터링 할 수 있는 3차원 분포형 모니터링 시스템 및 3차원 분포형 모니터링 방법을 제공함에 있다.
또한, 다른 종류의 센서를 하나의 케이블로 연결하고, 각 센서의 정보를 교란없이 수신하여 모니터링 할 수 있는 3차원 분포형 모니터링 시스템 및 3차원 분포형 모니터링 방법을 제공함에 있다.
보다 자세히, 각각의 센서에, 센서의 종류, 위치 등의 정보가 포함된 고유 주소를 부여하고, 통합 제어부에 각 센서 객체의 센싱 정보와 주소 정보를 전달하는 것만으로 지하의 지점 별 데이터를 모니터링 할 수 있는 3차원 분포형 모니터링 시스템 및 3차원 분포형 모니터링 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 3차원 분포형 모니터링 시스템은 다수의 센서 객체로 이루어진 센서 묶음이 일렬로 연결되고, 지하 시추공에 투입되는 센서 케이블, 상기 센서 케이블이 1개 이상 연결되어, 상기 센서 케이블을 제어하는 1개 이상의 모니터링 시스템 유닛 및 상기 모니터링 시스템 유닛의 정보를 변환하여 통합 제어부로 송신하고, 상기 통합제어부의 명령을 상기 모니터링 시스템 유닛으로 전달하는 통신부를 포함하며, 상기 센서 묶음은 서로 다른 종류의 센서를 적어도 하나 포함하고, 한 개의 상기 센서 케이블에 배치된 각각의 상기 센서 객체는 전원선 및 통신선을 공유하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 통신부는, 상기 모니터링 시스템 유닛과 시리얼 통신하고, 상기 모니터링 시스템 유닛으로부터, 상기 센서 묶음에 포함된 각각의 센서 객체의 주소 정보와, 상기 센서 객체의 센싱 결과 값을 수신하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 센서 객체의 주소 정보는, 상기 센서 객체가 연결된 상기 모니터링 시스템 유닛의 고유 주소를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 센서 객체는 모니터링이 진행되는 2개 이상의 모니터링 지점에 각각 배치되고, 각각의 상기 모니터링 지점에는 적어도 하나 이상 종류의 센서가 적어도 하나씩 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 센서 객체의 주소 정보는, 상기 센서 객체의 종류 별로 부여되는 고유 주소를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 센서 객체의 주소 정보는, 상기 모니터링 지점 별로 부여되는 고유 주소를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 3차원 분포형 모니터링 시스템을 이용하는 3차원 분포형 모니터링 방법에 있어서 통합 제어부가, 모니터링 시스템 유닛으로터, 센서 묶음의 현황을 수신하는 센서 현황 수신 단계를 포함하고, 정보를 수집하는 것이 결정된 경우, 통신부를 통해 상기 모니터링 시스템 유닛에 응답 명령을 송신하는 응답 명령 송신 단계, 상기 통신부를 통해 상기 모니터링 시스템 유닛으로부터 상기 센서 묶음의 센싱 정보를 수신하는 센싱 정보 수신 단계 및 상기 센싱 정보 수신 단계에서 수신한 센싱 정보를 분석하는 센싱 정보 분석 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 센서 현황 수신 단계는, 상기 통신부를 통해 상기 모니터링 시스템 유닛의 각 센서 객체로부터 응답을 수신하도록 응답을 요청하는 응답 요청 단계와, 상기 통신부를 통해 상기 모니터링 시스템 유닛의 각 센서 객체로부터 응답을 수신하는 응답 수신 단계 및 수신한 상기 응답을 분석하는 응답 분석 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 응답 분석 단계는, 수신한 응답의 주소를 파악하는 주소 수신 단계와, 수신된 주소를 분석하여 상기 센서 객체가 연결된 모니터링 시스템 유닛을 판별하는 모니터링 시스템 유닛 판별 단계와, 수신된 주소를 분석하여 상기 센서 객체의 총 개수를 측정하는 센서 개수 측정 단계와, 수신된 주소를 분석하여 상기 센서 객체를 종류별로 분류하는 센서 종류 분류 단계와, 수신된 주소를 분석하여 상기 센서 객체를 위치별로 분류하는 센서 위치 분류 단계 및 기 저장된 상기 센서 객체의 분포 정보와 수신한 응답으로부터 도출된 상기 센서 객체의 분포 정보를 비교하는 확인 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 센싱 정보 분석 단계는, 수신한 응답의 주소를 도출하는 주소 수신 단계와, 수신한 응답의 주소를 분석하여 상기 센서 객체가 연결된 모니터링 시스템 유닛을 판별하는 모니터링 시스템 유닛 판별 단계와, 수신한 응답의 주소를 분석하여 상기 센서 객체의 종류를 판별하는 센서 종류 판별 단계와, 수신한 응답의 주소를 분석하여 상기 센서 객체의 위치를 판별하는 센서 위치 판별 단계 및 상기 센서 객체의 센싱 정보를 수신 및 저장하는 정보 수신 및 저장 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 응답 명령 송신 단계는, 상기 통합제어부가 상기 센싱 정보를 수신할 상기 모니터링 시스템 유닛에 유니캐스트로 명령어를 송신하는 것을 특징으로 한다.
또한, 정보를 수집하지 않는 것이 결정된 경우, 상기 센서 현황 수신 단계에 후행되어, 상기 통신부를 통해 상기 모니터링 시스템 유닛에 무응답 명령을 송신하는 무응답 명령 송신 단계;를 더 포함하고, 상기 무응답 명령 송신 단계는, 상기 통합제어부가 상기 센싱 정보를 수신하지 않을 상기 모니터링 시스템 유닛에 멀티캐스트로 명령어를 송신하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 3차원 분포형 모니터링 시스템 및 3차원 분포형 모니터링 방법은, 3차원으로 센서를 분포시켜 다수의 지점을 동시에 모니터링 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 다른 종류의 센서를 하나의 케이블로 연결하고, 각 센서의 정보를 교란없이 수신하여 모니터링 할 수 있는 효과가 있다.
보다 자세히, 각각의 센서에, 센서의 종류, 위치 등의 정보가 포함된 고유 주소를 부여하고, 통합 제어부에 각 센서 객체의 센싱 정보와 주소 정보를 전달하는 것만으로 지하의 지점 별 데이터를 모니터링 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 3차원 분포형 모니터링 시스템의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 모니터링 시스템 유닛과 통신부의 관계를 도시한 블록도이다.
도 3은 각 센서 객체 별 고유 주소를 도시한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 3차원 분포형 모니터링 방법을 도시한 순서도이다.
도 5는 센서 현황 수신 단계의 세부 단계를 도시한 순서도이다.
도 6은 응답 분석 단계의 세부 단계를 도시한 순서도이다.
도 7은 센싱 정보 분석 단계의 세부 단계를 도시한 순서도이다.
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이하로, 도 1을 참조하여 본 발명의 3차원 분포형 모니터링 시스템(1000)의 기본 구성에 대해 설명한다.
본 발명의 3차원 분포형 모니터링 시스템(1000)은 3차원으로 지하 상황을 모니터링 할 수 있도록 지하층에 시추공을 형성하고, 형성된 시추공에 센서가 투입되는 방식일 수 있으며, 다수의 센서가 일렬로 연결되고, 각 센서의 전원선, 통신선이 하나의 케이블로 통합된 형태일 수 있다. 이에, 본 발명의 3차원 분포형 모니터링 시스템(1000)은 다수의 센서 객체(410)로 이루어진 센서 묶음(400)이 일렬로 연결되고, 지하 시추공에 투입되는 센서 케이블(100)을 포함할 수 있다. 센서 케이블(100)은 2개의 전원선과, 2개의 통신선이 내장될 수 있고, 각 전원선, 통신선은 센서 묶음(400)의 각 센서 객체(410)에 각각 연결되어 공유될 수 있다.
이 때, 센서 케이블(100)에 연결되는 센서 묶음(400)은 서로 다른 종류의 센서를 적어도 하나 포함할 수 있다. 보다 자세히, 센서 묶음(400)은 통신선이 연결되어 시리얼 통신이 가능한 종류의 센서로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 센서 묶음(400)에 포함되는 센서 객체(410)는 EC센서, 경사계, 간극수압계, 온도센서, 유량계 중 어떤 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 3차원 분포형 모니터링 시스템(1000)은 모니터링 시스템 유닛(200)을 포함할 수 있다. 모니터링 시스템 유닛(200)은 센서 케이블(100)이 1개 이상 연결되어 센서 케이블(100)을 제어할 수 있다. 센서 케이블(100)이 많으면 많을수록 많은 지점을 센싱할 수 있다. 각각의 센서 케이블(100)에 연결되는 센서 묶음(400)의 구성은 서로 다를 수 있다. 이는 지점 별로 모니터링 하고자 하는 정보에 따라 사용자의 재량으로 결정될 수 있다. 모니터링 시스템 유닛(200)은 3차원 분포형 모니터링 시스템(1000)에 2개 이상 포함될 수 있고, 각각의 모니터링 시스템 유닛(200)은 통합 제어부(2000)에 의해 제어될 수 있다. 통합 제어부(2000)는 각각의 모니터링 시스템 유닛(200)의 가동 여부를 결정할 수 있고, 모니터링 시스템 유닛(200)에 직접적으로 응답 요청을 내려 지하 상황을 센싱하도록 수 있다. 통합 제어부(2000)로부터 응답 요청을 받은 모니터링 시스템 유닛(200)은 센서 케이블(100)을 제어하여 센서 케이블(100)에 연결된 센서 묶음(400)이 지하 상황을 센싱하도록 할 수 있다.
본 발명의 3차원 분포형 모니터링 시스템(1000)은 통신부(300)를 포함할 수 있다. 통신부(300)는 모니터링 시스템 유닛(200)의 정보를 변환하여 통합 제어부(2000)로 송신하고, 통합 제어부(2000)의 명령을 모니터링 시스템 유닛(200)으로 전달할 수 있다. 보다 자세히, 통신부(300)는 데이터의 관리가 용이하도록 모니터링 시스템 유닛(200)과 시리얼 통신할 수 있고, RS485 칩을 포함할 수 있다. 통신부(300)는 각각의 센서 케이블(100)에 연결된 센서 묶음(400)으로부터 정보를 수신할 수 있고, 서로 다른 종류의 센서로부터 수신되는 이질적인 정보를 통합적으로 관리될 수 있는 정보로 변환하여 통합 제어부(2000)로 전달할 수 있다.
이하로, 도 2 내지 3을 참조하여 통신부(300)의 통신 방식에 대해 보다 자세히
통신부(300)는 상술한 바와 같이 모니터링 시스템 유닛(200)과 시리얼 통신할 수 있다. 이 때, 통신부(300)는 도 2에 도시된 바와 같이 모니터링 시스템 유닛(200)으로부터 센서 묶음(400)에 포함된 각각의 센서 객체(410)의 주소 정보와, 센서 객체(410)의 센싱 결과 값을 수신할 수 있다. 센서 객체(410)의 주소 정보에는 센서 객체(410)가 연결된 모니터링 시스템 유닛(200), 센서 객체(410)의 종류, 센서 객체(410)의 설치 위치에 관한 정보가 포함될 수 있다.
이하, 센서 객체(410)는 고유 주소를 부여하는 방법에 대해 도 3을 참조하여 설명한다. 센서 묶음(400)은 상술한 바와 같이 지하에 형성된 시추공을 통해 투입될 수 있고, 지하의 깊이마다 다점으로 측정하기 위해 각각의 센서 객체(410)가 일렬로 배치될 수 있다. 이에, 모니터링을 하고자 하는 깊이별 위치를 섹션1, 섹션2, 섹션3 ... 이라 하면, 각각의 섹션에는 센서 객체(410)가 배치될 수 있다. 이 때 하나의 섹션에 각각 다른 종류의 센서 객체(410)가 배치될 수 있다.(각 섹션에서 모니터링하고자 하는 정보에 따라 배치되는 센서 객체(410)의 종류가 결정될 수 있다.)
만약 센서 객체(410)가 포함된 센서 케이블(100)을 제어하는 모니터링 시스템 유닛(200)의 고유 주소가 A, B, C...라 하고, 센서 객체(410)의 종류를 나타내는 코드가 a, b, c...라 하며, 센서가 배치된 깊이별 위치가 섹션 1, 섹션 2, 섹션 3...인 경우, 센서 객체(410)의 깊이를 나타내는 코드를 1, 2, 3...으로 나타낸다고 가정하면, 모니터링 시스템 유닛(200) A로부터 제어되고 종류는 a이며, 섹션 1에 배치된 센서 객체(410)의 고유 주소는 A_a1 일 수 있다. 동일한 원리로, 모니터링 시스템 유닛(200) A로부터 제어되고 종류는 b이며, 섹션 2에 배치된 센서 객체(410)의 고유 주소는 A_b2 일 수 있다. 이는 설명이 쉽도록 고유 주소 정보를 문자로 대체하여 설명한 것이고, 실제 부여되는 고유주소는 실제 통신부(300)의 칩의 종류, 통합 제어부(2000)의 데이터 처리 방식에 적합하도록 부여될 수 있다.
더 나아가, 모니터링 시스템 유닛(200)이 제어하는 센서 케이블(100)이 2개 이상 이고, 각각의 센서 케이블(100)이 설치되는 지점이 서로 다른 경우, 이를 구분하기 위해 각각의 센서 케이블(100)이 고유 주소를 가질 수 있고, 센서 객체(410)의 고유 주소에는 센서 케이블(100)의 고유 주소의 정보가 더 포함될 수 있다.
통신부(300)는 이러한 센서 객체(410)의 고유 주소 및 센싱 결과 값을 통합 제어부(2000)로 송신할 수 있고, 통합 제어부(2000)는 센서 객체(410)의 고유 주소를 분석하여 센싱 결과를 분석 및 저장할 수 있다. 통합 제어부(2000)는 센서 객체(410)의 고유 주소 중 모니터링 시스템 유닛(200), 센서 케이블(100)의 고유 주소와, 센서 깊이의 주소를 통해 센서의 설치 위치를 구체화 할 수 있고, 센서 종류 코드를 통해 센싱 정보의 성질에 대해 파악할 수 있다.
보다 자세히, 통합 제어부(2000)는 메모리를 포함하여 센서 묶음(400)에 포함된 센서 종류에 따른 분석 매뉴얼이 미리 내장되어 있을 수 있고, 센서 종류 코드를 통해 센싱 정보의 성질에 대해 파악하면, 센서 종류에 따른 분석 매뉴얼에 따라 센싱 정보를 분석할 수 있다.
또한, 통합 제어부(2000)는 수신한 센서 객체(410)의 고유 주소 중 센서 종류 코드를 통해 센서 객체(410)의 센서 종류를 파악하고, 센서 종류 별로 수집한 센싱 정보를 분류하여 저장 및 분석할 수 있다. 이후, 센서의 설치 위치를 파악하여 분석한 센싱 정보를 토대로 전체 3차원 분포형 모니터링 시스템(1000)의 모니터링 범위에서의 모니터링 결과를 위치별로 모델링할 수 있다.
이하로, 도 4 내지 7을 참조하여 본 발명의 3차원 분포형 모니터링 방법에 대해 설명한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 3차원 분포형 모니터링 시스템(1000)을 이용하는 3차원 분포형 모니터링 방법은 통합 제어부(2000)에 의해 수행될 수 있다. 보다 자세히, 센서 현황 수신 단계(S100)를 포함할 수 있다. 센서 현황 수신 단계(S100)에서 통합 제어부(2000)는 모니터링 시스템 유닛(200)으로터, 센서 묶음(400)의 현황을 수신할 수 있다. 이는 3차원 분포형 모니터링 시스템(1000)의 설치가 완료된 후, 센서 객체(410)의 연결 상태를 확인하기 위한 것이다.
센서 현황 수신 단계(S100)에서 센서 객체(410)의 연결 상태가 확인되면, 이후에 정보를 수집할지 여부를 결정할 수 있다. 이는 통합 제어부(2000)가 다수의 모니터링 시스템 유닛(200) 또는 다수의 센서 케이블(100)을 제어하고 있는 경우, 센싱 정보를 수신할 모니터링 시스템 유닛(200) 또는 센서 케이블(100)을 결정하는 것이다. 센싱 정보를 수신하는 즉, 정보를 수신하는 것을 결정하기 위해 사용자로부터 외부 정보를 수신할 수 있고, 통합 제어부(2000) 자체에서 모니터링 도중에 보다 자세한 정보가 필요하다는 판단을 내릴 수 있다.
상술한 문단과 같이, 정보를 수집하는 것이 결정된 경우, 3차원 분포형 모니터링 방법은 응답 명령 송신 단계(S210)를 포함할 수 있다. 응답 명령 송신 단계(S210)에서 통합 제어부(2000)는 통신부(300)를 통해 센싱 정보를 수신하는 것이 결정된 모니터링 시스템 유닛(200)에 응답 명령을 송신할 수 있다. 응답 명령 송신 단계(S210)는 통합 제어부(2000)가 센싱 정보를 수신할 모니터링 시스템 유닛(200) 각각에 유니캐스트로 명령어를 송신함으로써 이루어질 수 있다.
이는 정보를 수집하는 것으로 결정된 모니터링 시스템 유닛(200)에 관련된 설명으로, 정보를 수집하지 않는 것이 결정된 모니터링 시스템 유닛(200)에 한해서 3차원 분포형 모니터링 방법은 무응답 명령 송신 단계(S220)를 포함하여, 통신부(300)를 통해 모니터링 시스템 유닛(200)에 무응답 명령을 송신할 수 있다. 무응답 명령 송신 단계(S220)에서 통합 제어부(2000)가 센싱 정보를 수신하지 않을 모니터링 시스템 유닛(200)에 멀티캐스트로 명령어를 송신할 수 있고, 멀티캐스트로 명령어를 수신한 모니터링 시스템 유닛(200)은 초기 상태를 유지할 수 있다.
정보를 수집하는 것이 결정된 모니터링 시스템 유닛(200)의 경우, 응답 명령 송신 단계(S210) 이후에 3차원 분포형 모니터링 방법은 센싱 정보 수신 단계(S300)를 포함할 수 있다. 센싱 정보 수신 단계(S300)에서, 통신부(300)를 통해 응답 명령을 수신한 모니터링 시스템 유닛(200)으로부터 센서 묶음(400)의 센싱 정보를 수신할 수 있다. 이 때 통신부(300)가 수신하는 정보는 센서 묶음(400)에 포함된 각각의 센서 객체(410)의 주소 정보와, 센서 객체(410)의 센싱 결과 값이 포함될 수 있다. 센서 객체(410)의 주소 정보에는 센서 객체(410)가 연결된 모니터링 시스템 유닛(200), 센서 객체(410)의 종류, 센서 객체(410)의 설치 위치에 관한 정보가 포함될 수 있다.
또한, 3차원 분포형 모니터링 방법은 정보 분석 단계(S400)를 포함할 수 있다. 정보 분석 단계(S400)에서 통합 제어부(2000)가 센싱 정보 수신 단계(S300)에서 수신한 센싱 정보를 분석할 수 있다.
도 5를 참조하여 센서 현황 수신 단계(S100)의 세부 단계를 설명하면, 센서 현황 수신 단계(S100)는 통신부(300)를 통해 모니터링 시스템 유닛(200)의 각 센서 객체(410)로부터 응답을 수신하도록 응답을 요청하는 응답 요청 단계(S110)와, 통신부(300)를 통해 모니터링 시스템 유닛(200)의 각 센서 객체(410)로부터 응답을 수신하는 응답 수신 단계(S120) 및 수신한 응답을 분석하는 응답 분석 단계(S130)를 포함할 수 있다. 이 때, 응답 요청 단계(S110)에서 통합 제어부(2000)가 연결된 모든 모니터링 시스템 유닛(200)에 응답을 요청할 수 있고, 멀티 캐스트로 명령을 송신할 수 있다.
도 6을 참조하여 응답 분석 단계(S130)의 세부 단계를 설명하면, 응답 분석 단계(S130)는 수신한 응답의 주소를 파악하는 주소 수신 단계(S131)를 포함할 수 있다. 센서 객체(410)의 주소 정보에는 센서 객체(410)가 연결된 모니터링 시스템 유닛(200), 센서 객체(410)의 종류, 센서 객체(410)의 설치 위치에 관한 정보가 포함될 수 있다.
이후, 수신된 주소를 분석하여 센서 객체(410)가 연결된 모니터링 시스템 유닛(200)을 판별하는 모니터링 시스템 유닛 판별 단계(S132)와, 수신된 주소를 분석하여 센서 객체(410)의 총 개수를 측정하는 센서 개수 측정 단계(S133)와, 수신된 주소를 분석하여 센서 객체(410)를 종류별로 분류하는 센서 종류 분류 단계(S134)와, 수신된 주소를 분석하여 센서 객체(410)를 위치별로 분류하는 센서 위치 분류 단계(S135)를 포함할 수 있다.
또한, 응답 분석 단계(S130)는 확인 단계(S136)를 더 포함할 수 있는데, 이를 위해 통신 제어부는 메모리를 포함하고, 메모리에 센서 객체(410)의 분포 정보가 기 저장되어 있을 수 있다. 확인 단계(S136)에서는 이렇게 저장된 센서 객체(410)의 분포 정보를 상술한 센서 개수 측정 단계(S133), 센서 종류 분류 단계(S134) 및 센서 위치 분류 단계(S135)에서 파악한 센서의 현황과 비교하여 각각의 센서 객체(410)의 연결 누락 여부를 확인할 수 있다.
더 나아가, 확인 단계(S136)는 센서 성능 확인 단계(미도시)가 더 포함될 수 있다. 센서 성능 확인 단계에서, 통합 제어부(2000)는 센서 객체(410)로부터 센싱 정보를 수신할 수 있고, 메모리를 포함하여, 센서의 종류 및 센서의 설치 위치 별로 수신되는 센싱 값의 정상범위가 기 저장되어 있을 수 있다. 센싱 값의 정상범위는 이전의 센싱 결과 값을 토대로 한 것일 수 있고, 산술적으로 계산한 이론값일 수 있다. 응답 수신 단계(S120)에서 수신한 센서 객체(410)의 센싱 정보에서 센싱 결과 값이 메모리에 저장된 센싱 값의 정상범위 내에 있지 않은 경우, 통합 제어부(2000)는 본 센서 객체(410)의 성능이 이상이 발생하였음을 판단할 수 있다.
도 7을 참조하여 정보 분석 단계(S400)의 세부 단계를 설명하자면, 정보 분석 단계(S400)는, 수신한 응답의 주소를 파악하는 주소 수신 단계(S410)를 포함할 수 있다. 센서 객체(410)의 주소 정보에는 센서 객체(410)가 연결된 모니터링 시스템 유닛(200), 센서 객체(410)의 종류, 센서 객체(410)의 설치 위치에 관한 정보가 포함될 수 있다.
이후, 수신한 응답의 주소를 분석하여 센서 객체(410)가 연결된 모니터링 시스템 유닛(200)을 판별하는 모니터링 시스템 유닛 판별 단계(S420)와, 수신한 응답의 주소를 분석하여 센서 객체(410)의 종류를 판별하는 센서 종류 판별 단계(S430)와, 수신한 응답의 주소를 분석하여 센서 객체(410)의 위치를 판별하는 센서 위치 판별 단계(S440)를 포함할 수 있다.
또한, 정보 분석 단계(S400)는 센서 객체(410)의 센싱 정보를 수신 및 저장하는 정보 수신 및 저장 단계(S450)를 포함할 수 있는데, 정보 수신 및 저장 단계(S450)에서 통합 제어부(2000)는 센서 객체(410)의 고유 주소 중 모니터링 시스템 유닛(200), 센서 케이블(100)의 고유 주소와, 센서 깊이의 주소를 통해 센서의 설치 위치를 구체화 할 수 있고, 센서 종류 코드를 통해 센싱 정보의 성질에 대해 파악할 수 있다.
보다 자세히, 통합 제어부(2000)는 메모리를 포함하여 센서 묶음(400)에 포함된 센서 종류에 따른 분석 매뉴얼이 미리 내장되어 있을 수 있고, 센서 종류 코드를 통해 센싱 정보의 성질에 대해 파악하면, 센서 종류에 따른 분석 매뉴얼에 따라 센싱 정보를 분석할 수 있다.
또한, 통합 제어부(2000)는 수신한 센서 객체(410)의 고유 주소 중 센서 종류 코드를 통해 센서 객체(410)의 센서 종류를 파악하고, 센서 종류 별로 수집한 센싱 정보를 분류하여 저장 및 분석할 수 있다. 이후, 센서의 설치 위치를 파악하여 분석한 센싱 정보를 토대로 전체 3차원 분포형 모니터링 시스템(1000)의 모니터링 범위에서의 모니터링 결과를 위치별로 모델링할 수 있다.
1000 : 3차원 분포형 모니터링 시스템
100 : 센서 케이블
200 : 모니터링 시스템 유닛
300 : 통신부
400 : 센서 묶음
410 : 센서 객체
2000 : 통합 제어부

Claims (12)

  1. 다수의 센서 객체로 이루어진 센서 묶음이 일렬로 연결되고, 지하 시추공에 투입되는 센서 케이블;
    상기 센서 케이블이 1개 이상 연결되어, 상기 센서 케이블을 제어하는 1개 이상의 모니터링 시스템 유닛; 및
    상기 모니터링 시스템 유닛의 정보를 변환하여 통합 제어부로 송신하고, 상기 통합제어부의 명령을 상기 모니터링 시스템 유닛으로 전달하는 통신부;
    를 포함하며,
    상기 센서 묶음은 서로 다른 종류의 센서를 적어도 하나 포함하고,
    한 개의 상기 센서 케이블에 배치된 각각의 상기 센서 객체는 전원선 및 통신선을 공유하고,
    상기 통합제어부는
    정보를 수집하지 않을 시에, 상기 모니터링 시스템 유닛으로부터 상기 센서 묶음의 현황을 수신한 이후,
    상기 통신부를 통해 센싱 정보를 수신하지 않을 상기 모니터링 시스템 유닛에 무응답 명령을 멀티캐스트로 송신하는 것을 특징으로 하는 3차원 분포형 모니터링 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 통신부는,
    상기 모니터링 시스템 유닛과 시리얼 통신하고,
    상기 모니터링 시스템 유닛으로부터, 상기 센서 묶음에 포함된 각각의 센서 객체의 주소 정보와, 상기 센서 객체의 센싱 결과 값을 수신하는 것을 특징으로 하는 3차원 분포형 모니터링 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 센서 객체의 주소 정보는,
    상기 센서 객체가 연결된 상기 모니터링 시스템 유닛의 고유 주소를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 분포형 모니터링 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 센서 객체는
    모니터링이 진행되는 2개 이상의 모니터링 지점에 각각 배치되고,
    각각의 상기 모니터링 지점에는
    적어도 하나 이상 종류의 센서가 적어도 하나씩 배치되는 것을 특징으로 하는 3차원 분포형 모니터링 시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 센서 객체의 주소 정보는,
    상기 센서 객체의 종류 별로 부여되는 고유 주소를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 분포형 모니터링 시스템.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 센서 객체의 주소 정보는,
    상기 모니터링 지점 별로 부여되는 고유 주소를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 분포형 모니터링 시스템.
  7. 3차원 분포형 모니터링 시스템을 이용하는 3차원 분포형 모니터링 방법에 있어서,
    통합 제어부가,
    모니터링 시스템 유닛으로터, 센서 묶음의 현황을 수신하는 센서 현황 수신 단계;
    를 포함하고,
    정보를 수집하는 것이 결정된 경우,
    통신부를 통해 상기 모니터링 시스템 유닛에 응답 명령을 송신하는 응답 명령 송신 단계;
    상기 통신부를 통해 상기 모니터링 시스템 유닛으로부터 상기 센서 묶음의 센싱 정보를 수신하는 센싱 정보 수신 단계; 및
    상기 센싱 정보 수신 단계에서 수신한 센싱 정보를 분석하는 센싱 정보 분석 단계;를 포함하고,
    정보를 수집하지 않는 것이 결정된 경우,
    상기 센서 현황 수신 단계에 후행되어,
    상기 통신부를 통해 상기 모니터링 시스템 유닛에 무응답 명령을 송신하는 무응답 명령 송신 단계;를 더 포함하고,
    상기 무응답 명령 송신 단계는, 상기 통합제어부가 상기 센싱 정보를 수신하지 않을 상기 모니터링 시스템 유닛에 멀티캐스트로 명령어를 송신하는 것을 특징으로 하는 3차원 분포형 모니터링 방법.

  8. 제 7항에 있어서,
    상기 센서 현황 수신 단계는,
    상기 통신부를 통해 상기 모니터링 시스템 유닛의 각 센서 객체로부터 응답을 수신하도록 응답을 요청하는 응답 요청 단계와,
    상기 통신부를 통해 상기 모니터링 시스템 유닛의 각 센서 객체로부터 응답을 수신하는 응답 수신 단계 및
    수신한 상기 응답을 분석하는 응답 분석 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 분포형 모니터링 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 응답 분석 단계는,
    수신한 응답의 주소를 파악하는 주소 수신 단계와,
    수신된 주소를 분석하여 상기 센서 객체가 연결된 모니터링 시스템 유닛을 판별하는 모니터링 시스템 유닛 판별 단계와,
    수신된 주소를 분석하여 상기 센서 객체의 총 개수를 측정하는 센서 개수 측정 단계와,
    수신된 주소를 분석하여 상기 센서 객체를 종류별로 분류하는 센서 종류 분류 단계와,
    수신된 주소를 분석하여 상기 센서 객체를 위치별로 분류하는 센서 위치 분류 단계 및
    기 저장된 상기 센서 객체의 분포 정보와 수신한 응답으로부터 도출된 상기 센서 객체의 분포 정보를 비교하는 확인 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 분포형 모니터링 방법.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 센싱 정보 분석 단계는,
    수신한 응답의 주소를 도출하는 주소 수신 단계와,
    수신한 응답의 주소를 분석하여 각 센서 객체가 연결된 모니터링 시스템 유닛을 판별하는 모니터링 시스템 유닛 판별 단계와,
    수신한 응답의 주소를 분석하여 상기 센서 객체의 종류를 판별하는 센서 종류 판별 단계와,
    수신한 응답의 주소를 분석하여 상기 센서 객체의 위치를 판별하는 센서 위치 판별 단계 및
    상기 센서 객체의 센싱 정보를 수신 및 저장하는 정보 수신 및 저장 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 분포형 모니터링 방법.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 응답 명령 송신 단계는,
    상기 통합제어부가 상기 센싱 정보를 수신할 상기 모니터링 시스템 유닛에 유니캐스트로 명령어를 송신하는 것을 특징으로 하는 3차원 분포형 모니터링 방법.
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