KR102288570B1 - 이동형 실시간 계측 시스템 및 그 동작 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 컨트롤러로서 사용되는 모바일 디바이스를 이용하여 측위가 필요한 지점에 대한 실시간 계측 및 모니터링이 가능한 이동형의 실시간 계측 시스템 및 그 동작 방법에 있어서, 환경 데이터를 센싱하는 센서부, 위성 신호 및 보정 신호를 이용하여 정밀 측위하는 GNSS부 및 상기 보정 신호를 획득하고, 상기 환경 데이터 및 상기 GNSS부를 통해 획득되는 정밀 측위 데이터를 외부로 전송하는 통신부를 포함한다.

Description

이동형 실시간 계측 시스템 및 그 동작 방법{REAL TIME MEASUREMENT SYSTEM OF MOVING TYPE AND THE METHOD THEREOF}

본 발명은 이동형 실시간 계측 시스템 및 그 동작 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 모바일 디바이스를 이용하여 측위가 필요한 지점에 대한 실시간 계측 및 모니터링이 가능한 이동형의 실시간 계측 시스템에 관한 것이다.

GNSS(Global Navigation Satellite System; 위성 측위 시스템)은 인공위성 네트워크를 이용해 지상에 있는 목표물의 위치를 정확히 계산하는 시스템으로, 미국의 위성 위치 측정 시스템(Global Positioning System, GPS), 러시아의 GLONASS(Global Navigation Satellite System), 유럽의 GALILEO(Europian Satellite Navigation System) 및 중국의 Beidou(Compass) 등의 위성을 이용하는 다양한 위치 측정 시스템을 통합한 명칭이다.

이러한 GNSS 장치는 고 정밀 위치 측량이 필요한 분야, 예를 들어 건설현장의 위치 측량이나 자율주행 분야, 위험 시설물 안전 관리 분야 등에 사용되고 있으며, 그 활용도는 점차 증가하고 있다.

그러나, 종래의 GNSS 장치는 광역 통신이 가능한 CDMA 및 LTE와 같은 통신 모듈을 내장하고 있지 않으므로, LTE 모듈을 포함하는 전용 컨트롤러 단말이 필수적으로 요구되었다. 이로 인해, 종래의 GNSS 장치에서 획득되는 데이터와 보정 신호 등이 모두 전용 컨트롤러 단말에 송수신되므로 데이터 과부하가 발생되며, 무게 및 부피가 휴대용 또는 이동형에 부적합한 문제점이 존재하였다.

본 발명의 목적은 CDMA, LTE 또는 5G의 통신 모듈이 내장된 GNSS 시스템(이하에서는 ‘실시간 계측 시스템’이라 칭함)을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 목적은 통신 모듈을 이용하여 센서로부터 센싱되는 환경 데이터 및 정밀 측위 데이터를 모바일 디바이스 또는 관제 서버로 전송하는 기능을 포함하는 실시간 계측 시스템을 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예에 따른 컨트롤러로서 사용되는 모바일 디바이스를 이용하여 실시간 계측 및 모니터링이 가능한 이동형의 실시간 계측 시스템에 있어서, 환경 데이터를 센싱하는 센서부, 위성 신호 및 보정 신호를 이용하여 정밀 측위하는 GNSS부 및 상기 보정 신호를 획득하고, 상기 환경 데이터 및 상기 GNSS부를 통해 획득되는 정밀 측위 데이터를 외부로 전송하는 통신부를 포함한다.

상기 통신부는 RF(Radio Frequency) 신호로부터 상기 보정 신호를 수신하거나 CDMA(Code Division Multiple Access; 코드 분할 다중 접속) 통신 모듈, 및 LTE 통신 모듈 또는 5G 통신 모듈을 포함할 수 있다.

상기 통신부는 DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 모듈을 포함하여 상기 보정 신호를 수신할 수 있다.

상기 센서부는 온도 센서, 압력 센서, 진동 센서, 지자기 센서 및 IMU(Inertial Measurement Unit) 센서의 환경 센서를 포함하며, 상기 환경 센서로부터 주변 환경에 대한 온도 데이터, 압력 데이터, 진동 데이터 및 기울기 데이터의 상기 환경 데이터를 센싱할 수 있다.

상기 환경 센서는 틸팅(Tilting) 보정을 위한 센싱 데이터를 센싱할 수 있다.

상기 GNSS부는 측위가 필요한 지점에서의 상기 위성 신호 및 보정 신호를 이용하여 X, Y, Z 변위 및 지정 범위를 벗어나는지 여부에 대해 정밀 측위하여 상기 정밀 측위 데이터를 획득할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 실시간 계측 시스템은 블루투스 모듈을 더 포함하고, 상기 블루투스 모듈을 사용하여 상기 실시간 계측 시스템은 상기 모바일 디바이스와 접속되고, 상기 실시간 계측 시스템과 상기 모바일 디바이스 간의 통신을 통해, 상기 모바일 디바이스에 상기 실시간 계측 시스템에 의한 정밀 측위를 위한 설정 정보가 전송될 수 있다.

상기 통신부는 상기 환경 데이터 및 상기 정밀 측위 데이터를 상기 모바일 디바이스 또는 관제 서버로 전송할 수 있다.

상기 모바일 디바이스는 블루투스 모듈을 통해 수신되는 상기 환경 데이터 및 상기 정밀 측위 데이터로부터 측위가 필요한 지점에 대한 실시간 계측, 수집 및 분석의 모니터링을 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 컨트롤러로서 사용되는 모바일 디바이스를 이용하여 실시간 계측 및 모니터링이 가능한 이동형의 실시간 계측 시스템의 동작 방법에 있어서, 환경 데이터를 센싱하는 단계, 위성 신호 및 보정 신호를 이용하여 정밀 측위하여 정밀 측위 데이터를 획득하는 단계 및 상기 보정 신호를 획득하고, 상기 환경 데이터 및 상기 정밀 측위 데이터를 외부로 전송하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, CDMA, LTE 또는 5G의 통신 모듈이 내장된 GNSS 시스템(이하에서는 ‘실시간 계측 시스템’이라 칭함)을 제공함으로써, 전용 컨트롤러 단말 없이, 일반적으로 사용되는 스마트폰과 같은 모바일 디바이스를 이용하여 측위가 필요한 지점에 대한 모니터링을 수행할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 통신 모듈을 통해서 환경 데이터 및 정밀 측위 데이터를 모바일 디바이스로 제공함으로써, 사용자에게 소지하는 모바일 디바이스를 통해 측위가 필요한 지점에 대한 실시간 계측, 수집 및 분석의 모니터링을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 통신 모듈을 포함함으로써, 실시간 계측 시스템이 직접 관제 서버 또는 모바일 디바이스로 데이터를 송신 가능하므로, 모바일 디바이스가 데이터를 수신하여 저장하거나, 관제 서버로 전송해야 하는 부담을 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 환경 제약이 없으며, 전원이 분리되고, 통신을 지원함으로써, 1kg 내외의 장비로 이동 모니터링을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 실시간 계측 시스템의 세부 구성을 블록도로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 실시간 계측 시스템의 구성도를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 실시간 계측 시스템과 모바일 디바이스 간의 데이터 통신을 설명하기 위해 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 실시간 계측 시스템의 동작 방법의 동작 흐름도를 도시한 것이다.

이하, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 시청자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 실시간 계측 시스템의 세부 구성을 블록도로 도시한 것이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 실시간 계측 시스템의 구성도를 도시한 것이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 실시간 계측 시스템은 측위가 필요한 지점에 대한 실시간 계측 및 모니터링을 제공한다.

이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 실시간 계측 시스템(100)은 센서부(110), GNSS부(120) 및 통신부(130)를 포함한다.

센서부(110)는 환경 데이터를 센싱한다.

본 발명의 실시예에 따른 모바일 디바이스를 이용하여 실시간 계측 및 모니터링이 가능한 이동형의 실시간 계측 시스템(100)은 도 2에 도시된 바와 같이, MEMS, 9축 센서(9 Axis/Array), 온도 센서(Temp), 진동 센서(Vibration), 압력 센서, 지자기 센서 및 IMU(Inertial Measurement Unit) 센서 중 적어도 어느 하나 이상의 환경 센서를 포함하며, 환경 센서로부터 주변 환경에 대한 온도 데이터, 압력 데이터, 진동 데이터 및 기울기 데이터의 환경 데이터를 센싱할 수 있다.

예를 들면, 센서부(110)는 복수의 환경 센서를 이용하여 실시간 계측 시스템(100)이 위치하는 측위한 필요한 지점에서의 기울기 값, 온도 값, 진동 값 및 압력 값을 상대값으로 센싱할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 실시간 계측 시스템(100)은 GPS 좌표 측정 시에 틸팅(Tilting) 보정할 수 있으며, 기울기 정도에 따라 GNSS부(120) 및 통신부(130)의 안테나(Ant) 각도를 90도가 되도록 조정할 수 있다. 실시예에 따르면, 안테나가 기울어져 있는 경우 정확한 측위 측정이 불가능하므로, 가속도 센서 및 9축 센서와 같은 환경 센서가 틸팅 보정을 위한 센싱 값을 센싱하며, 본 발명의 실시예에 따른 실시간 계측 시스템(100)은 GPS 좌표 측정 시, 센싱된 센싱 값으로 틸팅 보정을 수행할 수 있다.

센서부(110)에서 센싱된 측위한 필요한 지점에서의 기울기 값, 온도 값, 진동 값 및 압력 값은 상대값으로 통신부(130)를 통해 외부의 관제 서버 또는 모바일 디바이스로 전송될 수 있다.

GNSS부(120)는 위성 신호 및 보정 신호를 이용하여 정밀 측위한다.

GNSS부(120)는 측위가 필요한 지점에서의 GNSS 위성을 통해 수신되는 위성 신호와 보정 신호를 이용하여 X, Y, Z 변위 및 지정 범위를 벗어나는지 여부에 대해 정밀 측위하여 정밀 측위 데이터를 획득할 수 있다. 이때, 본 발명의 실시예에 따른 실시간 계측 시스템(100)은 이동형이므로, 상기 측위가 필요한 지점 또한 이동 가능할 수 있다.

여기서, GNSS 위성은 지구 궤도 상의 위성 신호를 이용하여 위치를 결정하는 GNSS(Global Navigation Satellite system)을 의미한다. 이는 미국의 GPS(Global Positioning System), 러시아의 GLONASS(Global Navigation Satellite System) 혹은 유럽의 Galileo 등을 포함하는 상위 개념으로 이해될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 실시간 계측 시스템(100)의 GNSS부(120)는 측위가 필요한 지점에 대한 위치를 측정하는 것으로, GNSS 위성으로부터 직접 수신한 위성 신호를 이용하여 위치를 결정하고, 기본적으로 보정 신호를 통하여 정밀 측위를 수행할 수 있다.

통신부(130)는 보정 신호를 획득하고, 환경 데이터 및 GNSS부(120)를 통해 획득되는 정밀 측위 데이터를 외부로 전송한다.

본 발명의 실시예에 따른 실시간 계측 시스템(100)은 통신부(130)를 내장하는 것을 특징으로 한다. 종래의 GNSS 장치 또는 GNSS 시스템의 경우, CDMA, LTE 또는 5G와 같은 통신 모듈을 포함하지 않는다. 이러한 통신 모듈을 포함하는 장치 또는 시스템의 경우 별도의 인증이 요구된다. 또한, 종래의 GNSS 장치 또는 GNSS 시스템은 통신 모듈을 내장하지 않으므로, 통신 모듈은 GNSS 장치 또는 GNSS 시스템이 아닌 전용 컨트롤러 단말(GNSS 장치 또는 GNSS 시스템이 아닌 외부의 단말)에 포함되는 것이 일반적이다. 이러한 전용 컨트롤러 단말은 통신 모듈을 별도로 내장하고 있어야 하며, GNSS 장치 또는 GNSS 시스템으로부터 데이터를 수신할 수 있어야 한다. 따라서, 전용 컨트롤러 단말은 고용량의 저장 장치를 포함해야 할 수 있다. 또한, 전용 컨트롤러 단말은 GNSS 장치 또는 GNSS 시스템으로부터 수신된 데이터를 관제 서버로 송신해야 하므로, 전용 컨트롤러 단말에 대한 통신 부담이 가중될 수 있다.

이에 반해, 본 발명의 실시예에 따른 실시간 계측 시스템(100)은 CDMA, LTE 또는 5G와 같은 통신 모듈의 통신부(130)를 내장함으로써, 고 정밀의 cm 급 정확도 성능을 제공하며, 전용 컨트롤러 단말을 사용할 필요가 없고, 일반적으로 사용하는 스마트폰과 같은 모바일 디바이스를 사용할 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 실시예에 따른 실시간 계측 시스템(100)은 위성 신호 및 보정 신호를 이용하여 정밀 측위를 수행한다. 이를 위해, 통신부(130)는 GNSS 위성으로부터 위성 신호를 수신하며, RF 신호로 보정 신호를 수신하거나 CDMA(Code Division Multiple Access; 코드 분할 다중 접속) 통신 모듈, LTE 통신 모듈 또는 5G 통신 모듈을 포함하여 보정 신호를 수신할 수 있다. 더욱이, 통신부(130)는 DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 모듈을 포함하여 보정 신호를 수신할 수 있다.

통신부(130)는 환경 데이터 및 정밀 측위 데이터를 모바일 디바이스 또는 관제 서버로 전송할 수 있으며, 보정 신호를 수신할 수 있다.

예를 들면, 통신부(130)는 LTE 통신 모듈을 이용하여 환경 데이터 및 정밀 측위 데이터를 관제 서버로 전송할 수 있으며, 블루투스 모듈을 이용하여 환경 데이터 및 정밀 측위 데이터를 모바일 디바이스로 전송할 수 있다.

블루투스 모듈을 사용하여 본 발명의 실시예에 따른 실시간 계측 시스템(100)은 모바일 디바이스와 접속(또는 페어링)되며, 본 발명의 실시예에 따른 실시간 계측 시스템(100)과 모바일 디바이스 간의 통신을 통해 모바일 디바이스에 실시간 계측 시스템(100)에 의한 정밀 측위를 위한 설정 정보가 전송될 수 있다. 여기서, 상기 설정 정보란, 초기 세팅 값을 나타낼 수 있으며, 최초로 모바일 디바이스와 실시간 계측 시스템(100) 간의 페어링 후, 측위를 위해 초기에 세팅되는 값일 수 있다.

이때, 모바일 디바이스는 블루투스 모듈을 통해 본 발명의 실시예에 따른 실시간 계측 시스템(100)으로부터 수신되는 환경 데이터 및 정밀 측위 데이터를 이용하여 측위가 필요한 지점에 대한 실시간 계측, 수집 및 분석의 모니터링을 수행할 수 있다.

종래의 GNSS 장치 또는 GNSS 시스템은 LTE의 통신 모듈이 전용 컨트롤러 단말에 위치하므로, 전용 컨트롤러 단말이 GNSS 장치 또는 GNSS 시스템으로부터 데이터를 수신하여 저장해야 하므로, 용량이 매우 커야했다. 반면에, 본 발명의 실시예에 따른 실시간 계층 시스템(100)은 통신부(130)를 포함함으로써, 직접 관제 서버 또는 모바일 디바이스로 데이터를 송신 가능하므로, 모바일 디바이스가 데이터를 저장하거나, 관제 서버로 데이터를 전송해야 하는 부담이 없어진다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 실시간 계측 시스템(100)은 전원부(140)를 더 포함할 수 있다. 전원부(140)는 충전기(Charger) 및 배터리(Battery)를 포함하며, 본 발명의 실시예에 따른 실시간 계측 시스템(100)의 각 모듈에 전원을 제공할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 실시간 계측 시스템과 모바일 디바이스 간의 데이터 통신을 설명하기 위해 도시한 것이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 실시간 계측 시스템(200)은 통신부(또는 통신 모듈)을 내장함으로써, 외부의 모바일 디바이스(300)와 데이터 또는 제어 커맨드를 송수신할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 실시간 계측 시스템(200)은 구조물 변위가 예상되는 지점에 이동 설치되어 데이터를 실시간 계측하는 장치로, 해당 구조물의 위치에 따라 복수 개로 설치될 수 있다. 이에, 본 발명의 실시예에 따른 모바일 디바이스(300)는 해당 구조물의 서로 다른 위치에 설치된 복수 개의 실시간 계측 시스템(200) 각각으로부터 데이터를 수신할 수 있으며, 이를 통합적으로 계측, 수집 및 분석하여 모니터링을 수행할 수 있다.

실시예에 따라서, 모바일 디바이스(300)는 서로 다른 위치에 설치된 복수 개의 실시간 계측 시스템(200) 각각으로부터 수신되는 데이터를 기반으로 하여, 환경 데이터 및 정밀 측위 데이터를 측정하는 복수 개의 실시간 계측 시스템(200)의 불량 여부를 판단할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 복수 개의 실시간 계측 시스템(200)을 이용하여 해당 구조물에 대한 모니터링을 수행함으로써, 단일 개의 실시간 계측 시스템(200)에서 발생 가능한 데이터 측정 오차 및 오류를 최소화할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 실시간 계측 시스템(200)은 측위가 필요한 지점에 위치하는 경우, 기 설정된 기간 또는 시간 간격마다 위성 신호 및 보정 신호를 이용하여 정밀 측위를 수행하고, 복수의 환경 센서를 이용하여 환경 데이터를 센싱할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 실시예에 따른 실시간 계측 시스템(200)은 MEMS, 9축 센서(9 Axis/Array), 온도 센서(Temp), 진동 센서(Vibration), 압력 센서, 지자기 센서 및 IMU(Inertial Measurement Unit) 센서 중 적어도 어느 하나 이상의 환경 센서로부터 센싱되는 주변 환경에 대한 온도 데이터, 압력 데이터, 진동 데이터 및 기울기 데이터의 환경 데이터와 위성 신호 및 보정 신호를 이용하여 생성되는 정밀 측위 데이터를 통신부를 통해 모바일 디바이스(300) 또는 관제 서버로 전송할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 실시간 계측 시스템(200)은 DMB 기반의 보정 신호를 수신하고, 고 정밀 측위 데이터를 실시간 계측 및 수집하며, 모바일 디바이스(300)를 통해 정밀 측위 데이터를 저장하고, 안전 센터(관제 서버)를 활용하여 고 정밀 시설물 모니터링을 제공할 수 있다.

이에, 본 발명의 실시예에 따른 실시간 계측 시스템(200)은 고 정밀 시설물 모니터링을 제공함으로써, 원전, 교량의 중요 구조물 인접지대 활성 단층에 의한 지반변위를 감시하고, 사면 및 개활지의 거시적 관점 계측, 랜드 마크, 교량, 고가 차로, 빌딩의 변위를 계측하며, 간척지, 호수, 벽체의 실시간 이상 거동 변위를 계측하고, 연약지반, 공사현장 주변 침하를 관리할 수 있다.

모바일 디바이스(300)는 실시간 계측 시스템(200)을 통해 측위가 필요한 지점에서의 실시간 계측 및 수집 결과를 실시간으로 모니터링할 수 있으며, 데이터를 축적하여 데이터베이스를 구축할 수도 있다. 나아가, 모바일 디바이스(300)는 실시간 계측 시스템(200)을 관리하는 외부의 관제 서버로 데이터베이스에 구축되는 데이터를 공유할 수도 있다.

모바일 디바이스(300)는 진동의 변위를 설정하여 기 설정된 정상 범위를 구축하며, 실시간 계측 시스템(200)으로부터 수신되는 환경 데이터 및 정밀 측위 데이터와 정상 범위 여부를 비교하여 위험 상황 발생 시, 알람을 관제 서버의 시설 공단, 안전 총괄팀, 안전팀, 관리팀으로 제공할 수 있다.

모바일 디바이스(300)는 모바일 디바이스를 소지하는 사용자 또는 관리자로부터 입력된 제어 커맨드(command)에 기초하여 실시간 계측 시스템(200)을 제어할 수 있다. 예를 들면, 모바일 디바이스(300)는 실시간 계측 시스템(200)의 전원(On/Off), 시간 조절, 주기 조절, 측정 간격 조절 및 안테나 각도 조절 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 제어 커맨드를 생성하여 실시간 계측 시스템(200)으로 전송할 수 있다.

이때, 본 발명의 실시예에 따른 모바일 디바이스(300)는 실시간 계측을 위한 관리자 또는 사용자가 소지하는 것으로, 실시간 계측 시스템(200)과 통신하여 사용이 허가된 단말기, 스마트폰, 태블릿 PC 및 PC 중 적어도 어느 하나일 수 있으며, 기기의 종류는 한정하지 않는다. 더욱이, 모바일 디바이스(300)는 실시간 계측 시스템(200)과의 데이터 송수신, 제어 커맨드 생성 및 제공을 위한 어플리케이션(Application) 프로세서를 포함할 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 실시간 계측 시스템의 동작 방법의 동작 흐름도를 도시한 것이다.

도 4의 방법은 도 1에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 실시간 계측 시스템에 의해 수행된다.

도 4를 참조하면, 단계 410에서, 환경 데이터를 센싱한다.

단계 410은 본 발명의 실시예에 따른 모바일 디바이스를 이용하여 실시간 계측 및 모니터링이 가능한 이동형의 실시간 계측 시스템에 포함된 MEMS, 9축 센서(9 Axis/Array), 온도 센서(Temp), 진동 센서(Vibration), 압력 센서, 지자기 센서 및 IMU(Inertial Measurement Unit) 센서 중 적어도 어느 하나 이상의 환경 센서로부터 주변 환경에 대한 온도 데이터, 압력 데이터, 진동 데이터 및 기울기 데이터의 환경 데이터를 센싱할 수 있다.

예를 들면, 단계 410은 복수의 환경 센서를 이용하여 실시간 계측 시스템이 위치하는 측위한 필요한 지점에서의 기울기 값, 온도 값, 진동 값 및 압력 값을 상대값으로 센싱할 수 있다. 환경 센서를 통해 획득된 데이터는 관제 서버 또는 컨트롤러로 사용되는 모바일 디바이스에서 측위 지점의 환경 상태(예컨대, 지진 발생, 압력 변화 또는 온도 변화에 따른 실내 환경 변화 등)을 판정하기 위해 사용될 수 있다. 예컨대, 감지되는 진동의 패턴에 따라 해당 측위 지점에서 지진이 발생하였음이 감지될 수 있다. 또는, 실내 측위에 있어서 압력이 갑자기 변화하는 경우 실내에서 도어를 열거나 닫는 환경 변화가 감지될 수 있다.

단계 420에서, 위성 신호 및 보정 신호를 이용하여 정밀 측위하여 정밀 측위 데이터를 획득한다.

단계 420은 측위가 필요한 지점에서의 GNSS 위성을 통해 수신되는 위성 신호와 보정 신호를 이용하여 X, Y, Z 변위 및 지정 범위를 벗어나는지 여부에 대해 정밀 측위하여 정밀 측위 데이터를 획득할 수 있다. 이때, 본 발명의 실시예에 따른 실시간 계측 시스템은 이동형이므로, 상기 측위가 필요한 지점 또한 이동 가능할 수 있다.

단계 430에서, 보정 신호를 획득하고, 환경 데이터 및 정밀 측위 데이터를 외부로 전송한다.

본 발명의 실시예에 따른 실시간 계측 시스템은 통신부(또는 통신 모듈)를 내장하는 것을 특징으로 한다. 이에, 본 발명의 실시예에 따른 실시간 계측 시스템의 동작 방법은 GNSS 위성으로부터 위성 신호를 수신하며, RF 신호로 보정 신호를 수신하거나 CDMA(Code Division Multiple Access; 코드 분할 다중 접속) 모듈, LTE 모듈 또는 5G 모듈을 이용하여 보정 신호를 수신할 수 있다. 더욱이, 본 발명의 실시예에 따른 실시간 계측 시스템의 동작 방법은 DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 모듈을 포함하여 보정 신호를 수신할 수 있다.

단계 430은 블루투스(Bluetooth) 모듈 및 LTE 모듈을 이용하여 환경 데이터 및 정밀 측위 데이터를 모바일 디바이스 또는 관제 서버로 전송할 수 있다.

예를 들면, 단계 430은 LTE 모듈을 이용하여 환경 데이터 및 정밀 측위 데이터를 관제 서버로 전송할 수 있으며, 블루투스 모듈을 이용하여 환경 데이터 및 정밀 측위 데이터를 모바일 디바이스로 전송할 수 있다.

이때, 모바일 디바이스는 블루투스 모듈을 통해 수신되는 환경 데이터 및 정밀 측위 데이터를 이용하여 측위가 필요한 지점에 대한 실시간 계측, 수집 및 분석의 모니터링을 수행할 수 있다.

이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(Field Programmable Gate Array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 어플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (10)

1. 컨트롤러로서 사용되는 모바일 디바이스를 이용하여 실시간 계측 및 모니터링이 가능한 이동형의 실시간 계측 시스템에 있어서,
   상기 실시간 계측 시스템은 복수이고, 복수의 실시간 계측 시스템들의 각 실시간 계측 시스템은 모니터링 대상의 구조물의 상이한 위치에 설치되고,
   상기 각 계측 시스템은,
   환경 데이터를 센싱하는 센서부;
   위성 신호 및 보정 신호를 이용하여 정밀 측위하는 GNSS부; 및
   상기 보정 신호를 획득하고, 상기 환경 데이터 및 상기 GNSS부를 통해 획득되는 정밀 측위 데이터를 외부로 전송하는 통신부
   를 포함하고,
   상기 각 계측 시스템은,
   블루투스 모듈을 더 포함하고,
   상기 블루투스 모듈을 통해 상기 각 실시간 계측 시스템은 상기 모바일 디바이스와 통신하며, 상기 모바일 디바이스와 상기 각 실시간 계측 시스템이 최초로 페어링 된 때, 상기 각 실시간 계측 시스템에 의한 정밀 측위를 위한 초기 세팅 값을 포함하는 설정 정보를 상기 모바일 디바이스로 전송하고,
   상기 GNSS부는, 상기 각 계측 시스템이 설치된 상기 구조물의 측위가 필요한 지점에서의 상기 위성 신호 및 보정 신호를 이용하여 X, Y, Z 변위 및 지정 범위를 벗어나는지 여부에 대해 정밀 측위하여 상기 정밀 측위 데이터를 획득하고,
   상기 통신부는, CDMA(Code Division Multiple Access; 코드 분할 다중 접속) 통신 모듈, LTE 통신 모듈 또는 5G 통신 모듈을 포함하고, 상기 CDMA 통신 모듈, 상기 LTE 통신 모듈 또는 상기 5G 통신 모듈을 통해 관제 서버와 통신하여 상기 환경 데이터 및 상기 정밀 측위 데이터를 관제 서버로 전송하고,
   상기 블루투스 모듈은 상기 환경 데이터 및 상기 정밀 측위 데이터를 상기 모바일 디바이스로 전송하고,
   상기 모바일 디바이스는 상기 블루투스 모듈을 통해 수신되는 상기 환경 데이터 및 상기 정밀 측위 데이터에 기반하여 상기 구조물의 측위가 필요한 지점에 대한 실시간 계측, 수집 및 분석의 모니터링을 제공하고, 상기 복수의 실시간 계측 시스템들의 각각으로부터 상기 환경 데이터 및 상기 정밀 측위 데이터를 수집함으로써, 상기 구조물에 대한 모니터링을 수행하고, 상기 복수의 실시간 계측 시스템들의 각각으로부터 수집된 데이터를 축적하여 데이터베이스를 구축하고, 상기 관제 서버에 상기 데이터베이스로 구축된 데이터를 공유하도록 구성되되,
   상기 모바일 디바이스에는 정상 범위에 해당하는 진동의 변위가 미리 설정되어 있으며, 상기 모바일 디바이스는 상기 복수의 실시간 계측 시스템들의 각각으로부터 수집되는 상기 환경 데이터 및 상기 정밀 측위 데이터를 상기 정상 범위에 해당하는 진동의 변위와 비교하여 위험 상황이 발생한 것으로 판단될 경우 상기 관제 서버로 알람을 통지하도록 구성되고,
   상기 모바일 디바이스는, 상기 모바일 디바이스를 사용하는 사용자로부터 입력되는 제어 커맨드에 기초하여, 상기 복수의 실시간 계측 시스템들의 각각을 제어하도록 구성되되, 상기 복수의 실시간 계측 시스템들의 각각을 제어하기 위한 제어 커맨드로서 전원 On 또는 Off 커맨드, 측정 시간 조절 커맨드, 측정 주기 조절 커맨드, 측정 간격 조절 커맨드 및 안테나 각도 조절 커맨드를 생성하여 상기 복수의 실시간 계측 시스템들의 각각으로 전송하도록 구성되고,
   상기 모바일 디바이스는, 상기 복수의 실시간 계측 시스템들의 각각으로부터 수집되는 상기 환경 데이터 및 상기 정밀 측위 데이터에 기반하여 상기 각 계측 시스템의 불량 여부를 판단하도록 구성되고,
   상기 통신부는, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 모듈을 포함하여 상기 보정 신호를 수신하고,
   상기 센서부는, 온도 센서, 압력 센서, 진동 센서, 지자기 센서 및 IMU(Inertial Measurement Unit) 센서의 환경 센서를 포함하며, 상기 환경 센서로부터 주변 환경에 대한 온도 데이터, 압력 데이터, 진동 데이터 및 기울기 데이터의 상기 환경 데이터를 센싱하고,
   상기 환경 센서는, 틸팅(Tilting) 보정을 위한 센싱 데이터를 센싱하고,
   상기 각 계측 시스템은 GPS 좌표 측정 시 상기 센싱 데이터에 기반하여 틸팅 보정을 수행하되, 상기 센싱 데이터에 기반하여 상기 GNSS부의 안테나 각도 및 상기 통신부의 안테나 각도를 조정하는 실시간 계측 시스템.
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