KR102310134B1 - System of alarm and leakage detecting for underground hot water pipe - Google Patents

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Abstract

본 발명은 지하 열배관 누수감지 및 경보 시스템에 관한 것으로, 지하에 매설된 열배관의 점검인원이 턱없이 부족하여 제대로 점검이 이루어지지 않고 있으며, 사람의 육안으로 점검이 이루어지다보니 오류가 많고 정확한 점검이 어려우며, 점검 및 유지관리에 비용이 많이 소요되는 문제점을 해결하기 위한 것이다.
본 발명에 의한 지하 열배관 누수감지 및 경보 시스템은, 열배관(10), 바이메탈 센서(110), 온도 센서(120), 아두이노(130), 태양광 패널(140), 시스템 서버(150)를 포함하는 지하 열배관 누수감지 및 경보 시스템에 있어서, 태양광 에너지를 이용하여 전력을 발생하는 태양광 패널(140); 지중에 매설된 열배관(10)의 접합부분 또는 관 이음의 접속부분에 설치되며, 상기 접합부의 온도가 소정의 임계 온도를 초과했을 때 작동하여 전원을 스위칭함으로써 상기 온도 센서(120)와 상기 아두이노(130)로 전원을 공급하여 작동시키는 바이메탈 센서(110); 상기 열배관(10)의 접합부분 또는 관 이음의 접속부분에 배관 둘레를 따라 복수의 센서를 병렬로 부착한 후 실리콘으로 매립하여 적어도 하나 이상의 센서가 고장나더라도 고장이 나지 않은 센서로 정상적인 동작이 가능하도록 구성되며, 상기 태양광 패널(140)의 전원으로 항시 동작하여 상기 열배관(10)의 감지 온도를 전송 및 수집하거나 또는 상기 바이메탈 센서(110)의 작동에 의해 위험 상황에서만 동작하여 상기 열배관(10)의 접합부분 또는 관 이음의 접속부분의 온도를 감지하는 온도 센서(120); 상기 열배관(10)과 함께 지중에 매설되고 우수나 습기로부터 보호하도록 내부에 실리콘이 충전되며, 상기 바이메탈 센서(110)에 의해 동작하여 상기 온도 센서(120)의 감지 데이터와 상기 열배관(10)의 위치정보와 일련번호를 묶은 데이터 리스트를 생성하여 로라(LoRa) 통신을 통해 전송하고, 상기 온도 센서(120)로부터 감지 데이터를 수신하여 상기 로라(LoRa) 통신을 통해 전송하는 아두이노(130); 및 상기 아두이노(130)로부터 로라(LoRa) 통신을 통해 상기 데이터 리스트를 수신받고, 상기 데이터 리스트에 포함된 상기 열배관(10)의 감지 데이터를 분석하여 상기 열배관(10)의 파열 조짐을 미리 예측하고, 상기 열배관(10)의 파열로 판단되면 사고내용과 사고위치가 포함된 긴급 재난 문자를 발송하는 시스템 서버(150);를 포함하며, 상기 열배관(10)의 온도가 제1 단계 위험 온도에 도달하면 상기 바이메탈 센서(110)의 작동으로 상기 온도 센서(120)와 상기 아두이노(130)가 동작하고, 상기 아두이노(130)에서 파열이 발생한 상기 열배관(10)의 위치정보와 배관의 일련번호를 묶은 데이터 리스트를 생성하여 로라(LoRa) 통신을 통해 상기 시스템 서버(150)로 전송하고, 이후 상기 온도 센서(120)의 온도가 제2 단계 위험 온도에 도달하면 상기 시스템 서버(150)에서 해당지역 주민의 휴대전화로 긴급 재난 문자를 발송하도록 구성된다.
본 발명에 따르면, 열배관 파열에 따른 누수를 실시간으로 감지할 수 있고 감시 인력과 시스템의 운영 비용을 크게 감소시킬 수 있다. 또한, 열배관의 감지 데이터 분석에 의해 파열 조짐을 미리 예측할 수 있고, 파열이 발생한 열배관의 위치정보를 제공함에 따라 위험상황에 대한 정확한 지령을 전달할 수 있다.
The present invention relates to an underground heat pipe leak detection and alarm system, and the inspection is not performed properly due to insufficient number of inspectors for underground heat pipes. This is to solve the problem that inspection is difficult and the inspection and maintenance cost a lot of money.
The underground heat pipe leak detection and alarm system according to the present invention includes a heat pipe 10, a bimetal sensor 110, a temperature sensor 120, an Arduino 130, a solar panel 140, and a system server 150. In the underground heat pipe leak detection and alarm system comprising: a solar panel 140 for generating power using solar energy; It is installed in the joint part of the heat pipe 10 buried underground or the joint part of the pipe joint, and operates when the temperature of the joint part exceeds a predetermined threshold temperature and switches power by switching the temperature sensor 120 and the Arduino a bimetal sensor 110 for supplying power to the ino 130 to operate; After attaching a plurality of sensors in parallel along the circumference of the pipe to the junction part of the heat pipe 10 or the connection part of the pipe joint, it is buried with silicon so that even if at least one sensor fails, a normal operation is performed as a sensor that does not fail. It is configured to be possible, and it is always operated with the power of the solar panel 140 to transmit and collect the detected temperature of the heat pipe 10 or to operate only in a dangerous situation by the operation of the bimetal sensor 110 to operate the heat a temperature sensor 120 for sensing the temperature of the joint portion of the pipe 10 or the joint portion of the pipe joint; It is buried in the ground together with the heat pipe 10 and is filled with silicon inside to protect it from rain or moisture. ) generates a data list that binds the location information and serial number and transmits it through LoRa communication, and receives the sensing data from the temperature sensor 120 and transmits it through the LoRa communication. ); And receives the data list through LoRa communication from the Arduino 130, and analyzes the sensed data of the heat pipe 10 included in the data list to detect the rupture of the heat pipe 10 The system server 150 for predicting in advance, and when it is determined that the rupture of the heat pipe 10 is determined, the system server 150 for sending an emergency disaster message including the accident details and the accident location; When the critical temperature is reached, the temperature sensor 120 and the Arduino 130 are operated by the operation of the bimetal sensor 110, and the location of the heat pipe 10 where the rupture occurs in the Arduino 130 Creates a data list that bundles information and serial numbers of piping and transmits it to the system server 150 through LoRa communication, and then when the temperature of the temperature sensor 120 reaches the second stage dangerous temperature, the system The server 150 is configured to send an emergency disaster text message to the mobile phone of the local residents.
According to the present invention, it is possible to detect a water leak due to rupture of a heat pipe in real time, and it is possible to significantly reduce monitoring personnel and operating costs of the system. In addition, it is possible to predict the rupture in advance by analyzing the detected data of the heat pipe, and by providing the location information of the ruptured heat pipe, it is possible to deliver an accurate command for a dangerous situation.

Figure R1020190156363
Figure R1020190156363

Description

지하 열배관 누수감지 및 경보 시스템{SYSTEM OF ALARM AND LEAKAGE DETECTING FOR UNDERGROUND HOT WATER PIPE} SYSTEM OF ALARM AND LEAKAGE DETECTING FOR UNDERGROUND HOT WATER PIPE

본 발명은 지하 열배관 누수감지 및 경보 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지하에 매설된 열배관의 온도를 감지하여 파열 조짐을 미리 예측하고, 파열 사고시 위험상황에 대한 정확한 지령을 전달하고 효율적으로 대처할 수 있도록 구현한 지하 열배관 누수감지 및 경보 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an underground heat pipe leak detection and alarm system, and more particularly, detects the temperature of a heat pipe buried underground to predict a rupture in advance, and delivers an accurate command for a dangerous situation in case of a rupture accident and efficiently It relates to an underground heat pipe leak detection and alarm system implemented to cope with it.

지하에 매설된 온수 배관이 터지는 원인은 싱크홀 등으로 인해 땅이 갑자기 꺼지면서 온수 배관이 파열되는 경우, 배관의 작은 틈으로 물이 새다가 틈이 점점 커지면서 파열되는 경우, 배관의 노후화로 인해 파열되는 경우 등 다양하다. 이러한 온수 배관 사고는 주위의 토양, 배관의 크기, 내부 온도, 내부 압력, 배관의 노후화에 따른 부식 정도 등과 관련이 있다.The cause of the burst of a hot water pipe buried underground is when the hot water pipe ruptures when the ground suddenly turns off due to a sinkhole, etc. cases, etc. Such a hot water pipe accident is related to the surrounding soil, the size of the pipe, the internal temperature, internal pressure, and the degree of corrosion due to aging of the pipe.

최근의 예를 들면, 2018년 12월 4일 경기도 고양시 백석역 인근에서 지역온수배관이 파열되어 1명이 사망하고 10여 명이 화상을 입는 사고가 발생하였다. 백석역 사고는 지하에 매설된 지역온수배관이 파열되어 75 내지 110℃의 고온수가 터져나오면서 수십 명이 다칠 정도의 대형사고였다. 하지만, 사고가 발생한 후 1시간이 지난 후에야 시민들에게 온수배관 파열 사고를 긴급재난문자로 전파하는 등 늦장 대응을 함으로써, 인명사고를 증가시켰다.As a recent example, on December 4, 2018, a local hot water pipe ruptured near Baekseok Station in Goyang-si, Gyeonggi-do, resulting in the death of one person and burns of 10 others. The Baekseok Station accident was a large-scale accident that resulted in dozens of injuries as hot water at 75 to 110° C. However, the number of fatalities increased by delaying responses such as distributing the hot water pipe rupture accident to citizens as an emergency text message only after an hour had passed since the accident.

현재 백석역 인근 뿐만 아니라 전국적으로 온수 배관이 노후화 되어 있고, 이를 점검하는 인력과 비용이 절대적으로 부족한 실정이다. Currently, hot water pipes are aging not only near Baekseok Station but also nationwide, and the manpower and cost to inspect them are absolutely insufficient.

실예로, 한국지역난방공사가 관리하는 온수 배관의 32%가 노후한 상태이며, 하루에 2명의 점검인력이 123㎞ 구간의 배관을 점검하고 있다. For example, 32% of the hot water pipes managed by the Korea District Heating Corporation are outdated, and two inspectors are inspecting the pipes in a 123km section a day.

이와 같이, 종래에는 점검인력(관리원)이 걸어다니면서 열화상 카메라로 열배관의 온도를 측정하여 열배관의 안전을 점검하였다. 하지만, 사람이 직접 측정하기 때문에 실수가 발생할 수 있고 열화상 카메라 자체가 주변 환경의 영향을 많이 받기 때문에 잘못된 측정이 이루어질 수 있다. As described above, conventionally, inspection personnel (managers) walked and measured the temperature of the heat pipe with a thermal imaging camera to check the safety of the heat pipe. However, errors can occur because humans measure directly, and since the thermal imaging camera itself is greatly affected by the surrounding environment, incorrect measurements can be made.

따라서, 인력이 적게 들고 비용이 적게 들면서 안전하고 정확하게 관리할 수 있는 지하 열배관 안전관리 시스템의 개발이 절실히 요구되었다.Therefore, there is an urgent need to develop an underground heat pipe safety management system that can be safely and accurately managed with less manpower and low cost.

대한민국 등록특허 제10-1179456호(등록일자: 2012.08.29.)Republic of Korea Patent Registration No. 10-1179456 (Registration Date: 2012.08.29.)

전술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 지하에 매설된 열배관의 온도를 감지하여 파열 조짐을 미리 예측하고, 파열 사고시 위험상황에 대한 정확한 지령을 전달하고 효율적으로 대처할 수 있도록 구현한 지하 열배관 누수감지 및 경보 시스템을 제시하는데 그 목적이 있다.The technical problem to be achieved by the present invention in order to solve the above problems is to detect the temperature of a heat pipe buried underground to predict the rupture in advance, and to deliver an accurate command for a dangerous situation in case of a rupture accident and to effectively cope with it. The purpose is to present an implemented underground heat pipe leak detection and alarm system.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 대부분 사고의 원인이 되는 열배관의 접합부분(용접부분) 또는 관 이음의 접속부분(플랜지(flange))에 온도 센서를 부착하여 열배관 파열을 감지하고 로라(LoRa) 통신을 통해 감지 데이터를 직접 송신하는 지하 열배관 누수감지 및 경보 시스템을 제시하는데 그 목적이 있다.In addition, another technical problem to be achieved by the present invention is to detect thermal pipe rupture by attaching a temperature sensor to the joint part (weld part) of the heat pipe or the connection part (flange) of the pipe joint, which is the cause of most accidents. It aims to present an underground heat pipe leak detection and alarm system that directly transmits detection data through LoRa communication.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 또다른 기술적 과제는, 로라(LoRa) 통신을 통해 열배관의 감지 데이터를 수집 및 분석하여, 열배관의 파열 조짐을 구별하여 사고를 미리 예측할 수 있는 지하 열배관 누수감지 및 경보 시스템을 제시하는데 그 목적이 있다. In addition, another technical task to be achieved by the present invention is to detect a leak in an underground heat pipe that can predict an accident by collecting and analyzing the detection data of the heat pipe through LoRa communication, distinguishing the signs of rupture of the heat pipe, and predicting the accident in advance. and an alarm system.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 또다른 기술적 과제는, 파열이 발생한 열배관의 위치정보와 배관의 일련번호를 묶은 데이터 리스트(data list)를 제공함으로써, 위험상황에 대한 정확한 지령을 전달할 수 있고 효율적으로 대처할 수 있는 지하 열배관 누수감지 및 경보 시스템을 제시하는데 그 목적이 있다. In addition, another technical problem to be achieved by the present invention is to provide a data list in which the location information of the ruptured heat pipe and the serial number of the pipe are bundled, so that an accurate command for a dangerous situation can be delivered and efficiently The purpose is to present an underground heat pipe leak detection and alarm system that can cope with it.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 또다른 기술적 과제는, 열배관 파열로 인한 사고를 감지하고 해당지역 주민의 휴대전화로 긴급 재난 문자를 발송하는 솔루션을 제공하는 지하 열배관 누수감지 및 경보 시스템을 제시하는데 그 목적이 있다.In addition, another technical task to be achieved by the present invention is to propose an underground heat pipe leak detection and alarm system that detects an accident caused by a rupture of a heat pipe and provides a solution for sending an emergency disaster message to the mobile phone of the local residents. There is a purpose.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 또다른 기술적 과제는, 국가와 연계하여 긴급 재난 문자를 보낼 수 있는 지하 열배관 누수감지 및 경보 시스템을 제시하는데 그 목적이 있다.In addition, another technical problem to be achieved by the present invention is to provide an underground heat pipe leak detection and warning system capable of sending an emergency disaster message in connection with the country.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 또다른 기술적 과제는, 열배관에 설치된 센서의 온도가 제1 단계 위험 온도(사고 발생 가능하여 예의주시가 필요한 상황)에 도달하면 회로가 작동하여 감지 데이터를 전송하고, 이후 센서의 온도가 제2 단계 위험 온도(실제 사고 발생으로 판단된 상황)에 도달하면 긴급 재난 문자를 발송하는 지하 열배관 누수감지 및 경보 시스템을 제시하는데 그 목적이 있다. In addition, another technical task to be achieved by the present invention is that when the temperature of the sensor installed in the heat pipe reaches the first stage dangerous temperature (a situation that requires careful attention because an accident can occur), the circuit operates to transmit the sensed data, The purpose of this is to present an underground heat pipe leak detection and alarm system that sends an emergency disaster message when the temperature of the sensor reaches the second stage dangerous temperature (the situation determined to be an actual accident).

또한, 본 발명이 이루고자 하는 또다른 기술적 과제는, 열배관이 특정 임계 온도를 초과했을 때 바이메탈 센서의 작동으로 온도 센서가 동작하여 로라(LoRa) 통신을 통해 감지 데이터를 전송함으로써, 건전지나 내부 배터리를 사용하여 오랜 기간동안 운영 유지할 수 있는 지하 열배관 누수감지 및 경보 시스템을 제시하는데 그 목적이 있다.In addition, another technical problem to be achieved by the present invention is that, when the heat pipe exceeds a specific critical temperature, the temperature sensor operates by the operation of the bimetal sensor and transmits the sensed data through LoRa communication, so that the battery or internal battery The purpose is to present an underground heat pipe leak detection and alarm system that can be operated and maintained for a long time using

또한, 본 발명이 이루고자 하는 또다른 기술적 과제는, 주변 전봇대나 태양광패널로부터 공급된 전원에 의해 온도 센서가 항시 동작하여 열배관의 감지 데이터를 전송 및 수집하는 지하 열배관 누수감지 및 경보 시스템을 제시하는데 그 목적이 있다. In addition, another technical task to be achieved by the present invention is an underground heat pipe leak detection and alarm system in which a temperature sensor is always operated by power supplied from a nearby electric pole or solar panel to transmit and collect detection data of the heat pipe. Its purpose is to present

또한, 본 발명이 이루고자 하는 또다른 기술적 과제는, 보도블럭에 태양광패널을 부착한 스마트 보도블록을 통해 태양광 에너지로부터 전력을 공급받아 항상 배터리의 전원을 보강하는 지하 열배관 누수감지 및 경보 시스템을 제시하는데 그 목적이 있다. In addition, another technical task to be achieved by the present invention is an underground heat pipe leak detection and alarm system that always reinforces the power of the battery by receiving power from solar energy through a smart sidewalk block with a solar panel attached to the sidewalk block. It aims to present

또한, 본 발명이 이루고자 하는 또다른 기술적 과제는, 열배관의 접합부분 또는 접속부분에 온도 센서를 부착하여 설치함으로써, 문제 발생시 언제든지 보수가 가능한 지하 열배관 누수감지 및 경보 시스템을 제시하는데 그 목적이 있다. In addition, another technical problem to be achieved by the present invention is to provide an underground heat pipe leak detection and alarm system that can be repaired at any time in the event of a problem by attaching a temperature sensor to the junction or connection part of the heat pipe. have.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 또다른 기술적 과제는, 열배관의 접합부분 또는 접속부분에 복수의 온도 센서를 병렬로 설치함으로써, 하나 또는 몇개의 센서가 고장나더라도 고장이 나지 않은 센서는 정상적으로 동작하고, 고장 난 센서만 교체하여 유지 비용을 줄일 수 있는 지하 열배관 누수감지 및 경보 시스템을 제시하는데 그 목적이 있다. In addition, another technical problem to be achieved by the present invention is by installing a plurality of temperature sensors in parallel at the junction or connection part of the heat pipe, so that even if one or several sensors fail, the non-failure sensor operates normally and The purpose of this study is to propose an underground heat pipe leak detection and alarm system that can reduce maintenance costs by replacing only the faulty sensor.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 또다른 기술적 과제는, 열배관과 함께 지중에 매설되는 전기 시스템(아두이노 등)의 내부를 실리콘으로 충전하여 우수나 습기, 먼지, 흙 등의 이물질로부터 보호하고, 시스템 바깥으로 확장되는 전선의 경우 스프링 케이블을 사용하여 지진이나 기타 요인에 의한 진동 발생에도 끊어지지 않도록 한 지하 열배관 누수감지 및 경보 시스템을 제시하는데 그 목적이 있다. In addition, another technical task to be achieved by the present invention is to fill the inside of an electric system (Arduino, etc.) buried in the ground together with a heat pipe with silicon to protect it from rainwater or foreign substances such as moisture, dust, and soil, and the system The purpose of this is to present an underground heat pipe leak detection and alarm system that uses a spring cable to prevent breakage even in the event of vibration caused by earthquakes or other factors in the case of wires extending outside.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 또다른 기술적 과제는, 진동 센서, 습도 센서, 바이메탈 센서, 온도 센서 중에서 하나 이상을 열 배관의 접합부분 또는 접속부분에 설치하여 열배관 파열에 따른 누수를 감지하는 지하 열배관 누수감지 및 경보 시스템을 제시하는데 그 목적이 있다. In addition, another technical problem to be achieved by the present invention is to install at least one of a vibration sensor, a humidity sensor, a bimetal sensor, and a temperature sensor at a junction or connection part of a heat pipe to detect water leakage due to rupture of the heat pipe. The purpose is to present a pipe leak detection and alarm system.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.The problems to be solved of the present invention are not limited to those mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명에 의한 지하 열배관 누수감지 및 경보 시스템은, 열배관(10), 바이메탈 센서(110), 온도 센서(120), 아두이노(130), 태양광 패널(140), 시스템 서버(150)를 포함하는 지하 열배관 누수감지 및 경보 시스템에 있어서, 태양광 에너지를 이용하여 전력을 발생하는 태양광 패널(140); 지중에 매설된 열배관(10)의 접합부분 또는 관 이음의 접속부분에 설치되며, 상기 접합부의 온도가 소정의 임계 온도를 초과했을 때 작동하여 전원을 스위칭함으로써 상기 온도 센서(120)와 상기 아두이노(130)로 전원을 공급하여 작동시키는 바이메탈 센서(110); 상기 열배관(10)의 접합부분 또는 관 이음의 접속부분에 배관 둘레를 따라 복수의 센서를 병렬로 부착한 후 실리콘으로 매립하여 적어도 하나 이상의 센서가 고장나더라도 고장이 나지 않은 센서로 정상적인 동작이 가능하도록 구성되며, 상기 태양광 패널(140)의 전원으로 항시 동작하여 상기 열배관(10)의 감지 온도를 전송 및 수집하거나 또는 상기 바이메탈 센서(110)의 작동에 의해 위험 상황에서만 동작하여 상기 열배관(10)의 접합부분 또는 관 이음의 접속부분의 온도를 감지하는 온도 센서(120); 상기 열배관(10)과 함께 지중에 매설되고 우수나 습기로부터 보호하도록 내부에 실리콘이 충전되며, 상기 바이메탈 센서(110)에 의해 동작하여 상기 온도 센서(120)의 감지 데이터와 상기 열배관(10)의 위치정보와 일련번호를 묶은 데이터 리스트를 생성하여 로라(LoRa) 통신을 통해 전송하고, 상기 온도 센서(120)로부터 감지 데이터를 수신하여 상기 로라(LoRa) 통신을 통해 전송하는 아두이노(130); 및 상기 아두이노(130)로부터 로라(LoRa) 통신을 통해 상기 데이터 리스트를 수신받고, 상기 데이터 리스트에 포함된 상기 열배관(10)의 감지 데이터를 분석하여 상기 열배관(10)의 파열 조짐을 미리 예측하고, 상기 열배관(10)의 파열로 판단되면 사고내용과 사고위치가 포함된 긴급 재난 문자를 발송하는 시스템 서버(150);를 포함하며, 상기 열배관(10)의 온도가 제1 단계 위험 온도에 도달하면 상기 바이메탈 센서(110)의 작동으로 상기 온도 센서(120)와 상기 아두이노(130)가 동작하고, 상기 아두이노(130)에서 파열이 발생한 상기 열배관(10)의 위치정보와 배관의 일련번호를 묶은 데이터 리스트를 생성하여 로라(LoRa) 통신을 통해 상기 시스템 서버(150)로 전송하고, 이후 상기 온도 센서(120)의 온도가 제2 단계 위험 온도에 도달하면 상기 시스템 서버(150)에서 해당지역 주민의 휴대전화로 긴급 재난 문자를 발송하도록 구성될 수 있다.
상기 아두이노(130)는, 상기 바이메탈 센서(110)의 스위칭 동작에 의해 상기 온도 센서(120)로부터 감지 데이터를 수신받는 센서신호 수신부(132); 상기 바이메탈 센서(110)의 작동에 의해 상기 온도 센서(120)와 상기 아두이노(130)로 전원을 공급하는 배터리(133); 상기 열배관(10)의 위치정보와 배관의 일련번호 및 상기 온도 센서(120)의 감지 데이터를 저장하는 메모리(134); 상기 데이터 리스트를 로라(LoRa) 통신을 통해 전송하고 신호를 수신받는 로라(LoRa) 통신부(135); 상기 로라(LoRa) 통신부(135)와 케이블로 연결되어 지상에 설치되며, 로라(LoRa) 통신으로 데이터를 송수신하는 로라(LoRa) 안테나(136); 및 상기 센서신호 수신부(132)를 통해 수신된 상기 온도 센서(120)의 감지 데이터와 상기 메모리(134)에 저장된 상기 열배관(10)의 위치정보와 일련번호를 하나로 묶어서 상기 데이터 리스트를 생성하여 로라 통신을 통해 전송하는 MCU(131);를 포함하여 구성될 수 있다.
As a means for solving the above technical problem, the underground heat pipe leak detection and alarm system according to the present invention is a heat pipe 10, a bimetal sensor 110, a temperature sensor 120, an Arduino 130, the sun In the underground heat pipe leak detection and alarm system comprising a light panel 140 and a system server 150, the solar panel 140 for generating power using solar energy; It is installed in the joint part of the heat pipe 10 buried underground or the joint part of the pipe joint, and operates when the temperature of the joint part exceeds a predetermined threshold temperature and switches power by switching the temperature sensor 120 and the Arduino a bimetal sensor 110 for supplying power to the ino 130 to operate; After attaching a plurality of sensors in parallel along the circumference of the pipe to the junction part of the heat pipe 10 or the connection part of the pipe joint, it is buried with silicon so that even if at least one sensor fails, a normal operation is performed as a sensor that does not fail. It is configured to be possible, and it is always operated with the power of the solar panel 140 to transmit and collect the detected temperature of the heat pipe 10 or to operate only in a dangerous situation by the operation of the bimetal sensor 110 to operate the heat a temperature sensor 120 for sensing the temperature of the joint portion of the pipe 10 or the joint portion of the pipe joint; It is buried in the ground together with the heat pipe 10 and is filled with silicon inside to protect it from rain or moisture. ) generates a data list that binds the location information and serial number and transmits it through LoRa communication, and receives the sensing data from the temperature sensor 120 and transmits it through the LoRa communication. ); And receives the data list through LoRa communication from the Arduino 130, and analyzes the sensed data of the heat pipe 10 included in the data list to detect the rupture of the heat pipe 10 Prediction, and when it is determined that the thermal pipe 10 is ruptured, the system server 150 for sending an emergency disaster message including the accident details and the accident location; includes, and the temperature of the heat pipe 10 is the first When the critical temperature is reached, the temperature sensor 120 and the Arduino 130 are operated by the operation of the bimetal sensor 110, and the location of the heat pipe 10 where the rupture occurs in the Arduino 130 Generates a data list that bundles information and serial numbers of pipes and transmits them to the system server 150 through LoRa communication, and then when the temperature of the temperature sensor 120 reaches the second stage dangerous temperature, the system The server 150 may be configured to send an emergency disaster text message to a mobile phone of a local resident.
The Arduino 130 includes a sensor signal receiving unit 132 that receives sensing data from the temperature sensor 120 by a switching operation of the bimetal sensor 110 ; a battery 133 for supplying power to the temperature sensor 120 and the Arduino 130 by the operation of the bimetal sensor 110; a memory 134 for storing the position information of the heat pipe 10, the serial number of the pipe, and the detection data of the temperature sensor 120; a LoRa communication unit 135 for transmitting the data list through LoRa communication and receiving a signal; a LoRa antenna 136 connected to the LoRa communication unit 135 by a cable, installed on the ground, and transmitting and receiving data through LoRa communication; And by combining the detection data of the temperature sensor 120 received through the sensor signal receiving unit 132 and the location information and the serial number of the heat pipe 10 stored in the memory 134 into one, the data list is generated, MCU 131 for transmitting through LoRa communication; may be configured to include.

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본 발명에 따르면, 대부분 사고의 원인이 되는 열배관의 접합부분 또는 접속부분에 온도 센서를 부착하여 열배관 파열을 감지하고 로라(LoRa) 통신을 통해 감지 데이터를 직접 송신함으로써, 열배관 파열에 따른 누수를 실시간으로 감지할 수 있고 감시 인력을 대폭 줄일 수 있으며 시스템의 운영 비용을 크게 감소시킬 수 있다.According to the present invention, by attaching a temperature sensor to the junction or connection part of the heat pipe, which is the cause of most accidents, to detect the heat pipe rupture and directly transmit the detection data through LoRa communication, The leak can be detected in real time, the monitoring manpower can be greatly reduced, and the operating cost of the system can be greatly reduced.

또한, 열배관의 접합부에 온도 센서를 설치하고 로라(LoRa) 통신을 통해 감지 데이터를 수집 및 분석하여, 열배관의 파열 조짐을 구별하여 사고를 미리 예측할 수 있다.In addition, by installing a temperature sensor at the junction of the heat pipe and collecting and analyzing the sensed data through LoRa communication, it is possible to predict the accident in advance by distinguishing the signs of rupture of the heat pipe.

또한, 파열이 발생한 열배관의 위치정보와 배관의 일련번호를 묶은 데이터 리스트(data list)를 제공함으로써, 위험상황에 대한 정확한 지령을 전달할 수 있고 효율적으로 대처할 수 있다.In addition, by providing a data list in which the location information of the ruptured heat pipe and the serial number of the pipe are provided, it is possible to deliver an accurate command for a dangerous situation and to deal with it efficiently.

또한, 가격이 저렴하고 신뢰성이 높은 온도 센서를 이용하여 열배관 파열에 따른 온도를 감지함으로써 적은 비용으로 위험을 감지할 수 있고, 전력 사용을 최소화 하는 회로를 이용하여 전력 비용 또한 낮출 수 있다.In addition, by using a low-cost and high-reliability temperature sensor to detect the temperature due to rupture of the heat pipe, the risk can be detected at a low cost, and the power cost can also be lowered by using a circuit that minimizes the use of power.

또한, 시스템 유지의 안전성과 신뢰성을 확보하고 최소한의 인력으로 안전관리 및 유지가 가능하며 시스템 운영 비용을 절감할 수 있다.In addition, it is possible to secure the safety and reliability of system maintenance, to manage and maintain safety with a minimum of manpower, and to reduce system operation costs.

또한, 대부분 사고의 원인이 되는 열배관의 용접부에 온도 센서를 부착하기 때문에 사람이 직접 배관 안전을 테스트하는 기존의 시스템보다 신뢰성이 높다.In addition, since the temperature sensor is attached to the welding part of the heat pipe, which is the cause of most accidents, it is more reliable than the existing system in which a person directly tests the pipe safety.

또한, 로라(LoRa) 통신을 이용하여 온도 정보를 직접 송신하기 때문에 열배관 파열을 즉각 인지하여 대응 조치할 수 있고, 배관 안전을 점검하는 인력을 감소할 수 있다.In addition, since temperature information is directly transmitted using LoRa communication, it is possible to immediately recognize a rupture of a heat pipe and take countermeasures, and it is possible to reduce the number of manpower to check the safety of the pipe.

또한, 바이메탈 센서를 이용하여 열배관이 특정 임계 온도를 초과했을 때만 온도 센서가 동작하여 로라(LoRa) 통신을 통해 감지 데이터를 전송함으로써, 건전지나 내부 배터리를 사용하여 오랜 기간동안 운영 유지할 수 있다.In addition, by using the bimetal sensor, the temperature sensor operates only when the heat pipe exceeds a specific threshold temperature and transmits the sensed data through LoRa communication, so that it can be operated and maintained for a long period of time using batteries or internal batteries.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 또다른 기술적 과제는, 시스템 유지의 안전성과 신뢰성을 확보하고 최소한의 인력으로 안전관리 및 유지가 가능하며 시스템 운영 비용을 절감할 수 있다.In addition, another technical task to be achieved by the present invention is to secure the safety and reliability of system maintenance, to enable safety management and maintenance with a minimum of manpower, and to reduce system operating costs.

또한, 사고가 일어날 의심이 있는 관에서 데이터를 항시 수집하고 싶거나, 사고 양상을 파악하기 위해 빅데이터를 수집하려는 경우 태양광 패널을 이용하여 항상 데이터를 수집할 수 있다.In addition, if you want to always collect data from a pipe where an accident is suspected or you want to collect big data to understand the accident pattern, you can always collect data using a solar panel.

또한, 열배관의 접합부에 복수의 감지 센서를 병렬로 설치하여 하나 또는 그 이상의 센서가 고장나더라도 고장이 나지 않은 다른 센서는 정상적으로 동작하고 고장 난 센서만 교체함으로써, 유지 비용을 줄일 수 있다.In addition, by installing a plurality of detection sensors in parallel at the junction of the heat pipe, even if one or more sensors fail, other sensors that do not fail operate normally and only the failed sensor is replaced, thereby reducing maintenance costs.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.Effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1 내지 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 의한 지하 열배관 누수감지 및 경보 시스템을 나타낸 도면으로,
도 1은 지하 열배관 누수감지 및 경보 시스템의 전체 구성도이고,
도 2는 온도센서(120), 아두이노(130), 로라(LoRa) 안테나(136)의 설치 개념도이고,
도 3은 위험 상황 감지 시에만 작동하는 시스템의 동작 개념도이고,
도 4는 로라(LoRa) 통신 기능 확인 및 아두이노(130) 전송단용 프로그래밍 예를 간단하게 나타낸 도면이고,
도 5는 온도센서(120)의 감지 데이터의 전송 예를 나타낸 도면이고,
도 6은 열배관(10)의 파열시 해당 지역주민의 휴대전화로 전송한 SMS 메시지의 예를 나타낸 도면이다.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 제2 실시예에 의한 지하 열배관 누수감지 및 경보 시스템을 나타낸 도면으로,
도 7은 지하 열배관 누수감지 및 경보 시스템의 전체 구성도이고,
도 8은 상시 작동하는 시스템의 동작 개념도이고,
도 9는 보도블럭 형태로 구성된 태양광 패널(140)을 나타낸 예시도이고,
도 10은 지면 상에 설치된 태양광 패널(140)을 나타낸 예시도이다.
1 to 6 are views showing an underground heat pipe leak detection and alarm system according to a first embodiment of the present invention;
1 is an overall configuration diagram of an underground heat pipe leak detection and alarm system;
2 is a conceptual diagram of the installation of the temperature sensor 120, the Arduino 130, and the LoRa antenna 136,
3 is an operation conceptual diagram of a system that operates only when a dangerous situation is detected,
4 is a diagram showing a simple example of programming for the LoRa communication function check and the Arduino 130 transmission end,
5 is a view showing an example of transmission of the sensed data of the temperature sensor 120,
6 is a diagram illustrating an example of an SMS message transmitted to a mobile phone of a local resident when the heat pipe 10 is ruptured.
7 to 10 are views showing an underground heat pipe leak detection and alarm system according to a second embodiment of the present invention;
7 is an overall configuration diagram of an underground heat pipe leak detection and alarm system;
8 is a conceptual diagram of an operation of a system that operates all the time;
9 is an exemplary view showing a solar panel 140 configured in the form of a sidewalk block,
10 is an exemplary view showing the solar panel 140 installed on the ground.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명되는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 발명의 설명 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙여 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily carry out the present invention. However, the present invention may be embodied in several different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the description of the invention.

이하, 본 발명에서 실시하고자 하는 구체적인 기술내용에 대해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. Hereinafter, specific technical contents to be practiced in the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1 실시예first embodiment

도 1 내지 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 의한 지하 열배관 누수감지 및 경보 시스템을 나타낸 도면으로, 도 1은 지하 열배관 누수감지 및 경보 시스템의 전체 구성도이고, 도 2는 온도센서(120), 아두이노(130), 로라(LoRa) 안테나(136)의 설치 개념도이고, 도 3은 위험 상황 감지 시에만 작동하는 시스템의 동작 개념도이고, 도 4는 로라(LoRa) 통신 기능 확인 및 아두이노(130) 전송단용 프로그래밍 예를 간단하게 나타낸 도면이고, 도 5는 온도센서(120)의 감지 데이터의 전송 예를 나타낸 도면이고, 도 6은 열배관(10)의 파열시 해당 지역주민의 휴대전화로 전송한 SMS 메시지의 예를 나타낸 도면이다.1 to 6 are views showing an underground heat pipe leak detection and alarm system according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is an overall configuration diagram of an underground heat pipe leak detection and alarm system, and FIG. 2 is a temperature sensor 120, Arduino 130, is a conceptual diagram of the installation of the LoRa antenna 136, FIG. 3 is a conceptual diagram of an operation of a system that operates only when a dangerous situation is detected, and FIG. 4 is a LoRa communication function confirmation and Arduino 130 is a diagram simply showing a programming example for the transmission stage, FIG. 5 is a diagram showing an example of transmission of the sensed data of the temperature sensor 120, and FIG. It is a diagram showing an example of an SMS message transmitted by phone.

본 발명의 제1 실시예에 의한 지하 열배관 누수감지 및 경보 시스템(100)은 도 1에 나타낸 바와 같이, 열배관(10), 바이메탈 센서(110), 온도 센서(120), 아두이노(Arduino; 130), 시스템 서버(150), 이동통신사 서버(160), 휴대전화(170)를 포함하고 있다.As shown in FIG. 1, the underground heat pipe leak detection and alarm system 100 according to the first embodiment of the present invention includes a heat pipe 10, a bimetal sensor 110, a temperature sensor 120, and an Arduino. 130), a system server 150, a mobile communication company server 160, and a mobile phone 170.

상기 열배관(10)은 지중에 매설되어 각 세대에 난방을 공급하는 열수송배관이다. 상기 열배관(10)은 관이음의 접합부분(용접부분) 또는 접속부분(플랜지(flange))(20)을 포함하고 있으며, 대부분의 열배관 파열 사고가 여기에서 발생하고 있다.The heat pipe 10 is a heat transport pipe buried underground to supply heating to each household. The heat pipe 10 includes a joint portion (weld portion) or a connecting portion (flange) 20 of a pipe joint, and most of the heat pipe rupture accidents occur here.

상기 바이메탈 센서(110)는 상기 열배관(10)의 접합부분(용접부분) 또는 관이음의 접속부분(플랜지(flange))(20)에 설치될 수 있다.The bimetal sensor 110 may be installed in a joint portion (welded portion) of the heat pipe 10 or a joint portion (flange) 20 of a pipe joint.

상기 바이메탈(bimetal) 센서(110)는 열팽창계수가 매우 다른 두 종류의 얇은 금속판을 포개어 붙여 한 장으로 만든 막대 형태의 부품으로, 열을 가했을 때 휘는 성질을 이용해 기기를 온도에 따라 제어하는 역할을 한다.The bimetal sensor 110 is a rod-shaped part made by stacking two types of thin metal plates with very different thermal expansion coefficients on top of each other. do.

즉, 상기 바이메탈(bimetal) 센서(110)는 상기 열배관(10) 파열 사고가 발생할 수 있는 소정의 임계 온도를 초과했을 때 작동하여 전원을 스위칭함으로써, 상기 온도 센서(120)와 상기 아두이노(Arduino; 130)로 전원을 공급하여 동작시키게 된다.That is, the bimetal sensor 110 operates when the heat pipe 10 exceeds a predetermined threshold temperature at which a rupture accident may occur and switches the power, whereby the temperature sensor 120 and the Arduino ( It is operated by supplying power to the Arduino; 130).

상기 온도 센서(120)는 상기 열배관(10)의 접합부분(용접부분) 또는 관 이음의 접속부분(플랜지(flange))(20)의 둘레를 따라 병렬로 복수로 설치되며, 상기 바이메탈 센서(110)의 작동에 의해 위험 상황에서만 동작하여 상기 열배관(10)의 접합부분 또는 접속부분(20)의 온도를 감지하는 역할을 한다.The temperature sensor 120 is installed in plurality in parallel along the circumference of the joint portion (weld portion) of the heat pipe 10 or the joint portion (flange) 20 of the pipe joint, and the bimetal sensor ( It operates only in a dangerous situation by the operation of 110 , and serves to sense the temperature of the junction portion or the connection portion 20 of the heat pipe 10 .

상기 온도 센서(120)는 상기 열배관(10)이 특정 임계 온도(배관 파열 가능한 온도)를 초과했을 때만 상기 바이메탈 센서(110)에 의해 동작하여 로라(LoRa) 통신을 통해 감지 데이터를 전송하도록 구성될 수 있다.The temperature sensor 120 operates by the bimetal sensor 110 only when the heat pipe 10 exceeds a specific threshold temperature (a temperature at which a pipe ruptures possible) to transmit sensing data through LoRa communication. can be

상기 온도 센서(120)는 상기 열배관(10)의 접합부분 또는 접속부분(20)을 따라 배관 둘레에 병렬로 복수로 설치될 수 있다(도 2 참조). A plurality of the temperature sensors 120 may be installed in parallel around the pipe along the junction part or the connection part 20 of the heat pipe 10 (see FIG. 2 ).

따라서, 상기 온도 센서(120)는 하나 또는 몇개의 센서가 고장나더라도 고장이 나지 않은 센서는 정상적으로 동작하며, 고장 난 센서만 교체하면 되기 때문에 유지 비용을 줄일 수 있다.Accordingly, even if one or several sensors fail, the temperature sensor 120 operates normally, and only the defective sensor needs to be replaced, thereby reducing maintenance costs.

또한, 상기 온도 센서(120)는 높은 온도까지 측정이 가능하고 안전성과 신뢰성을 보장하며, 다른 센서에 비해 값이 저렴한 장점이 있다.In addition, the temperature sensor 120 can measure up to a high temperature, guarantees safety and reliability, and has an advantage of being inexpensive compared to other sensors.

상기 아두이노(Arduino; 130)는 상기 온도 센서(120)가 설치된 부근의 상기 열배관(10)에 설치될 수 있다. 상기 아두이노(Arduino; 130)는 상기 바이메탈 센서(110)에 의해 동작하여 상기 온도 센서(120)의 감지 데이터와 상기 열배관(10)의 위치정보와 일련번호를 묶은 데이터 리스트를 생성하여 로라(LoRa) 통신을 통해 상기 시스템 서버(150)로 전송한다.The Arduino 130 may be installed in the heat pipe 10 in the vicinity of which the temperature sensor 120 is installed. The Arduino 130 operates by the bimetal sensor 110 to generate a data list that combines the detection data of the temperature sensor 120, the location information of the heat pipe 10, and the serial number, LoRa) is transmitted to the system server 150 through communication.

상기 아두이노(130)는 다양한 센서나 부품을 연결할 수 있고 입출력, 중앙처리장치가 포함되어 있는 기판으로, 마이크로컨트롤러(Microcontroller) 보드를 기반으로 한 오픈 소스 컴퓨팅 플랫폼과 소프트웨어 개발 환경을 포함한다. 상기 아두이노(130)는 상기 온도 센서(120)로부터 감지 데이터를 수신하여 상기 로라(LoRa) 통신부(135)의 송수신을 제어한다.The Arduino 130 is a board that can connect various sensors or components and includes input/output and a central processing unit, and includes an open source computing platform and a software development environment based on a microcontroller board. The Arduino 130 receives the sensing data from the temperature sensor 120 and controls the transmission and reception of the LoRa communication unit 135 .

예를 들어, 상기 아두이노(130)는 MCU(Micro Controller Unit; 131), 센서신호 수신부(132), 배터리(133), 메모리(134), 로라(LoRa) 통신부(135), 로라(LoRa) 안테나(136)를 포함하고 구성될 수 있다.For example, the Arduino 130 includes a Micro Controller Unit (MCU) 131, a sensor signal receiver 132, a battery 133, a memory 134, a LoRa communication unit 135, and a LoRa. An antenna 136 may be included and configured.

여기서, 상기 센서신호 수신부(132)는 상기 바이메탈 센서(110)의 스위칭 동작에 의해 상기 온도 센서(120)로부터 감지 데이터를 수신받아 상기 MCU(131)로 전달한다.Here, the sensor signal receiver 132 receives the sensing data from the temperature sensor 120 by the switching operation of the bimetal sensor 110 and transmits it to the MCU 131 .

상기 배터리(133)는 건전지나 충전 배터리로 구성될 수 있다. The battery 133 may be configured as a dry cell or a rechargeable battery.

상기 배터리(133)는 상기 열배관(10)이 특정 임계 온도를 초과했을 때 상기 바이메탈 센서(110)의 작동으로 상기 온도 센서(120)가 동작하여 로라(LoRa) 통신을 통해 감지 데이터를 전송하기 때문에, 수년 또는 그 이상 오랜 기간동안 사용될 수 있다.The battery 133 operates the temperature sensor 120 by the operation of the bimetal sensor 110 when the heat pipe 10 exceeds a specific threshold temperature to transmit detection data through LoRa communication. Because of this, it can be used for many years or longer.

예를 들어, 상기 바이메탈 센서(110)가 50℃ 이상의 온도에서만 회로가 작동하도록 구성된 경우, 건전지 1개만으로 적어도 1년 넘게 정상 작동할 수 있음을 실험으로 확인하였다. 따라서, 내장형 배터리(133)를 사용할 경우 수년 내지 수십년을 사용할 수 있을 것으로 판단된다.For example, when the bimetal sensor 110 is configured to operate a circuit only at a temperature of 50° C. or higher, it has been confirmed through an experiment that only one battery can operate normally for at least one year. Therefore, when the built-in battery 133 is used, it is determined that it can be used for several years to several decades.

또한, 상기 배터리(133)는 태양광패널 등에서 전력을 공급받아 배터리의 전원을 보강하도록 구성될 수도 있다.In addition, the battery 133 may be configured to receive power from a solar panel or the like to reinforce the power of the battery.

만약, 사고가 발생할 의심이 가는 열배관이 있거나 데이터 수집을 목적으로 항상 작동하는 회로가 필요하다면 태양광 패널을 통해서 전력을 항시 공급받아 작동하도록 구성할 수 있다(제2 실시예 참조).If there is a heat pipe suspected of causing an accident or if a circuit that always operates for the purpose of data collection is required, it can be configured to always operate by receiving power through a solar panel (refer to the second embodiment).

상기 메모리(134)는 상기 열배관(10)의 위치정보와 일련번호를 저장하고 있으며, 상기 온도 센서(120)의 감지 데이터를 저장하도록 구성될 수 있다.The memory 134 stores the position information and serial number of the heat pipe 10 , and may be configured to store detection data of the temperature sensor 120 .

상기 로라(LoRa) 통신부(135)는 파열이 발생한 열배관의 위치정보와 배관의 일련번호, 그리고 상기 온도 센서(120)의 감지 데이터를 묶은 상기 데이터 리스트(data list)를 로라(LoRa) 통신을 통해 상기 시스템 서버(150)로 전송하고, 상기 시스템 서버(150)로부터 로라(LoRa) 통신을 통해 신호를 수신받는다.The LoRa communication unit 135 transmits the data list that binds the location information of the ruptured heat pipe, the serial number of the pipe, and the detection data of the temperature sensor 120 to the LoRa communication. through the system server 150 , and receives a signal from the system server 150 through LoRa communication.

상기 로라(LoRa) 안테나(136)는 상기 로라(LoRa) 통신부(135)와 케이블로 연결되어 지상에 설치될 수 있다(도 2 참조). 상기 로라(LoRa) 안테나(136)는 상기 로라(LoRa) 통신부(135)에 의해 로라(LoRa) 통신으로 데이터를 송수신한다.The LoRa antenna 136 may be installed on the ground by being connected to the LoRa communication unit 135 by a cable (see FIG. 2 ). The LoRa antenna 136 transmits and receives data through LoRa communication by the LoRa communication unit 135 .

상기 MCU(131)는 상기 바이메탈 센서(110)의 스위칭 작동에 의해 전원을 공급받아 상기 온도센서(120) 및 상기 아두이노(130)로 전원을 공급하여 동작시키고, 그 동작을 각각 제어하는 역할을 한다.The MCU 131 receives power by the switching operation of the bimetal sensor 110 and supplies power to the temperature sensor 120 and the Arduino 130 to operate and control the operation. do.

상기 MCU(131)는 상기 센서신호 수신부(132)를 통해 수신된 상기 온도 센서(120)의 감지 데이터와 상기 메모리(134)에 저장된 상기 열배관(10)의 위치정보와 배관의 일련번호를 하나로 묶어서 데이터 리스트를 생성하고, 생성한 데이터 리스트를 로라 통신을 통해 상기 시스템 서버(150)로 전송한다.The MCU 131 combines the sensing data of the temperature sensor 120 received through the sensor signal receiving unit 132 and the location information of the heat pipe 10 stored in the memory 134 and the serial number of the pipe into one. A data list is created by grouping, and the generated data list is transmitted to the system server 150 through LoRa communication.

상기 아두이노(130)는 상기 온도 센서(120)가 설치된 부근의 상기 열배관(10)에 설치될 수 있다. 이때, 상기 아두이노(130)는 내부를 실리콘으로 충전하여 우수나 습기, 먼지, 흙 등의 이물질로부터 보호하고, 시스템 바깥으로 확장되는 전선의 경우 스프링 케이블을 사용하여 지진이나 기타 요인에 의한 진동 발생에도 끊어지지 않도록 구성한다.The Arduino 130 may be installed in the heat pipe 10 in the vicinity of which the temperature sensor 120 is installed. At this time, the Arduino 130 is filled with silicon to protect it from rainwater, moisture, dust, soil, etc. It is constructed so that it does not break even in

또한, 상기 열배관(10)의 접합부분 또는 접속부분(10)에 여러 개의 센서를 부착하기 때문에 회로가 복잡하고, 합선이 일어날 가능성이 있기 때문에 납땜 등으로 고정하여 문제를 해결할 수 있다. 그리고, 외부에 노출되는 전선 및 접점 노드는 실리콘으로 매립하여 합선이나 방전을 예방하고, 우수나 습기, 먼지, 흙 등의 이물질로부터 보호할 수 있다.In addition, since several sensors are attached to the junction or connection part 10 of the heat pipe 10, the circuit is complicated, and there is a possibility that a short circuit may occur. In addition, wires and contact nodes exposed to the outside are buried with silicon to prevent short circuits or discharges, and can be protected from rainwater or foreign substances such as moisture, dust, and soil.

상기 시스템 서버(150)는 상기 아두이노(130)로부터 로라(LoRa) 통신을 통해 상기 데이터 리스트를 수신받고, 상기 데이터 리스트에 포함된 상기 열배관의 감지 데이터를 분석하여 열배관의 파열 조짐을 미리 예측하고, 상기 열배관의 파열로 판단되면 사고내용과 사고위치가 포함된 긴급 재난 문자를 발송하는 역할을 한다.The system server 150 receives the data list from the Arduino 130 through LoRa communication, analyzes the detected data of the heat pipe included in the data list, and predicts the rupture of the heat pipe in advance. Prediction, and when it is determined that the heat pipe is ruptured, it serves to send an emergency disaster message including the accident details and the accident location.

상기 시스템 서버(150)는 로라(LoRa) 통신부(151), 로라(LoRa) 안테나(152), 통신부(153)를 포함하여 구성될 수 있다.The system server 150 may include a LoRa communication unit 151 , a LoRa antenna 152 , and a communication unit 153 .

여기서, 상기 로라(LoRa) 통신부(151)는 상기 로라(LoRa) 안테나(152)를 통해 상기 아두이노(130)와 로라 통신으로 데이터를 송수신하는 역할을 한다.Here, the LoRa communication unit 151 serves to transmit and receive data through LoRa communication with the Arduino 130 through the LoRa antenna 152 .

상기 시스템 서버(150)는 상기 로라(LoRa) 통신부(151)를 통해 상기 아두이노(130)로부터 상기 온도 센서(120)의 감지 데이터와 열배관의 위치정보와 배관의 일련번호를 묶은 데이터 리스트(data list)를 수신받는다.The system server 150 is a data list that bundles the detection data of the temperature sensor 120, the location information of the heat pipe, and the serial number of the pipe from the Arduino 130 through the LoRa communication unit 151 ( data list) is received.

이에 의해, 상기 시스템 서버(150)는 열배관의 감지 데이터를 분석하여, 열배관 파열 조짐을 구별하여 사고를 미리 예측하고, 파열 사고시 위험상황에 대한 정확한 지령을 전달하고 효율적으로 대처할 수 있도록 한다.Thereby, the system server 150 analyzes the detection data of the heat pipe, distinguishes the signs of heat pipe rupture, predicts an accident in advance, and transmits an accurate command for a dangerous situation in the case of a rupture accident and efficiently copes with it.

상기 시스템 서버(150)는 열배관 파열로 인한 사고를 감지하고 해당지역 주민의 휴대전화(170)로 긴급 재난 문자를 발송하는 솔루션 또는 어플리케이션을 포함하고 있으며, 국가와 연계하여 긴급 재난 문자를 보낼 수 있도록 구성될 수 있다.The system server 150 includes a solution or application that detects an accident caused by a thermal pipe rupture and sends an emergency disaster text message to the mobile phone 170 of the local residents, and can send an emergency text message in connection with the country. It can be configured to

여기서, 상기 긴급 재난 문자 발송은 이동통신사 서버(160)를 통해 해당지역 주민의 휴대전화(170)로 발송하도록 구성될 수 있다.Here, the emergency text message may be sent to the mobile phone 170 of the local resident through the mobile communication company server 160 .

상기 구성을 갖는 본 발명에 의한 제1 실시예는, 상기 열배관(10)의 온도가 제1 단계 위험 온도(사고 발생 가능하여 예의주시가 필요한 상황)에 도달하면 상기 바이메탈 센서(110)의 작동에 의해 상기 온도 센서(120)와 상기 아두이노(Arduino; 130)가 동작하여 상기 온도 센서(120)의 감지 데이터를 상기 아두이노(130)에서 로라(LoRa) 통신을 통해 상기 시스템 서버(150)로 전송하고, 이후 상기 온도 센서(120)의 온도가 제2 단계 위험 온도(실제 사고 발생으로 판단된 상황)에 도달하면 상기 시스템 서버(150)에서 해당지역 주민의 휴대전화(170)로 긴급 재난 문자를 발송함으로써, 위험상황에 대한 정확한 지령을 전달할 수 있고 효율적으로 대처할 수 있는 시스템을 제공한다.In the first embodiment according to the present invention having the above configuration, when the temperature of the heat pipe 10 reaches the first stage dangerous temperature (a situation that requires careful attention due to the possibility of an accident), the bimetal sensor 110 is operated The temperature sensor 120 and the Arduino (Arduino; 130) are operated by the Then, when the temperature of the temperature sensor 120 reaches the second stage dangerous temperature (a situation determined as an actual accident), the system server 150 sends an emergency disaster to the mobile phone 170 of the local residents. By sending a text message, an accurate command for a dangerous situation can be delivered and a system capable of effectively coping with it is provided.

제2 실시예second embodiment

도 7 내지 도 10은 본 발명의 제2 실시예에 의한 지하 열배관 누수감지 및 경보 시스템을 나타낸 도면으로, 도 7은 지하 열배관 누수감지 및 경보 시스템의 전체 구성도이고, 도 8은 상시 작동하는 시스템의 동작 개념도이고, 도 9는 보도블럭 형태로 구성된 태양광 패널(140)을 나타낸 예시도이고, 도 10은 지면 상에 설치된 태양광 패널(140)을 나타낸 예시도이다.7 to 10 are views showing an underground heat pipe leak detection and alarm system according to a second embodiment of the present invention. FIG. 7 is an overall configuration diagram of an underground heat pipe leak detection and alarm system, and FIG. It is a conceptual diagram of the operation of the system, FIG. 9 is an exemplary view showing the solar panel 140 configured in the form of a sidewalk block, and FIG. 10 is an exemplary view showing the solar panel 140 installed on the ground.

본 발명의 제2 실시예에 의한 지하 열배관 누수감지 및 경보 시스템(100)은 도 1에 나타낸 바와 같이, 열배관(10), 태양광 패널(140), 온도 센서(120), 아두이노(Arduino; 130), 시스템 서버(150), 이동통신사 서버(160), 휴대전화(170)를 포함하고 있다.As shown in FIG. 1, the underground heat pipe leak detection and alarm system 100 according to the second embodiment of the present invention includes a heat pipe 10, a solar panel 140, a temperature sensor 120, and an Arduino ( Arduino; 130), a system server 150, a mobile communication company server 160, and includes a mobile phone 170.

본 발명의 제2 실시예에서는 제1 실시예(도 1)의 바이메탈 센서(110) 대신에 상기 태양광 패널(140)을 구성하여, 상기 온도 센서(120)와 상기 아두이노(Arduino; 130)가 항시 동작하도록 구성한 것이다.In the second embodiment of the present invention, the solar panel 140 is configured instead of the bimetal sensor 110 of the first embodiment (FIG. 1), and the temperature sensor 120 and the Arduino 130 are configured. is configured to work all the time.

상기 태양광 패널(140)은 태양광 에너지를 이용하여 전력을 생산하여 상기 아두이노(130)의 배터리(133)에 항상 전원을 충전시키고, 상기 배터리(133)의 전원으로 상기 온도 센서(120)와 상기 아두이노(130)가 항시 동작하도록 구성될 수 있다.The solar panel 140 generates power using solar energy to always charge power to the battery 133 of the Arduino 130 , and the temperature sensor 120 is powered by the battery 133 . and the Arduino 130 may be configured to operate all the time.

상기 태양광 패널(140)은 지면 위 또는 지상의 구조물이나 건물 등에 설치될 수 있다. The solar panel 140 may be installed on the ground or in a structure or building on the ground.

예를 들어, 상기 태양광 패널(140)은 도 9에 나타낸 바와 같이, 보도블럭에 태양광 패널을 설치하여 구성될 수 있다. 이때, 상부에 태양광 패널이 설치된 스마트 보도블럭은 인도의 보도블럭과 함께 설치될 수 있다.For example, as shown in FIG. 9 , the solar panel 140 may be configured by installing a solar panel on a sidewalk block. At this time, the smart sidewalk block with the solar panel installed on the top may be installed together with the sidewalk block of India.

한편, 본 발명의 다른 실시예에서는 상기 태양광 패널(140) 대신에 풍력 발전기를 사용할 수도 있고, 한전의 상용전원을 이용하여 동작하도록 구성될 수도 있다.Meanwhile, in another embodiment of the present invention, a wind power generator may be used instead of the solar panel 140 , or it may be configured to operate using KEPCO's commercial power supply.

상기 구성을 갖는 본 발명에 의한 제2 실시예는, 상기 열배관(10)의 접합부분 또는 접속부분(20)에 설치된 상기 온도 센서(120)가 항시 동작하여 상기 열배관(10)의 온도를 측정한 감지 데이터를 로라(LoRa) 통신을 통해 상기 시스템 서버(150)로 전송하고, 상기 열배관(10)의 온도가 제1 단계 위험 온도(사고 발생 가능하여 예의주시가 필요한 상황)에 도달하면 상기 시스템 서버(150)에서 열배관 파열 가능성을 예측하여 사고 전에 미리 교체하도록 지령을 내리거나 예의 관찰하고, 상기 온도 센서(120)의 온도가 제2 단계 위험 온도(실제 사고 발생으로 판단된 상황)에 도달하면 상기 시스템 서버(150)에서 해당지역 주민의 휴대전화(170)로 긴급 재난 문자를 발송함으로써, 위험상황에 대한 정확한 지령을 전달할 수 있고 효율적으로 대처할 수 있는 시스템을 제공한다.In the second embodiment according to the present invention having the above configuration, the temperature sensor 120 installed in the junction portion or the connection portion 20 of the heat pipe 10 is always operated to control the temperature of the heat pipe 10 . When the measured sensing data is transmitted to the system server 150 through LoRa communication, and the temperature of the heat pipe 10 reaches the first stage dangerous temperature (a situation that requires careful attention because an accident may occur), The system server 150 predicts the possibility of rupture of the heat pipe and gives a command to replace it in advance or carefully observes it before the accident, and the temperature of the temperature sensor 120 is the second stage dangerous temperature (the situation determined as an actual accident) By sending an emergency disaster text message from the system server 150 to the mobile phone 170 of the local resident when reaching

상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 지하 열배관 누수감지 및 경보 시스템은, 열배관이 특정 임계 온도를 초과했을 때만 바이메탈 센서에 의해 온도 센서가 작동하여 로라(LoRa) 통신을 통해 감지 데이터와 파열이 발생한 열배관의 위치정보와 배관의 일련번호를 묶은 데이터 리스트(data list)를 시스템 서버로 전송하여 위험상황에 대한 정확한 지령을 전달하고 효율적으로 대처할 수 있도록 구현함으로써, 본 발명의 기술적 과제를 해결할 수가 있다.As described above, in the underground heat pipe leak detection and alarm system according to the present invention, the temperature sensor is operated by the bimetal sensor only when the heat pipe exceeds a specific critical temperature, and the detection data and rupture are detected through LoRa communication. By transmitting the data list that bundles the location information of the generated heat pipe and the serial number of the pipe to the system server, it is possible to solve the technical problem of the present invention by delivering an accurate command for a dangerous situation and implementing it to effectively deal with it. have.

이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시 예들은 기술적 과제를 해결하기 위해 개시된 것으로, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자(당업자)라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.Preferred embodiments of the present invention described above are disclosed to solve the technical problems, and those skilled in the art to which the present invention pertains may modify, change, add, etc. variously within the spirit and scope of the present invention. This will be possible, and such modifications and changes should be regarded as belonging to the following claims.

10 : 열배관
20 : 접합부분(용접부분) 또는 관 이음의 접속부분(플랜지)
100 : 지하 열배관 누수감지 및 경보 시스템
110 : 바이메탈 센서 120 : 온도 센서
121 : 케이블 130 : 아두이노(Arduino)
131 : MCU(Micro Controller Unit)
132 : 센서신호 수신부 133 : 배터리
134 : 메모리 135 : 로라(LoRa) 통신부
136 : 로라(LoRa) 안테나 140 : 태양광 패널
150 : 시스템 서버 151 : 로라(LoRa) 통신부
152 : 로라(LoRa) 안테나 153 : 통신부
160 : 이동통신사 서버 170 : 휴대전화
10: heat pipe
20: joint part (weld part) or connection part of pipe joint (flange)
100: underground heat pipe leak detection and alarm system
110: bimetal sensor 120: temperature sensor
121: cable 130: Arduino (Arduino)
131: MCU (Micro Controller Unit)
132: sensor signal receiver 133: battery
134: memory 135: LoRa (LoRa) communication unit
136: LoRa antenna 140: solar panel
150: system server 151: LoRa (LoRa) communication unit
152: LoRa antenna 153: communication unit
160: mobile operator server 170: mobile phone

Claims (6)

열배관(10), 바이메탈 센서(110), 온도 센서(120), 아두이노(130), 태양광 패널(140), 시스템 서버(150)를 포함하는 지하 열배관 누수감지 및 경보 시스템에 있어서,
태양광 에너지를 이용하여 전력을 발생하는 태양광 패널(140);
지중에 매설된 열배관(10)의 접합부분 또는 관 이음의 접속부분에 설치되며, 상기 접합부의 온도가 소정의 임계 온도를 초과했을 때 작동하여 전원을 스위칭함으로써 상기 온도 센서(120)와 상기 아두이노(130)로 전원을 공급하여 작동시키는 바이메탈 센서(110);
상기 열배관(10)의 접합부분 또는 관 이음의 접속부분에 배관 둘레를 따라 복수의 센서를 병렬로 부착한 후 실리콘으로 매립하여 적어도 하나 이상의 센서가 고장나더라도 고장이 나지 않은 센서로 정상적인 동작이 가능하도록 구성되며, 상기 태양광 패널(140)의 전원으로 항시 동작하여 상기 열배관(10)의 감지 온도를 전송 및 수집하거나 또는 상기 바이메탈 센서(110)의 작동에 의해 위험 상황에서만 동작하여 상기 열배관(10)의 접합부분 또는 관 이음의 접속부분의 온도를 감지하는 온도 센서(120);
상기 열배관(10)과 함께 지중에 매설되고 우수나 습기로부터 보호하도록 내부에 실리콘이 충전되며, 상기 바이메탈 센서(110)에 의해 동작하여 상기 온도 센서(120)의 감지 데이터와 상기 열배관(10)의 위치정보와 일련번호를 묶은 데이터 리스트를 생성하여 로라(LoRa) 통신을 통해 전송하고, 상기 온도 센서(120)로부터 감지 데이터를 수신하여 상기 로라(LoRa) 통신을 통해 전송하는 아두이노(130); 및
상기 아두이노(130)로부터 로라(LoRa) 통신을 통해 상기 데이터 리스트를 수신받고, 상기 데이터 리스트에 포함된 상기 열배관(10)의 감지 데이터를 분석하여 상기 열배관(10)의 파열 조짐을 미리 예측하고, 상기 열배관(10)의 파열로 판단되면 사고내용과 사고위치가 포함된 긴급 재난 문자를 발송하는 시스템 서버(150);를 포함하며,
상기 열배관(10)의 온도가 제1 단계 위험 온도에 도달하면 상기 바이메탈 센서(110)의 작동으로 상기 온도 센서(120)와 상기 아두이노(130)가 동작하고, 상기 아두이노(130)에서 파열이 발생한 상기 열배관(10)의 위치정보와 배관의 일련번호를 묶은 데이터 리스트를 생성하여 로라(LoRa) 통신을 통해 상기 시스템 서버(150)로 전송하고, 이후 상기 온도 센서(120)의 온도가 제2 단계 위험 온도에 도달하면 상기 시스템 서버(150)에서 해당지역 주민의 휴대전화로 긴급 재난 문자를 발송하는,
지하 열배관 누수감지 및 경보 시스템.
In the underground heat pipe leak detection and alarm system including the heat pipe 10, the bimetal sensor 110, the temperature sensor 120, the Arduino 130, the solar panel 140, and the system server 150,
Solar panel 140 for generating power using solar energy;
It is installed in the joint part of the heat pipe 10 buried underground or the joint part of the pipe joint, and operates when the temperature of the joint part exceeds a predetermined threshold temperature and switches power by switching the temperature sensor 120 and the Arduino a bimetal sensor 110 for supplying power to the ino 130 to operate;
After attaching a plurality of sensors in parallel along the circumference of the pipe to the junction part of the heat pipe 10 or the connection part of the pipe joint, it is buried with silicon so that even if at least one sensor fails, a normal operation is performed as a sensor that does not fail. It is configured to be possible, and it is always operated with the power of the solar panel 140 to transmit and collect the detected temperature of the heat pipe 10 or to operate only in a dangerous situation by the operation of the bimetal sensor 110 to operate the heat a temperature sensor 120 for sensing the temperature of the joint portion of the pipe 10 or the joint portion of the pipe joint;
It is buried in the ground together with the heat pipe 10 and is filled with silicon inside to protect it from rain or moisture. ) generates a data list that binds the location information and serial number and transmits it through LoRa communication, and receives the sensing data from the temperature sensor 120 and transmits it through the LoRa communication. ); and
Receives the data list from the Arduino 130 through LoRa communication, and analyzes the sensed data of the thermal pipe 10 included in the data list to predict the rupture of the thermal pipe 10 in advance. The system server 150 for predicting and sending an emergency disaster message including accident details and accident location when it is determined that the heat pipe 10 is ruptured; includes;
When the temperature of the heat pipe 10 reaches the first stage dangerous temperature, the temperature sensor 120 and the Arduino 130 are operated by the operation of the bimetal sensor 110, and in the Arduino 130 A data list is created in which the location information of the heat pipe 10 where the rupture has occurred and the serial number of the pipe is created and transmitted to the system server 150 through LoRa communication, and then the temperature of the temperature sensor 120 When the second stage reaches the dangerous temperature, the system server 150 sends an emergency disaster text message to the mobile phone of the local resident,
Underground heat pipe leak detection and alarm system.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 아두이노(130)는,
상기 바이메탈 센서(110)의 스위칭 동작에 의해 상기 온도 센서(120)로부터 감지 데이터를 수신받는 센서신호 수신부(132);
상기 바이메탈 센서(110)의 작동에 의해 상기 온도 센서(120)와 상기 아두이노(130)로 전원을 공급하는 배터리(133);
상기 열배관(10)의 위치정보와 배관의 일련번호 및 상기 온도 센서(120)의 감지 데이터를 저장하는 메모리(134);
상기 데이터 리스트를 로라(LoRa) 통신을 통해 전송하고 신호를 수신받는 로라(LoRa) 통신부(135);
상기 로라(LoRa) 통신부(135)와 케이블로 연결되어 지상에 설치되며, 로라(LoRa) 통신으로 데이터를 송수신하는 로라(LoRa) 안테나(136); 및
상기 센서신호 수신부(132)를 통해 수신된 상기 온도 센서(120)의 감지 데이터와 상기 메모리(134)에 저장된 상기 열배관(10)의 위치정보와 일련번호를 하나로 묶어서 상기 데이터 리스트를 생성하여 로라 통신을 통해 전송하는 MCU(131);
를 포함하는 지하 열배관 누수감지 및 경보 시스템.
The method of claim 1,
The Arduino 130 is
a sensor signal receiving unit 132 that receives sensing data from the temperature sensor 120 by a switching operation of the bimetal sensor 110;
a battery 133 for supplying power to the temperature sensor 120 and the Arduino 130 by the operation of the bimetal sensor 110;
a memory 134 for storing the position information of the heat pipe 10, the serial number of the pipe, and the detection data of the temperature sensor 120;
a LoRa communication unit 135 that transmits the data list through LoRa communication and receives a signal;
a LoRa antenna 136 connected to the LoRa communication unit 135 by a cable, installed on the ground, and transmitting and receiving data through LoRa communication; and
The data list is generated by tying the detection data of the temperature sensor 120 received through the sensor signal receiving unit 132 and the location information and the serial number of the heat pipe 10 stored in the memory 134 into one to generate the data list. MCU 131 for transmitting through communication;
Underground heat pipe leak detection and alarm system comprising a.
삭제delete 삭제delete 삭제delete
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