KR102351620B1 - 모바일 기기를 이용한 지능형 설비관리 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 설비관리 시스템을 개시한다. 보다 상세하게는, 본 발명은 각 지역에 분포, 설치된 다양한 설비들에 대하여 작업자들이 소지하고 있는 스마트폰과 같은 모바일 기기를 이용하여 정상적으로 운영되고 있는지를 모니터링하고, IoT 기반 단말장치와 설비운영관리 시스템 간 실시간으로 데이터를 송수신하여 현장에서 설비관리에 필요한 설비정보를 수정 또는 추가정보를 전송할 수 있도록 하는 모바일 기기를 이용한 지능형 설비관리 시스템 구현 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 관리자가 자신의 스마트폰과 같은 모바일 기기를 이용하여 각 지역에 분산되어 설치되는 다수의 각종 센서 및 원격검침, 원격제어 등을 목적하는 단말장치와 직접 또는 신호변환장치를 이용하여 유선 또는 무선으로 연결하고, 그로부터 모바일 기기와 단말장치 간 전송되는 설비정보와 GPS 위치정보 그리고 유지보수에 필요한 사진 및 동영상, TEXT 등을 모바일 기기를 이용하여 이동통신망을 통해 원격지의 설비운영센터 내의 서버에 실시간 제공함으로써, 전용(임대/자가)망만을 이용하는 기존의 관리방식보다 설비관리에 대한 설계, 시공, 개통 등 관련 정보의 실시간성을 보장하여 설비정보의 신뢰성 등 업무 효율성을 증진하여 원격지 다수의 IoT 장치를 효율적으로 관리할 수 있는 효과가 있다.

Description

모바일 기기를 이용한 지능형 설비관리 시스템 및 방법{THE INTELLIGENT EQUIPMENT MANAGEMENT SYSTEM AND METHOD WITH A MOBILE DEVICE}

본 발명은 설비관리 시스템에 관한 것으로, 각 지역에 분포되어 설치된 다양한 설비들에 대하여 현장 작업자들이 소지하고 있는 스마트폰과 같은 모바일 기기를 이용하여 IoT 기반 단말장치들을 관리하고 유지하는 유지보수 업무의 효율성을 향상시키는 모바일 기기를 이용한 지능형 설비관리 시스템 및 방법에 관한 것이다.

4차 산업혁명과 더불어 현장에 설치되는 모든 사물에 인터넷이 연결되고, 현장에 설치된 센서를 이용하여 취득하는 측정정보 및 설비관리 데이터와 원격검침 및 원격제어 등을 목적으로 하는 장치들이 인터넷 기반으로 클라우드 등의 서버로 전송하는 IoT 기반 단말장치를 관리하기 위한 시스템의 개발 및 공급이 가속화되고 있다.

특히, 공공기관과 더불어 IoT 관련 서비스를 제공하고자 하는 사업자들을 중심으로 4차 산업혁명에 필요한 다양한 서비스가 개발되고 있으며, 이와 더불어 IoT 시스템 구축 및 수요 역시 빠른 속도로 증가하고 있다.

이에 통신사업자들은 LTE 무선 기반 NB-IoT 및 LTE-M1 등의 사물 인터넷 기술을 개발 완료하고, 시범 적용 단계를 지나 상용서비스를 시작하여 공공기관과 IoT 서비스 사업자들에게 서비스를 제공하고 있으며, 그 수요는 점점 더 증가하는 추세에 있다.

그리고, 통신사업자로부터 회선을 임대하여 구성하는 임대망 구성 방법뿐만 아니라, Wi-SUN, LoRA 및 PLC(전력선) 통신방식 등을 이용하여 통신사업자로부터 회선을 임대하지 않고, 자가망으로 통신회선 전용망을 구축하는 공공기관과 IoT 서비스 사업자들 역시 증가하고 있다.

하지만, 현장에서 운용 중인 IoT 기반 단말장치들은 주로 산간, 도로, 주택지, 산업단지 및 공원 등 야외 지역을 중심으로 설치 운영되고 있으며 그 수량도 급속한 속도로 증가하고 있음에 따라, 공공기관과 IoT 서비스 사업자들은 설비관리에 많은 어려움을 겪고 있으며 이러한 설비관리의 문제를 해결하고자 다양한 방법으로 수많은 노력을 하고 있으나, 아직은 문제점 파악에 그치고 있다.

특히, IoT Device(장치)들은 저속(Low speed, Low band), 경량프로토콜(Light weight protocol), 저전력(Low power), 저비용(Low cost) 즉, 4L 기반으로 개발되고 있어 4L 기반의 장치들이 갖는 설비관리 및 전송망 관리의 문제점 해결과 업무효율 향상을 위한 노력이 쉽게 결실을 이루지 못하고 있다.

이를 해결하기 위하여 4차 산업혁명의 IoT를 준비하는 국제기구에서는 광대역에 적합한 기존 IPv6 통신 스택을 저속(협대역)에 적합하도록 6Lowpan 기반 IPv6 통신 스택을 규정하였고, 6Lowpan과 더불어 네트워크 및 장치를 관리하는 SNMP 프로토콜 역시 IoT 기반에서는 무겁고 크다는 결론을 내고, IoT 기반 단말장치에 적합하도록 가볍고 작게 만든 LwM2M 경량프로토콜(Light weight protocol)을 규정하여 보급하고 있으며 사용을 권장하고 있다.

이에 IoT 서비스를 제공하는 사업자들은 6Lowpan과 LwM2M을 적용한 IoT 기반 단말장치를 이용하여 저속(Low speed, Low band), 경량프로토콜(Light weight protocol)의 문제점을 해결하고는 있으나 저전력(Low power), 저비용(Low cost)의 문제로 필요한 기능을 충분히 적용하지 못하여 설비관리 등에 많은 문제점이 발생하고 있다.

특히 도로, 해변, 산간, 공원 등 정상적인 전력을 공급하기 어려운 야외에 설치되는 장치들은 저전력(Low power)으로도 일정 기간 동작할 수 있어야 하고, 적게는 수만 개에서 많게는 수십만 수백만 개의 장치들을 설치하고 운영하는 공공기관과 IoT 서비스 사업자들의 투자비용 부담을 줄이기 위해서는 저비용(Low cost) 장치가 개발되고 공급되어야 하는데, 이를 위한 방법과 구현이 쉽지 않아 4차 산업혁명의 근간인 IoT 시스템 도입에 많은 걸림돌이 되고 있다.

많은 문제점 중 중요 사안으로 돌출된 사항은 산간이나 야외에 설치되거나 설치 예정인 수백만 개의 장치를 관리하기 위해서는 설비에 대한 위치정보의 정확성이 매우 중요하며 설비의 정확한 위치를 확인하기 위하여 GPS 수신기를 장착하여 운영하는 방안도 제안되었으나 도로, 공원, 해변 및 산간 등에 설치 운영되는 대부분의 IoT 기반 단말장치들은 소용량의 배터리가 사용되고 있어 GPS 수신기가 동작할 수 있는 충분한 전력공급의 확보가 어려우며, 특히 GPS 수신기 도입 시 소요되는 투자비용 등의 증가로 인하여 저전력(Low power), 저비용(Low cost) 기반의 IoT 기반 단말장치에 설비관리를 목적으로 고성능의 GPS 기능을 적용하기 어려운 상황으로 IoT 시스템 도입을 위한 과감한 투자가 이루어지지 않고 있다.

전술한 문제점을 조금 더 기술하면, 종래 IoT 기반 단말장치들은 설치 시 시공자가 설치할 장치와 장소에 대한 리스트를 출력한 후 현장으로 이동하여 설치하고 있으며, 설치 후 시설내역과 사진 등의 시공정보를 특정 양식에 따라 작성 제출하면 시스템 관리자가 이를 확인 후 입력하는 오프라인(Off-line) 방식으로 관리되고 있어 시공정보의 신뢰성이 저하되고, 설치장소에 대한 정확한 위치정보 수집이 어려운 실정이다.

또한, 오프라인 방식으로 인한 인적실수 등으로 인하여 정확한 시공정보의 입력과 관리가 어려워 유지보수 등 설비관리 업무에 많은 지장을 초래하고 있으며, 특히 도로, 해변, 공원, 산간, 농지 및 빌딩 등 대단위 지역에 대한 주소의 경우 정확한 설치장소 확인이 불가하여 설치장소로의 이동에 있어 많은 어려움을 겪고 있으며, 이로 인하여 장애 발생 시 신속한 현장 출동이 어려운 상황이다.

이에, 신속한 현장 출동과 원활한 유지보수 업무를 위해 주소정보와 더불어 정확한 경도와 위도 기반의 GPS 기반 위치정보 수집이 가능한 설비관리 시스템 구축이 최우선으로 필요하다고 할 수 있다.

전술한 문제점 중 또 다른 중요 문제점은 대부분의 IoT 기반 단말장치들의 관리 수량이 적게는 수만개에서 많게는 수십만 수백만 개로 기존의 오프라인 관리방식으로는 옥내가 아닌 옥외에 설치되는 대량의 설비들에 대한 관리 업무의 한계성을 극복할 수 없으므로 설치 시부터 폐기 시까지 기존의 오프라인 방식과 더불어 설비에 대한 설치장소, 시공 및 유지보수 등의 관련 정보를 실시간으로 조회할 수 있는 환경을 구축하고, 설비정보의 수정이 가능하며 설비 등록 등이 가능한 온라인(On-line) 기반의 실시간 설비관리 시스템 도입이 필요한 상황이다.

현재, 현장에서 장치의 설치 또는 운영 시 설비관리에 필요한 GPS 좌표, 시공 및 운영 관련 사진과 동영상 그리고 설비관리에 필요한 참조 설명 등의 조회 및 수정 그리고 설비 등록 등 고성능의 기능을 저비용, 저성능 기반의 IoT 기반 단말장치에 구현하기 어렵고, 설비관리 및 유지보수 업무의 효율성 향상을 위하여 꼭 필요한 설비관리 및 유지보수 정보의 조회, 수정, 등록이 가능한 온라인(On-line) 기반의 실시간 전송이 불가능하다.

이를 해결하기 위해서는 저성능, 저비용의 IoT 기반 단말장치가 구현하기 어려운 기능을 스마트폰 등의 모바일 기기가 제공하는 고성능의 기능을 활용하여 저성능 장치에 필요한 기능을 구현하고, 휴대용 모바일 기기가 내장하고 있는 고속의 모바일 네트워크를 활용하여 기존의 Off-Line 방식과 더불어 On-Line 방식을 추가로 구현하는 등 설계, 시공, 관리 및 유지보수 업무의 신뢰성과 효율성 향상을 도모하고 4차 산업혁명의 근간인 IoT 기반 단말장치들이 갖는 문제점을 해결하기 위하여 스마트폰과 같은 모바일 기기를 이용한 On-Line 기반의 지능형 설비관리 시스템 구축이 필요하다.

등록특허공보 제10-0915983호(공고일자: 2009.09.10.)

본 발명은 주로 도로, 산간, 주택지, 산업단지 및 공원 등 야외 지역을 중심으로 설치 운영되고 있는 IoT 장치들을 효율적으로 관리하기 위하여 고안된 것으로, 본 발명은 설비관리 시스템 구축에 있어 저속(Low speed, Low band), 경량(Light weight), 저전력(Low power), 저비용(Low cost)의 4L 기반 IoT 장치들이 갖는 한계로 구현하기 어려운 기능들 즉 설치장소의 정확성 향상을 위한 GPS 수신기 기능, 시공 및 유지보수에 필요한 사진 및 동영상 전송, 그리고 설치장소나 유지보수에 필요한 참조 설명을 위한 TEXT 기능 등 설비관리에 꼭 필요한 기능 들을 구현하고, 정보를 실시간 전송하고 조회할 수 있도록 하여 IoT 장치들이 갖는 저전력, 저비용, 저속도 등의 문제점을 극복하고자, 스마트폰과 같은 고성능의 모바일 기기가 내장하고 있는 기능을 활용하여 시공 및 유지보수에 필요한 기능을 구현하고, 모바일 기기가 내장하고 있는 고속의 네트워크 기능을 활용하여 기존의 오프라인 방식과 더불어 온라인 방식을 추가하는 방식으로 현장 작업자와 설비관리 시스템 간 실시간으로 데이터를 전송하고 수신할 수 있게 함으로써 설비관리에 필요한 정보 조회와 수집의 실시간성을 보장하여 설비정보의 신뢰성 향상과 더불어 설비관리 및 유지보수 업무의 비용을 절감하고 업무 효율성을 증진 시키는 방법으로 4L 기반의 IoT 단말장치가 갖는 문제점을 해결하여 4차 산업혁명의 빠른 기술발전과 확장을 도모하고자 모바일 기기를 이용한 지능형 설비관리 시스템 구현 및 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.

전술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 모바일 기기를 이용한 지능형 설비관리 시스템은, 임대망이나 자가망 등을 이용하여 원거리 통신망에 접속할 수 있는 통신수단을 탑재하고, 원격지의 도로, 산간, 주택지, 산업단지 및 공원 등의 야외나 건물 등에 설치되며 온도, 습도, 진동 등의 값을 측정하는 센서 기능과 전기, 가스, 수도 등의 원격검침을 수행하는 원격검침 기능 그리고 원격에서의 조명제어 등 원격제어 기능 등을 포함하는 다수의 IoT 기반 단말장치; 임대망이나 자가망을 통해 원거리에 설치되어 운영 중인 상기 복수의 IoT 기반 단말장치와 연결되고, 상기 IoT 기반 단말장치가 취득하는 센서정보와 검침정보 그리고 원격제어 등의 정보를 수집하여 분석하고 관리하는 데이터수집 서버; IoT 기반 단말장치의 현재 운영상태를 모니터하고, 구동 타이밍을 포함하는 등 제어 신호를 생성하여 상기 IoT 기반 단말장치에 전송하는 설비운영관리 서버; 설비운영센터 내에 있는 상기 설비운영 관리서버와 임대망이나 전용망과는 별도로 고속의 이동통신 무선네트워크로 연결되고, 상기 복수의 IoT 기반 단말장치 중 임의의 어느 하나와 연결되어 설비관리에 필요한 정보를 조회, 생성하는 등 설비관리를 위하여 서버 및 IoT 기반 단말장치와 통신하고, 서버와 IoT 기반 단말장치가 고속의 무선네트워크로 직접 연결될 수 있도록 중계하는 기능을 수행하는 모바일 기기; 그리고 휴대용 모바일 기기의 활용성을 향상하고자 IoT 기반 단말장치와 휴대용 모바일 기기가 유선이 아닌 무선으로 접속할 수 있도록 USB, RS-232C 등의 유선 신호를 Wi-Fi나 Bluetooth 등의 무선 신호로 변환하는 기능을 수행하는 휴대용 신호변환장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 다수의 IoT 기반 단말장치는, 원격의 설비운영센터 내에 있는 데이터 수집서버 및 설비운영 관리서버와 연동하기 위하여 임대망 또는 자가망에 접속하여 데이터를 전송하고 수신하기 위한 통신 모듈을 포함하는 통신부; 설치목적에 부합하는 기능 즉 센서기능, 원격검침기능, 원격제어기능 등을 수행하는 기능관리부; 그리고 현장에서 IoT 기반 단말장치의 설정값을 확인하고 설정하는 등 제어기능을 지원하기 위한 Console port를 포함하는 장치제어부로 구성될 수 있다.

상기 휴대용 신호변환장치는, 상기 IoT 기반 단말장치와 상기 모바일 기기가 유선으로 USB 나 RS-232C 등의 방식으로 직접 연결될 수 있으나 유선은 현장 활동 시 행동반경에 제약이 많으므로 현장에서 활동의 편리성과 모바일 기기의 활용성을 증진하기 위하여 상기 휴대용 신호변환장치를 상기 IoT 기반 단말장치와 상기 모바일 기기 사이에 놓고 활용할 수 있으며, 상기 휴대용 신호변환장치는 상기 IoT 기반 단말장치와 USB 또는 RS-232C 등의 방식으로 연결되는 유선부; Wi-Fi나 Bluetooth 방식으로 휴대용 모바일 기기와 연결되는 무선부; 그리고 유선부의 USB 또는 RS-23C 등의 신호와 무선부의 Wi-Fi나 Bluetooth 신호를 상호 변환시키는 기능을 수행하는 신호변환부로 구성될 수 있다.

상기 모바일 기기는, 상기 다수의 IoT 기반 단말장치와 직접 연결되거나 상기 휴대용 신호변환장치를 이용하여 IoT 기반 단말장치와 연결될 수 있는데 IoT 기반 단말장치와 유선 또는 무선방식으로 연결되는 설비단말 접속부(제1 통신부); 설비운영센터 내의 데이터 수집서버 및 설비운영 관리서버와 연동을 위하여 고속의 이동통신 모바일 네트워크와 연결되는 이동통신망 접속부(제2 통신부); 상기 설비운영센터 내의 서버로부터 제어 신호를 받아 서버와 IoT 기반 단말장치가 직접 데이터를 송신하고 수신할 수 있도록 하며, 서버가 IoT 기반 단말장치를 직접 제어할 수 있도록 서버와 IoT 기반 단말장치 간 신호를 중계하는 기능을 수행하는 신호 중계부; 상기 IoT 기반 설비단말 접속부를 제어하며 IoT 기반 단말장치와 연결되는 제1 통신부를 통해 Console 기능과 더불어 단말장치로부터 설비정보를 수신하거나 GPS 위치정보 등 설비관리에 필요한 정보를 IoT 기반 단말장치에 전송하여 저장하는 기능 등을 수행하는 설비단말 연계제어부; 상기 이동통신망 접속부를 제어하며 이동통신용 모바일 네트워크와 연결되는 제2 통신부를 통해 IoT 기반 단말장치로부터 수집한 설비정보와 모바일 기기를 활용하여 취득한 GPS 위치정보, 시공 관련 사진과 영상 등의 정보를 관리 서버로 전송하는 기능과 관리 서버로부터 필요한 정보를 수신하여 확인하거나 관리 서버로부터 제어신호를 받아 IoT 기반 단말장치를 제어하고 처리하는 기능을 수행하는 관리서버 연계 제어부로 구성될 수 있다.

또한, 상기 모바일 기기는, GPS 수신기를 이용하여 정확한 위치정보를 확인하고, 사진과 동영상 등의 이미지를 처리하는 기능을 활용할 수 있도록 하며, 유지보수를 위한 지침과 설명서 등의 문서와 참조 설명을 조회하고 등록할 수 있도록 문자와 문서를 처리하는 기능을 활용할 수 있도록 모바일 기기가 내장하고 있는 기능들을 활용할 수 있도록 하는 모바일 기기 기능관리부; 상기 관리서버와 상기 IoT 기반 단말장치로부터 수집한 정보 및 모바일 기기를 활용하여 취득한 정보를 저장하고 관리하는 설비관리부; 상기 관리서버로부터 제어신호를 받아 IoT 기반 단말장치를 제어하고 테스트하는 기능을 수행하며, 모바일 기기를 구성하는 단말장치 연계제어부, 신호중계부, 관리서버 연계제어부, 모바일 기기 기능관리부 등을 종합하여 관리하고 제어하는 공통제어부를 더 포함할 수 있다.

상기 설비운영센터 내의 서버는, 임대망 또는 자가망과 연결되어 원격지의 단말장치와 DATA 교환 및 제어를 위하여 연결되는 네트워크를 관리하기 위한 전송망용 G/W; 상기 전송망용 G/W를 통해 연결된 IoT 기반 단말장치들의 인증서, 맥 어드레스, IP주소, 설치장소 등을 활용하여 IoT 기반 단말장치를 식별하고 제어하기 위한 단말장치 식별 및 제어부; 원격지의 단말장치로부터 센싱, 원격검침, 원격제어 등 서비스에 필요한 데이터와 설비정보를 실시간으로 수집하는 데이터 수집부; 상기 수집된 데이터를 분석하여 각 설비의 목적, 기능, 사양 등 서비스를 위한 정보와 설비관리를 위한 정보를 포함하는 하나 이상의 데이터를 저장하고 관리하는 데이터베이스; 상기 데이터베이스의 자료를 활용하여 온도 등의 날씨감시, 원격제어, 원격검침, 영상 등의 서비스를 제공하기 위하여 운영되는 하나 이상의 서비스를 제공하는 서버 등과 연계되는 서비스 연동부; 상기 데이터베이스 중 설비의 구동 상태 등의 설비정보를 추출하여 IoT 기반 단말장치의 현재 상태를 판단하며, 비정상적인 상황의 경우 정의된 대응조치에 따라 제어 신호를 생성하고 관리하는 설비운영 관리부로 구성될 수 있다.

또한, 상기 설비운영센터 내의 서버는, 이동통신 회사의 모바일 네트워크를 통해 모바일 기기로부터 설비관리에 필요한 DATA 교환과 제어를 목적으로 구성하는 이동통신용 모바일 네트워크를 관리하기 위한 모바일용 G/W; 상기 모바일용 G/W를 통해 연결된 휴대용 무선장치들의 인증서, 전화번호, IP주소 등을 활용하여 모바일 기기를 식별하고 제어하기 위한 모바일 기기 식별 및 제어부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 설비운영센터 내의 서버는, 각 지역에 설치된 설비 중, 기준일자 이전에 설치된 레거시 설비에 대한 설비정보를 참조하여 상기 레거시 설비의 명령어를 LUT(Look-Up Table: 자료를 다른 형태로 변환시키기 위해 빠른 시간내 접근이 가능하도록 만들어진 자료)를 통해 상기 기준일자 이후에 설치된 설비의 명령어에 매핑하여 레거시 시스템(서버)과 연동하여 상기 구동을 제어하는 레거시 연동부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 설비운영센터 내의 서버는, 상기 복수의 IoT 기반 단말장치와 원거리 전송망을 통해 둘 이상의 단말장치와의 연결을 제어하고, 원거리 통신망(네트워크)에 연결되는 설비 간 구동 주기가 서로 중복되지 않도록 교번하는 등 직접구동을 제어하며 각 지역 현장 관리자가 휴대한 모바일 기기가 단말장치에 연결되는 경우 고속 광대역의 모바일 네트워크를 통해 단말장치와의 데이터 송수신 및 펌웨어와 소프트웨어의 업데이트 기능을 수행할 수 있도록 제어하며 원거리 통신망(네트워크)과 모바일 네트워크의 자원을 분배하는 자원 분배부를 더 포함할 수 있다.

전술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 다른 양태에 따른 모바일 기기를 이용한 지능형 설비관리 방법으로서, 모바일 기기가 IoT 기반 단말장치로 제1 통신부를 통해 접속을 시도하는 단계; 상기 IoT 기반 단말장치가 상기 모바일 기기의 접근 권한을 확인하고, 접속을 승인하는 단계; 상기 IoT 기반 단말장치가 설비의 구동 상태를 포함하는 설비정보를 생성하고, 제1 통신부를 통해 상기 모바일 기기로 설비정보를 전송하는 단계; 상기 모바일 기기가 상기 설비정보에 자신의 GPS 위치 좌표를 반영하고, 제2 통신부를 통해 설비운영센터 내의 서버에 설비정보를 전송하는 단계; 상기 모바일 기기가 GPS 위치정보를 IoT 기반 단말장치로 제1 통신부를 통해 전송하여 매핑하는 단계; 상기 설비관리부가 상기 설비정보에 포함된 정치의 고유 ID와 위치 좌표를 통해 상기 설비의 설치 위치를 산출하고 해당 설비를 식별하는 단계; 상기 설비관리부가 상기 설비정보를 참조하여 식별된 설비의 현재 운영상태를 분석하는 단계; 상기 설비운영센터 내의 서버가 상기 설비정보로부터 IoT 기반 단말장치의 구동 상태를 추출하여 현재 상태를 판단하고, 상기 설비가 정상적으로 운영 중일 때는 대기하고, 비정상적으로 판단되는 경우에는 정의된 대응조치에 따라 제어 신호를 생성하여 모바일 네트워크를 통해 상기 모바일 기기에 전송하는 단계 및 상기 모바일 기기가 제1 통신부를 통해 상기 IoT 기반 단말장치에 상기 제어 신호를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 설비운영센터 내의 서버는, 각 지역에 설치된 설비 중 기준일자 이전에 설치된 레거시 설비에 대한 설비정보를 참조하여 상기 레거시 설비의 명령어를 LUT(Look-Up Table)를 통해 상기 기준일자 이후에 설치된 설비의 명령어에 매핑하는 단계 및 매핑값에 기초하여 상기 제어신호를 변환하고 상기 레거시 설비에 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 설비운영센터 내의 서버는, 원거리 통신망을 통해 둘 이상의 IoT 기반 단말장치와의 연결을 제어하는 단계 및 근접한 위치에서 연관된 기능을 수행하는 설비의 구동 주기가 서로 중복되지 않도록 교번하여 동작할 수 있도록 구동을 제어하고 관리하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 주로 도로, 산간, 주택지, 산업단지 및 공원 등 야외 지역을 중심으로 설치 운영되고 있는 IoT 장치들이 갖는 저속(Low speed, Low band), 경량(Light weight), 저전력(Low power), 저비용(Low cost)의 4L 기반의 문제점 중 저전력, 저비용의 문제를 해결하는 방안으로 전체적으로는 설비관리 및 유지보수 업무의 비용을 절감하고 업무 효율성을 증진 시키는 효과가 있다.

세부적으로는 IoT 기반 단말장치가 구현하기 어려운 GPS 수신기 기능을 모바일 기기를 이용하여 GPS 수신기 기능을 구현하면 설치장소 관리 방법을 주소기반과 더불어 GPS 좌표 기반으로 관리할 수 있어 장치의 시공이나 유지보수 시 현장 위치를 정확히 확인하고, 이동을 할 수 있으므로 현장 출동시간을 단축하여 시공업무 효율성 향상 및 신속한 장애복구 등의 효과를 기대할 수 있다.

또한, 모바일 기기가 내장하고 있는 네트워크 기능을 활용하여 기존의 오프라인 방식과 더불어 온라인 방식을 추가하는 방식으로 현장 작업자와 설비관리 시스템 간 실시간으로 데이터를 전송하고 수신할 수 있게 함으로써 현장에서 설비관리에 필요한 정보의 조회시간과 설비정보의 수정 또는 추가정보를 전송하여 서버에 저장하는 시간의 실시간성을 보장하여 설비관리에 대한 정보의 신뢰성 향상과 업무 효율성을 증진하는 효과가 있다.

그리고 저전력, 저비용의 단말장치에서 구현하기 어려운 기능 즉 GPS 수신기 기능, 시공 및 유지보수에 필요한 사진 및 동영상 촬영 및 전송 기능, 위치정보나 유지보수에 필요한 참조 설명을 위한 TEXT 전송 기능 등을 스마트폰과 같은 모바일 기기를 이용하여 구현할 수 있어 향후 설비관리 업무의 편리성을 제공하는 효과가 있다.

특히 현장 관리자가 휴대하고 있는 모바일 기기를 그대로 활용하여 고성능, 고비용의 장치가 가능한 기능을 구현하고, 모바일 기기가 내장하고 있는 모바일 네트워크를 활용함으로 별도의 네트워크 구축비용이 소요되지 않는 등 지능형 설비관리 시스템을 구축하는데 필요한 비용을 절감하는 효과가 있다.

종합적으로는 모바일 기기를 이용한 지능형 설비관리 시스템 구현 및 방법은 고가의 장치나 고성능의 장치에서 구현 가능한 기능을 적은 비용으로 구현하고, 별도의 추가비용 없이 모바일 네트워크를 활용할 수 있어 옥외나 야지에 설치되어 운영되는 다수의 IoT 기반 단말장치를 효율적으로 관리할 수 있을 뿐만 아니라 비용을 절감 효과를 극대화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 모바일 기기를 이용한 지능형 설비관리 시스템에서 단말장치와 휴대용 모바일 기기가 이동통신 무선네트워크를 이용하여 설비운영센터 내의 관리서버와 연결되는 시스템의 전체 구조를 예시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 모바일 기기를 이용한 지능형 설비관리 시스템에 이용되는 IoT 기반 단말장치와 휴대용 모바일 기기가 유선으로 직접 연결되거나 신호변환장치를 활용하여 무선으로 연결되는 구조를 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 모바일 기기를 이용한 지능형 설비관리 시스템에 적용을 위한 모바일 기기의 새로운 기능과 레거시 구조를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 모바일 기기를 이용한 지능형 설비관리 시스템에 포함되는 설비운영센터 내의 서버 구조 및 연계구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 모바일 기기를 이용한 지능형 설비관리 시스템의 신호 흐름을 나타낸 도면이다.

이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부(Unit)" 및 "...시스템(System)" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어, 소프트웨어 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

또한, 본 명세서에서 "실시예"라는 용어는 예시, 사례 또는 도해의 역할을 하는 것을 의미하나, 발명의 대상은 그러한 예에 의해 제한되지 않는다. 또한 "포함하는", "구비하는", "갖는" 및 다른 유사한 용어가 사용되고 있으나, 청구범위에서 사용되는 경우 임의의 추가적인 또는 다른 구성요소를 배제하지 않는 개방적인 전환어(Transition word)로서 "포함하는(Comprising)"이라는 용어와 유사한 방식으로 포괄적으로 사용될 수 있다.

본 명세서에 설명된 다양한 기법은 하드웨어 또는 소프트웨어와 함께 구현되거나, 적합한 경우에 이들 모두의 조합과 함께 구현될 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같은 "...부(Unit)" 및 "...시스템(System)" 등의 용어는 마찬가지로 컴퓨터 관련 엔티티(Entity), 즉 하드웨어, 하드웨어 및 소프트웨어의 조합, 소프트웨어 또는 실행 시의 소프트웨어와 등가로 취급할 수 있다. 또한, 본 발명의 프로그램에서 실행되는 각 기능은 모듈 단위로 구성될 수 있고, 하나의 물리적 메모리에 기록되거나, 둘 이상의 메모리 및 기록 매체 사이에 분산되어 기록될 수 있다.

이하의 설명에서, 설명의 편의상 본 발명의 "모바일 기기를 이용한 지능형 설비관리 시스템"을 가리키는 용어는 "지능형 설비관리 시스템" 또는 "시스템"으로 약식 기재될 수 있다.

이하의 설명에서, 설명의 편의상 본 발명의 “IoT 기반 단말장치”를 가리키는 용어는 “단말장치” 또는 “IoT 단말장치” 및 “IoT 기반 장치”로 약식 기재될 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 모바일 기기를 이용한 지능형 설비관리 시스템 구현 및 방법을 상세히 설명한다.

일반적으로, IoT 기반 단말장치들은 IPv4 또는 IPv6 기반의 망을 통하여 사용자들에게 서비스를 제공하는 서버 또는 클라우드로 단말장치에서 수집한 정보를 전송하는 것을 특징으로 하며, 그 구성은 네트워크 구성요소 중 상위 단인 서버와 단말장치인 클라이언트 그리고 서버와 클라이언트를 연결하는 IP 기반 전송망으로 구성될 수 있다.

통상의 시스템을 구축하는 데 있어서, 최초 설계팀들은 개략적인 설계 이후 현장을 방문 확인하여 설계를 확정하게 되고, 이에 시공팀들이 설계자료를 기반으로 현장에 설비 장치를 설치하는데, 이때 설계 변경이 이루어질 수도 있다.

또한, 개통 과정에서 시공팀은 설계자료를 수정한 설계변경 자료와 설치된 사진 등이 포함된 시공자료를 제출하고, 이에 관리자가 시공팀으로부터 제출된 시공자료를 확인 및 수정 후 개통팀에 전달하게 되면, 개통팀은 현장에 출동하여 개통하는 공정이 진행되는데, 이때, 시공팀은 잘못된 설계자료로 인하여 시공에 많은 어려움을 겪기도 하며, 개통팀 또한, 잘못된 시공정보로 인하여 개통업무에 많은 어려움을 겪기도 한다.

또한 시공 및 개통 과정에서 설비의 위치가 도로, 해변, 산간, 공원 등은 위치정보가 정확하지 않거나 단일주소의 범위가 넓고 단일주소 내에 다수의 설비가 시공 및 개통되는 경우도 많기에 단일주소 내의 설비가 서로 바뀌어 시공 및 개통되는 등 시공정보 및 개통정보의 오류로 인하여 장애복구 및 예방점검 등의 유지보수 업무에도 많은 지장을 초래할 수 있다.

시공정보 및 개통정보 그리고 유지보수 등의 설비관리 정보에 오류가 발생하는 주요 원인으로는, 설계, 시공, 개통, 유지보수 등의 업무수행 자료가 설비관리 시스템에 입력되는 과정이 오프라인 방식으로 진행됨에 따라, 설계팀과 시공팀 그리고 개통팀에 의한 현장 활동을 통해 수집한 자료나 설비정보가 시스템에 입력되어 관리되는 기간이 짧게는 1주일에서 1달 이상 소요된다는 점, 오프라인 방식이 내재하고 있는 인적실수 발생 가능성이 증가하여 설비관리를 위한 데이터의 정확성과 신뢰성이 떨어지는 점 등을 뽑을 수 있다.

특히, 인적실수의 대다수 원인으로는, 작업자의 데이터 입력 시 오타로 인한 입력 오류, 예를 들면 "가" 설비에 입력해야 하는 자료를 "나" 설비에 입력하는 인적실수가 발생하는 경우와 설계, 시공 및 개통 팀들이 현장에서 활동한 자료가 정리될 때 현장 활동 자료가 즉시 정리되지 못하고, 일정 기간 뒤 길게는 준공되는 시점까지 수개월 이상 소요된 후 정리되는 과정에서 작업자들의 착오로 잘못 정리되어 관리되는 경우 등이 있다.

이는 오프라인 방식이 인적실수가 발생할 수 있는 많은 요인을 내재하고 있기 때문이며, 이에 따라, 오프라인 방식과 더불어 온라인 방식을 병합하여 사용하는 방식으로 설비관리 방법의 전환이 요구된다고 할 수 있다.

또한, IoT 기반의 장치들 대다수는 안정적 전력공급원을 확보하기 어려움에 따라 통상적으로 배터리를 사용하고 있어, 평상시에는 슬립 모드(Sleep mode)로 동작하다가 특정 시간이 되면 웨이크 업(Wake-Up)하여 액티브 모드(Active mode)로 동작하게 되는데, 이로 인한 현장에 설치된 단말장치들과 설비관리 서버가 실시간으로 통신이 불가한 것도 설비관리를 실시간으로 할 수 없게 만드는 하나의 원인이 되고 있다.

또한, IoT 장치들의 통신환경 즉, 저속(Low speed, Low band) 기반에서 단말장치 간 통신 채널에 대한 과도한 경쟁으로 전송지연이 발생하게 되는데 짧게는 수십 초 ~ 수십 분이 걸리는 것도 단말장치들을 실시간으로 관리하기 어려운 또 하나의 원인이 되고 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 실시예에 따르면, 오프라인 방식과 더불어 모바일 기기를 활용한 온라인 방식을 복합적으로 적용하여 운영하는 지능형 설비관리 시스템을 제시하고자 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 지능형 설비관리 시스템에서 단말장치와 휴대용 모바일 기기가 이동통신 무선네트워크를 이용하여 설비운영센터 내의 관리 서버와 연결되는 시스템의 전체 구조를 예시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 지능형 설비관리 시스템은, 각 지역에 설치된 다수의 IoT 기반 단말장치(100), IoT 기반 단말장치(100)로부터 필요한 정보를 수집하는 데이터수집 서버(510); IoT 기반 단말장치(100)를 관리하기 위한 설비운영관리 서버(550); 두 서버(510, 550)와 단말장치를 연결하기 위하여 임대 또는 자가 형태의 원거리 통신망인 임대망/자가망(20); 임대망/자가망(20)의 네트워크를 관리하기 위한 전송망 G/W(25); IoT 기반 단말장치(100)와 연동하여 모바일 네트워크 지원이 가능한 휴대용 모바일 기기(200); 모바일 기기(200)와 IoT 단말장치(100)가 무선으로 연결될 수 있도록 지원하여 모바일 기기(200)의 활용성 향상을 위한 신호변환장치(150); 설비운영센터(500) 내의 두 서버(510, 550)와 모바일 기기(200)를 연결하기 위한 모바일 네트워크(30); 모바일 네트워크(30)를 관리하기 위한 모바일 G/W(35); 데이터수집 서버(510), 설비운영관리 서버(550), 네트워크를 관리하기 위한 각종 G/W(25, 45) 등을 포함하는 설비운영센터(500)로 이루어질 수 있다.

IoT 기반 단말장치(100)는 임대망이나 자가망 등을 이용하여 원거리 통신망에 접속할 수 있는 통신수단을 탑재하고, 각 원격지의 도로, 산간, 주택지, 산업단지 및 공원 등의 야외나 건물 등에 설치되어 온도, 습도, 진동 등의 값을 측정하는 센서 장치와, 전기, 가스, 수도 등의 원격검침을 수행하는 원격검침 장치및 조명제어 등 원격제어를 위한 제어장치 등을 포함할 수 있다.

또한, IoT 기반 단말장치(100)는 디스플레이장치 등의 IoT 기술이 적용된 설비와 각각 연결되어 연결된 장치를 제어할 수 있다. 전술한 IoT 기반 단말장치(100)는 하나의 지역에 각각 하나 이상이 설치될 수 있다.

모바일 기기(200)는 관리자가 소지 및 사용하는 스마트폰 등의 장치로서, 각 지역의 설비 관리자는 해당 지역에 방문하여 자신의 모바일 기기(200)를 단말장치(100)와 연결하여 모바일 네트워크(30)를 통해 IoT 기반 단말장치(100)와 설비운영센터(500)간 데이터 통신을 중계할 수 있다.

도면에서는 A 지역에 설치된 IoT 기반 단말장치(100) 및 B 지역에 설치된 IoT 기반 단말장치(100)가 각각 A 지역 및 B 지역에 위치한 서로 다른 관리자의 모바일 기기(200)와 연결되는 구조를 예시하고 있다.

또한, 도면에서는 A지역 및 B지역의 IoT 기반 단말장치(100)가 임대망/자가망(20)을 거쳐 전송망 게이트웨이(25)를 통해 설비운영센터(500)의 데이터수집 서버(510)와 설비운영관리 서버(550)에 연결되는 구조를 예시하고 있다. 이러한 연결구조는 IoT 기반 단말장치(100)의 설비가 디스플레이장치 등 영상과 같은 서비스를 제공하는 장치인 경우적용될 수 있고, 또한 IoT 기반 단말장치(100)의 설비가 센서와 같은 감지 데이터를 제공하는 장치이거나 원격검침이나 원격제어를 제공하는 장치인 경우에 적용될 수 있다..

그리고, IoT 기반 단말장치(100)는 모바일 기기(200)를 거쳐 모바일 네트워크(30)와 모바일 게이트웨이(G/W; 35)를 통해 설비운영센터(500)의 데이터수집 서버(510)와 설비운영관리 서버(550)에 연결될 수 있다.

이러한 모바일 기기(200)로는, PCS(Personal Communication System), GSM(Global System for Mobile communications), PDC(Personal Digital Cellular), PHS(Personal Handyphone System), PDA(Personal Digital Assistant), IMT(International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA(Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), Wibro(Wireless Broadband Internet) 단말, 스마트폰(smartphone), 스마트 패드(smartpad), 타블렛 PC(Tablet PC) 등과 같은 모든 종류의 핸드헬드(Handheld) 기반의 단말장치 및 거치형 PC, 노트북과 같은 컴퓨팅 장치가 이용될 수 있다.

또한, 모바일 기기(200)는 각각의 모바일 기기(200)가 이용하는 모바일 네트워크(30)와 별도로 구비되는 모바일 G/W(35)를 통해 데이터수집 서버(510) 및 설비운영관리 서버(550)를 포함하는 설비운영센터(500)에 연결될 수 있다.

전술한 이동통신망은, LTE(long-term evolution), LTE-A(LTE Advance), CDMA(code division multiple access), WCDMA(wideband CDMA), UMTS(universal mobile telecommunications system), WiBro(Wireless Broadband), 또는 GSM(Global System for Mobile Communications) 등 중, 어느 하나일 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 각 지역의 IoT 기반 단말장치(100)와 설비운영센터(500) 간 연결에 있어서, 임대망/자가망(20)뿐만 각 지역에 위치한 관리자의 모바일 기기(200)를 통해 모바일 네트워크(30)로도 연결되는 것을 특징으로 한다.

이러한 구조에 따라, 설비운영센터(500)는 모바일 네트워크(30)를 통해 모바일 기기(200)가 제공하는 설비와 관련된 설비정보를 수집하여 각 지역의 설비에 대한 현재 상태를 판단할 수 있고, 또한 상태 판단 결과에 따른 대응조치를 위한 제어 신호를 모바일 네트워크(30)를 통해 설비에 전송할 수 있다.

전술한 구조에서는, 저속(Low speed)뿐 아니라 고속(High speed)의 광대역망인 모바일 네트워크인 무선이동통신망을 사용할 수 있어 설비관리 운영에 필요한 정보수집과 관리 방법을 각각의 망 특성에 맞추어 적합한 방식을 적용할 수 있음에 따라, 설비관리 업무의 효율성과 신뢰성이 향상되며 경제성 있는 설비관리가 가능하도록 하는 효과가 있다.

뿐만 아니라, 모바일 기기(200)를 활용한 고속 광대역 전송이 가능한 모바일 네트워크인 무선이동통신망을 이용함에 따라, 설계단계부터 GPS 좌표를 이용한 설치위치의 정확한 위치정보, 주변전경사진, 동영상, TEXT 및 환경 등의 자료를 설비운영관리 서버(550)로 전송할 수 있고, 그 자료를 활용하면 섬세하고 세심한 설계가 가능하며, 시공팀은 확정된 설계자료를 출력하지 않아도 모바일 기기(200)를 활용하여 정확한 위치정보와 환경정보 등을 확인할 수 있다.

또한, 설비의 추가정보와 수정할 정보가 발생하면, 관리자는 즉시 자신의 모바일 기기(200)를 이용하여 설비정보의 추가 또는 수정할 수 있어 시공업무의 효율성과 정확성이 향상되고, 개통팀 역시 설계자료와 시공자료를 모바일 네트워크(30)인 무선이동통신망과 모바일 기기(200)를 이용하여 확인할 수 있으며 시공팀과 마찬가지로 설비의 추가정보와 수정할 정보가 발생하면 추가 또는 수정할 수 있어 개통업무의 효율성과 정확성이 향상되게 된다.

아울러, 향후 정기 또는 비정기적인 유지보수 활동과 장애 발생 시, 이를 해결하기 위한 장애복구 활동 시에도 관리자는 설계자료 및 시공자료와 더불어 장애 이력 등 현재까지의 설비관리 자료를 모바일 네트워크(30)인 무선이동통신망과 모바일 기기(200)를 이용하여 확인할 수 있고, 추가정보와 수정할 정보가 발생하면 즉시 반영됨에 따라 설비운영관리 서버(550)와 현장에 설치된 단말장치(100) 간의 설비정보가 실시간 업데이트된다. 또한, 저속(Low speed, Low band)망으로 구현하기 어려운 단말장치의 펌웨어나 응용프로그램의 업데이트 또는 설비관리에 필요한 정보 중 크기가 큰 데이터를 IoT 기반 단말장치(100)에 전송할 때에도 고속(High speed) 광대역의 전송망인 LTE 또는 5G 무선이동통신망과 모바일 기기(200)를 이용할 수 있게 된다.

추가로 현장업무 지원을 위한 부가서비스를 제공할 수 있다. 일례로서, 모바일 기기(200)에 내비게이션 기능이 탑재된 경우, 관리자는 IoT 기반 단말장치(100)가 설치된 위치정보를 활용하여 현재 내 위치좌표와 연동하여 자동으로 길 안내를 하게 할 수 있고, 현장에서 자신의 위치를 중심으로 주변에 설치된 설치들을 확인할 수 있는 주변장치 보기 기능들을 제공함으로써 현장업무의 효율성을 극대화할 수 있다.

즉, 본 발명은 기존의 오프라인 방식으로 이루어지던 설비에 대한 유지 관리를 온라인 방식과 복합운영하고, 저속(Low speed)뿐 아니라 고속(High speed)의 광대역망을 병행하여 사용할 수 있도록 시스템을 복합 구성함으로써, 설비관리 업무의 효율성과 신뢰성을 개선하고, 경제성 있는 시스템의 구축이 가능하도록 하는 특징이 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 저전력(Low power), 저비용(Low cost) 기반의 단말장치(100)가 구현하기 어려운 성능과 기능을 구현하기 위해, 설비관리를 위한 가장 중요한 데이터 중 하나인 설치장소의 정확한 위치정보를 수집하기 위한 GPS 수신모듈 및 그 기능을 IoT 기반 단말장치(100)에서 생략할 수 있으며, 이에 따라 막대한 투자비용을 절감할 뿐만 아니라, 정상적인 전원공급이 어려움에 따라 GPS 수신모듈을 이용할 수 없는 장소에 설치된 IoT 기반 단말장치(100)에 대해서도 정확한 위치정보(경도, 위도)를 수집하여 설비운영관리 서버(550)로 전송할 수 있다.

이를 위해, 모바일 기기(200)는 IoT 기반 단말장치(100)와 USB 또는 RS-232C 등의 인터페이스와 프로토콜로 구현되는 콘솔(Console) 포트와 유선으로 연결할 수 있고, 또한 현장 관리자의 활동성과 활용성 향상을 고려하여 IoT 기반 단말장치(100)에서 지원하는 USB 또는 RS-232C 등의 유선 인터페이스 신호와 모바일 기기(200)에서 지원하는 Wi-Fi, BLE 등의 무선 인터페이스 신호를 상호 변환해 주는 물리적 신호변환 수단 및 IoT 기반 단말장치(100)에서 지원하는 통신프로토콜과 모바일 기기(200)가 지원하는 통신프로토콜 상호 간에 프로토콜을 변환해 주는 프로토콜 변환수단을 휴대용 신호변환장치(150)로 구현하면 모바일 기기(200)와 단말장치(100)를 쉽게 연결 및 연동할 수 있게 된다.

추가적으로, 모바일 기기(200)를 활용하여 시공 및 유지보수 관련 사진정보와 동영상정보 그리고 필요한 설비정보 및 참조 설명 등을 설비운영관리 서버(550)로 전송하게 하면 데이터의 실시간성 확보 및 정확성과 신뢰성이 향상되도록 할 수 있다.

또한, IoT 기반 장치가 갖고 있던 저속, 저전력, 저비용 기반의 많은 문제점과 한계성을 극복할 수 있도록 단말장치(100)를 고속, 고성능 제품인 모바일 기기(200)와 쉽게 연동되도록 하면 스마트폰 등이 제공하는 고성능 기능을 활용할 수 있으며, 신뢰성과 안정성이 확보된 고속의 모바일 네트워크(30) 이동통신망을 활용할 수 있어 설비관리 시스템 구축 및 설비관리 업무의 효율성 향상을 기대할 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 지능형 설비관리 시스템에 이용되는 신호변환장치(150)를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 지능형 설비관리 시스템에 이용되는 IoT 기반 단말장치(100)와 모바일 기기(200)를 유선으로 직접 연결하거나 또는 신호변환장치(150)를 활용하여 무선으로 연결하는 방법을 나타낸 도면이다.

제1 연결방법은, 단말장치(100)와 모바일 기기(200)를 USB 포트를 통해 직접 연결하거나, 보통 단말장치에 기본적으로 내장된 RS-232C 등의 인터페이스와 시리얼 프로토콜로 구현되는 콘솔(Console) 포트를 이용하여 직접 연결하는 방법이다.

단, 이러한 제1 연결방법에 의하면, 보통 단말장치가 대부분 구조물 상단 등 사람의 접근이 쉽지 않은 곳에 설치됨에 따라 현장 활동에 제약이 많아 열악한 현장조건에서는 적용하기 어려울 수 있다.

또한, 제2 연결방법은, 신호변환장치(150)를 이용하는 것으로, 단말장치(100)와 신호변환장치(150)를 USB 또는 RS-232C 등의 통신포트를 이용하여 직접 연결하고, 신호변환장치(150)에 모바일 기기(200)에서 지원하는 Wi-Fi 또는 Bluetooth 등의 인터페이스를 탑재함으로써, 모바일 기기(200)를 신호변환장치(150)를 통해 단말장치(100)와 Wi-Fi 또는 Bluetooth 등을 이용하여 무선으로 연결하는 방법이다.

이 연결 방안은 신호변환장치(150)가 휴대용으로 단말장치 수량만큼 필요한 것이 아니라 현장 관리자용으로 적은 수량만 필요하므로 최소한의 적은 비용으로 구현이 가능하고, 현장 활동의 제약을 최소화하여 시스템의 활용성을 확대하고 현장관리 업무의 효율성을 증진할 수 있는 방안이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 지능형 설비관리 시스템에 이용되는 모바일 기기를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 지능형 설비관리 시스템에 적용을 위한 모바일 기기의 새로운 기능과 레거시 구조를 나타낸 도면이다. 이하의 설명에서, 모바일 기기(200)의 각 구성부는 소정의 마이크로프로세서에 의해 실행 가능한 컴퓨터 프로그램으로 구현되고, 읽고 쓰기가 가능한 저장매체에 기록되어 모바일 기기(200)에 탑재될 수 있다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 모바일 기기(200)는 IoT 기반 단말장치와 유선 또는 무선방식으로 연결되는 설비단말 접속부(220); 설비운영센터 내의 데이터 관리 및 설비운영 관리 서버와 연동을 위하여 고속의 무선이동통신 모바일 네트워크와 연결되는 이동통신망 접속부(240); 설비운영센터 내의 서버로부터 제어 신호를 받아 서버와 IoT 기반 단말장치가 직접 데이터를 송신하고 수신할 수 있도록 하고, 설비운영관리 서버가 IoT 기반 단말장치를 직접 제어할 수 있도록 설비운영관리 서버와 IoT 기반 단말장치간 신호를 중계하는 기능을 수행하는 신호 중계부; IoT 기반 단말장치와 연결되는 설비단말 접속부(220)를 통해 콘솔(Console) 기능과 더불어 IoT 기반 단말장치로부터 설비정보를 수신하거나 GPS 위치정보 등 설비관리에 필요한 정보를 IoT 기반 단말장치에 전송하여 저장하는 기능 등 IoT 기반 단말장치와 연결하고 제어하는 기능을 수행하는 설비단말 연계 제어부(230); 무선이동통신망인 모바일 네트워크(30)와 연결되는 이동통신망 접속부(240)를 통해 IoT 기반 단말장치로부터 수집한 설비정보와 모바일 기기(200)를 활용하여 취득한 GPS 위치정보, 시공 관련 사진과 영상 등의 정보를 설비운영센터 내의 설비운영관리 서버로 전송하는 기능과 설비운영관리 서버로부터 필요한 정보를 수신하여 확인하거나 설비운영관리 서버로부터 제어신호를 받아 IoT 기반 단말장치를 제어하고 처리하는 기능을 수행하는 관리서버 연계 제어부(250); GPS 수신기를 이용하여 정확한 위치정보를 확인할 수 있도록 하고, 사진과 동영상 등의 이미지를 처리하는 기능을 활용할 수 있도록 하고, 유지보수를 위한 지침과 설명서 등의 문서와 참조 설명을 조회하고 등록할 수 있도록 문자와 문서를 처리하는 기능을 활용할 수 있도록 하는 등 모바일 기기(200)가 내장하고 있는 기능들을 활용할 수 있도록 하는 모바일 기기 기능관리부(290); 상기 설비운영센터 내의 데이터수집 서버 및 설비운영관리 서버와 IoT 기반 단말장치로부터 수집한 설비정보 및 모바일 기기(200)를 활용하여 취득한 정보를 저장하고 관리하며, 상기 설비운영센터 내의 서버로부터 제어 신호를 받아 IoT 기반 단말장치를 제어하고 테스트하는 기능 등을 수행하고, 모바일 기기(200)를 구성하는 신호 중계부(260), 설비단말 연계 제어부(230), 관리서버 연계 제어부(250), 모바일 기기 기능관리부(290) 등을 종합하여 관리하고 제어하는 설비관리부 및 공통제어부(210)를 포함할 수 있다.

설비단말 접속부(220)는 각 지역에 분포되어 설치 운영되고 있는 센서 등의 IoT 기반 단말장치와 모바일 기기(200)에 기본적으로 탑재되어 운영되고 있는 유무선 통신수단을 통해 연결되어 데이터 통신을 수행할 수 있다. 유선의 경우 USB, RS-232C 등의 시리얼 인터페이스 연결방식이 이용될 수 있고, 무선의 경우 Bluetooth나 WiFi 등과 같은 근거리 무선 통신방식이 이용될 수 있다.

설비단말 연계 제어부(230)는 전술한 설비단말 접속부(220)가 IoT 기반 단말장치에 연결되면, 설비단말 접속부(220)를 제어하여 IoT 기반 단말장치에서 생성된 설비정보를 송수신할 수 있다.

이동통신망 접속부(240)는 모바일 기기(200)와 원격지의 설비운영센터 내에 설치되어 운영되는 다양한 목적의 서버와 제2 통신부를 통해 연결되어 데이터 통신을 수행할 수 있다. 여기서 제2 통신부인 이동통신망 접속부(240)는 모바일 기기(200)에 기본적으로 탑재되어 활용되는 LTE(4G) 또는 5G 등의 고속 광대역 무선이동통신망일 수 있으며, 설비운영센터 내에 설치 운영되는 게이트웨이 즉 모바일 G/W(35) 등을 통해 설비운영센터 내의 서버와 연결될 수 있다.

관리서버 연계 제어부(250)는 이동통신망 접속부(240)를 제어하여 설비운영센터 내의 서버와 IoT 기반 단말장치의 설비정보 및 제어신호를 송수신함으로써 설비운영센터 내의 서버가 해당 IoT 기반 단말장치를 조회 및 설정, 명령 등의 기능을 수행할 수 있도록 하여 IoT 기반 단말장치의 현재 상태 등을 모니터링하고 제어할 수 있다.

모바일 기기 기능관리부(290)는 스마트폰과 같은 모바일 기기(200)에 기본적으로 탑재되어 활용되는 기능, 사진과 동영상 등의 이미지 처리를 하는 이미지 처리부(910), GPS 위성으로부터 현재 자신의 위치 좌표와 시간을 수신하고 탑재된 지도에 위치 좌표를 매칭시켜 주소로 변환해 주는 GPS 수신부(920), 문자 및 문서를 처리하는 문자 및 문서 처리부(930) 등의 기능을 활용할 수 있도록 모바일 기기(200)에서 지원하는 다수의 기능을 관리하고 제어할 수 있다.

신호 중계부(260)는 설비운영센터 내에 설치 운영되는 서버로부터 제어 신호를 받아 상기 서버와 IoT 기반 단말장치가 설비정보 등의 데이터를 직접 송신하고 수신할 수 있도록 중계하고, 상기 서버가 IoT 기반 단말장치를 직접 제어할 수 있도록 중계하는 등 설비운영센터 내의 서버와 단말장치(100) 간 설비정보 및 제어신호 등의 데이터를 바이패스(By-pass)하는 중계 기능을 수행할 수 있다.

설비관리부 및 공통제어부(210)는 전술한 관리서버 연계 제어부(250)를 제어하여 이동통신망 접속부(240)를 통해 설비운영센터 내에 설치 운영되는 서버와 제어신호 및 설비정보를 송수신할 수 있으며, 설비단말 연계 제어부(230)를 통해 제어신호 및 설비정보를 단말장치와 송수신할 수 있어 해당 IoT 기반 단말장치를 현장에서 관리하는 등의 유지보수 업무를 효율적으로 수행할 수 있다.

설비관리부 및 공통제어부(210)는 IoT 기반 단말장치 및 설비운영센터내의 서버로부터 수신한 설비정보 및 제어 신호를 임시 저장할 수 있으며, 설비관리부 및 공통제어부(210)에는 관리자의 권한을 확인할 수 있는 계정 및 패스워드에 관한 정보가 더 저장될 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 지능형 설비관리 시스템에 포함되는 설비운영센터(500) 내의 서버를 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 지능형 설비관리 시스템에 포함되는 설비운영센터(500) 내의 서버 구조를 나타낸 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 설비운영센터(500)는, 설비운영센터(500) 내의 서버가 IoT 기반 단말장치(100)와의 연결을 위한 임대망 또는 자가망(20)으로 구성된 전송망을 관리하고 제어하기 위한 전송망용 G/W(25); 전송망용 G/W(25)를 통해 연결된 단말장치(100)의 고유 ID(제조사, 제조번호, MAC 또는 IP Address 등)를 이용하여 단말장치(100)를 식별하고 관리하는 단말장치 식별 및 제어부(515); 각 지역에 분포되어 설치 운영되는 IoT 기반 단말장치(100)에 내장된 센서나 연결된 원격검침 또는 원격제어 등의 장치로부터 목적, 사양 및 기능 중 하나 이상을 포함하는 설비관리 정보와 서비스 목적의 정보(데이터)를 수집하고 관리하는 데이터수집부(520); 설비운영센터(500) 내의 서버가 모바일 기기(200)와의 연결을 위한 모바일 네트워크(30)를 관리하고 제어하기 위한 모바일용 G/W(35); 모바일용 G/W(25)를 통해 연결된 모바일 기기(200)의 고유 ID(제조사, 통신사, 전화번호, MAC 또는 IP Address 등)를 이용하여 모바일 기기(200)를 식별하고 관리하는 모바일 기기 식별 및 제어부(555); IoT 기반 단말장치(100) 및 모바일 기기(200)를 관리하고 운영하기 위하여 전송망용 G/W(25)와 모바일용 G/W(35)를 통해 IoT 기반 단말장치(100) 및 모바일 기기(200)에 대한 설비정보를 실시간으로 수집하고 설비정보로부터 각 설비의 구동 상태를 추출하여 현재 상태를 판단하고, 비정상인 경우 기정의된 대응조치에 따른 제어 신호를 생성하는 설비운영 관리부(560); 상기 데이터 수집부(520)와 설비운영 관리부(560)를 통해 수집한 데이터를 분석하여 각 설비가 목적하는 기능 등의 서비스 정보와 설비관리를 위한 정보를 포함하는 하나 이상의 데이터를 저장하고 관리하는 데이터베이스(530); 원거리 전송망을 통해 둘 이상의 IoT 기반 단말장치(100)와 연결되고, 연관된 기능을 수행하는 설비 간 구동 주기가 서로 중복되지 않도록 교번하는 등 직접 구동을 제어하는 자원 분배부(570); 각 지역에 분포되어 설치된 설비 중, 기준일자 이전에 설치된 레거시 설비에 대한 설비정보를 참조하여 레거시 설비의 명령어를 LUT(Look-Up Table)를 통해 기준일자 이후에 설치된 설비의 명령어와 매핑하고, 제어신호를 변환하기 위한 레거시 연동부(580); 상기 데이터베이스(530)의 자료를 활용하여 각종 센서의 측정값, 원격제어, 원격검침, 영상 등의 데이터를 활용하여 직접 서비스를 제공할 수 있지만, 다른 시스템에서도 서비스 제공를 제공할 수 있도록 하나 이상의 다른 서비스 제공 시스템과 연동하여 데이터를 교환할 수 있는 서비스 연동부(590)를 포함할 수 있다.

전송망용 G/W(25)는 종래 방식과 같이 임대방/자가망(20)을 통해 원격지의 IoT 기반 단말장치(100)와 연결되어 해당 서비스를 위한 정보와 설비정보를 송수신하고 네트워크를 관리하는 기능을 더 포함할 수 있다.

단말장치 식별 및 제어부(515)는 수신한 각 지역별 설비정보를 분석하여 해당 설비를 식별할 수 있다. 상세하게는, 데이터베이스(530)에 저장된 설비정보 중 단말장치(100)의 고유 ID(설비명, 제조사, 제조번호, MAC 또는 IP Address 등)와 모바일 기기(200)를 활용하여 추가로 수집한 위치 좌표 등을 이용하여 해당 설비를 위치정보와 매핑하여 해당 설비가 어느 지역의 어떤 IoT 기반 단말장치(100)인지 지도상에 직관적으로 손쉽게 확인할 수 있는 기능을 더 포함할 수 있다.

데이터 수집부(520)는 임대망/자가망(20)을 이용하여 IoT 기반 단말장치(100)로부터 정보를 수집하는 기존 방식과 더불어 모바일 네트워크(30)를 이용하는 추가적인 방법으로 각 지역 현장 관리자가 휴대한 모바일 기기(200)를 통해 IoT 기반 단말장치(100)의 설비정보와 설치 목적에 필요한 서비스 정보를 수집하는 기능을 더 포함할 수 있다.

모바일용 G/W(35)는 고속 광대역인 모바일 네트워크(30)를 관리하는 기능과 더불어 기존의 저속 협대역 중심의 임대망/자가망(20)이 갖는 단점(펌웨어 업그레이드 등)을 보완하여 더욱 편리한 기능을 수행할 수 있도록 하며, 통신회선 장애 시 통신망을 우회 구성하는 등의 기능을 더 포함할 수 있다.

모바일 기기 식별 및 제어부(555)는 모바일 기기(200)의 식별번호(통신사, 전화번호 등)와 위치정보를 활용하여 현장 관리자 주변에 설치된 IoT 기반 단말장치(100)의 정보를 현장 관리자에게 제공하는 기능, 장애 시 현장 관리자의 현장 출동상황과 도착 예정시간 등을 예측할 수 있도록 하는 기능, 모바일 기기(200)에 연결된 IoT 기반 단말장치(100)의 유지보수에 필요한 절차서 등을 자동으로 보여주는 기능 등을 더 포함할 수 있다.

설비운영 관리부(560)는 전술한 데이터 수집부(520)와 같이 임대망/자가망(20)을 이용하여 IoT 기반 단말장치(100)를 운영하고 관리하는 기존 방식과 더불어 모바일 네트워크(30)를 이용하는 추가적인 방법으로 각 지역 현장 관리자가 휴대한 모바일 기기(200)를 통해 IoT 기반 단말장치(100)를 운영하고 관리하는 기능을 더 포함할 수 있다. 또한, 식별된 IoT 기반 단말장치(100)에 대하여 각 설비의 현재 구동 상태를 참조하여 현재 상태를 판단할 수 있으며 해당 설비의 현재 상태가 비정상인 것으로 판단되면, 미리 정의된 대응조치에 따른 제어신호를 생성할 수 있다. 여기서, 설비의 구동 상태는 구동시간, 데이터수집 시간 등을 통해 추정할 수 있고, 비정상의 경우 에러 코드 등을 요청하고 회신받거나, IoT 기반 단말장치(100)를 원격으로 리셋(Reset)하여 재기동하게 하는 제어신호 전송 등의 기능을 더 포함할 수 있다.

데이터베이스(530)는 전술한 데이터 수집부(520) 및 설비운영 관리부(560)와 같이 임대망/자가망(20)을 이용하여 수집하는 정보를 축적할 수 있다. 이러한 데터베이스(530)를 이용하여 데이터를 관리하는 기존 방식과 더불어 모바일 네트워크(30)를 이용하는 추가적인 방법으로서, 각 지역 현장 관리자가 휴대한 모바일 기기(200)를 통해 단말장치(100)의 정보를 수집하고 관리하는 기능을 더 포함할 수 있다.

특히, 데이터베이스(530)에는 각 지역의 설비를 유지하고 관리하기 위한 IoT 기반 단말장치(100)에 대한 설비명, 제조사, 제조번호, MAC/IP Address, 통신방식, 사양, 기능, 위치정보 등과 모바일 기기(200)에 대한 통신사, 전화번호 및 IoT 기반 단말장치(100)에 대한 정상/비정상 구동 상태 등을 확인할 수 있는 데이터값 등이 저장될 수 있다.

또한, 데이터베이스(530)에는 각 지역에 분포되어 설치된 IoT 기반 단말장치(100)들과 더불어 모바일 기기(200)의 권한과 관리자(담당자) 정보 및 설비운영센터(500)를 운영하기 위한 각종 설정값 등 더 저장될 수 있으며, 이는 설비운영센터(500)를 이루는 각 구성부들에 의하여 참조될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따르면 본 발명에서 제시하고 있는 기술적 수단을 실제 필드에 적용하기 위한 유용한 기능인 자원분배 기능과 레거시 설비 연동기능 및 타 시스템과의 서비스연동 기능을 더 제공할 수 있다.

전술한 자원 분배부(570)는, 근접 지역 내 설치되어 중복되는 기능, 일례로서, 하나의 지역 내 날씨를 감지하기 위한 동일 기능을 갖는 센서장치가 설치된 경우, 동시에 구동하는 것이 아니라 서로 교번하여 중복구간이 없도록 구동 제어함으로써, 전력 사용량을 줄이고 설비의 수명을 연장하는 효율을 극대화할 수 있다.

이를 위한 구성으로는, 자원 분배부(570)는 전술한 임대망/자가망(20) 등의 원거리 통신망을 통해 근접 지역 내 둘 이상의 IoT 기반 단말장치(100)와 연결되어 직접 설비정보를 송수신하고, 그 둘 이상의 IoT 기반 단말장치(100)에 연결된 설비가 서로 연관된 기능을 동시에 실행하지 않도록 구동 주기를 서로 중복되지 않게 교번하여 구동하게 하는 제어신호를 생성하여 직접 전송할 수 있다.

또한, 평상시에는 자원 분배부(570)는 임대망/자가망(20)을 이용하여 IoT 기반 단말장치(100)로부터 데이터를 송신할 수 있도록 하는 기존 방식과 더불어 모바일 네트워크(30)를 이용하는 방법을 추가할 수 있고, 각 지역 현장 관리자가 휴대한 모바일 기기(200)가 IoT 기반 단말장치(100)에 연결되는 경우 고속 광대역의 모바일 네트워크를 통해 IoT 기반 단말장치(100)와의 데이터 송수신 및 펌웨어와 소프트웨어의 업데이트 기능 등을 수행할 수 있도록 임대망/자가망(20)과 모바일 네트워크(30)의 자원을 분배하여 성능 및 효율을 향상시키는 것을 특징으로 한다.

전술한 레거시 연동부(580)는, 본 발명의 시스템 도입 이전에 운용 중인 날씨감시 등의 센서, 원격검침 장치, 원격제어 장치, 또는 디스플레이 등 기존 IoT 장치의 교체 없이 그대로 시스템 도입 이후에도 활용할 수 있도록 하는 기능을 제공할 수 있다.

이를 위한 구성으로, 레거시 연동부(580)는 본 발명의 실시예에 따른 임대망 또는 자가망으로 전송망 게이트웨이(25)와 모바일 게이트웨이(35)를 통해 단말장치와 통신을 수행하고, 각 지역에 설치된 설비 중, 기준일자 이전에 설치된 레거시 설비로 분류되는 것에 대하여, 설비정보를 참조하여 기존 설정된 레거시 설비의 명령어를 룩업 테이블(LUT)을 통해 기준일자 이후에 설치된 설비의 명령어에 매핑함으로써 현재 시스템의 명령어를 인식할 수 있도록 변환하고, 그 매칭값을 상기 설비운영 관리부(560)에 전송하여 제어신호에 반영할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

서비스 연동부(590)는, 상기 데이터베이스(530)의 자료를 활용하여 온도, 습도 등의 측정값, 원격제어, 원격검침 등의 데이터를 다른 시스템에서 서비스를 제공할 수 있도록 다른 시스템 중 하나 이상의 서버 등과 연동하여 데이터를 교환하는 서비스를 제공할 수 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 지능형 설비관리 방법을 설명한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 지능형 설비관리 방법의 신호 흐름을 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 지능형 설비관리 방법에 의하면, 각 지역의 설비를 관리하는 관리자가 자신이 소지한 모바일 기기(200)를 통해 해당 설비와 연결되는 IoT 기반 단말장치(100)로 설비단말 접속부를 통해 접속을 시도한다(S100). 여기서, 설비단말 접속부는 시리얼 연결과 같은 유선 방식 또는 Bluetooth, WiFi 등과 같은 같은 무선 방식이 이용될 수 있다.

이에 IoT 기반 단말장치(100)는 모바일 기기(200)의 권한을 확인하고, 접속을 승인한다(S110). 이때, 모바일 기기(200)의 권한은 관리자가 입력한 계정 및 패스워드 그리고 인증서를 통해 인증될 수 있다.

다음으로, IoT 기반 단말장치(100)는 연결된 설비의 구동 상태를 포함하는 제조사 및 운영정보등의 설비정보를 생성하고, 설비단말 접속부를 통해 모바일 기기(200)에 제조사 및 운영정보 등의 설비정보 및 운영정보(S130)를 전송하고, 이에 따라 모바일 기기(200)는 자신의 GPS 위치 좌표를 참조하여 GPS 좌표/위치정보(S150)를 IoT 기반 단말장치(100)에 반영 및 등록하고, 이동통신망 접속부를 통해 설비운영센터(500) 내의 서버에 제조사 등의 설비정보 및 운영정보(S135)와 GPS좌표/위치좌표(S155)를 전송한다. 여기서, 이동통신망 접속부는 LTE, 5G 등의 상용화된 이동통신망이 이용될 수 있다.

다음으로, 설비운영센터(500) 내의 관리서버는 설비정보에 포함된 위치좌표를 통해 해당 지역의 설비의 설치위치를 산출하고, 장치의 고유 ID(MAC/IP 주소 등)와 매핑하여 각 설비를 식별한다(S210). 또한, 설비운영센터(500) 내의 관리서버는 수신한 설비정보를 참조하여 식별된 해당 설비의 현재 운영상태를 분석한다(S230).

전술한 운영상태 분석 단계인 S230 분석 결과에 따라, 설비운영센터(500) 내의 관리서버는 설비정보로부터 각 설비의 구동 상태를 추출하여 현재 상태를 판단하고, 비정상인 경우 기 정의된 대응조치에 따른 제어신호를 생성하여 모바일 네트워크(30)를 통해 IoT 기반 단말장치(100)에 대한 제어 신호를 S240, S245, S250, S255의 절차로 IoT 기반 단말장치(100)로 전송하고 응답을 받아 동작 상태를 확인할 수 있다. 이때 모바일 기기(200)는 설비운영센터(500) 내의 관리서버와는 이동통신망 접속부를 통해 단말장치(100)와는 설비단말 접속부를 통해 제어신호를 중계하고 전송함으로써, 설비운영센터(500) 내의 관리서버가 IoT 기반 단말장치(100)의 현재 운영상태에 대응하는 조치를 취할 수 있는 것을 특징으로 한다.

그리고, 설비관리 정보 및 부가기능(S170) 단계에 의하면 현장업무 지원을 위하여 부가기능을 더 제공할 수 있는데, 일례로서 모바일 기기(200)의 위치정보를 활용하여 단말장치(100)에 등록된 위치정보를 현재 현장 관리자의 위치정보와 매핑하여 자동으로 길 안내를 하게 할 수도 있고, 현장에서 모바일 기기(200)의 위치를 중심으로 주변에 설치된 설치들을 확인할 수 있는 주변장치 보기 기능들을 구현하여 현장업무의 효율성을 극대화할 수 있다.

또한, S170 단계에서는 사진(주변전경, 시공, 설치 등), 동영상, TEXT 등의 설치정보를 설비운영센터(500) 내의 관리서버로 전송하고 수신할 수도 있으며, 유지보수에 필요한 단말장치(100)의 유지보수 절차서 및 메뉴얼 등을 자동으로 보여주는 기능 등을 더 구현할 수 있는 것을 특징으로 한다.

한편, 도시되어 있지는 않지만 본 발명의 실시예에 따르면, 설비운영센터(500) 내의 관리서버는 최신 사양 및 기능을 갖춘 IoT 장치뿐만 아니라, 각 지역에 설치된 설비 중, 기준일자 이전에 설치된 종래의 레거시 설비에 대한 설비정보를 참조할 수 있고, 레거시 설비의 명령어를 LUT(Look-Up Table)를 통해 기준일자 이후에 설치된 설비의 명령어에 매핑하고, 그 매핑값에 기초하여 제어신호를 변환하고 레거시 설비에 전송함으로써, 예전 장치도 통합하여 관리하고, 제어할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 설비운영센터(500) 내의 관리서버는 임대망/전용망 등의 원거리 통신망을 통해 근접 지역 내 둘 이상의 연관된 기능을 수행하는 IoT 기반 단말장치(100)와 직접 연결될 수 있고, 연관된 두 설비간 구동 주기가 서로 중복되지 않도록 교번하여 동작하도록 직접 구동을 제어함으로써 공급전력 등의 자원을 분배하여 보다 효율적으로 IoT 장치들을 운영할 수 있다.

상기 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허 청구범위와 특허 청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여야 한다.

20 : 임대망/자가망 25 : 전송망 게이트웨이
30 : 모바일 네트워크 35 : 모바일 게이트웨이
100 : IoT 기반 단말장치 150 : 신호변환장치
200 : 모바일 기기 210 : 설비관리부 및 공통제어부
220 : 설비단말 접속부 230 : 설비단말 연계 제어부
240 : 이동통신망 접속부 250 : 관리서버 연계 제어부
260 : 신호 중계부 290 : 모바일 기기 기능관리부
500 : 설비운영센터 510 : 데이터수집 서버
515 : 단말장치 식별 및 제어부 520 : 데이터 수집부
530 : 데이터베이스 550 : 설비운영관리 서버
555 : 모바일 기기 식별 및 제어부 560 : 설비운영 관리부
570 : 자원 분배부 580 : 레거시 연동부
590 : 서비스 연동부 910 : 이미지 처리부
920 : GPS 수신부 930 : 문자 및 문서 처리부

Claims (12)

1. 통신수단을 탑재하고, 하나 이상의 서비스 구현을 목적으로 설치되어 구동하는 복수의 IoT 기반 단말장치;
   상기 복수의 IoT 기반 단말장치와 원거리 통신망을 통해 연결되고, 상기 IoT 기반 단말장치의 현재 운영상태를 모니터링하고, 상기 IoT 기반 단말장치의 구동 타이밍을 포함하는 제어신호를 생성하여 상기 IoT 기반 단말장치로부터 데이터를 수집하는 데이터 수집서버 및 설비정보를 관리하는 설비운영 관리서버를 포함하는 설비운영센터;
   상기 복수의 IoT 기반 단말장치 중, 어느 하나와 모바일 기기의 설비단말 접속부를 통해 연결되어 설비의 구동 상태를 포함하는 설비정보를 송수신하고, 상기 설비운영센터와 모바일 기기의 이동통신망 접속부를 통해 연결되어 데이터를 송수신하는 모바일 기기; 및
   상기 IoT 기반 단말장치와 모바일 기기가 무선으로 연결될 수 있도록 신호를 변환해 주는 신호변환장치를 포함하고,
   상기 모바일 기기는,
   유선 또는 무선 방식으로 상기 IoT 기반 단말장치의 통신 포트에 연결되는 설비단말 접속부;
   상기 IoT 기반 단말장치로부터 설비정보를 수신하거나 GPS 위치정보를 상기 IoT 기반 단말장치에 전송하여 저장하는 기능을 수행하는 설비단말 연계제어부;
   모바일 네트워크를 통해 상기 설비운영센터 내의 서버와 연결된 모바일용 게이트웨이에 연결되는 이동통신망 접속부;
   상기 이동통신망 접속부를 제어하며 상기 이동통신망 접속부를 통해 IoT 기반 단말장치로부터 수집한 설비정보와, 상기 모바일 기기를 통해 취득한 GPS 위치정보, 시공 관련 사진 및 영상을 포함하는 정보를 상기 설비운영 관리서버로 전송하는 기능과, 상기 관리 서버로부터 필요한 정보를 수신하여 확인 또는 제어신호를 수신하여 상기 IoT 기반 단말장치를 제어하는 기능을 수행하는 관리서버 연계 제어부;
   상기 설비운영센터로부터 제어신호를 받아 상기 데이터 수집서버 및 설비운영 관리서버가 IoT 기반 단말장치와 직접 데이터를 송수신하도록 하고, 상기 설비운영센터가 상기 IoT 기반 단말장치를 직접 제어하도록 상기 데이터 수집서버 및 설비운영 관리서버가 단말장치와 제어 신호를 중계하는 기능을 수행하는 신호 중계부;
   상기 설비운영 관리서버와 상기 IoT 기반 단말장치로부터 수집한 정보 및 상기 모바일 기기를 통해 취득한 정보를 저장하고, 상기 설비운영 관리서버와 IoT 기반 단말장치와 데이터를 송수신하며 관리자 권한이 정의된 관리자 정보를 저장하는 설비운영 관리부; 및
   상기 설비운영 관리서버로부터 제어신호를 받아 상기 IoT 기반 단말장치를 제어하고 테스트하는 기능을 수행하며, 상기 모바일 기기를 구성하는 설비단말 연계 제어부, 신호 중계부, 관리서버 연계 제어부 및 모바일 기기 기능관리부를 제어하는 공통제어부를 포함하고,
   상기 설비운영센터는,
   원격지에 위치한 IoT 기반 단말장치로부터 센싱, 원격검침 및 원격제어 서비스에 필요한 데이터와 설비정보를 실시간으로 수집하는 데이터 수집부;
   전송망용 게이트웨이와 모바일용 게이트웨이를 통해 상기 IoT 기반 단말장치 및 모바일 기기에 대한 설비정보를 실시간으로 수집하고, 수집한 설비정보로부터 각 설비의 구동 상태를 추출하여 현재 상태를 판단하고, 비정상적인 경우 기정의된 대응조치에 따른 제어 신호를 생성하는 설비운영 관리부; 및
   상기 데이터 수집부와 설비운영 관리부에서 수집한 데이터를 분석하고, 각 설비가 목적하는 기능의 서비스 정보와 설비관리를 위한 정보를 포함하는 하나 이상의 데이터를 저장하고, 설치 목적에 따른 각종 센서의 측정값을 제공하는 데이터베이스;
   각 지역에 설치된 설비 중, 기준일자 이전에 설치된 레거시 설비에 대하여, 설비정보를 참조하여 기존 설정된 레거시 설비의 명령어를 LUT(Look-Up Table) 통해 상기 기준일자 이후에 설치된 설비의 명령어에 매핑함으로써 현재 시스템의 명령어를 인식할 수 있도록 변환하고, 매핑값을 상기 설비운영 관리부에 전송하여 제어신호에 반영하는 레거시 연동부;
   원거리 전송망을 통해 상기 IoT 기반 단말장치의 연결을 제어하고, 임대망/자가망을 통해 데이터를 송수신하거나 상기 모바일 기기가 IoT 기반 단말장치에 연결되면, 고속 광대역의 모바일 네트워크를 이용하여 단말장치와 데이터 송수신 및 펌웨어 업데이트 기능을 수행하는 기능과, 근접 지역 내 설치되어 날씨를 감지하는 복수의 센서가 설치된 경우 측정주기가 서로 다른 시간대에 동작하도록 하는 기능을 수행하여 설비 간 구동 주기가 서로 중복되지 않고 교번하여 동작하도록 구동 주기를 제어하는 자원 분배부; 및
   상기 데이터베이스의 자료를 활용하여 온도 및 습도의 측정 데이터, 원격검침 및 원격제어의 서비스를 직접 제공하는 기능과, 타 시스템과 연동하여 서비스를 제공하는 기능을 제공하는 서비스 연동부
   를 포함하는 지능형 설비관리 시스템.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 신호변환장치는,
   상기 IoT 기반 단말장치에서 지원하는 유선 인터페이스 신호와 상기 모바일 기기에서 지원하는 Wi-Fi, BLE 등의 무선 인터페이스 신호를 상호 변환해 주는 물리적 신호변환 수단; 및
   상기 IoT 기반 단말장치에서 지원하는 통신프로토콜과 모바일 기기가 지원하는 통신프로토콜 상호 간에 프로토콜을 변환해 주는 프로토콜 변환수단
   을 포함하는 지능형 설비관리 시스템.
3. 삭제
4. 제1 항에 있어서,
   상기 모바일 기기는,
   GPS 수신기를 이용하여 위치정보를 취득하는 GPS 수신부;
   사진 및 동영상을 처리하는 이미지 처리부; 및
   유지보수를 위한 지침 및 설명서와 참조 설명을 조회하고 등록하는 기능을 제공하는 모바일 기기 기능관리부
   를 더 포함하는 지능형 설비관리 시스템.
5. 삭제
6. 제1 항에 있어서,
   상기 설비운영센터는,
   임대망/자가망 네트워크를 이용하여 상기 IoT 기반 단말장치와 상기 데이터 수집서버 및 설비운영 관리서버 간 연결을 제어하는 전송망용 게이트웨이;
   상기 설비정보에 포함된 위치정보를 통해 각 설비의 설치 위치를 산출하고, 상기 IoT 기반 단말장치의 고유 ID와 매핑하여 각 설비를 식별하는 단말장치 식별 및 제어부;
   모바일 네트워크를 이용하여 상기 모바일 기기의 이동통신망 접속부와 연결되어 상기 모바일 기기 및 IoT 기반 단말장치와 상기 상기 데이터 수집서버 및 설비운영 관리서버 간 연결을 제어하는 모바일용 게이트웨이; 및
   상기 모바일용 게이트웨이를 통해 연결된 상기 모바일 기기의 인증서, 전화번호, IP주소 및 위치정보를 이용하여 해당 모바일 기기를 식별 및 제어하는 모바일 기기 식별 및 제어부
   를 포함하는 지능형 설비관리 시스템.
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제

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