KR102426046B1 - 스마트 밸브 아이오티 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각 제수변실에 제수변 잠금부와 개도 감지부 등이 설치되는 제수변 감시 장치를 설치하고 이를 원격에서 무선 통신 방식으로 모니터링하고 제어할 수 있는 스마트 밸브 IoT 시스템에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 스마트 밸브 IoT 시스템은, 제수변 개폐 회전축에 결합되어 설치되며, 상단이 제수변실 덮개 높이로 설치되는 가이드 샤프트; 제수변실 상단에 설치되며, 상기 가이드 샤프트의 회전이 불가능하도록 잠그는 제수변 조작 잠금부; 상기 제수변 조작 잠금부에 인접하게 설치되며, 상기 제수변 조작 잠금부의 잠금 동작을 해제하는 잠금 해제부; 상기 제수변실에 설치되며, 상기 잠금 해제부에 의하여 상기 제수변 조작 잠금부의 동작이 해제되면 해제 정보를 유무선 통신 방식에 의하여 중앙 제어실로 전송하는 통신 모듈;을 포함한다.

Description

스마트 밸브 아이오티 시스템{A SMART VLAVE IoT SYSTEM}

본 발명은 스마트 밸브 IoT 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 각 제수변실에 제수변 잠금부와 개도 감지부 등이 설치되는 제수변 감시 장치를 설치하고 이를 원격에서 무선 통신 방식으로 모니터링하고 제어할 수 있는 스마트 밸브 IoT 시스템에 관한 것이다.

현재 상수도 관리 시스템에서는 상수도 공급 지역의 관망을 소규모 구역의 블록으로 분할하고, 각 블록별로 수돗물의 공급량과 수압을 모니터링하고 있다. 모니터링한 유량과 수압, 수질 등은 상수도 관로의 상태를 감시하고 분석해서 누수를 예방, 저감하고 부실화되지 않도록 관리방안 및 보수계획을 세우는데 사용된다.

이러한 상수도 관망의 소블럭들 사이에는 서로 연결된 상수도관망을 블록단위로 구분될 수 있도록 그 경계부분에 제수변을 설치해서 차단함으로써, 각 블록들이 독립적으로 관리될 수 있도록 해준다. 이 블록고립 (Isolation) 작업은 지하에 매설된 상수도관망에 문제 발생시 소규모 구역에 대해서만 신속한 탐색과 보수가 가능하게 해주는 것으로 막대한 사업예산이 투입되는 관리체계이다.

그런데 블록고립에 대한 이해가 부족한 상수도 운영자나 운영 조치상 불가피한 상황이 발생하는 경우 제수변을 조작할 수 있는 경우가 발생될 수 있어 블럭 사이에 경계가 없어지는 경우가 발생한다. 이러한 제수변 조작에 대한 관리나 모니터링이 이루어지지 않고 무작위로 개방 및 차단 동작이 이루어지게 되면 블럭고립화 작업이 무산되는 문제점이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 각 제수변실에 제수변 잠금부와 개도 감지부 등이 설치되는 제수변 감시 장치를 설치하고 이를 원격에서 무선 통신 방식으로 모니터링하고 제어할 수 있는 스마트 밸브 IoT 시스템을 제공하는 것이다.

전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 스마트 밸브 IoT 시스템은, 제수변 개폐 회전축에 결합되어 설치되며, 상단이 제수변실 덮개 높이로 설치되는 가이드 샤프트; 제수변실 상단에 설치되며, 상기 가이드 샤프트의 회전이 불가능하도록 잠그는 제수변 조작 잠금부; 상기 제수변 조작 잠금부에 인접하게 설치되며, 상기 제수변 조작 잠금부의 잠금 동작을 해제하는 잠금 해제부; 상기 제수변실에 설치되며, 상기 잠금 해제부에 의하여 상기 제수변 조작 잠금부의 동작이 해제되면 해제 정보를 유무선 통신 방식에 의하여 중앙 제어실로 전송하는 통신 모듈;을 포함한다.

그리고 본 발명에서 상기 제수변 조작 잠금부는, 상기 제수변실 상단에 상기 가이드 샤프트의 상단을 감싸도록 설치되는 설치 지그; 상기 설치 지그의 일측에 상기 가이드 샤프트 방향으로 전후진 가능하게 설치되는 잠금봉; 상기 잠금봉을 전후진시키는 전후진 수단;을 포함하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 잠금 해제부는, 상기 설치 지그에 설치되며, 특정한 잠금해제 방식을 인식하여 상기 제수변 조작 잠금부의 해제 여부를 결정하는 구동부;인 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따른 스마트 밸브 IoT 시스템에는, 상기 잠금 해제부에 설치되며, 상기 잠금해제부의 동작 여부를 감지하는 감지 센서가 더 구비되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따른 스마트 밸브 IoT 시스템에는, 상기 가이드 샤프트의 회전수를 감지하여 상기 제수변의 개도 정도를 감지하는 제수변 개도 감지부가 더 구비되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 제수변 개도 감지부는 자이로 센서 또는 로터리 엔코더인 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 제수변 개도 감지부는 회전수 시험 동작을 통하여 상기 제수변의 개도 정도와 상기 가이드 샤프트의 회전수 관계를 설정하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 통신 모듈은 LoRa 또는 NB-IoT 통신 모듈인 것이 바람직하다.

본 발명의 스마트 밸브 IoT 시스템에 의하면 각 제수변실에 제수변 잠금부와 개도 감지부 등이 설치되는 제수변 감시 장치를 설치하고 이를 원격에서 무선 통신 방식으로 모니터링하고 관리할 수 있는 장점이 있어 블록고립의 효과를 상시 보장할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제수변실의 구성을 도시하는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제수변 조작 잠금부와 잠금 해제부의 구성을 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 밸브 IoT 시스템의 구성을 도시하는 개념도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다.

본 실시예에 따른 스마트 밸브 IoT 시스템(100)은 도 1, 2에 도시된 바와 같이, 가이드 샤프트(110), 제수변 조작 잠금부(120), 잠금 해제부(130), 통신 모듈(140) 및 중앙 제어실(130)을 포함하여 이루어진다.

먼저 상기 가이드 샤프트(110)는 도 1에 도시된 바와 같이, 제수변실(30) 내에 설치되되, 그 하단은 제수변 개폐 회전축(10)에 결합되어 설치되며, 상단이 제수변실 덮개(20) 높이로 기립되어 설치되는 구성요소이다. 즉, 상기 가이드 샤프트(110)는 상당한 깊이에 설치되어 있는 제수변 개폐 회전축(10)에 결합되고 그 상단이 제수변실 덮개(20) 근처로 설치되어 제수변(40)의 개방과 차단이 용이하도록 하는 것이다.

특히, 제수변(40)은 그 설치되는 위치에 따라서 그 설치 깊이가 상이하여 상기 가이드 샤프트(110)가 설치되지 않는 경우에는 작업자가 일일이 그 설치 깊이에 맞는 개방 도구를 소지해야 하는 문제점이 있다.

본 실시예에서 상기 가이드 샤프트(110)는 구체적으로 도 1에 도시된 바와 같이, 하단부(111), 샤프트 본체(112) 및 상단부(113)를 포함하여 구성될 수 있다. 먼저 상기 하단부(111)는 상기 제수변 개폐 회전축(10)가 삽입될 수 있는 모양과 크기의 결합홈을 가지는 구성요소이며, 상기 제수변 개폐 회전축(10)와 정확하게 맞물린 상태로 설치된다.

그리고 상기 샤프트 본체(112)는 일정한 길이를 가지는 원기둥 형태의 구성요소이며, 상기 제수변 개폐 회전축(10)의 설치 깊이를 고려하여 각 제수변마다 상이한 길이로 설치된다. 다음으로 상기 상단부(113)는 상기 제수변실 덮개(20) 근처로 노출되어 설치되는 구성요소로서, 상기 제수변 개폐 회전축(10)의 형상과 동일하게 사각 기둥 형상의 돌출부를 가진다. 이 돌출부가 개방 도구와 체결되어 상기 가이드 샤프트 및 이에 결합되어 있는 제수변 개폐 회전축을 회전시킬 수 있는 것이다.

다음으로 상기 제수변 조작 잠금부(120)는 도 1, 2에 도시된 바와 같이, 상기 제수변실(30) 상단에 설치되며, 상기 가이드 샤프트(110)의 회전이 불가능하도록 잠그는 구성요소이다. 즉, 상기 제수변 조작 잠금부(120)는 평상시에 상기 가이드 샤프트(110)를 개방 도구를 이용하여 회전시키지 못하도록 방해하는 것이다. 따라서 상기 제수변 조작 잠금부(120)는 상기 가이드 샤프트(110) 중 상단부(113)가 회전하지 못하게 하거나 상단부(113)에 조작 기구가 결합하지 못하도록 하는 다양한 구조를 가질 수 있다.

본 실시예에서는 상기 제수변 조작 잠금부(120)를 구체적으로 도 2에 도시된 바와 같이, 설치 지그(121), 잠금봉(122) 및 전후진 수단(123)으로 구성할 수 있다. 먼저 상기 설치 지그(121)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제수변실(30) 상단에 상기 가이드 샤프트(110)의 상단(113)을 감싸도록 설치되는 구성요소이다. 즉, 상기 설치 지그(121)는 상기 제수변실(30) 상단 중 상기 제수변길 덮개(20) 바로 아래에 설치되며, 다른 구성요소들의 설치 공간을 제공한다. 따라서 상기 설치 지그(121)는 그 원주부가 상기 제수변실(30) 내벽에 결합되고, 중앙에 관통홀(124)이 형성되는 도넛 형태를 가진다. 그리고 상기 관통홀(114)로 상기 가이드 샤프트의 상단부(113)이 돌출되는 것이다.

다음으로 상기 잠금봉(122)은 도 1, 2에 도시된 바와 같이, 상기 설치 지그(121)의 일측에 상기 가이드 샤프트(110) 방향으로 전후진 가능하게 설치되는 구성요소이다. 따라서 상기 잠금봉(122)이 전진하여 상기 상단부(113) 방향으로 접근하면 상기 가이드 샤프트(110)를 회전시키기 위한 개방 도구를 상기 상단부(113)에 결합시킬 수 없고, 상기 제수변을 조작할 수 없게 되는 것이다.

한편 상기 잠금봉(122)이 후진하여 상기 가이드 샤프트의 상단부(113)로부터 멀어지면 개방 도구를 상단부(113)에 결합시켜 상기 가이드 샤프트 및 이에 결합되어 있는 제수변을 회전시킬 수 있는 것이다.

다음으로 상기 전후진 수단(123)은 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 설치 지그(121) 내에 설치되어 상기 잠금봉(122)을 전후진시키는 구성요소이다. 따라서 상기 전후진 수단(123)은 상기 잠금봉(122)를 전후진시킬 수 있는 다양한 구성을 가질 수 있다.

다음으로 상기 잠금 해제부(130)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제수변 조작 잠금부(120)에 인접하게 설치되며, 상기 제수변 조작 잠금부(120)의 잠금 동작을 해제하는 구성요소이다. 즉, 상기 잠금 해제부(130)는 미리 지정된 조건이 만족되면 상기 전후진 수단(123)을 제어하여 상기 잠금봉(122)을 후진시키는 것이다.

본 실시예에서 상기 잠금 해제부(130)는 구체적으로 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 설치 지그(121)에 설치되며, 미리 정해진 특정한 아이디 카드나 키입력 등의 잠금해제 방식을 인식하여 상기 제수변 조작 잠금부(120)의 해제 여부를 결정하는 해제 인식부로 구성될 수 있다.

따라서 미리 인가된 아이디 카드나 로그인 정보를 소지한 작업자가 해당 아이디 카드나 아이디로 잠금 해제부(130)를 작동시켜 제수변(40)을 조작할 수 있고, 이 과정이 중앙 제어실(130)로 통보되어 통합관리되는 것이다.

한편 본 실시예에 따른 스마트 밸브 IoT 시스템(100)에는 개폐 감지 센서(도면에 미도시)가 더 구비되는 것이 바람직하다. 상기 개폐 감지 센서는 구체적으로 상기 잠금 해제부(130)에 설치되며, 상기 제수변실 덮개(20)의 개폐 여부를 감지하고, 그 감지 정보를 상기 통신 모듈(140)을 통하여 중앙 제어실(130)로 전달하는 것이다. 따라서 제수변실 덮개(20)의 무단 개방 여부 또는 비이상적 개방 여부를 중앙 제어실(130)에서 실시간으로 파악할 수 있다.

다음으로 본 실시예에 따른 스마트 밸브 IoT 시스템(100)에는 제수변 개도 감지부(160)가 더 구비되는 것이 바람직하다. 상기 제수변 개도 감지부(160)는 상기 가이드 샤프트(110)의 회전수를 감지하여 상기 제수변(40)의 개도 정도를 감지하는 구성요소이다. 이렇게 상기 제수변 개도 감지부(160)에 의하여 감지된 제수변의 개도 정도에 대한 정보는 상기 통신 모듈(140)을 통하여 상기 중앙 제어실(130)로 실시간 전송된다.

이렇게 상기 제수변 개도 감지부(160)에 의하여 상기 제수변 개도 정도를 감지하기 위해서는 시험 동작을 통하여 상기 제수변(40)의 개도 정도와 상기 가이드 샤프트(110)의 회전수 관계를 설정하는 것이 필요하다. 이렇게 초기 시험 작동을 통하여 상기 제수변(40)의 개도 정도와 상기 가이드 샤프트(110)의 회전수 관계를 설정하고 이를 저장하면, 이를 활용하여 실제 제수변(40)의 개도 정도를 가이드 샤프트(110) 회전수로 감지할 수 있는 것이다.

본 실시예에서 상기 제수변 개도 감지부(160)는 구체적으로 자이로 센서 또는 로터리 엔코더인 것이 바람직하다.

다음으로 상기 통신 모듈(140)은 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제수변실(30)에 설치되며, 상기 잠금 해제부(130)에 의하여 상기 제수변 조작 잠금부(120)의 동작이 해제되면 해제 정보, 상기 제수변 개도 감지부(160)의 감지 정보, 상기 제수변실 덮개 개방 정보 등의 정보를 유무선 통신 방식에 의하여 중앙 제어실(130)로 전송하고, 상기 중앙 제어실의 제어 정보를 각 구성요소에 전달하는 구성요소이다.

즉, 상기 통신 모듈(140)에 의하여 개별 제수변실(30)과 중앙 제어실(130)이 통신하는 것이며, 실시간으로 다수개의 제수변실에 대한 원격 모니터링 및 제어가 가능한 것이다. 본 실시예에서는 상기 통신 모듈(140)을 구체적으로 LoRa 통신 모듈 또는 NB-IoT로 구성하는 것이 바람직하다.

이렇게 NB-IoT 또는 LoRa 기반의 통신 모듈을 이용하면, 비교적 원거리로 이격되어 설치되는 다수개의 제수변 설비별로 별도로 구축되는 제어시스템에 설치하여 통신가능 거리가 충분히 길고 외부 환경의 영향을 받지 않는 원격 제어 시스템을 구축할 수 있는 장점이 있다.

다음으로 상기 중앙 제어실(130)은 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제수변실(30)과 이격되어 설치되며, 무선 통신망에 의하여 다수개의 제수변실(30)과 통신할 수 있는 구성요소이다. 상기 중앙 제어실(130)에는 원격 제어를 위한 제어반과 다수의 감지 정보를 저장할 수 있는 데이터베이스 및 제어를 위한 인터페이스 등이 구비된다.

100 : 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 밸브 IoT 시스템
110 : 가이드 샤프트 120 : 제수변 조작 잠금부
130 : 중앙 제어실 140 : 통신 모듈
160 : 제수변 개도 감지부 10 : 제수변 개폐 회전축
20 : 제수변실 덮개 30 : 제수변실
40 : 제수변

Claims (5)

1. 제수변 개폐 회전축에 결합되어 설치되며, 상단이 제수변실 덮개 높이로 설치되는 가이드 샤프트;
   제수변실 상단에 설치되며, 상기 가이드 샤프트의 회전이 불가능하도록 잠그는 제수변 조작 잠금부;
   상기 제수변 조작 잠금부에 인접하게 설치되며, 상기 제수변 조작 잠금부의 잠금 동작을 해제하는 잠금 해제부;
   상기 제수변실에 설치되며, 상기 잠금 해제부에 의하여 상기 제수변 조작 잠금부의 동작이 해제되면 해제 정보를 유무선 통신 방식에 의하여 중앙 제어실로 전송하는 통신 모듈;을 포함하며,
   상기 제수변 조작 잠금부는,
   상기 제수변실 상단에 상기 가이드 샤프트의 상단을 감싸도록 설치되는 설치 지그;
   상기 설치 지그의 일측에 상기 가이드 샤프트 방향으로 전후진 가능하게 설치되는 잠금봉;
   상기 잠금봉을 전후진시키는 전후진 수단;을 포함하고,
   상기 잠금 해제부는,
   상기 설치 지그에 설치되며, 특정한 아이디 카드나 로그인 정보를 인식하여 상기 제수변 조작 잠금부의 해제 여부를 결정하는 해제 인식부;
   상기 잠금 해제부에 설치되며, 상기 제수변실 덮개의 개폐 여부를 감지하는 개폐 감지 센서; 및
   상기 가이드 샤프트의 회전수를 감지하여 상기 제수변의 개도 정도를 감지하는 제수변 개도 감지부;를 포함하고,
   상기 제수변 개도 감지부는 회전수 시험 동작을 통하여 상기 제수변의 개도 정도와 상기 가이드 샤프트의 회전수 관계를 설정하는 것을 특징으로 하는 스마트 밸브 IoT 시스템.
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