KR102520452B1 - Method for remotely wireless update of firmware of measuring device for predicting collapse of slope land - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가속도 센서, 함수율 센서, 및 음파센서를 포함하며 상기 센서들로부터 수신한 계측 데이터에 기초하여 경사지의 붕괴 위험도를 산출하는 위험도 산출 프로그램을 실행할 수 있는 계측기에 관한 것으로, 일 실시예에서, 상기 위험도 산출 프로그램이, 상기 수신한 계측 데이터 중 상기 계측기에 가해지는 가속도 관련 계측 데이터에 기초하여 붕괴위험에 대한 1차 위험도를 산출하는 단계, 및 상기 1차 위험도가 기설정한 임계값 이상인 경우 상기 수신한 계측 데이터에 기초하여 붕괴위험에 대한 2차 위험도를 산출하는 단계를 실행하도록 구성된 계측기를 개시한다. The present invention relates to a measuring instrument including an acceleration sensor, a moisture content sensor, and a sound wave sensor and capable of executing a risk calculation program for calculating the risk of collapse of a slope based on measurement data received from the sensors. In one embodiment, Calculating, by the risk calculation program, a primary risk for collapse risk based on acceleration-related measurement data applied to the instrument among the received measurement data, and if the primary risk is greater than or equal to a preset threshold, the Disclosed is a measuring instrument configured to perform the step of calculating a secondary risk for a collapse risk based on the received measurement data.

Description

경사지 붕괴위험 예측용 계측기의 무선 원격 펌웨어 업데이트 방법 {Method for remotely wireless update of firmware of measuring device for predicting collapse of slope land} Method for remotely wireless update of firmware of measuring device for predicting collapse of slope land}

본 발명은 경사지나 절토사면 등에서의 산사태나 붕괴 위험을 예측하는 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 경사지 붕괴위험 예측용 계측기에서 가속도, 음향파 및 함수율 등을 이용하여 경사지의 붕괴 위험을 예측하고 계측기의 펌웨어나 소프트웨어를 원격 업데이트하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a system for predicting the risk of landslide or collapse on a slope or cut slope, and more particularly, predicts the risk of collapse of a slope using an instrument for predicting the risk of collapse of a slope using acceleration, acoustic waves, moisture content, etc. It relates to a method of remotely updating an instrument's firmware or software.

급경사지 및 절토사면, 산사태 등 토사 혹은 사면 전체가 무너지는 사고는 수시로 일어나는 재난 중 하나이다. 국내 대부분의 산사태 및 급경사지 붕괴감지 계측은 붕괴가 발생된 이후 감지하여 관리자 및 위험발생구간 주변에 경보하고 있다. 계측기의 첨단기술은 발전하고 있으나 해석기술이 포함되지 않아 사후 분석하는 시스템으로 구축되어 있다. Accidents in which soil or the entire slope collapses, such as steep slopes, cut slopes, and landslides, are among the disasters that frequently occur. Most landslide and steep slope collapse detection instruments in Korea detect landslides after they have occurred and alert managers and danger zones. The cutting-edge technology of measuring instruments is developing, but analysis technology is not included, so it is built as a post-analysis system.

산사태나 경사지 붕괴에 대한 위험을 미리 감지하고 측정하여 붕괴를 예측할 수 있는 노력이 지속되어 왔음에도 불구하고 아직까지는 예측 시스템이 복잡하거나 비용이 고가여서 실제 위험지에 설치하여 실시간으로 위험을 예측하기가 어려운 실정이다. Although efforts have been made to predict collapse by detecting and measuring the risk of landslide or slope collapse in advance, it is still difficult to predict the risk in real time by installing it in an actual hazardous area because the prediction system is complicated or expensive. The situation is.

또한 경사지 붕괴 위험도의 정확도를 높이기 위해서는 각 계측기의 경사지 붕괴 위험도 산출을 위한 펌웨어나 소프트웨어를 지속적으로 업데이트해야 할 필요가 있는데, 산비탈 등 야외 경사지에 설치되어 24시간 지속적으로 계측 동작을 수행해야 하는 계측기를 업데이트하기 위한 보다 효율적인 방법에 요구되고 있다. In addition, in order to increase the accuracy of the slope collapse risk, it is necessary to continuously update the firmware or software for calculating the slope collapse risk of each instrument. There is a need for a more efficient method for updating.

선행문헌1: 한국 공개특허 제2018-0057817호 (2018년 5월 31일 공개)Prior Document 1: Korean Patent Publication No. 2018-0057817 (published on May 31, 2018) 선행문헌2: 한국 등록특허 제10-2091758호 (2020년 3월 20일 공고)Prior Document 2: Korean Patent Registration No. 10-2091758 (published on March 20, 2020)

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 가속도를 측정하여 충격량과 이동평균값을 해석하고 함수율과 음향파 예측 기법을 사용하여 산사태 붕괴 위험에 대한 등급을 결정하는 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been devised to solve this problem, and aims to provide a system for determining the grade for the risk of landslide collapse by measuring acceleration, interpreting the amount of impact and moving average value, and using moisture content and acoustic wave prediction techniques. .

또한 본 발명은 계측기의 프로그램이 실행되고 있는 상태에서 업데이트용 데이터를 계측기로 전송하고 메모리에 저장된 전체 프로그램 코드 중 교체될 프로그램 코드만 교체함으로써 업데이트 시간을 단축할 수 있는 계측기 업데이트 방법을 제공한다. In addition, the present invention provides an instrument update method capable of reducing update time by transmitting update data to the instrument while the instrument program is being executed and replacing only the program code to be replaced among all program codes stored in the memory.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 가속도 센서, 함수율 센서, 및 음파센서를 포함하며 상기 센서들로부터 수신한 계측 데이터에 기초하여 경사지의 붕괴 위험도를 산출하는 위험도 산출 프로그램을 실행할 수 있는 계측기로서, 상기 위험도 산출 프로그램이, 상기 수신한 계측 데이터 중 상기 계측기에 가해지는 가속도 관련 계측 데이터에 기초하여 붕괴위험에 대한 1차 위험도를 산출하는 단계, 및 상기 1차 위험도가 기설정한 임계값 이상인 경우 상기 수신한 계측 데이터에 기초하여 붕괴위험에 대한 2차 위험도를 산출하는 단계를 실행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 계측기를 개시한다. According to one embodiment of the present invention, a measuring instrument including an acceleration sensor, a moisture content sensor, and a sound wave sensor and capable of executing a risk calculation program for calculating the risk of collapse of a slope based on measurement data received from the sensors, wherein the Calculating, by a risk calculation program, a primary risk for collapse risk based on acceleration-related measurement data applied to the instrument among the received measurement data, and receiving the primary risk if the primary risk is greater than or equal to a preset threshold Disclosed is a measuring instrument configured to execute a step of calculating a second degree of risk for a collapse risk based on measurement data.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 경사지에 설치되는 계측기의 마이크로 컨트롤러유닛(MCU)의 메모리에 저장되고 실행되어 경사지의 붕괴 위험도를 산출할 수 있는 컴퓨터 프로그램을 업데이트하는 방법으로서, 원격 서버로부터 상기 프로그램의 업데이트 정보를 수신하는 단계; 상기 업데이트가 반영된 업데이트 프로그램을 상기 계측기 내의 제1 메모리에 저장하는 단계; 및 제1 메모리에 저장된 상기 업데이트 프로그램을 상기 MCU 메모리에 복사하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 컴퓨터 프로그램 업데이트 방법을 개시한다. According to one embodiment of the present invention, a method for updating a computer program that is stored in the memory of a microcontroller unit (MCU) of a measuring instrument installed on a slope and executed to calculate the risk of collapse of the slope, the program from a remote server. Receiving update information of; storing an update program reflecting the update in a first memory in the instrument; and copying the update program stored in the first memory to the MCU memory.

본 발명에 따르면 가속도에 의한 충격량과 이동평균값에 기초하여 1차 위험도를 판단하고 그 후 충격량, 이동평균값, 계측기의 기울기, 함수율, 및 음향파 파라미터를 입력데이터로서 인공신경망 알고리즘에 입력하여 2차 위험도를 산출함으로써 높은 정확도로 경사지 붕괴 위험성을 평가하고 예측할 수 있다. According to the present invention, the first degree of risk is determined based on the amount of impact caused by acceleration and the moving average value, and then the second degree of risk is determined by inputting the amount of impulse, the moving average value, the slope of the instrument, the moisture content, and the acoustic wave parameters into the artificial neural network algorithm as input data. By calculating , it is possible to evaluate and predict the slope collapse risk with high accuracy.

또한 본 발명에 따르면, 계측기의 프로그램이 실행되고 있는 상태에서 업데이트용 데이터를 계측기로 전송하며 MCU 메모리의 프로그램의 업데이트시 전체 프로그램 코드 중 교체될 프로그램 코드만 교체하기 때문에 업데이트 시간을 단축하고 계측기 프로그램의 실행 시간을 종래에 비해 더 늘릴 수 있는 이점이 있다. 업데이트 동작이나 프로그램 실행시 이상이 발생하면 언제든지 제2 메모리에 저장된 가장 최신의 프로그램 코드를 MCU 메모리로 다시 복사하여 프로그램을 최신 코드로 초기화할 수 있으므로 기술 지원인력의 출동을 최소화하고 계측기 프로그램의 실행 중단 시간도 최소화하여 계측기를 효율적으로 운용할 수 있는 이점이 있다. In addition, according to the present invention, update data is transmitted to the instrument while the program of the instrument is being executed, and when updating the program in the MCU memory, only the program code to be replaced among the entire program codes is replaced, thereby shortening the update time and improving the quality of the instrument program. There is an advantage in that the execution time can be further increased compared to the conventional method. If an error occurs during update operation or program execution, the most recent program code stored in the second memory can be copied back to the MCU memory at any time to initialize the program with the latest code, minimizing the dispatch of technical support personnel and stopping the execution of the instrument program. It has the advantage of being able to operate the instrument efficiently by minimizing time.

도1은 경사지 붕괴위험 예측을 위해 다수의 계측기를 경사지에 설치한 모습을 나타내는 도면,
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 계측기를 설명하는 도면,
도3은 일 실시예에 따른 경사지 붕괴위험 예측 방법의 흐름도,
도4는 가속도를 이용하여 1차 위험도를 산출하는 예시적 방법의 흐름도,
도5는 2차 위험도 산출에 사용하는 변수 및 그에 따른 위험도 분류를 예시적으로 나타내는 도면,
도6은 음향파의 파라미터를 설명하기 위한 도면,
도7은 인공신경망을 이용하여 2차 위험도를 산출하는 예시적 방법을 나타내는 도면,
도8은 일 실시예에 따른 계측기의 메모리 영역을 설명하기 위한 도면,
도9는 계측기의 소프트웨어를 업데이트하는 예시적 방법의 흐름도,
도10은 계측기의 소프트웨어 업데이트를 위한 예시적인 상황을 설명하는 도면,
도11은 계측기의 소프트웨어 업데이트를 위한 제1 메모리 상태를 나타내는 도면이다.
1 is a view showing a state in which a plurality of instruments are installed on a slope to predict the risk of collapse on a slope;
2 is a diagram illustrating a measuring instrument according to an embodiment of the present invention;
Figure 3 is a flow chart of a slope collapse risk prediction method according to an embodiment,
4 is a flowchart of an exemplary method for calculating a primary risk using acceleration;
5 is a diagram showing variables used in secondary risk calculation and classification of risk accordingly;
6 is a diagram for explaining parameters of acoustic waves;
7 is a diagram showing an exemplary method of calculating a secondary risk using an artificial neural network;
8 is a diagram for explaining a memory area of a measuring instrument according to an embodiment;
Fig. 9 is a flow diagram of an exemplary method for updating the instrument's software;
Fig. 10 illustrates an exemplary situation for updating the instrument's software;
11 is a diagram showing a first memory state for software update of a measuring instrument.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.The above objects, other objects, features and advantages of the present invention will be easily understood through the following preferred embodiments in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed content will be thorough and complete and the spirit of the present invention will be sufficiently conveyed to those skilled in the art.

본 명세서의 도면에 있어서, 구성요소들의 길이, 두께, 넓이 등의 수치는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장하여 표시될 수 있다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '~을 포함한다', '~으로 구성된다', 및 '~으로 이루어진다'라는 표현은 이 표현에서 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.In the drawings of this specification, numerical values such as length, thickness, and area of components may be exaggeratedly displayed for effective description of technical contents. In this specification, singular forms also include plural forms unless specifically stated otherwise in a phrase. The expressions 'comprises', 'consists of', and 'consists of' used in the specification do not exclude the presence or addition of one or more other elements in addition to the elements mentioned in these expressions.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시예를 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 혼돈을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In describing specific embodiments below, a number of specific details have been prepared to more specifically describe the invention and aid understanding. However, readers who have knowledge in this field to the extent that they can understand the present invention can recognize that it can be used without these various specific details. In some cases, it is mentioned in advance that parts that are commonly known in describing the invention and are not greatly related to the invention are not described to prevent confusion in describing the present invention.

도1은 경사지 붕괴위험 예측을 위해 다수의 계측기를 경사지에 설치한 모습을 개략적으로 나타내었다. 도시한 것처럼, 본 발명의 붕괴위험 예측 방법을 수행하기 위해, 예측 대상이 되는 경사지의 지표면에 복수개의 계측기(10)가 설치된다. 계측기(10)는 붕괴위험 예측 대상 지역의 경사면에 소정 간격으로 이격되어 설치될 수 있다. Figure 1 schematically shows a state in which a number of instruments are installed on a slope to predict the risk of collapse on a slope. As shown, in order to perform the collapse risk prediction method of the present invention, a plurality of instruments 10 are installed on the surface of the slope to be predicted. The measuring instrument 10 may be installed at predetermined intervals on the slope of the area subject to prediction of collapse risk.

각 계측기(10)는 예컨대 원통 형상의 케이스로 구성되고 케이스 내에 가속도 센서, 음파센서 등 각종 센서를 구비하고 있다. 또한 계측기(10)는 이러한 각종 센서에 전력을 공급하는 전원부, 각종 센서들이 측정한 데이터를 처리하는 데이터 처리회로, 및 처리된 데이터를 중계기(20)로 전달하는 전송부를 더 포함할 수 있다. Each measuring instrument 10 is composed of, for example, a cylindrical case, and includes various sensors such as an acceleration sensor and a sound wave sensor in the case. In addition, the measuring instrument 10 may further include a power supply unit for supplying power to these various sensors, a data processing circuit for processing data measured by the various sensors, and a transmission unit for transmitting the processed data to the repeater 20 .

이와 관련하여 도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 계측기(10)를 도시하였다. 도2(a)는 외관 사시도이고 도2(b)는 내부 일부 구성을 측단면으로 표시하였다. 도2를 참조하면 일 실시예에 따른 계측기(10)는 헤더(11), 상부 하우징(12), 하부 하우징(13), 및 하부 웨이트(14)를 포함한다. In this regard, FIG. 2 illustrates a meter 10 according to one embodiment of the present invention. Figure 2 (a) is a perspective view of the exterior and Figure 2 (b) is a side cross-sectional view of some internal components. Referring to FIG. 2 , a meter 10 according to an embodiment includes a header 11 , an upper housing 12 , a lower housing 13 , and a lower weight 14 .

상부 하우징(12)과 하부 하우징(13)은 내부에 빈 공간을 갖는 통형상의 부재이다. 상부 하우징(12) 내부에는 PCB 기판(16)이 수용되고 PCB(16)에는 가속도 센서, 음파센서 등 여러 종류의 센서들 및 데이터 처리회로가 실장되어 있을 수 있다. 가속도 센서는 소정 시간동안 계측기(10)에 가해지는 가속도를 측정할 수 있고 음파센서는 지표면 내부의 음향파(음향 탄성파)를 측정할 수 있다. 하부 하우징(13)의 내부에는 빈 공간이 형성되어 있으며 이 공간은 음파를 증폭하고 음파센서로 안내하는 웨이브 가이드 역할을 한다. The upper housing 12 and the lower housing 13 are cylindrical members having an empty space therein. A PCB board 16 is accommodated inside the upper housing 12, and various types of sensors such as an acceleration sensor and a sound wave sensor and a data processing circuit may be mounted on the PCB 16. The acceleration sensor may measure the acceleration applied to the instrument 10 for a predetermined period of time, and the sound wave sensor may measure acoustic waves (acoustic elastic waves) inside the ground surface. An empty space is formed inside the lower housing 13, and this space serves as a wave guide that amplifies sound waves and guides them to the sound wave sensor.

하부 하우징(13)과 하부 웨이트(14) 사이에는 지표면 내 수분량(함수율)을 측정하기 위한 함수율 센서(15)가 개재되어 설치된다. 함수율 센서(15)가 PCB 기판(16)에서 떨어져 있으므로 함수율 센서(15)와 PCB 기판(16)이 케이블(17)로 연결되며 이를 통해 함수율 센서(15)의 측정 데이터를 PCB 기판(16)으로 전송할 수 있다. 헤더(11)는 상부 하우징(12)을 밀봉하는 부재이며 PCB 기판(16)과 전기적으로 연결된 커넥터 핀이 상단부에 형성되어 있고, 이 커넥터 핀에 케이블을 연결하여 외부와 유선으로 통신할 수 있다. Between the lower housing 13 and the lower weight 14, a moisture content sensor 15 for measuring the amount of moisture (moisture content) in the ground surface is interposed and installed. Since the moisture sensor 15 is away from the PCB board 16, the moisture sensor 15 and the PCB board 16 are connected by a cable 17, and through this, the measured data of the moisture sensor 15 is transmitted to the PCB board 16. can transmit The header 11 is a member that seals the upper housing 12 and has a connector pin electrically connected to the PCB board 16 formed on the upper end, and can communicate with the outside by wire by connecting a cable to the connector pin.

PCB 기판(16)에 실장된 데이터 처리회로는 예컨대 마이크로컨트롤러유닛(MCU)을 포함할 수 있다. MCU는 마이크로프로세서, 메모리(주기억장치와 보조기억장치 포함), 입출력모듈 등을 구비한 집적회로 칩 형태로 구현될 수 있고, 대안적으로, 플래시 메모리와 같은 보조기억장치 등 일부 기능부가 MCU와 별도로 PCB 기판(16)에 실장될 수도 있다. The data processing circuit mounted on the PCB substrate 16 may include, for example, a microcontroller unit (MCU). MCU may be implemented in the form of an integrated circuit chip having a microprocessor, memory (including main memory and auxiliary memory), input/output module, etc., and alternatively, some functions such as auxiliary memory such as flash memory are separate from the MCU. It may also be mounted on the PCB substrate 16 .

데이터 처리회로는 가속도 센서, 함수율 센서, 및 음파센서 등 각종 센서들로부터 측정값을 수신하고 이 측정값들로부터 계측 데이터를 생성할 수 있다. 일 실시예에서 계측 데이터는 적어도 (i) 가속도 변화량에 기초하여 계측기(10)에 가해지는 충격량의 변화량(I), (ii) 소정 시간 동안의 상기 변화량의 이동평균(Ima), (iii) 계측기(10)의 기울기, (iv) 경사지 지표면 내부의 함수율, 및 (v) 소정 시간 동안의 음향파 피크의 개수를 포함할 수 있으며 각 계측 데이터에 대해서는 후술하기로 한다. The data processing circuit may receive measurement values from various sensors such as an acceleration sensor, a moisture content sensor, and a sound wave sensor, and may generate measurement data from the measurement values. In one embodiment, the measurement data includes at least (i) a change in the amount of impulse applied to the instrument 10 based on the change in acceleration (I), (ii) a moving average of the change for a predetermined time (Ima), (iii) the instrument It may include the slope of (10), (iv) moisture content inside the surface of the slope, and (v) the number of acoustic wave peaks for a predetermined time, and each measurement data will be described later.

일 실시예에서 계측기(10)와 중계기(20)가 유선으로 연결될 수 있다. 각 계측기(10)마다 하나씩 중계기(20)가 연결될 수도 있고 여러 개의 계측기(10)가 하나의 중계기(20)에 연결될 수도 있다. 중계기(20)는 하나 이상의 계측기(10)로부터 수신한 계측 데이터를 임의의 무선통신망 및/또는 이동통신망 등의 네트워크를 통해 서버장치(도시 생략)로 전송할 수 있다. 예를 들어 각각의 중계기(20)는 TCP/IP 프로토콜에 따라 데이터 원격의 서버와 통신할 수 있고 이 때 LTE 또는 5G 이동통신망이나 데이터통신망을 이용할 수 있다. In one embodiment, the meter 10 and the repeater 20 may be connected by wire. One repeater 20 may be connected to each measuring instrument 10, or several measuring instruments 10 may be connected to one repeater 20. The repeater 20 may transmit measurement data received from one or more measuring instruments 10 to a server device (not shown) through a network such as an arbitrary wireless communication network and/or a mobile communication network. For example, each repeater 20 may communicate with a data remote server according to the TCP/IP protocol, and at this time, an LTE or 5G mobile communication network or data communication network may be used.

원격의 서버장치는 일정 영역의 산사태 위험구간을 한 단위의 위험 영역으로 관리할 수 있다. 예를 들어 서버장치는 이 한 단위의 위험 영역에 설치된 계측기(10)들로부터 계측 데이터를 수신하고 이 위험 영역의 경사지 붕괴위험에 대한 위험도를 산출할 수 있다. The remote server device can manage a landslide risk zone in a certain area as a unit risk area. For example, the server device may receive measurement data from the measuring instruments 10 installed in the dangerous area of this one unit and calculate the risk of the collapse risk of the slope of this dangerous area.

일 실시예에서 각 계측기(10)마다 경사지 붕괴위험에 대한 위험도를 산출할 수도 있다. 예컨대 각 계측기(10)의 데이터 처리회로에서 실행될 수 있다. 또는 또 다른 대안적 실시예에서 각 계측기(10)에 연결된 중계기(20)에서 본 발명의 붕괴위험 예측 방법이 실행될 수도 있고, 또는, 중계기(20)가 각 계측기(10)의 계측 데이터를 서버장치에 무선 또는 유선으로 전송하고 서버장치에서 본 발명의 예측 방법을 실행할 수도 있다. In one embodiment, it is also possible to calculate the risk level for the risk of collapsing the slope for each instrument 10. For example, it can be executed in the data processing circuit of each measuring instrument 10. Alternatively, in another alternative embodiment, the collapse risk prediction method of the present invention may be executed in the repeater 20 connected to each instrument 10, or the repeater 20 transmits the measurement data of each instrument 10 to a server device. may be transmitted wirelessly or wired, and the prediction method of the present invention may be executed in the server device.

이하의 실시예에서는 각 계측기(10)의 데이터 처리회로(예컨대 MCU)에서 경사지 붕괴위험을 예측하는 방법을 실행하는 것으로 가정하고 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다. In the following embodiments, it is assumed that a method for predicting a slope collapse risk is executed in a data processing circuit (eg, MCU) of each measuring instrument 10, and embodiments of the present invention will be described.

도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 경사지 붕괴위험 예측 방법의 흐름도이다. 도면을 참조하면, 계측기(10)가 가속도 센서, 함수율 센서, 및 음파센서 등 각종 센서들로부터 계측 데이터를 수신하면 단계(S10)에서 이 계측 데이터에 기초하여 1차 위험도를 산출한다. 일 실시예에서 계측기(10)에 가해지는 가속도 관련 계측 데이터에 기초하여 붕괴위험에 대한 1차 위험도를 산출할 수 있고, 이 때 가속도 관련 계측 데이터는 가속도 변화량에 기초하여 계측기(10)에 가해지는 충격량의 변화량(I) 및 소정 시간 동안의 상기 변화량의 이동평균(Ima)을 포함한다. Figure 3 is a flow chart of a slope collapse risk prediction method according to an embodiment of the present invention. Referring to the figure, when the instrument 10 receives measurement data from various sensors such as an acceleration sensor, a moisture sensor, and a sound wave sensor, a first degree of risk is calculated based on the measurement data in step S10. In one embodiment, it is possible to calculate the primary risk for the collapse risk based on the measurement data related to the acceleration applied to the instrument 10, and at this time, the measurement data related to the acceleration is applied to the instrument 10 based on the amount of change in acceleration It includes the change amount (I) of the impulse and the moving average (Ima) of the change amount for a predetermined time.

그 후 단계(S20)에서, 단계(S10)에서 산출된 1차 위험도가 기설정된 소정 임계값 이상인지를 판단한다. 1차 위험도가 임계값 보다 작으면(S20_No) 붕괴 위험이 없는 경우이므로 2차 위험도 산출할 필요없이 다시 단계(S10)로 복귀하여 소정 주기 이후에 다시 단계(S10)를 실행할 수 있다. After that, in step (S20), it is determined whether the primary risk calculated in step (S10) is equal to or greater than a predetermined threshold value. If the primary risk is less than the threshold value (S20_No), there is no risk of collapse, so it is possible to return to step S10 again without calculating the secondary risk and perform step S10 again after a predetermined period.

임계값과 관련하여 도5는 가속도 관련 계측 데이터를 사용하여 위험도를 산출할 때 사용되는 위험도 기준을 나타내는 예시적 도표이다. 도5에 나타낸 값은 예시적인 수치이며 구체적 실시 형태나 실시 상황에 따라 이 기준값이 달라질 수 있음은 물론이다. 일 실시예에서 계측기(10)에 가해지는 충격량의 변화량(I) 및 소정 시간 동안의 상기 변화량의 이동평균(Ima)을 이용하여 1차 위험도를 판단하고(S10) 1차 위험도를 임계값과 비교한다. 이 때 예를 들어 도5를 참조할 때 충격량의 변화량(I)의 임계값을 100으로 설정하고 이동평균(Ima)의 임계값을 25라고 설정할 수 있고, 두 계측값(즉 충격량 변화량(I) 및 이동평균(Ima)) 모두 각 임계값 이하인 경우 위험도가 '안심'이라고 판단하여 단계(S10)로 다시 복귀하고, 두 계측값 중 어느 하나라도 각 임계값보다 크면 위험도가 '관심' 이상일 수 있으므로 단계(S30)로 진행할 수 있다. Regarding the threshold value, FIG. 5 is an exemplary chart showing the risk criterion used when calculating the risk using the measurement data related to acceleration. The values shown in FIG. 5 are exemplary values and, of course, this reference value may vary depending on specific embodiments or implementation situations. In one embodiment, the first risk is determined using the amount of change (I) of the amount of impact applied to the instrument 10 and the moving average (Ima) of the amount of change for a predetermined time (S10), and the first risk is compared with the threshold do. At this time, for example, referring to FIG. 5, the threshold of the change in impulse (I) can be set to 100 and the threshold of the moving average (Ima) can be set to 25, and the two measured values (ie, the change in impulse (I)) and moving average (Ima) are both below each threshold, it is determined that the risk is 'safe' and returns to step (S10), and if either of the two measured values is greater than each threshold, the risk may be higher than 'interest' It may proceed to step S30.

이와 같이 단계(S20)에서 1차 위험도가 임계값 이상이라고 판단하면(S20_Yes) 경사지 붕괴 위험성이 있는 경우이므로 이 경우 단계(S30)로 진행하여 2차 위험도를 산출한다. 일 실시예에서 계측기(10)는 계측 데이터, 즉 (i) 충격량의 변화량(I), (ii) 상기 변화량의 이동평균(Ima), (iii) 계측기(10)의 기울기, (iv) 경사지 지표면 내부의 함수율, 및 (v) 소정 시간 동안의 음향파 피크의 개수에 기초하여 2차 위험도를 산출할 수 있다. 일 실시예에서 계측기(10)는 인공신경망 알고리즘을 이용하여 2차 위험도를 산출할 수 있다. In this way, if it is determined in step S20 that the primary risk is equal to or greater than the threshold (S20_Yes), there is a risk of collapsing the slope, and in this case, the step S30 is performed to calculate the secondary risk. In one embodiment, the instrument 10 provides measurement data, that is, (i) the amount of change in impulse (I), (ii) the moving average of the amount of change (Ima), (iii) the slope of the instrument 10, (iv) the surface of the slope The secondary risk may be calculated based on the internal moisture content and (v) the number of acoustic wave peaks for a predetermined time. In one embodiment, the instrument 10 may calculate the secondary risk using an artificial neural network algorithm.

2차 위험도의 산출 결과로서는 예컨대 도5에 도시한 것처럼 위험도를 다섯 레벨, 즉 '안심', '관심', '주의', '위험', 및 '경보' 레벨로 분류하고 이 중 어느 레벨에 속하는지를 표시하는 방식일 수 있다. 예컨대 인공신경망을 이용하여 2차 위험도를 산출하는 경우 이 인공신경망은 상기 (i) 내지 (v)의 계측 데이터를 입력 데이터로 하고 위험도가 상기 다섯 레벨 중 어디에 속하는지를 예측하여 출력 데이터로 출력하는 분류(classification) 문제를 해결하는 알고리즘이다. As a result of calculating the secondary risk, for example, as shown in FIG. 5, the risk is classified into five levels, that is, 'relief', 'interest', 'caution', 'danger', and 'alarm' levels, and belongs to any of these levels. It may be a way of displaying the For example, when a secondary risk is calculated using an artificial neural network, the artificial neural network uses the measurement data of (i) to (v) as input data, predicts which of the five levels the risk belongs to, and outputs it as output data. It is an algorithm that solves the classification problem.

이와 같이 단계(S30)에서 2차 위험도를 산출하면 산출된 위험도 레벨에 따라 소정의 후속 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어 위험도 레벨에 따라 서버장치나 통합관제시스템 등 상위 레벨의 장치로 전송하여 위험도를 종합적으로 실시간 관리할 수 있다. In this way, if the secondary risk is calculated in step S30, a predetermined follow-up operation may be performed according to the calculated risk level. For example, according to the risk level, the risk can be comprehensively managed in real time by transmitting to a higher level device such as a server device or an integrated control system.

도4는 도3에서 가속도를 이용하여 1차 위험도를 산출하는 단계(S10)의 구체적이고 예시적인 방법을 나타낸다. 도4를 참조하면, 우선 단계(S110)에서 본 발명의 경사지 붕괴위험 예측 방법에 사용되는 변수 및 각종 파라미터를 초기화한다. 여기서 변수 및 각종 파라미터는 예컨대 충격량의 변화량(I), 변화량의 이동평균(Ima), 시간주기 측정용 타이머의 시작시간 등을 포함할 수 있으며 이에 제한되는 것은 아니다. Figure 4 shows a specific and exemplary method of calculating the first degree of risk using the acceleration in Figure 3 (S10). Referring to FIG. 4, first, in step S110, variables and various parameters used in the slope collapse risk prediction method of the present invention are initialized. Here, the variable and various parameters may include, for example, the change amount (I) of the impulse amount, the moving average (Ima) of the change amount, the start time of the timer for measuring the time period, etc., but are not limited thereto.

단계(S110)에서 이러한 변수와 각종 파라미터를 초기화한 후 계측기(10)의 가속도 센서가 소정 시간주기 동안 가속도를 측정한다. 일반적으로 경사지에서 붕괴 위험성에 관여하는 근본적인 힘은 중력이며 중력에 영향을 받는 강우량, 낙석, 지진에 의한 지중 암석의 변화 등이 붕괴에 관여한다. 중력에 의해 자유낙하 움직임이 발생하는데 이를 중력 가속도라고 하며 중력 가속도(9.8m/s2)는 x축, y축, z축 가속도 성분을 합한 값이며 다음과 같이 수식1로 표현된다. After initializing these variables and various parameters in step S110, the acceleration sensor of the measuring instrument 10 measures acceleration for a predetermined period of time. In general, the fundamental force involved in the risk of collapse in slopes is gravity, and rainfall, rockfall, and changes in underground rocks due to earthquakes affected by gravity are involved in collapse. Free fall motion occurs due to gravity, which is called gravitational acceleration, and gravitational acceleration (9.8m/s2) is the sum of the x-axis, y-axis, and z-axis acceleration components and is expressed by Equation 1 as follows.

Figure 112021059365690-pat00001
--- 수식1
Figure 112021059365690-pat00001
--- Formula 1

위 수식의 의미는 적어도 어떤 물체는 놓인 위치와 비틀어 놓여진 정도 등과 관계없이 3개의 축 방향으로 작용하는 가속도의 합이 9.8 m/s2 이라는 것이며 이를 1G로 표현한다. 그러므로 외부의 힘(지진, 풍화, 중력 등)에 의해 재난으로 이어질 수 있는 곳에서의 변화된 가속도 값은 안전상태 판단에 상당히 중요한 인자가 된다. The meaning of the above formula is that the sum of the accelerations acting in the three axial directions is 9.8 m/s2 regardless of the position at which the object is placed and the degree of twist, which is expressed as 1G. Therefore, the changed acceleration value in a place that can lead to a disaster due to external forces (earthquake, weathering, gravity, etc.) is a very important factor in determining the safety state.

변화된 가속도 값은 충격량(힘)으로 환산될 수 있으며 이는 정확하게 비례하므로 (F=ma에서 F와 a와의 관계는 비례) 가속도의 변화된 값에 의한 판단으로 붕괴 위험도를 정의할 수 있다, 즉 단계(S120)에서, 아래 수식2와 같이 소정 시간주기 전후의 시간(t1,t2)의 가속도 값의 차이를 계산하여 이를 계측기(10)에 가해지는 충격량의 변화량(I)으로 환산할 수 있다. The changed acceleration value can be converted into the amount of impact (force), which is exactly proportional (the relationship between F and a in F = ma is proportional), so the risk of collapse can be defined by the judgment based on the changed value of acceleration, that is, step S120 ), as shown in Equation 2 below, the difference in acceleration values at times (t1, t2) before and after a predetermined time period can be calculated and converted into the amount of change (I) in the amount of impact applied to the measuring instrument 10.

Figure 112021059365690-pat00002
--- 수식2
Figure 112021059365690-pat00002
--- Formula 2

위 수식2에서 ax1, ay1, az1은 시간주기 시작시간(t1)에서의 각 성분의 가속도이고 ax2, ay2, az2는 시간주기 종료시간(t2)에서의 각 성분의 가속도 값을 각각 나타내며 가속도 센서는 위 수식2에서의 각 성분의 가속도 값을 측정할 수 있다. In Equation 2 above, ax1, ay1, az1 are the accelerations of each component at the time period start time (t1), and ax2, ay2, az2 represent the acceleration values of each component at the time period end time (t2), respectively. The acceleration value of each component in Equation 2 above can be measured.

일 실시예에서 상기 시간주기는 예컨대 0.1초이다. 즉 0.1초 전후의 가속도 값을 측정하여 위 수식2애 따라 변화량(I)을 산출할 수 있다. 또 다른 일 실시예에서 상기 시간주기가 0.01초일 수 있다. 즉 0.01초 전후의 가속도 값을 측정하고 수식2에 따라 변화량(I)을 산출할 수 있다. 이 경우 0.01초마다의 가속도 값 측정을 10회 반복하고 산술평균을 구하여 0.1초 동안의 변화량(I)을 구할 수도 있다. In one embodiment, the time period is 0.1 seconds, for example. That is, the amount of change (I) can be calculated according to Equation 2 above by measuring the acceleration value before and after 0.1 second. In another embodiment, the time period may be 0.01 second. That is, the acceleration value before and after 0.01 second can be measured and the amount of change (I) can be calculated according to Equation 2. In this case, the amount of change (I) for 0.1 second may be obtained by repeating the measurement of the acceleration value every 0.01 second 10 times and obtaining the arithmetic average.

다음으로 단계(S130)에서, 위 단계(S120)에서 산출된 변화량(I)을 이용하여 이 변화량의 이동평균(Ima)을 산출한다. "변화량(I)의 이동평균(Ima)"은 변화량(I)을 소정 시간동안 평균한 것으로, 예를 들어 0.1초 동안의 가속도 값의 차이에 의해 변화량(I)을 산출할 경우, 이 변화량(I)을 10회 산출하여 1초 동안의 이동평균(Ima)을 구할 수 있다.Next, in step S130, a moving average Ima of the change amount is calculated using the change amount I calculated in step S120 above. "The moving average (Ima) of the change amount (I)" is an average of the change amount (I) for a predetermined time, for example, when the change amount (I) is calculated by the difference in acceleration values for 0.1 second, the change amount ( By calculating I) 10 times, the moving average (Ima) for 1 second can be obtained.

일 실시예에서, 변화량(I)에 대한 소정 시간주기마다의 평균(이하 "구간평균"이라 함)을 N개(N은 3이상의 정수) 구하고 상기 N개의 구간평균에 대한 이동평균(Ima)을 산출한다. 이 때 이동평균(Ima)은 [1번째 내지 (N-1)번째까지의 이동평균]과 N번째 구간평균의 산술평균으로 계산되며, 상기 [1번째 내지 (N-1)번째까지의 이동평균]은 [1번째 내지 (N-2)번째까지의 이동평균]과 (N-1)번째의 구간평균의 산술평균으로 계산될 수 있으며, 이 과정을 [1번째에서 2번째까지의 이동평균]과 3번째 구간평균을 산술평균할 때까지 반복한다. In one embodiment, N (N is an integer of 3 or more) are obtained for each predetermined time period (hereinafter referred to as "interval average") for the change amount (I), and a moving average (Ima) for the N interval averages is obtained. yield At this time, the moving average (Ima) is calculated as the arithmetic average of the [1st to (N-1)th moving averages] and the Nth section average, and the [1st to (N-1)th moving averages] ] can be calculated as the arithmetic mean of the [1st to (N-2)th moving averages] and the (N-1)th section average, and this process is [1st to 2nd moving averages] Repeat until the arithmetic average of and the third interval average is obtained.

예를 들어 설명하면, 일 실시예에서 0.01초마다의 변화량(I)을 10회 구하고 이를 산술평균하면 0.1초 동안의 변화량(I)의 '구간평균'을 얻을 수 있으며, 이러한 구간평균을 10회 연속하여 산출한다. 즉 변화량(I)에 대한 0.1초 동안의 구간평균 값을 10개 획득하고 이 10개의 구간평균 값을 이용하여 이동평균(Ima)을 구한다. For example, in one embodiment, if the variation (I) per 0.01 second is obtained 10 times and the arithmetic average is obtained, the 'interval average' of the variation (I) for 0.1 second can be obtained, and this interval average is obtained 10 times. calculated successively. That is, 10 interval average values for 0.1 second for the amount of change (I) are obtained, and a moving average (Ima) is obtained using the 10 interval average values.

이 때 10개의 구간평균 값으로부터 이동평균을 구하기 위해, 우선 10개의 구간평균 중 (시간적으로 앞선 순서부터 제1 내지 제10 구간평균이라고 정의할 경우) 제1 및 제2 구간평균을 산술평균하여 제1 이동평균으로 정하고, 그 후 제1 이동평균과 제3 구간평균을 산술평균하여 제2 이동평균으로 정한다. 마찬가지로 제2 이동평균과 제4 구간평균을 산술평균하여 제3 이동평균으로 정하고, 이러한 계산을 반복하여 제8 이동평균과 제10 구간평균을 산술평균하여 최종적인 이동평균(Ima)을 산출할 수 있다. 이와 같이 변화량(I)의 이동평균(Ima)을 산출하면 경사지에 미치는 외력(지진, 풍화, 중력 등)의 변화 추세를 알 수 있으므로 경사지 붕괴위험 예측의 정확성을 높일 수 있다. At this time, in order to obtain a moving average from the 10 interval average values, first, among the 10 interval averages (when defined as the 1st to 10th interval averages from the previous order in time), the arithmetic average of the first and second interval averages is calculated. It is determined as 1 moving average, and then the arithmetic average of the first moving average and the third interval average is determined as the second moving average. Similarly, the arithmetic average of the second moving average and the fourth interval average is determined as the third moving average, and this calculation is repeated to calculate the final moving average (Ima) by arithmetic averaging of the eighth moving average and the tenth interval average. there is. If the moving average (Ima) of the variation (I) is calculated in this way, the change trend of the external force (earthquake, weathering, gravity, etc.) on the slope can be known, so the accuracy of predicting the collapse risk of the slope can be improved.

이상과 같이 단계(S120 및 S130)에서 각각 변화량(I)과 이동평균(Ima)을 산출한 후 단계(S140)에서 1차 위험도를 산출한다. 예를 들어, 도5를 참조하여 상술한 것처럼 도5에 나타낸 충격량 변화량(I)과 이동평균(Ima)의 예시적 수치에 따라 1차 위험도의 위험 레벨을 결정할 수 있다. As described above, after calculating the amount of change (I) and the moving average (Ima) in steps S120 and S130, respectively, the first risk is calculated in step S140. For example, as described above with reference to FIG. 5 , the risk level of the first degree of risk may be determined according to exemplary values of the impulse change amount I and the moving average Ima shown in FIG. 5 .

일 실시예에서 도5의 위험도 레벨 분류를 2차 위험도를 산출할 때 사용할 수 있다. 도5의 표에서 세로 방향은 위험도 레벨을 나타낸다. 도5에서는 예시적으로 위험도를 다섯 단계로 위험도 레벨을 분류하였다. 위험도 레벨의 등급 중 '안심'은 현재 상태가 안정적인 상태임을 의미하고 '관심'은 예를 들어 비탈면에 약간의 변형이 발생하거나 낙석이 발생하는 상황일 수 있다. 이 상태에서는 육안 관찰이 어려울 수 있고 동물의 이동에 의한 것일 수도 있으며 지속적인 관찰과 조사가 요구된다. 위험도 레벨의 '주의'는 예컨대 강풍이나 강우 등에 의해 주변 피해가 예상되는 상황으로서 일반 조사 및 조치가 요구되는 상황일 수 있다. 위험도 레벨의 '위험'은 예컨대 비탈면의 변형 가능성 크다고 판단되거나 계측기(10)에 근접하여 낙석이 발생하는 상황일 수 있고 정밀조사가 요구되는 상태일 수 있으며, 위험도 레벨의 '경보'는 비탈면에 심각한 문제 발생하거나 경사면 붕괴가 일어날 수 있는 상황으로 정밀조사와 신속대응이 요구되는 상태이다. 위험도 레벨을 이와 같이 5단계로 분류하는 것은 예시적인 것이며 분류 단계나 각 레벨의 정의는 구체적 실시 형태에 따라 달라질 수 있다. In one embodiment, the risk level classification of FIG. 5 can be used when calculating the secondary risk. In the table of FIG. 5, the vertical direction represents the risk level. In FIG. 5, the risk level is exemplarily classified into five stages. Among the ratings of the risk level, 'safe' means that the current state is stable, and 'interest' may be, for example, a situation in which a slight deformation occurs on a slope or a rockfall occurs. In this state, visual observation may be difficult, and it may be due to animal movement, and continuous observation and investigation are required. 'Caution' of the risk level may be a situation in which damage to the surroundings is expected due to strong wind or rain, for example, and may require general investigation and action. 'Danger' of the risk level may be, for example, a situation in which it is determined that the slope is highly deformable, or a rockfall occurs in close proximity to the measuring instrument 10, and a detailed investigation may be required. This is a situation where a problem or slope collapse may occur, and a detailed investigation and prompt response are required. Classifying the risk level into five levels is exemplary, and the classification level or definition of each level may vary depending on the specific embodiment.

도5의 표에서 가로 방향은 다섯 가지 계측 데이터를 나타낸다. 계측 데이터 중 "각도변화"는 계측기(10)가 처음 설치된 상태에 비해 어느 정도 기울어져 있는지를 나타낸다. 각도변화(기울기)를 산출하기 위해 가속도 센서 또는 자이로 센서를 사용할 수 있다. 가속도 센서를 사용하는 경우 가속도 벡터의 각 성분의 가속도 값으로부터 삼각함수를 이용하여 각 축에 대해 기울어진 각도를 구할 수 있다. 예를 들어 아래 수식3으로 나타내는 것과 같이 각 축에 대한 기울어진 각도를 계측기(10)의 최초 설치시의 각도와 비교하여 계측기(10)의 기울기 중분(ф)을 구한다. In the table of FIG. 5, the horizontal direction represents five types of measurement data. Among the measurement data, "angular change" indicates how much the measuring instrument 10 is tilted compared to the first installed state. An accelerometer or gyro sensor can be used to calculate the angle change (inclination). In the case of using an acceleration sensor, an inclination angle with respect to each axis can be obtained using a trigonometric function from the acceleration value of each component of an acceleration vector. For example, as shown in Equation 3 below, the inclination angle of each axis is compared with the angle at the time of initial installation of the measuring instrument 10 to obtain the midpoint of the inclination (φ) of the measuring instrument 10.

Figure 112021059365690-pat00003
--- 수식3
Figure 112021059365690-pat00003
--- Formula 3

위 수식3에서 θx, θy, θz는 현재 측정한 각도이고 θxi, θyi, θzi는 계측기의 최초 설치시의 각도를 의미한다.In Equation 3 above, θx, θy, and θz are currently measured angles, and θxi, θyi, and θzi are angles at the time of initial installation of the instrument.

그 후 단계(S170)에서 수식3에서 산출한 기울기 증분(ф)을 이용하여 장기경보 위험도를 산출한다. 이 때 예컨대 도5에 나타낸 위험도 기준에 따라 장기경보 위험도를 결정할 수 있다. 예를 들어 기울기 증분(ф)이 10도 미만이면 '안심' 레벨이고 11도에서 30도 사이이면 '관심' 레벨 등으로 각각 결정할 수 있다. After that, in step S170, the long-term warning risk is calculated using the slope increment ( ) calculated in Equation 3. At this time, for example, the long-term warning risk level may be determined according to the risk level criterion shown in FIG. 5 . For example, if the slope increment Ф is less than 10 degrees, it may be determined as a 'safety' level, and if it is between 11 degrees and 30 degrees, it may be determined as an 'interest' level.

계측 데이터 중 음향탄성파(간단히 '음향파' 또는 '탄성파'라고도 함)는 계측기(10)의 음파 센서에 의해 측정될 수 있다. 산사태, 사면붕괴 등의 발생 전에 음향파의 발생량과 발생빈도가 급격히 증가하는 경향이 있으며 센서 주변의 일정범위를 계측하기 때문에 기존의 계측방법에 비해 광범위한 계측영역에서 산사태 등의 사전 징후를 포착하는데 유용하게 이용될 수 있다. Acoustic acoustic waves (simply referred to as 'acoustic waves' or 'acoustic waves') among measurement data may be measured by the acoustic wave sensor of the measuring instrument 10 . The amount and frequency of acoustic waves tend to increase rapidly before a landslide or slope collapse occurs, and since a certain range around the sensor is measured, it is useful for capturing preliminary signs of landslides in a wider range than conventional measurement methods. can be used appropriately.

일반적으로 경사지의 붕괴 직전 파괴음의 발생 횟수가 증가하는 전조현상이 발생하며 이 때 가장 큰 음향파 에너지가 발생하며, 예를 들어 도6은 음향파의 예시적인 특징 파라미터를 나타낸다. 도6에 도시한 것처럼, 계측된 하나의 음향파 파형으로부터 최대 진폭, 상승시간, 주파수, 피크의 개수, 지속시간(Td), 및 에너지(E) 등의 특징 파라미터를 추출할 수 있다. 도6에 나타낸 것처럼 일반적으로 음향파 측정시 배경 잡음의 전압 레벨보다 큰 전압을 임계값(At)으로 설정해 두고 이 임계값(At)을 넘는 파형을 유효한 음향파로서 검출한다. 음향파의 최대 진폭은 음향파의 진폭 중 최대값을 의미하며, 상승시간은 음향파의 시작 후 최대 진폭에 도달하기까지 걸린 시간이며, 피크의 개수는 1분당 음향파 내의 피크(peak)들의 개수이다. 주파수는 단위시간당 피크의 개수로 계산될 수 있다. 지속시간(Td)은 음향파의 시작부터 소멸까지 시간이며 에너지(E)는 음향파의 포락선의 면적을 의미할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 계측 데이터로서 피크의 개수를 사용한다. 즉 소정 시간(예컨대 1분) 동안 측정한 음향파 피크의 개수를 계측 데이터로서 이용한다. In general, a precursor phenomenon in which the number of occurrences of breaking sounds increases immediately before the collapse of the slope occurs, and at this time, the largest acoustic wave energy is generated. For example, FIG. 6 shows exemplary characteristic parameters of the acoustic wave. As shown in FIG. 6, characteristic parameters such as maximum amplitude, rise time, frequency, number of peaks, duration (Td), and energy (E) may be extracted from one measured acoustic wave waveform. As shown in FIG. 6, in general, when measuring acoustic waves, a voltage higher than the voltage level of background noise is set as a threshold value (At), and a waveform exceeding this threshold value (At) is detected as an effective acoustic wave. The maximum amplitude of the acoustic wave means the maximum value of the amplitude of the acoustic wave, the rise time is the time taken from the start of the acoustic wave to reach the maximum amplitude, and the number of peaks is the number of peaks in the acoustic wave per minute. am. Frequency can be calculated as the number of peaks per unit time. The duration (Td) is the time from the start of the acoustic wave to its extinction, and the energy (E) may mean the area of the envelope of the acoustic wave. In one embodiment of the present invention, the number of peaks is used as measurement data. That is, the number of acoustic wave peaks measured for a predetermined time (for example, 1 minute) is used as measurement data.

도7은 일 실시예에 따라 2차 위험도 산출을 위한 인공신경망 알고리즘을 나타낸다. 도면을 참조하면 일 실시예에서 인공신경망은 입력층(Lin), 하나 이상의 은닉층(Lh1,Lh2), 및 출력층(Lout)로 구성된다. 입력층(Lin)은 상술한 (i) 내지 (v)의 계측 데이터를 각각 입력변수로 하는 5개의 입력노드를 가진다. 도시한 실시예에서 인공신경망은 2개의 은닉층(Lh1,Lh2)을 가지며 각 은닉층은 4개의 은닉노드로 구성된다. 출력층(Lout)은 5개의 출력노드를 가지며 각 출력노드는 경사지 붕괴위험에 대한 안심, 관심, 주의, 위험, 및 경보의 5개 위험도 레벨에 각각 대응한다. 7 shows an artificial neural network algorithm for calculating a secondary risk according to an embodiment. Referring to the drawings, in one embodiment, an artificial neural network is composed of an input layer (Lin), one or more hidden layers (Lh1 and Lh2), and an output layer (Lout). The input layer Lin has five input nodes each of which uses the measurement data of (i) to (v) as input variables. In the illustrated embodiment, the artificial neural network has two hidden layers (Lh1 and Lh2), and each hidden layer is composed of four hidden nodes. The output layer (Lout) has five output nodes, and each output node corresponds to five risk levels of relief, interest, caution, danger, and warning for the risk of collapse of the slope, respectively.

각각의 입력노드와 은닉노드 사이를 연결하는 화살표 및 각각의 은닉노드와 은닉노드 사이를 연결하는 화살표, 그리고 각각의 은닉노드와 출력노드를 연결하는 화살표는 가중치(weight)와 편향(bias)을 의미하며 학습데이터에 의한 학습에 의해 가중치와 편향이 결정된다. 일 실시예에서 도5의 위험도 레벨 분류 기준에 따라 과거의 계측 데이터와 각 계측 데이터에 대한 정답(즉, 위험도 레벨)을 학습데이터로서 미리 준비하여 학습시킬 수 있다. The arrow connecting each input node and the hidden node, the arrow connecting each hidden node and the hidden node, and the arrow connecting each hidden node and the output node mean weight and bias. and the weight and bias are determined by learning from the learning data. In one embodiment, according to the risk level classification criterion of FIG. 5, past measurement data and correct answers (ie, risk level) for each measurement data may be prepared in advance as learning data and learned.

상술한 것처럼 입력층(Lin)의 각 입력노드의 각각은 각 계측 데이터(즉, 충격량의 변화량, 변화량의 이동평균, 기울기, 함수율, 및 탄성파 피크 개수)에 대응한다. 일 실시예에서 각 계측 데이터의 계측값이 직접 각 입력노드에 입력될 수 있다. 그러나 대안적 실시예에서 계측 데이터를 전처리한 후 각 입력노드에 입력한다. 예를 들어 이러한 전처리로는 예컨대 측정단위를 통일시키거나 평균이 0, 표준편차가 1이 되도록 정규화하는 것일 수 있다. 단위 차이에 의한 영향, 최대최소값의 차이에 의한 영향, 평균값 차이에 의한 영향, 분포도 차이에 의한 영향 등은 데이터의 본질과 무관한 것이며 인공신경망에서 가중치와 편향을 학습시키기 위해서는 이러한 전처리를 통해 학습데이터의 본질만 남기고 학습에 방해가 되는 요소를 제거하는 것이 바람직하다. As described above, each input node of the input layer Lin corresponds to each measurement data (ie, the amount of change in impulse, the moving average of the amount of change, the slope, the moisture content, and the number of elastic wave peaks). In one embodiment, a measurement value of each measurement data may be directly input to each input node. However, in an alternative embodiment, the measurement data is pre-processed and then input to each input node. For example, such preprocessing may be, for example, unifying the units of measurement or normalizing such that the mean is 0 and the standard deviation is 1. The effect of unit difference, the effect of difference in maximum and minimum value, the effect of difference in average value, and the effect of difference in distribution are irrelevant to the nature of the data, and in order to learn weights and biases in artificial neural networks, it is necessary to It is desirable to leave only the essence of and remove elements that interfere with learning.

한편 일 실시예에서 강우정보와 지질특성을 인공신경망 모델에 적용할 수 있다. 예를 들어 강우정보로서 시간당 30mm, 40mm, 60mm, 및 80mm의 강우량에 따라 위험도를 점진적으로 높이도록 가중치를 줄 수 있는데, 이 경우 예컨대 강우정보에 따라 5개의 입력 데이터 중 적어도 어느 하나의 입력 데이터 값을 증감시켜서 입력노드에 입력시킬 수 있다. 유사하게, 지질특성의 경우 계측기(10)가 설치되는 지반이 토사(사질토, 점성토), 리핑암(풍화암), 연암(발파암), 및 경암(발파암) 중 어느 것인지에 따라 위험도를 점진적으로 높이도록 가중치를 줄 수 있고 이 경우에도 예컨대 5개의 입력 데이터 중 적어도 어느 하나의 입력 데이터 값을 지질 특성에 따라 증감시켜서 입력노드에 입력시킬 수 있다. Meanwhile, in one embodiment, rainfall information and geological characteristics may be applied to an artificial neural network model. For example, as rainfall information, weights may be given to gradually increase the risk according to rainfall of 30mm, 40mm, 60mm, and 80mm per hour. In this case, for example, at least one input data value among 5 input data according to rainfall information It can be input to the input node by increasing or decreasing . Similarly, in the case of geological characteristics, a weight is applied to gradually increase the risk depending on whether the ground on which the instrument 10 is installed is soil (sand soil, clay soil), lipping rock (weathered rock), soft rock (blast rock), and hard rock (blast rock). And even in this case, for example, at least one input data value among five input data values can be increased or decreased according to geological characteristics and inputted to the input node.

일 실시예에서 출력층(Lout)의 각 출력노드는 경사지 붕괴위험에 대한 안심, 관심, 주의, 위험, 및 경보의 5개 위험도 레벨에 각각 대응하며, 예컨대 출력값이 가장 높은 출력노드가 무엇인지에 따라 상기 5개 위험도 레벨 중 하나가 결정된다. 대안적 실시예에서 출력층(Lout) 후단에 소프트맥스(Softmax) 활성화 함수를 적용하여 위험도 레벨을 확률로서 출력할 수도 있다. 이 경우 5개 출력노드의 전체 출력값의 합이 1이 되며 가장 큰 출력값이 해당 입력 데이터에 대해 산출된 2차 위험도의 레벨이 되며 이 때의 출력값은 위험도 레벨의 확률을 의미하게 된다. 이와 같이 인공신경망 알고리즘에 의해 경사지 붕괴위험에 대한 2차 위험도를 산출하고, 계측기(10)는 2차 위험도 산출 결과를 중계기(20)를 통해 서버장치로 전송할 수 있다. 서버장치는 각각의 계측기(10)로부터 수신한 2차 위험도 결과를 수신하고 종합하여 특정 경사지 지역의 붕괴 위험을 종합적으로 분석하고 판단할 수 있다. In one embodiment, each output node of the output layer (Lout) corresponds to each of five risk levels of relief, interest, caution, danger, and warning for the risk of collapse of the slope, for example, depending on which output node has the highest output value. One of the five risk levels is determined. In an alternative embodiment, the risk level may be output as a probability by applying a Softmax activation function to the rear end of the output layer (Lout). In this case, the sum of all output values of the five output nodes becomes 1, and the largest output value becomes the level of the secondary risk calculated for the corresponding input data, and the output value at this time means the probability of the risk level. In this way, the secondary risk for the collapse risk of the slope is calculated by the artificial neural network algorithm, and the meter 10 may transmit the secondary risk calculation result to the server device through the relay 20. The server device may comprehensively analyze and determine the collapse risk of a specific slope area by receiving and synthesizing the secondary risk results received from each measuring instrument 10 .

한편 각 계측기(10)의 메모리에는 상술한 1차 위험도 산출 및 2차 위험도 산출을 위한 펌웨어나 소프트웨어 등 각종 알고리즘을 포함하는 하나 이상의 응용 프로그램이 저장되어 있으며 위험도 산출 성능을 높이기 위해 정기적/비정기적인 프로그램 업데이트가 필요하다. Meanwhile, one or more application programs including various algorithms such as firmware or software for calculating the first risk and the second risk are stored in the memory of each measuring instrument 10, and regular/irregular programs are provided to increase risk calculation performance. An update is needed.

이하에서는 도8 내지 도11을 참조하여 계측기(10)에 저장된 프로그램을 업데이트하는 예시적인 방법을 설명하기로 한다. 우선 도8은 일 실시예에 따른 계측기(10)의 메모리 영역을 설명하기 위한 도면으로, 도시한 실시예에 따르면 계측기(10)는 마이크로컨트롤러(MCU) 메모리(100), 제1 메모리(200), 및 제2 메모리(300)를 포함할 수 있다. MCU 메모리(100)는 예컨대 MCU 칩에 내장된 메모리 영역이며 부트 프로그램 영역(110)과 응용 프로그램을 저장하는 영역(120)으로 논리적으로 및/또는 물리적으로 구획될 수 있다. 대안적으로, 응용 프로그램 영역(120)은 MCU 칩과는 별도의 메모리 소자로 구현될 수도 있다. 응용 프로그램 영역(120)에 저장되는 응용 프로그램은 예컨대 위험도 산출을 위한 하나 이상의 컴퓨터 프로그램을 의미할 수 있다. 본 명세서에서 응용 프로그램 영역(120)에 저장되는 '응용 프로그램'은 임의의 펌웨어나 소프트웨어를 포함할 수 있다. 또한 일 실시예에서 MCU 메모리(100)가 운영체제(OS)를 저장할 수 있다. 운영체제는 예컨대 부트 프로그램 영역(110)이나 응용 프로그램 영역(120)에 저장될 수 있지만 도면에는 별도로 표시하지 않았다. Exemplary methods of updating programs stored in instrument 10 will now be described with reference to FIGS. 8-11. First, FIG. 8 is a diagram for explaining a memory area of a measuring instrument 10 according to an embodiment. According to the illustrated embodiment, the measuring instrument 10 includes a microcontroller (MCU) memory 100 and a first memory 200 , and the second memory 300 may be included. The MCU memory 100 is, for example, a memory area built into an MCU chip and may be logically and/or physically partitioned into a boot program area 110 and an area 120 storing application programs. Alternatively, the application program area 120 may be implemented as a memory device separate from the MCU chip. The application programs stored in the application program area 120 may mean, for example, one or more computer programs for risk calculation. In this specification, the 'application program' stored in the application program area 120 may include arbitrary firmware or software. Also, in one embodiment, the MCU memory 100 may store an operating system (OS). The operating system may be stored, for example, in the boot program area 110 or the application program area 120, but is not separately shown in the drawings.

제1 메모리(200)는 휘발성 메모리이고 예컨대 랜덤액세스 메모리(RAM)로 구현된다. 예를 들어 제1 메모리(200)는 MCU 칩에 내장된 또는 MCU 칩과 별도의 메모리(주기억장치)일 수 있다. 제2 메모리(300)는 비휘발성 메모리이고 예컨대 플래시 메모리로 구현될 수 있다. 예를 들어 제2 메모리(300)는 MCU 칩에 내장된 또는 MCU 칩과 별도의 보조기억장치일 수 있다. The first memory 200 is a volatile memory and is implemented as, for example, random access memory (RAM). For example, the first memory 200 may be a memory (main memory) built into the MCU chip or separate from the MCU chip. The second memory 300 is a non-volatile memory and may be implemented as, for example, a flash memory. For example, the second memory 300 may be a secondary memory built into the MCU chip or separate from the MCU chip.

한편 도시한 실시예에서 예컨대 MCU 메모리(100) 용량이 1024KB일 때 부트 프로그램 영역(110)과 응용 프로그램 영역(120)을 각각 100KB 및 900KB로 논리적으로 및/또는 물리적으로 구획할 수 있다. 제1 메모리(200)와 제2 메모리(300)는 각각 적어도 응용 프로그램 영역(120)의 데이터를 모두 저장할 수 있을 정도의 용량을 가질 수 있고 따라서 이 경우 제1 메모리(200)와 제2 메모리(300) 각각은 적어도 900KB 이상의 용량을 가질 수 있다. 그러나 이러한 각 메모리(100,200,300)의 용량은 설명을 위한 예시적인 것이며 본 발명의 구체적 실시 상황에 따라 메모리(100,200,300)의 용량이 달라질 수 있음은 물론이다. Meanwhile, in the illustrated embodiment, for example, when the capacity of the MCU memory 100 is 1024 KB, the boot program area 110 and the application program area 120 may be logically and/or physically partitioned into 100 KB and 900 KB, respectively. The first memory 200 and the second memory 300 may each have a capacity sufficient to store at least all of the data of the application program area 120. Therefore, in this case, the first memory 200 and the second memory ( 300) Each may have a capacity of at least 900 KB or more. However, the capacity of each of the memories 100 , 200 , and 300 is exemplary for description, and it goes without saying that the capacity of the memories 100 , 200 , and 300 may vary according to specific implementation situations of the present invention.

도9는 계측기의 소프트웨어를 업데이트하는 예시적 방법의 흐름도이고 도10은 소프트웨어 업데이트를 위한 예시적인 상황을 설명하는 도면이다. 설명의 편의를 위해, 도10에 도시한 것과 같이 MCU 메모리 영역(100)의 응용 프로그램 영역(120)에 저장된 임의의 응용 프로그램(AP)(임의의 펌웨어 또는 소프트웨어)을 업데이트하는 것으로 가정한다. 업데이트 대상인 응용 프로그램(AP)은 예컨대 계측기(10) 내에서 실행되어 경사지의 붕괴 위험도를 산출할 수 있는 위험도 산출 프로그램일 수 있다. Figure 9 is a flow chart of an exemplary method for updating the instrument's software and Figure 10 is a diagram illustrating an exemplary situation for updating the software. For convenience of explanation, it is assumed that an arbitrary application program (AP) (arbitrary firmware or software) stored in the application program area 120 of the MCU memory area 100 is updated as shown in FIG. 10 . The application program (AP) to be updated may be, for example, a risk calculation program that is executed in the measuring instrument 10 and can calculate the collapse risk of the slope.

일 예로서 도10에 도시한 것처럼 응용 프로그램(AP)의 프로그램 코드가 메모리(100)의 응용 프로그램 영역(120)의 어드레스의 0번지에서부터 B번지까지의 영역에 기록되어 있다. 이 때 응용 프로그램(AP)의 일부 기능을 업데이트하는 것이기 때문에 응용 프로그램(AP)의 전체 프로그램 코드를 변경하는 것이 아니라 일부 코드만 교체하면 된다. 예를 들어 도10에 도시한 것처럼 응용 프로그램(AP)의 프로그램 코드의 중간 부분("AP_2")을 업데이트하는 경우, 이 중간 부분("AP_2")을 업데이트 코드(AP_U)로 교체하고 그 앞부분의 코드("AP_1")와 뒷부분의 코드("AP_3")는 변경하지 않아도 된다. As an example, as shown in FIG. 10, the program code of the application program (AP) is recorded in an area from address 0 to address B of the application program area 120 of the memory 100. At this time, since some functions of the application program (AP) are being updated, only some codes need to be replaced instead of changing the entire program code of the application program (AP). For example, as shown in FIG. 10, when updating the middle part ("AP_2") of the program code of the application program (AP), replace this middle part ("AP_2") with the update code (AP_U) and The code ("AP_1") and the later code ("AP_3") do not need to be changed.

이와 같이 본 발명의 일 실시예에서 전체 프로그램 코드 중 업데이트 해야 할 부분의 코드(즉, 업데이트 코드(AP_U))만 기존 프로그램 코드에 업데이트한다. 이 때 설명의 편의를 위해, 업데이트 코드(AP_U)의 길이를 Z라 하고, 업데이트 코드(AP_U)에 의해 대체(즉, 기존 프로그램 코드에서 삭제)되어야 할 프로그램 코드의 길이를 Y라 하고, 대체되어야 할 프로그램 코드가 응용 프로그램 영역(120)의 어드레스 A번지부터 시작되는 코드라고 가정한다. In this way, in one embodiment of the present invention, only the code of the part to be updated (ie, the update code (AP_U)) among the entire program codes is updated to the existing program code. At this time, for convenience of description, let the length of the update code (AP_U) be Z, the length of the program code to be replaced (ie, deleted from the existing program code) by the update code (AP_U) be Y, and the length of the program code to be replaced It is assumed that the program code to be executed is a code starting from address A of the application program area 120 .

따라서 도10에 도식적으로 표시한 것처럼, 프로그램(AP) 중 교체가 필요없는 코드(AP_1 및 AP_3)가 메모리의 응용 프로그램 영역(120)의 어드레스 0번지부터 (A-1)번지까지의 메모리 영역 및 어드레스 (A+Y)번지부터 B번지까지의 메모리 영역에 각각 기록되어 있고, 그 중간의 A번지부터 (A+Y-1)번지까지의 메모리 영역에 교체대상인 코드(AP_2)가 기록되어 있음을 이해할 것이다. Therefore, as schematically shown in FIG. 10, the codes (AP_1 and AP_3) that do not require replacement among the programs (AP) are located in the memory area from addresses 0 to (A-1) of the application program area 120 of the memory and Addresses (A+Y) to B are recorded in the memory area, and the replacement target code (AP_2) is recorded in the memory area from A to (A+Y-1) in the middle. will understand

위와 같은 예시적인 상황에서, 우선 도9의 단계(S210)에서, 계측기(10)가 원격 서버로부터 프로그램의 업데이트 코드(AP_U)와 업데이트 정보를 수신한다. "업데이트 코드"(AP_U)는 MCU 메모리(100)에 저장된 업데이트 대상인 응용 프로그램(AP)의 프로그램 코드 중 업데이트되어야 할 프로그램 코드 부분을 의미한다. "업데이트 정보"는 업데이트 코드(AP_U)에 관한 메타 데이터를 의미할 수 있고 예를 들어 업데이트 버전, 업데이트 날짜 등을 포함할 수 있다. 일 실시예에서 업데이트 정보는 업데이트 코드(AP_U)의 길이(Z)(이하 "교체코드 길이"라고도 함), 메모리(100)에 저장된 응용 프로그램(AP) 중 업데이트에 의해 교체될 코드의 시작 번지(A)(이하 "교체시작 번지"라고도 함), 및 응용 프로그램(AP) 중 업데이트에 의해 삭제될 코드의 길이(Y)(이하 "삭제코드 길이"라고도 함)에 관한 정보를 포함할 수 있다. In the above exemplary situation, first, in step S210 of FIG. 9, the measuring instrument 10 receives the program update code (AP_U) and update information from the remote server. The "update code" (AP_U) refers to a program code portion to be updated among program codes of an application program (AP) to be updated stored in the MCU memory 100 . "Update information" may refer to metadata about the update code (AP_U) and may include, for example, an update version and an update date. In one embodiment, the update information includes the length (Z) of the update code (AP_U) (hereinafter also referred to as "replacement code length"), the start address of the code to be replaced by the update among the applications (AP) stored in the memory 100 ( A) (hereinafter also referred to as "replacement start address"), and information on the length (Y) of the code to be deleted by update among the applications (APs) (hereinafter also referred to as "deletion code length").

이와 같이 계측기(10)가 업데이트 정보로서 교체코드 길이(Z), 교체시작 번지(A), 및 삭제코드 길이(Y)를 수신하면, 계측기(10)의 MCU는 도10에 도시한 것처럼 메모리(100)의 어드레스 0번지부터 (A-1)번지까지의 프로그램 코드(AP_1)와 어드레스 (A+Y)번지부터 B번지까지의 프로그램 코드(AP_3)는 업데이트 대상이 아니고 A번지부터 (A+Y-1)번지까지의 프로그램 코드(AP_2)가 업데이트 대상임을 판별할 수 있다. In this way, when the instrument 10 receives the replacement code length (Z), replacement start address (A), and deletion code length (Y) as update information, the MCU of the instrument 10 stores the memory (as shown in FIG. 10). 100), the program code (AP_1) from address 0 to (A-1) and the program code (AP_3) from address (A+Y) to B are not subject to update, but from address A to (A+Y -1) It can be determined that the program code (AP_2) up to the address is an update target.

그 후 단계(S20)에서, 계측기(10)는 업데이트가 반영된 응용 프로그램(AP)을 제1 메모리(200)에 저장한다. 이와 관련하여 도11은 제1 메모리(200)에 저장된 업데이트된 프로그램(AP)을 도식적으로 나타내었다. 설명의 편의를 위해 프로그램(AP)이 제1 메모리(200)의 0번지부터 저장된다고 가정한다. After that, in step S20 , the measuring instrument 10 stores the updated application program (AP) in the first memory 200 . In this regard, FIG. 11 schematically shows an updated program (AP) stored in the first memory 200 . For convenience of explanation, it is assumed that the program AP is stored from address 0 of the first memory 200 .

도10과 도11을 참조하면, 업데이트된 프로그램(AP)을 제1 메모리(200)에 저장하기 위해, 우선 업데이트가 필요없는 코드 부분, 즉 도10의 경우 MCU 메모리(100)에 저장된 프로그램(AP)의 0번지 내지 (A-1)번지의 프로그램 코드(AP_1)를 제1 메모리(200)에 복사하여 저장한다. 그 후 원격 서버로부터 수신한 업데이트 코드(AP_U)를 제1 메모리(200)에 저장하고, 프로그램(AP)의 나머지 부분, 즉 도10에서의 MCU 메모리(100)에 저장된 상기 프로그램(AP)의 (A+Y)번지에서 마지막 번지까지의 프로그램 코드(AP_3)를 제1 메모리(200)에 복사하여 저장하며, 이에 따라 업데이트가 반영된 프로그램(AP)의 전체 코드를 제1 메모리(200)에 저장할 수 있다. Referring to FIGS. 10 and 11, in order to store the updated program (AP) in the first memory 200, a code part that does not need to be updated first, that is, in the case of FIG. 10, a program (AP) stored in the MCU memory 100 The program codes (AP_1) of addresses 0 to (A-1) of ) are copied and stored in the first memory 200. Thereafter, the update code (AP_U) received from the remote server is stored in the first memory 200, and the rest of the program (AP), that is, the program (AP) stored in the MCU memory 100 in FIG. The program code (AP_3) from address A+Y) to the last address is copied and stored in the first memory 200, and accordingly, the entire code of the program (AP) with the update reflected can be stored in the first memory 200. there is.

위와 같이 업데이트된 프로그램(AP)을 제1 메모리(200)에 저장한 뒤, 단계(S230)에서, 제1 메모리(200)에 저장된 상기 업데이트 프로그램(AP)을 제2 메모리(300)에 저장할 수 있다. 예를 들어, 제1 메모리(200)에 저장된 프로그램(AP) 코드 전체를 제2 메모리(300)에 복사하여 저장할 수 있다. After storing the updated program (AP) in the first memory 200 as described above, in step S230, the update program (AP) stored in the first memory 200 may be stored in the second memory 300. there is. For example, all of the program (AP) codes stored in the first memory 200 may be copied and stored in the second memory 300 .

한편 단계(S210) 내지 단계(S230)에서, 원격 서버로부터 계측기(10)가 수신한 업데이트 코드(AP_U)와 업데이트 정보를 MCU 메모리(100)에 곧바로 저장하지 않고 우선 제1 메모리(200)에 저장하고(S220) 그 후 제2 메모리(300)에 복사(S230)하여 저장하기 때문에, 계측기(10)가 원래의 계측 동작 및 그에 따른 경사지 붕괴 위험도 산출 동작을 계속하여 실행할 수 있다. 즉 MCU 메모리(100)의 응용 프로그램(AP)이 실행되고 있는 상태에서 업데이트용 데이터의 수신이 가능하다. Meanwhile, in steps S210 to S230, the update code (AP_U) and update information received by the measuring instrument 10 from the remote server are first stored in the first memory 200 instead of immediately stored in the MCU memory 100. Since it is copied (S230) and stored in the second memory 300 (S220), the instrument 10 can continue to perform the original measurement operation and the corresponding calculation operation of the risk of collapse of the slope. That is, data for update can be received while the application program (AP) of the MCU memory 100 is being executed.

그 후 단계(S240)에서, 제1 메모리(200)에 저장된 업데이트된 응용 프로그램(AP)을 MCU 메모리(100)에 복사하여 저장함으로써 실질적인 프로그램 업데이트를 수행한다. 이 때 바람직하게는, 제1 메모리(200)의 프로그램(AP)의 전체 코드를 MCU 메모리(100)에 복사하지 않고 프로그램(AP) 중 업데이트된 영역의 코드(AP_2)와 그 이후 메모리 번지수의 코드(AP_3)만 복사하여 MCU 메모리(100)의 대응 영역의 코드(즉, MCU 메모리(100)의 기존의 AP_2 및 AP_3 영역의 코드)를 교체하면 된다. 따라서 실질적인 업데이트 시간을 단축할 수 있어 프로그램 실행 시간을 최대한 확보할 수 있다. After that, in step S240, the updated application program (AP) stored in the first memory 200 is copied and stored in the MCU memory 100 to perform actual program update. At this time, preferably, the entire code of the program (AP) in the first memory 200 is not copied to the MCU memory 100, and the code (AP_2) of the updated area of the program (AP) and the memory address number thereafter It is only necessary to copy the code (AP_3) and replace the code of the corresponding area of the MCU memory 100 (ie, the code of the existing AP_2 and AP_3 areas of the MCU memory 100). Therefore, since the actual update time can be shortened, the program execution time can be maximized.

위와 같이 MCU 메모리(100)의 프로그램(AP)의 업데이트가 완료된 후 프로그램을 다시 실행하여 계측기(10)의 계측 및 경사지 붕괴 위험도 산출 동작을 개시할 수 있으며, 이 때 업데이트된 프로그램으로 계측기(10)의 운용 중 이상이 발생하거나 또는 예컨대 업데이트 단계(S240)에서의 이상 발생시 제2 메모리(300)에 저장되어 있는 프로그램(AP)을 MCU 메모리(100)에 다시 복사하여 프로그램을 초기화하여 재시작 할 수 있다(단계 S250). As described above, after the update of the program (AP) of the MCU memory 100 is completed, the program can be executed again to start measuring the instrument 10 and calculating the risk of collapse of the slope. When an error occurs during operation or, for example, an error occurs in the update step (S240), the program (AP) stored in the second memory 300 is copied again to the MCU memory 100, and the program is initialized and restarted. (Step S250).

이상과 같이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 명세서의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능함을 이해할 수 있다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.As described above, those skilled in the art to which the present invention pertains can understand that various modifications and variations are possible from the description of this specification. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments and should not be defined, but should be defined by not only the claims to be described later, but also those equivalent to these claims.

10: 계측기 11: 헤더
12: 상부 하우징 13: 하부 하우징
14: 하부 웨이트 15: 함수율 센서
16: PCB 기판 17: 케이블
20: 중계기 100: MCU 메모리
200: 제1 메모리 300: 제2 메모리
10: instrument 11: header
12: upper housing 13: lower housing
14: lower weight 15: moisture content sensor
16: PCB board 17: cable
20: repeater 100: MCU memory
200: first memory 300: second memory

Claims (7)

마이크로 컨트롤러 유닛(MCU), MCU 메모리, 가속도 센서, 함수율 센서, 및 음파센서를 포함하며, 상기 센서들로부터 수신한 계측 데이터에 기초하여 경사지의 붕괴 위험도를 산출하는 위험도 산출 프로그램을 상기 MCU 메모리에 저장하고 실행할 수 있는 계측기로서,
상기 위험도 산출 프로그램이, 상기 수신한 계측 데이터 중 상기 계측기에 가해지는 가속도 관련 계측 데이터에 기초하여 붕괴위험에 대한 1차 위험도를 산출하는 단계, 및 상기 1차 위험도가 기설정한 임계값 이상인 경우 상기 수신한 계측 데이터에 기초하여 붕괴위험에 대한 2차 위험도를 산출하는 단계를 실행하도록 구성되고,
상기 계측 데이터는 (i) 가속도 변화량에 기초하여 상기 계측기에 가해지는 충격량의 변화량(I), (ii) 소정 시간 동안의 상기 변화량의 이동평균(Ima), (iii) 상기 계측기의 기울기, (iv) 경사지 지표면 내부의 함수율, 및 (v) 소정 시간동안의 음향파 피크의 개수를 포함하고,
상기 계측기는 인공신경망 알고리즘을 이용하여 2차 위험도를 산출하도록 구성되고,
상기 인공신경망 알고리즘은, 상기 (i) 내지 (v)의 계측 데이터를 각각 입력변수로 하는 5개의 입력노드를 갖는 입력층; 복수개의 노드로 구성되는 하나 이상의 은닉층; 및 경사지 붕괴위험에 대한 위험도 레벨의 각 레벨에 대응하여 복수개의 출력노드를 갖는 출력층;으로 구성되며,
상기 위험도 산출 프로그램은, 입력변수를 인공신경망 알고리즘에 입력할 때 강우정보와 지질특성을 입력변수에 반영하도록 구성하되, 강우정보에 따라 상기 (i) 내지 (v)의 입력변수 중 적어도 하나의 입력값을 증감시켜서 입력하고, 상기 계측기가 설치되는 지반의 종류에 따라 상기 상기 (i) 내지 (v)의 입력변수 중 적어도 하나의 입력값을 증감시켜서 입력하도록 구성되며,
상기 계측기는 상기 위험도 산출 프로그램을 업데이트 하도록 구성되되, 상기 위험도 산출 프로그램을 업데이트하는 방법은,
원격 서버로부터 상기 프로그램의 업데이트 정보를 수신하는 단계(S210);
상기 업데이트가 반영된 업데이트 프로그램을 상기 계측기 내의 제1 메모리(200)에 저장하는 단계(S220); 및
제1 메모리(200)에 저장된 상기 업데이트 프로그램을 상기 MCU 메모리(100)에 복사하는 단계(S240);를 포함하는 것을 특징으로 하는, 계측기.
It includes a microcontroller unit (MCU), an MCU memory, an acceleration sensor, a moisture content sensor, and a sound wave sensor, and a risk calculation program for calculating the risk of collapse of a slope based on measurement data received from the sensors is stored in the MCU memory. As an instrument capable of performing
Calculating, by the risk calculation program, a primary risk for collapse risk based on acceleration-related measurement data applied to the instrument among the received measurement data, and if the primary risk is greater than or equal to a preset threshold, the It is configured to execute the step of calculating the secondary risk for the collapse risk based on the received measurement data,
The measurement data includes (i) a change in the amount of impact applied to the instrument based on the change in acceleration (I), (ii) a moving average of the change for a predetermined time (Ima), (iii) a slope of the instrument, (iv) ) the moisture content inside the surface of the slope, and (v) the number of acoustic wave peaks for a predetermined time,
The meter is configured to calculate a secondary risk using an artificial neural network algorithm,
The artificial neural network algorithm includes an input layer having five input nodes each of which uses the measurement data of (i) to (v) as input variables; at least one hidden layer composed of a plurality of nodes; And an output layer having a plurality of output nodes corresponding to each level of the risk level for the risk of collapsing the slope;
The risk calculation program is configured to reflect rainfall information and geological characteristics to input variables when input variables are input to the artificial neural network algorithm, but at least one of the input variables (i) to (v) is input according to the rainfall information. It is configured to input by increasing or decreasing the value, and to increase or decrease the input value of at least one of the input variables of (i) to (v) according to the type of ground on which the meter is installed,
The meter is configured to update the risk calculation program, the method for updating the risk calculation program,
Receiving update information of the program from a remote server (S210);
Storing the update program reflecting the update in the first memory 200 in the instrument (S220); and
Copying the update program stored in the first memory 200 to the MCU memory 100 (S240); characterized in that it comprises a measuring instrument.
제 1 항에 있어서,
상기 계측기가 제2 메모리(300)를 더 포함하고,
제1 메모리(200)에 저장된 상기 업데이트 프로그램을 제2 메모리(300)에 복사하여 저장하는 단계(S230)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 계측기.
According to claim 1,
The instrument further includes a second memory 300,
The measuring instrument further comprises copying and storing the update program stored in the first memory 200 to the second memory 300 (S230).
제 1 항에 있어서,
상기 업데이트 정보가, 업데이트할 업데이트 코드, 상기 업데이트 코드의 길이(Z), 상기 프로그램 중 업데이트에 의해 교체될 코드의 시작 번지(A), 및 상기 프로그램 중 업데이트에 의해 삭제될 코드의 길이(Y)에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는, 계측기.
According to claim 1,
The update information includes an update code to be updated, a length (Z) of the update code, a start address (A) of a code to be replaced by the update in the program, and a length (Y) of a code to be deleted by the update in the program Characterized in that it contains information about, a measuring instrument.
제 3 항에 있어서, 상기 업데이트 프로그램을 제1 메모리(200)에 저장하는 상기 단계가,
상기 MCU 메모리(100)에 저장된 상기 프로그램의 0번지 내지 (A-1)번지의 코드를 제1 메모리에 복사하는 단계;
상기 원격 서버로부터 수신한 업데이트 코드를 제1 메모리에 복사하는 단계; 및
상기 MCU 메모리(100)에 저장된 상기 프로그램의 (A+Y)번지에서 마지막 번지까지의 코드를 제1 메모리에 복사하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 계측기.
The method of claim 3, wherein the step of storing the update program in the first memory (200),
copying the code from addresses 0 to (A-1) of the program stored in the MCU memory 100 to a first memory;
copying the update code received from the remote server to a first memory; and
and copying the code from (A+Y) to the last address of the program stored in the MCU memory (100) to a first memory.
제 2 항에 있어서,
제1 메모리(200)가 휘발성의 랜덤액세스 메모리(RAM)이고 제2 메모리(300)가 비휘발성의 메모리인 것을 특징으로 하는, 계측기.
According to claim 2,
An instrument, characterized in that the first memory (200) is a volatile random access memory (RAM) and the second memory (300) is a non-volatile memory.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 계측기가 상기 위험도 산출 프로그램을 주기적으로 또는 비주기적으로 업데이트하도록 구성된 것을 특징으로 하는, 계측기.
According to claim 1,
Characterized in that the meter is configured to update the risk calculation program periodically or aperiodically.
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