KR102537754B1 - 카메라 보드에 plc 제어기능이 내장된 카메라 시스템 - Google Patents

카메라 보드에 plc 제어기능이 내장된 카메라 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 카메라 보드에 PLC 제어기능이 내장된 카메라시스템에 관한 것이다. 본 발명은 영상을 촬영하는 카메라와 상기 카메라의 작동을 제어하고 통제하는 제어부와 상기 카메라에 내장되어 있는 카메라 보드와 상기 카메라와 연결되어 원격에 있는 목표물의 상태를 영상처리하여 모니터링 할수 있도록 하는 PC를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 카메라 보드에 PLC 제어기능이 내장된 카메라는 원격지 수원지, 댐에 있는 상황을 실시간으로 영상을 모니터링하면서 모터, 펌프 등을 제어하고, 모니터링 할수 있는 효과가 있는 것이다.

Description

카메라 보드에 PLC 제어기능이 내장된 카메라 시스템{Camera sysytem having PLC control function of camera board}
본 발명은 카메라 보드에 PLC 제어 기능이 내장된 카메라 시스템에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 종래 카메라 커넥터 보드에 PLC(Programmable Logic Controller) 모듈이 추가되어 더욱 다양한 제어 기능을 할수 있는 카메라 보드에 PLC 제어 기능이 내장된 카메라 시스템이다.
일반적으로 영상을 압축하여 처리하는 보드로는 영상 데이터는 다른 미디어 데이터에 비해 그 크기가 매우 크기 때문에 압축을 한 후에 처리해야 하며, 압축방식으로는 웨이브릿 변환이나 M-JPEG, MPEG등의 방식으로 영상을 표준적으로 압축하여 처리하는 영상의 압축처리보드 기술이 있으며, 영상처리보드는 DSP칩, 메모리, 외부저장장치, MCU, TCP/IP칩 등으로 구성되며, DSP칩은 신호처리를 전문적으로 처리하기 위한 구조로 설계된 칩이다. 외부저장장치는 외부기기의 데이터를 저장하여 데이터베이스(DATABASE)로 저장하여 이를 그래프 형식의 데이터 트렌드로 표출할 수 있는 저장 메모리이다. MCU는 외부 입출력 데이터를 전 처리하여 영상과 함께 데이터 문자 및 트렌드가 표출될 수 있도록 CPU에 전달하는 역할을 한다.
최근, 카메라 또는 CCTV 등과 같은 영상감시장치는 영상을 표시하는 기능뿐만 아니라, 영상 모니터에 압력, 수위, 수질 등 각종 데이터를 실시간으로 표시해주는 기능을 요구하고 있는 추세이다. 최근 들어 멀티미디어의 사용이 증가함에 따라 인터넷과 디지털 기기에 사용되는 이미지 또한 고품질의 화질을 요구하게 되었다.
이러한 영상 처리 보드를 이용하는 기술은 폐쇄회로 TV인 CCTV 등에도 응용되어, 미아나 범인의 찾기 등 이동경로 파악을 위한 수단뿐만 아니라 원격지에 설치되어 있는 댐 등의 건축물을 모니터링하며 제어하고 센싱할수 있는 범위로까지 확대되어 가고 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 최근에는 카메라에 내장되어 있는 카메라 보드 내에 PLC회로, 외부 통신을 위한 IP 보드를 내장하고, 상기 PLC 회로는 I/O박스를 통하여 스위치, 센서, 펌프, 게이지, 모터 등을 제어하고, PLC 회로는 모드버스를 통해 미세먼지 센서, 온습도 센서를 통하여 이를 측정할수 잇으며, PLC 프로그램은 카메라 보드와 연결된 외부 PC에서 변경도 가능한 카메라의 개발이 끊임없이 요구되어 왔다.
대한민국 특허등록 제10-2259830 대한민국 특허등록 제10-1064935호 대한민국 특허등록 제10-1816728호 대한민국 공개특허 제2018-0133272호 대한민국 공개특허 제2022-0108840호
따라서, 본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위해서 창안된 것으로, 카메라 보드 내에 PLC 모듈, 외부 통신을 위한 IP 보드를 내장하고, 상기 PLC 회로는 입출력 박스를 통하여 스위치센서, 모터 펌프, 게이지 등을 제어하고, 상기 PLC 모듈은모드 버스를 통해 미세먼지 센서, 온습도 센서 신호를 입력하며, PLC 프로그램은 카메라 보드와 연결된 외부의 PC에서 변경이 가능한 카메라 보드에 PLC 제어 기능이 내장된 카메라 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 기존의 카메라 커넥터 보드에 PLC 모듈의 추가로 인한 기능으로 원격지에 있는 댐 등에 있는 상황을 실시간으로 영상을 보면서 모터, 펌프 등을 제어하고, 센싱할수 있는 카메라 보드에 PLC 제어 기능이 내장된 카메라 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
따라서, 이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 내부의 카메라 보드에 PLC 제어 기능이 내장된 카메라 시스템에 있어서, 영상을 촬영하는 카메라와 상기 카메라의 작동을 제어하고 통제하는 제어부와 상기 카메라에 내장되어 있는 카메라 보드와 상기 카메라와 연결되어 원격에 있는 목표물의 상태를 영상처리하여 모니터링 할수 있도록 하는 PC를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 카메라 보드는 외부의 입출력(I/O) 박스를 통하여 연결되어, 제어 기능을 하는 PLC 모듈 및 상기 PLC 모듈과 연결되어 외부와 통신하는 IP 보드;를 포함하고 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 입출력 박스를 통하여, 상기 원격의 목표물에 형성되어 있는 스위치, 센서, 펌프, 게이지를 제어할수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 PLC 모듈은 모드버스와 연결되어, 상기 모드 버스를 통하여 미세먼지 센서 신호, 온습도 센서 신호를 입력 가능하며, 상기 PC를 통하여 상기 PLC 모듈의 소프트웨어를 변경할 수 있는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 모드버스에는 상기 카메라 주변의 미세먼지를 측정할수 있는 미세먼지 센서와 상기 카메라의 보관과 작동을 위한 온습도 센서가 마련되어 있는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제어부는 상기 카메라를 제어하기 위한 서버와 영상처리를 위한 영상처리부 및 상기 카메라의 영상전송을 위한 영상전송보드를 포함하는 것을 특징으로 하는 한다.
따라서, 본 발명에 의한 카메라 보드에 PLC 제어기능이 내장된 카메라 시스템은 PLC 모듈을 구비하여 제어 기능을 다양화할수 있으며, 원격지에 있는 댐 등과 같은 물관리 시설의 상태를 실시간으로 영상을 확인하여, 모터펌프, 수위 등을 제어하고, 센싱하는 효과가 있는 것이다.
또한, 빅데이터를 이용하여 대기오염 상태를 모니터링할수 있는 효과도 있는 것이다.
도 1은 본 발명에 의한 카메라 보드에 PLC 제어기능이 내장된 카메라 시스템의 전체적인 구성도.
도 2는 IP 보드의 블록도.
도 3은 본 발명에 의한 카메라 보드에 PLC 제어기능이 내장된 카메라 시스템의 블록도.
도 4는 본 발명에 의한 카메라 보드에 PLC 제어기능이 내장된 카메라 시스템의 흐름도.
도 5는 대기오염물질 배출량 소프트웨어 장치의 연결 구조도.
도 6은 카메라부와 교통관리공단 서버부와의 작동관계를 설명하기 위한 도면.
도 7은 공기질의 오염도를 모니터링하기 위해 카메라 보드의 PLC 모듈과 IP 보드의 내부 구성도.
이하에서는 본 발명의 양호한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명하기에 앞서, 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시가 되더라도 가능한 한 동일 부호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위하여 사용된 것에 불과하므로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현도 의미하는 것임을 미리 밝혀두고자 한다.
도 1은 본 발명에 의한 카메라 보드에 PLC 제어기능이 내장된 카메라 시스템의 전체적인 구성도이고, 도 2는 IP보드의 블록도이고, 도 3은 본 발명에 의한 카메라 보드에 PLC 제어기능이 내장된 카메라 시스템의 블록도이고, 도 4는 본 발명에 의한 카메라 보드에 PLC 제어기능이 내장된 카메라 시스템의 흐름도이고, 도 5는 대기오염물질 배출량 소프트웨어 장치의 연결 구조도이고, 도 6은 카메라부와 교통관리공단 서버부와의 작동관계를 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 공기질의 오염도를 모니터링하기 위해 카메라 보드의 PLC 모듈과 IP 보드의 내부 구성도이다.
본 발명에 의한 내부의 카메라 보드에 PLC 제어 기능이 내장된 카메라 시스템은 우선 도 1을 보면, 영상을 촬영하는 카메라부(100)가 형성되어 있는데, 상기 카메라부(100)는 팬-틸-줌(pan-tilt-zoom)의 회전 이동 가능한 통상적인 카메라(Camera)로 구성되는 것이다. 상기 카메라부(100)는 사진 또는 영상 등을 촬영하는 통상적인 카메라로서, 이에 대한 상세한 구성과 기능, 작동에 대한 설명은 널리 공지된 기술이고, 본 발명의 목적과는 거리가 있으므로 생략하기로 한다.
본 발명의 실시예에 의하면, 카메라 보드(200) 내에 PLC 모듈(210)과 IP보드(220)가 내장되어 서로 데이터를 송수신하면서 원격지에 건조된 댐 등의 모니터링과 제어 기능을 더욱 보강한 것인데, 이하에서는, 도면을 참조하여 카메라 보드(200)에 대한 설명을 하기로 한다.
도 1에 도시된 대로, 카메라부(100)에는 카메라 보드(200)가 내장, 형성되어 있는 데, 상기 카메라 보드(200)는 카메라부(100)의 내부에 내장 형성되며, 상기 카메라부(100)의 내부를 보호하는 케이스 형태로 이루어져 있는 것이다.
이러한 카메라 보드(200)에는 외부에 설치되어 있는 입출력(I/O) 박스(500)를 통하여 서로 연결되어, 다양한 제어 기능을 하는 PLC 모듈(210); 및 상기 PLC 모듈(210)과 연결되어 데이터를 주고 받을수 있으며, 외부와 통신할수 있는 IP 보드(220)로 크게 이루어진다.
도시된 대로, 상기 PLC 모듈(210)과 상기 IP 보드(220)는 서로 DC로 연결되어, UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) 방식의 범용 비동기화 송수신기로서, 서로 데이터를 주고받는 것이다.
따라서, 카메라부(100) 내부의 카메라 보드(200)에 종래 기술인 카메라 커넥터 보드에 본 발명의 실시예에서는 PLC 모듈(210)을 내장하여 다양한 제어 기능을 처리할수 있도록 하는 것이다.
이외에도, 상기 카메라 보드(200)를 구성하는 PLC 모듈(210)과 IP 보드(220)는 인공지능 기반 빅데이터를 이용하여 대기오염과 미세먼지 상태를 실시간 모니터링할수 있는데, 이에 대한 기술은 후술하기로 한다.
상기 PLC(Programmable Logic Controller) 모듈(210)과 연결되어 있는 제어부(300)와 입출력 박스(500)를 통하여, 원격에 설치된 건조물인 댐이나 수원지 등에 구비되어 있는 스위치, 각 센서, 모터펌프, 게이지(gauge) 등을 원격에서 얼마든지 제어할 수 있도록 하는 것이다. 여기서, 상기 건조물이라는 것은 댐(dam)을 비롯하여, 원격에 있는 상수도(上水道)에 보낼 물을 수집하여, 이를 처리하는 수원지(水源池) 등과 같은 물 관리를 하는 시설 등인 것이다.
IP 보드(220)도 역시 외부에 있는 PC(400)와 Ethernet으로 연결되며, 영상 압축, 앞서 설명한 PLC 모듈(210)로부터의 데이터 등, 각종 제어 데이터를 탑재하여, 상기 PC(400)에서의 영상표시장치인 모니터(미도시)로 보내는 역할을 하는 것이다.
도 2를 보면, 상기 IP 보드(220)는 영상 압축 설계 장치로서, 카메라부(100)로부터 영상 데이타를 입력받아 A/D 변환되어진 디지털 영상 데이타를 제공하는 비디오 디코더(221); 이를 전달받는 DSP칩(222), 영상 압축되고, 소프트웨어를 저장할수 있는 플래시 메모리(223), 영상 데이타를 저장하는 SRAM(224), RS-485, 랜 통신 포트(미도시)에 의해 입출력 박스(500) 또는 모드 버스(600)로부터 획득된 댐의 수위, 압력, 수질, 미세먼지 등의 데이터를 영상과 함께 PC(400)의 모니터로 자막으로 표시하기 위해 통신 포트의 데이터를 처리하며, 상기 압축된 영상 데이터를 비롯한 각종 데이터를 송신하는 역할을 하는 것이다.
또한, IP 보드(220)는 상기 설명한 구성 이외에도 공기질을 모니터링한 것을 측정한 공기질 감지부(225)등이 구성되어 있는데, 이에 대한 상세한 설명은 후술(後述)하기로 한다.
이하에서는, 도면을 참조하여 제어부(300)에 대한 설명을 하기로 한다.
또한, 상기 카메라부(100)의 작동을 제어 통제하는 제어부(300)를 포함하는데, 상기 제어부(300)는 상기 카메라부(100)의 영상 촬영 등을 제어하는 역할을 하는 것이다. 그리고, 내부의 카메라 보드(200)도 역시 제어한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(300)는 카메라부(100)를 전체적으로 제어하고, 입출력 박스(500)와 모드버스(600)로부터 데이터를 송수신하기 위한 서버(310)와 카메라부(100)의 영상을 처리하기 위한 영상처리부(320) 및 상기 카메라부(100)의 촬영한 영상을 전송하기 위한 영상전송보드(330)를 포함하는 구조인 것이다.
제어부(300)는 IP 기반의 영상 전송을 위한 영상 전송 보드(330)를 구비함으로서, 영상처리부(320)를 통하여 영상 처리와 전송이 이루어지도록 구성될 수 있으며, IP 기반의 카메라부(100)는 상기 영상 전송보드(330)를 통해 영상 전송이 이루어질수 있도록 구성될 수 있다.
상기 영상처리부(320)는 외부기기를 제어하기 위한 데이터 출력(data out), 접점 출력, 알람 등을 제어하기 위한 Port, 데이터 입력(data in), 아날로그 입력(Analog Input:4 - 20mA입력 등), PLC(Programmable Logic Controller)와 제어시스템을 제어하기 위한 RS-485 통신포트, 랜 포트, 오디오포트 등을 두고 있어 외부 입출력기기의 다양한 프로토콜을 지원한다.
즉, 외부기기 PLC, 기타 제어시스템과는 RS-485통신, 랜 통신으로 다양한 프로토콜(LS산전 통신 방식, 모드버스(MOD BUS) 등)을 지원한다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 의한 카메라 보드에 PLC 제어 기능이 내장된 카메라 시스템에서, PC(400)에 대한 설명을 하기로 한다.
도 3을 참조하면, 상기 PC(400)는 카메라 보드(200)의 IP 보드(220)와 Ethernet으로 연결되어 원격에 있는 댐이나 수원지의 상태를 영상 처리하도록 하여 PC(400)에 표시된 화면을 모니터링할수 있도록 구성되어 있는 것이다.
참고로, 본 발명의 실시예에서의 PC(400)는 통상의 컴퓨터, 랩톱(laptop) 등과 같은 정보 처리 장치로서 모니터(화면)를 적어도 2개 이상 가지고 있는 것이다. 또한, PLC모듈(210)과 연결되어 제어상태를 표시하기도 하는 것이다.
더 나아가, 상기 PC(400)의 영상표시장치에 해당하는 PC(400)의 모니터에 디코더(410)를 두어 압축된 영상을 복원시킬수 있다.
또한, 수위, 온도, 압력 등 각종 데이터를 영상의 아랫줄에 표시해 주며, 특히 위험상황, 경고상황인 경우에는 메시지가 깜박거리며, 플리커링(flickering)이 되도록 하며, 상기 모니터는 적어도 2개 이상 설치되어 댐이나 하천 또는 수원지의 유량 또는 수위가 위험상황에 도달하였을 때, 현장에 긴급 방송을 하여 재난 상황을 알리는 스피커 및 이와 동시에 관리자들에게 문자메세지 또는 카카오톡으로 위험상황을 전달하는 통신 매체부로 구성되는 경고부(미도시)를 더 포함하는 것이다.
이하에서는, 입출력 박스(500)에 대한 설명을 하기로 한다.
상기 입출력 박스(500)는 PLC 모듈(210)과 모드버스(600)와 마찬가지로 RS-485인 Modbus RTU(Remote Terminal Unit) 방식으로 연결되어 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 입출력 박스(500)는 급수관(미도시)을 통해 댐이나 수원지, 저수조에 물을 공급하는 펌프(미도시)와, 상기 댐이나 수원지, 저수조의 수위를 측정하는 수위 센서(520)와 상기 수위센서(520)로부터 측정값을 수신받아 이를 기초로 하여 펌프를 구동시키는 모터펌프(520), 상기 모터펌프(520)의 온오프등을 시키는 스위치 센서(530) 및 게이지 센서(540)의 작동을 조절하는 컨트롤러(C) 및 상기 입출력 박스(500)의 측면에 구비된 외부통신 접속단자(미도시)를 통해 상기 컨트롤러(C)와 외부를 연결하는 통신부(550)로 이루어진다.
또한, 컨트롤러(C)의 제어신호에 의하여 상기 저수량 등의 정보가 PC(400)의 모니터로도 디스플레이 되는 것이다. 즉, PC(400)에 댐이나 수원지, 저수조의 각종 관련 데이터 정보를 송신한다.
더 나아가, 상기 수위 센서(520)에 의해 상기 댐 등의 내부 수위가 일정 이하가 되는 것으로 감지되면, 이를 알리기 위한 경고등(미도시)을 통한 경고음을 외부 PC나 상황실 등에 발생시킬수 있도록 하기 위한 신호를 인가받을수 있도록 입출력 박스(500) 외부에 구비되는 것이다.
또한, 폭우, 갑작스런 강수량 증가 등의 비상상태가 발생할 경우에도 경고등을 통하여 신호를 인가받을 수 있으며, 상기와 같은 스피커 등의 수단으로 경고음을 내보낼수 있다.
상기 컨트롤러(C)는 도 3에 도시된 대로, 모터펌프(510)를 가동시키기 위하여 온/오프를 할수 있는 스위치 센서(530)와, 수동 및 자동으로 변환시켜 조작할 수 있는 모드 스위치(미도시) 및 댐 등의 수위를 일정한 수치나 그래프등으로 나타낼수 있는 게이지 센서(540)를 포함하고 있다.
참고로, 상기 게이지 센서(540)는 디지털화되어 아라비아 숫자로 표시되고, 만수위를 100으로 하여 수위에 따라 표시된다.
또한, 상기 컨트롤러(C)는 상기 수위 센서(520)에 의한 수위 정보와 온도감지센서(620)에 의한 온도 정보를 근거로 수위를 계산하는 수위 계산부(미도시)를 포함하는데, 상기 수위 계산부에서 계산된 수위에 따라 상기 게이지 센서(540)를 통하여 수위를 표시함과 아울러 모터 펌프(510)의 구동을 제어하도록 하는 것이다.
이때, 컨트롤러(C)에는 상기 컨트롤러(C) 자체의 이상 유무를 감지하기 위한 감지부(C-1)가 설치되어 있다.
따라서, 상기 컨트롤러(C)의 감지부(C-1)를 통해 오동작이나 파손 및 손상을 항시 체크할수 있게 됨으로써 컨트롤러(C)의 오동작이나 동작불능시 즉시 감지하여 관리할 수 있게 된다.
상기한 컨트롤러(C)의 작동과 감지부(C-1)의 감지정보는 PC(400)로도 모두 전달되고 또한, 효과적인 관리를 위해 관리자의 단말기(도시는 생략)로도 전달될 수 있도록 한다.
또한, 상기 컨트롤러(C)에는 댐이나 수원지가 설치된 원격지의 어느 일측, 바람직하게는 출입문 등이 설치된 부위에는 산짐승이나 외부인이 댐이나 수원지 등이 설치된 장소에 무단으로 침입한 경우, 이를 감지하여 관리자의 외부 서버(미도시)로 전달하기 위한 침입감지센서(C-2)가 설치된다.
또한, 상기 침입감지센서(C-2)에서 침입자 등을 감지한 경우, 그 감지신호에 의해 작동되는 경보기(미도시)가 설치되어 있고, 상기 침입감지센서(C-2)에 의한 감지신호가 발생시, 침입감지센서(C-2)는 제어부(300)에 통보하며, 상기 제어부(300)의 영상처리부(320)를 통하여 주변 영상을 처리하여, 처리된 영상정보는 PC(400)에 전달되도록 할수 있다.
그리고, 만약에 수위센서(520)에 의해 측정된 신호가 저수위인 경우, 컨트롤러(C)는 모터 펌프(510)를 구동시켜 원수를 배관(미도시)을 통해 댐이나 수원지로 이동시켜 저장하게 된다.
이때, 저장되는 물의 수위는 수위 센서(520)에서 계속해서 측정하게 되는데, 상기 수위센서(520)에서 측정된 수위가 예를 들어서, 만수위에 90% 도달하면 컨트롤러(C)는 제어신호를 인가, 모터 펌프(510)를 정지시켜 더 이상의 물이 공급되는 것을 중지시키게 된다.
이때, 상기 컨트롤러(C)는 수위센서(520)에서 측정된 수위정보와 온습도 감지센서(620)에서 측정된 온도 정보를 전달받아, 수위를 정확하게 검출하게 되며, 그 수위 값을 게이지 센서(540)를 통한 게이지에 표시함은 물론, 상기 모터펌프(510)의 구동을 제어할 수 있는 것이다.
또한, 입출력 박스(500)의 통신부(550)는 컨트롤러(C)와 이하에 설명할 모드 버스(600)와의 상호 신호 전달이 가능하도록 네트워크로 연결될수 있는 것이다.
이하에서는, 카메라 보드(200)에 센서 데이터를 송수신하며 입출력박스(500)와 연동하는 모드버스(600)에 대한 설명을 하기로 한다.
상기 카메라 보드(200) 내의 PLC 모듈(210)은 모드 버스(600)와 RS-485인 Modbus RTU(Remote Terminal Unit)로 연결되어, 상기 모드 버스(600)를 통하여 내부에 형성되어 있는 미세먼지 센서(610)와 온습도 센서(620)를 통해 미세먼지 센서 신호, 온습도 센서 신호를 입력하는 것이 가능한 것이다. 참고로, 상기 RTU(Remote Terminal Unit)는 SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition) 시스템 즉, 집중 원격감시제어시스템에서 데이터 수집과 제어를 하는 장치를 의미한다.
그리고, 외부와 연결되는 또 다른 PC 등의 컴퓨터(미도시)를 작동시켜, 상기 PLC 모듈(210)의 소프트웨어를 변경할 수 있는 것이다.
그리고, 상기 모드버스(600)는 댐이나 수원지 주변의 미세먼지를 측정할 수 있는 미세먼지 센서부(610)와 댐이나 수원지 주변의 온도 및 습도를 측정할 수 있는 온습도 센서부(620)가 마련되어 있다.
먼저, 상기 미세먼지 센서부(610)에 대한 설명을 하기로 한다.
상기 카메라부(100)는 관리자를 통해 미리 지정된 모니터링 영역의 모니터링 영상을 촬영함으로써, 관리자가 원하는 영역의 모니터링 대상의 정보를 획득한다.
그리고, 상기 카메라부(10)는 이와 같이 촬영된 모니터링 영역의 영상을 제어부(300)로 전달하여 PC(400)의 모니터를 통하여 모니터링 영상으로 처리될 수 있도록 한다.
그리고, 미세먼지 센서부(610)는 상기 카메라부(100)와 일정거리 이격 형성되어 미세먼지를 측정하여 그 데이터를 추출하게 된다.
또한, 실시간으로 미세먼지 농도를 측정할 수 있는데 참고로, 상기 미세먼지 센서부(610)를 통하여 미세먼지를 측정하는데 있어 간이측정기를 이용하는 것이다. 상기 간이측정기는 환경부 성능인증 1등급을 받은 우수제품으로서, 미세먼지의 농도를 최소 1분 이내 실시간으로 측정하는 것이다.
PC(400)에서는 상기 제어부(300)의 영상처리부(320)와 영상전송보드(330)에서의 실시간 영상정보와 미세먼지 센서부(610)의 측정데이터를 수신하여, 전송된 실시간 영상을 관리자가 모니터링할수 잇는 것이다.
또한, 상기 PC(400)는 상기 미세먼지 센서부(610)로부터 실시간 미세먼지 농도 등을 토대로 하여 미세먼지의 농도 변화량을 모니터링하고, 계절에 따른 배출량 현황을 평가하는 것이다.
더 나아가, PC(400)는 환경관리공단 서버부(미도시)와도 연동하여 미세먼지를 비롯하여, 대기오염물질 배출량의 산정 및 미세먼지 농도 변화량을 모니터링하고 관련 정보를 주고 받을수 있는 것이다.
이하, 온습도 센서부(620)에 대한 설명을 하기로 한다.
상기 온습도 센서부(620)는 구비되어 있는 센싱 노드부(미도시)를 통하여 온도 센서, 습도 센서의 값을 측정하는 것이다.
또한, 상기 온습도 센서부(620)에서는 데이터 송신부(621)가 형성되어 해당하는 댐의 전력상태, 온도, 습도, 조도를 센싱하여 이에 대응하는 데이터 신호를 PLC 모듈(210)에서 IP 보드(220)를 전달하고, 상기 IP 보드(220)는 Ethernet을 통하여 PC(400)로 전송시키는 역할을 한다. 즉, 해당 댐의 온도, 습도, 조도를 센싱하여 PLC 모듈(210)로 전송시킨다.
그러면, 상기 PLC 모듈(210)에서 전송된 온도 센서, 습도 센서, 조도 센서의 값을 수집하며, 통신 프로토콜을 분석한 결과에 따라 전력값을 연산하고, 전력 제어를 수행한 후, 해당하는 온도, 습도, 조도에 관한 데이터 신호를 제어부(300)의 영상처리부(320)를 통하여 영상처리하여, PC(400)의 모니터를 통해 확인할수 있도록 하는 것이다.
또한, 상기 온습도 센서부(620)는 앞서 설명하였던 입출력 박스(500)의 컨트롤러(C) 등과도 연동하여 댐이나 수원지의 수온(水溫) 정보를 전달하여 주는 것이다.
더 나아가, 상기 온습도 센서부(620)는 댐이나 수원지 등의 수온을 측정할 수 있을 뿐만 아니라, 동계(冬季)나 하계(夏季) 때에 온도 변화가 생겨 입출력 박스(500)에 형성된 수위 센서(520)가 오작동할수 있는 것을 미연에 방지할수 있다.
본 발명의 실시예에 있어, PLC 모듈(210)에 내장되어 있는 소프트웨어 프로그램을 외부의 PC(미도시)를 이용하여 변경할 수도 있다.
이때, 상기 프로그램은 컴퓨터 프로그램, 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다.
이러한 소프트웨어 또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 구체화(embody)될 수 있다. 상기 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
그리고, 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.
프로그램 명령의 예로는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만이 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
이하에서는, 본 발명에 의한 카메라 시스템에 대한 구성의 작동관계와 기능에 대하여 설명하기로 한다.
카메라 보드(200)와 연결된 입출력 박스(500)는 컨트롤러(C)를 통하여 제어부(300)로부터 제어신호를 수신받아 댐등의 시설 조명 온/오프, 수문(미도시) 조작, 모터 펌프(510)등을 원격으로 가동/정지 할 수 있다.
따라서, 상기 입출력 박스(500)는 카메라 보드(200), 제어부(300), 모드 버스(600)와도 연동하는 것이다.
그리고, 입출력박스(500)의 컨트롤러(C) 내의 감지부(C-1)는 수문 조작상태, 모터펌프(510)의 운전상태, 전동밸브(미도시) 개폐상태 및 조명 온/오프 상태 등을 모니터링하며, 이외에도 수위, 수문개방도를 모니터링한다.
모드 버스(600)는 온, 습도센서부(610)와 미세먼지 센서부(620) 를 통하여 댐이나 저수지의 미세먼지량 등과 같은 환경 파라미터를 모니터링한다.
카메라부(100)의 영상 정보는 제어부(300)의 서버(310)에서 MPEG 4 방식으로 압축되어, PLC 모듈(210)을 통하여 신호를 중첩하여, IP 보드(220)를 경유하여 PC(400)에 전송된다. 상기 PLC 모듈(210)은 저수지, 댐 등을 모니터링하는 영상 정보를 제어부(300)로부터 수신받아 PC(400)에 전송한다.
상기 컨트롤러(C)와 연결되어 수문상태, 수위, 강우량 등의 각종 신호를 IP보드(220)에 요청하고, 수신된 각종 신호를 자체 DB(데이터베이스)에 저장하고, 상기 컨트롤러(C)에 관련 정보를 요청 및 PC(400)로도 전송할 수 있는 것이다.
또한, 카메라 보드(200)는 모드버스(600)와 연결되어 데이터 전송부(621)를 통하여 미세먼지량, 댐 등의 현재 온, 습도를 모니터링하고 PC(400)에 디스플레이할 수 있는 것이다.
그리고, 상기 카메라 보드(200)의 PLC 모듈(210)과 IP 보드(220)가 있는데, 상기 IP 보드(220)는 PLC 모듈(210)의 제어 명령을 PC(400)에 전송하며, 상기 PLC 모듈(210)과 상기 IP 보드(220) 사이의 통신상태 검사를 위해 일정시간 간격으로 주기적인 스캔(SCAN) 작업을 수행한다.
제어부(300)의 서버(310)는 컨트롤러(C)에 수문 상태, 모터 펌프(510)의 상태, 수위센서(520)로부터, 게이지 센서(540)를 통하여, 강수량 등의 상태 등을 주기적으로 요청하고, 상기 컨트롤러(C)로부터 각종 신호를 수신하여 카메라 보드(200)를 거쳐 PC(400)에 전송한다. 그러면, 상기 PC(400)는 수신된 정보를 모니터에 디스플레이한다.
즉, 서버(310)는 카메라 보드(200)를 경유하여, 제어신호를 컨트롤러(C)에 전송하여 수위센서(520)를 통한 수문 조작, 밸브의 개폐, 모터펌프(510)의 가동/정지, 스위치 센서(530)를 통한 조명이나 수문의 온/오프 제어를 할 수 있다.
또한, 제어부(300)는 내부의 영상처리보드(330)로부터 수신된 영상신호를 PC(400)의 모니터로 전송한다. 그리고, 카메라부(100)의 상,하,좌,우 조정도 가능한 것이다.
입출력 박스(500)에서는 감지부(C-1)로부터 수신된 정보를 자체적으로 저장하고, PLC 모듈(210)의 요청이 있을 경우에는 제어부(300)의 서버(310)를 경유하여 전송한다. 그리고, 상기 PLC 모듈(210)은 컨트롤러(C)로부터 수신된 각종 신호를 PC(400)로 전송시켜 디스플레이한다.
그리고, 제어부(300)의 서버(310)는 카메라 보드(200)의 PLC 모듈(210)을 경유하여, IP 보드(220)를 거쳐 컨트롤러(C)에 수위센서(520), 모터펌프(510), 스위치 센서(530), 게이지 센서(540) 등을 제어할 수 있도록 제어명령을 전송한다.
또한, 상기 컨트롤러(C)는 제어부(300)의 서버(310)로부터 하달된 제어명령에 따라 수문조작, 그리고 모터펌프(510)의 원격 가동/정지, 조명의 원격 온/오프, 게이지 제어가 가능하다.
카메라부(100)에서의 영상 신호는 카메라 보드(200)를 거쳐, PC(400)의 모니터로 송출하고, 역시 PC(400)의 키보드(미도시)등을 이용하여 카메라부(100)의 작동을 제어할 수도 있다.
이처럼 본 발명은 PLC 기술을 활용하여 저수지, 수원지, 다목적 댐 등의 수문, 펌프, 수위, 강우량 등을 모티터링할수 있으며, 실시간으로 제어할 수 있는 우수한 기능이 있는 것이다.
도 4는 본 발명에 의한 카메라 보드에 PLC 제어기능이 내장된 카메라 시스템의 흐름도인데, 이에 대하여 설명하기로 한다. 상기 실시예에서 서술한 내용과 중복되는 설명은 어느 정도 생략하기로 한다.
먼저, 카메라 보드(200)의 PLC 모듈(210)과 IP 보드(220)를 통하여 모니터링과 제어신호를 전송하게 된다(S 1). 상기 PLC 모듈(210)과 상기 IP보드(220)는 서로 데이터를 주고 받으면 각자의 상태를 크로스 체크하여 모니터링할수 있는 것이다.
다음, 입출력 박스(500)와 모드 버스(600)를 통하여, 모터펌프(510)의 상태제어, 수위량, 강수량의 정도, 조명 등의 제어, 강수량, 외부인 침입여부, 온습도와 미세먼지량 등을 모니터링하게 된다(S 2). 상기 S 2에서는 제어부(300)를 통하여 모터펌프(510)의 제어, 수문 제어 등과 같은 자체적인 제어가 가능한 것이다.
상기 S2를 통한 모니터링 도중에 이상 상태가 발생하였을 경우, 카메라 보드(200)를 경유하여, PC(400)에 이상 상황을 디스플레이한다(S 3). 예를 들어, 많은 폭우가 내려서 강수량의 급증, 수문의 고장, 다수 외부인 들의 침입 등과 같은 상황이 발생하면 제어부(300) 또는 입출력 박스(500)의 감지부(C-1) 또는 침입 감지 센서(C-2)에서는 이를 감지하여 PC(400)에 경보음을 울리게 하거나 이상 상황을 나타낼수 있도록 하는 것이다.
상기 S 3에서의 이상상황이 PC(400)의 모니터에 디스플레이되면 관리자나 근무자가 이를 확인하여 조치하는 것이다(S 4).
상기 S 4에서는 PC(400)를 통하여 컨트롤러(C) 내의 감지부(C-1) 또는 침입 감지 센서(C-2)로 인하여 PC(400)를 통하여 급박한 상황이 확인될 경우, 대부분 인위적으로 해결하여야 하므로, 상기 PC(400)는 상황실 PC와 연결하여 연동시키는 것이 바람직할 것이다.
본 발명의 실시예에 의한 카메라 보드에 PLC 제어기능이 내장된 카메라 시스템에는 또 다른 기능이 있는데, 카메라부(100)와 교통관리공단 서버부(700)와 통신망(미도시)으로 연결하여 차량속도와 차량에서 배출되는 대기오염물질 배출량 등을 측정할수 있다. 이하, 이와 관련하여 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 교통관리공단 서버부(700)는 상기 카메라부(100)와 연결되어 상기 카메라부(100)가 촬영한 영상의 차량으로부터, 차량종류, 차량연료, 차량연식, 차량속도를 통하여 배출량을 산정하는 소프트웨어(S)가 구비되어 농도와 배출량을 측정할 수 있는 것이 특징이다.
즉, 상기 교통관리공단 서버부(700)는 라이다 센서(L)로부터 차량의 속도 정보를 입력받고, 상기 차량의 미세먼지, 대기오염물질 배출량을 분석하여 출력하며, 상기 배출량을 출력하여 표시하는 PC(400)로 전송한다.
참고로, 라이다 센서(L: Lidar sensor)는 카메라부(100)에 내장되어 있으며, 여기서, 라이다(Lidar)는 레이저 펄스를 쏘고 반사되어 돌아오는 시간을 측정하여 반사체의 위치 좌표를 측정하는 레이다 시스템으로, 항공 또는 위성 탑재되어 지형 측량에 사용되며 스피드 건, 자율이동로봇, 자율주행 자동차 등에도 활용된다. 즉, 이동거리 동안 측정된 시간을 통하여 차량속도를 계산하는 것이다.
그러므로, 라이더 센서(L)를 이용하여 자동차의 속도를 감지할 수 있으며, 상기 감지된 속도를 후술할 교통관리공단 서버부(700)의 배출량 산정 알고리즘 장치(S)를 활용하여 배기가스 배출량이 기재된 그래프에 속도 표시를 할 수 있는 것이다.
상기 교통관리공단 서버부(700)에 저장되어 있는 배출량 산정 소프트웨어 장치(S)를 통하여 카메라부(100)에서 촬영한 해당 차량의 배출량 데이터 및/또는 농도를 계산, 분석하는 것이다.
그리고, 카메라부(100)와 교통관리공단 서버부(700)와의 통신으로 차량의 정보(차종, 연료, 연식 등)를 획득하여, 실시간 또는 시간별 차량 운행 현황도 역시 파악하는 것이다.
앞서 설명함 PC(400)는 상기 교통관리공단 서버부(700)의 대기오염물질 배출량 산정 소프트웨어 장치(S)를 통해 산정한 배출량 및/또는 농도를 화면 등에 그래프 등으로 표시할수 있다.
이하, 도 5를 참조하여, 교통관리공단 서버부(700)와 차량의 대기오염물질 배출량 산정 소프트웨어 장치(S)의 구성 및 작동에 대한 설명을 하기로 한다.
도시된 바와 같이, 배출량 산정 소프트웨어 장치(S)는 교통관리공단 서버부(700)와 통신으로 연결되는 통신부(710)와, 배출량의 정보를 저장하는 저장부(730)와, 배출량을 계산하여 산출하는 산출부(750)를 포함하는 것이다.
그리고, 상기 산출부(750)는 차량의 정보 등을 이용하여 배출량을 산출, 계산한다. 이하, 상기 산출부(750)에서 대기오염 물질 배출량을 산출하는 방식에 대한 설명을 하기로 한다.
먼저, 대기오염 물질을 산정하는 배출계수는 차량의 종류(예를 들어, 승용차이면 대형, 중형, 소형), 차량의 연료(경유, 휘발유, LPG, 하이브리드 등), 차량 연식, 차량 속도를 통하여 이루어진다.
카메라부(100)에서 촬영한 차량의 영상을 통해 속도와 차량번호를 전송하면 상기 산출부(750)에서는 해당 차량의 상기 언급한 차종, 차량 연료의 종류, 차량 연식, 차량 속도를 통한 배출계수를 산출한다. 즉, 상기 배출계수를 가지고 대기 오염 물질의 배출량을 구하는 것이다.
다시 말해서, 상기 카메라부(100)에서 차량번호와 속도를 감지하여 교통관리공단 서버부(700)와 통신부(710)를 통해서 통신하여 해당하는 차가 어떠한 유형의 차량인지 인식하여, 산출부(750)에서 해당 차량의 차종, 연료의 종류, 연식, 속도를 통한 대기오염 물질의 배출 계수를 구하고, 상기 배출계수를 이용하여 대기 오염물질의 배출량(P)을 산출하는 것이다.
상기 대기 오염 물질의 배출량(P)을 구하는 공식은 이하와 같다.
P = (Dkm × 배출계수 × AF × R/100)
(여기서, P : 자동차의 도로 주행시 발생한 오염물질의 배출량, DKm : 주행거리(km), DF : 열화계수, R/100: 저감장치 부착 효율(%))
상기 배출계수는 가령, A차종의 차량번호 1234의 자동차가 도로를 5km 정도 주행하였다고 가정하면, 교통관리공단 서버부(700)의 관련 데이터베이스를 통하여 상기 A차량의 차종 및 연료(예로서, 디젤, 휘발유, LPG 등) 형태, 연식, 차의 주행 속도를 고려하여 각 배출계수를 구하게 되는 것이다.
상기 AF(열화계수 : Aging Factor)는 차량의 열화를 발생시키는 영향도로서 해당 차량의 종류와 차량 연식을 고려하여 역시 교통관리공단 서버부(700)의 데이터베이스에 저장되어 있는 계수인 것이다.
상기 R은 저감장치 부착 효율로서, 배출가스 저감장치(DPF)를 부착한 차량은 배출가스가 적게 배출되므로, 이에 대한 수치를 백분율로 나타낼수 있도록 상기 R을 100으로 나눠주는 것이다. 그러므로, 만일 배출가스 저감장치(DPF)가 부착되지 않은 차량은 R/100을 곱하지 않게 되므로, 당연히 대기 오염 물질의 배출량(P)이 높아지게 되는 것이다.
이와 같이, 차량 대기오염 물질의 배출량을 산출하여 감지하면, 대기오염물질을 배출하는 차량을 카메라부(100)에서 촬영한 영상을 NVR(800: Network Video Recorder) 등에 저장할 수 있는 것이다.
이하에서는, 도 6을 참조하여 카메라부(100)와 교통관리공단 서버부(700)와의 작동 관계에 대한 설명을 하기로 한다.
상기 도 6은 카메라부(100)의 라이더 센서(L)에서 차량속도를 감지하여 자동차의 배출량이 과도한 차량을 감지하고, 카메라부(100)를 통하여 해당 차량의 번호와 영상을 추출하는 것이다. 이것은 교통관리공단 서버부(700)에 상기 번호의 해당 차량의 번호를 통보하는 것이다. 상기 해당 차량의 차량번호의 배출량 산정은 소프트웨어 장치(S)를 이용하여 획득하는 것이다.
그러면, 상기 교통관리공단 서버부(700)를 통하여 배출량을 연산하여 추출하고, 일정 기준치 이상의 차량에 대하여는 해당 차량의 소유자에게 문자메세지, 카카오 토크 등과 같은 전송수단을 통하여 이를 통보하는 것이다.
상기 통보내용은 이를 테면, "귀하의 차량은 배출량을 과도하게 배출하는 차량임으로, 저희 한국교통관리공단에서 확인되었사오니, 차량의 운행을 자중하여 주십시요." 라는 내용을 보내서 해당 차량 소유자(또는 운전자)에게 운행의 자중 요청 및 권고를 할수 있는 것이다.
또한, 카메라(10)를 통하여 촬영한 차량의 영상과 미세먼지를 감지하는 미세먼지 센서(610) 등을 통하여 NVR(800) 또는 DB의 수단을 통해 영상의 저장을 하여, 상기 NVR(800)에서 영상을 표출한다.
그 다음, 교통관리공단 서버부(700)에서 상기 차량의 미세먼지 배출량을 분석하여 출력하며, 이에 대한 결과를 PC(400) 또는 외부의 또 다른 PC(미도시)에 디스플레이하여 확인할수 있는 것이다.
본 발명에 의한 카메라 시스템은 구성요소인 카메라 보드(200) 내의 PLC 모듈(210)과 IP 보드(220)를 이용하여 빅데이터 학습 및 인공지능 알고리즘을 통하여 미세먼지의 측정과 대기오염 상태를 실시간 측정 및 모니터링하여, 대기 오염원의 검출이 가능한 것이다. 이하, 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 7을 보면, 대기 오염 상태를 측정하는 대기오염물질 배출량 산정 소프트웨어 장치(S)를 이용하여, 대기 오염 상태를 측정하고, 측정된 감지 정보를 Lora(Long Range) 등과 같은 통신망을 이용하여 카메라 보드(200)로 전송하여 실시간 또는 주기적으로 감지 정보를 수집 및 분석한다.
다시 말해서, 인공지능과 빅데이터를 기반으로 대기오염 또는 미세먼지의 상태를 실시간으로 측정 및 모니터링하는 것으로, 대기오염 물질 배출량 산정 소프트웨어 장치(S)로부터 측정된 감지정보를 인공지능 기반으로 분석 및 반복 학습하고, 이를 통해 미세먼지 및 대기 오염 상태에 대한 빅데이터를 구축하는 것이다.
이러한 기능을 설명하기 위하여, 도시된 바와 같이 카메라 보드(200) 내의 PLC(210)과 IP 보드(220)의 내부 구성을 나타내는 것이다.
카메라 보드(200)는 모드 버스(600)의 미세먼지 센서부(610)로부터 실시간 또는 주기적으로 미세먼지, 내부 PLC 모듈(210)과 IP 보드(220)를 통하여, 대기 오염 상태에 따른 감지 정보를 수집, 분석 및 반복 학습하여 빅데이터를 구축하고, 이를 통해 실시간 공기질 센싱 및 모니터링, 대기 오염원 추적, 대기 오염 상태를 통보하는 역할을 한다.
공기질 수집부(211)는 앞서 설명한 소프트웨어 장치(S)로부터 대기 오염 상태에 따른 감지 정보를 실시간 또는 주기적으로 전송받아서 저장, 관리한다. 상기 공기질 수집부(211)는 상기 소프트웨어 장치(S)로부터 각각의 식별 정보에 매칭되게 감지정보를 저장, 관리한다.
공기질 분석부(212)는 상기 공기질 수집부(211)에 수집된 감지 정보를 인공지능 기반으로 분석하고, 이를 통하여 예를 들어, 지역별, 위치별, 기간별, 시간대별 등으로 대기 오염 상태에 대한 빅데이터를 구축한다.
공기질 분석부(212)는 데이터 분석 결과를 머신러닝 등을 이용하여 반복 학습하고, 이를 통해 정확한 대기 오염 상태를 모니터링하도록 처리한다. 공기질 정보 분석부(322)는 지역 단위로 대기 오염 상태가 기준치 이상으로 오염된 이벤트가 발생되면, 해당 지역을 이벤트 위험 및 발생 지역으로 판별한다.
공기질 시각화 처리부(미도시)는 상기 공기질 분석부(212)에 의해 분석 및 학습된 대기 오염 상태를 실시간으로 모니터링할 수 있도록 다양한 형태로 가공하여 시각화한다. 상기 공기질 시각화 처리부는 실시간 측정된 대기 오염 상태를 예를 들어, 라인 챠트, 3D 히스토그램, 히트맵 형태, 공기질 분석 애니메이션 리포트 등으로 시각화하여 제공한다.
공기질 모니터링부(213)는 상기 공기질 시각화 처리부에 의해 제공된 대기 오염 상태를 예를 들어, 지역별, 위치별, 기간별, 시간대별 등으로 모니터링하도록 검색, 추출 및 표시 처리한다.
공기질 모니터링부(213)는 공기질 분석부(212)에 의해 대기 오염도에 따라 지역별, 등급별, 거리별, 핫스팟(hot spot) 지역 등으로 분류하여 대기 오염 상태를 다양한 형태로 표시한다.
오염원 분석부(214)는 공기질 분석부(212)에 의해 특정 지역의 대기 오염 상태가 기준치 이상으로 오염된 상태 즉, 이벤트 위험 및 발생 지역으로 판별되면, 대기 오염 상태를 정밀 측정 및 모니터링하여 대기 오염원을 추척하도록 한다.
상기와 같이 PLC모듈(210)로부터 정보 또는 데이터를 송수신받는 IP보드(220)에서는 도시된 대로 공기질 감지부 (225), 공기질 분석 정보부(226), 공기질 시각화부(227)가 형성되어 있다. 여기서, 비디오 데코더(221) ~ SRAM(224)의 자세한 설명은 앞서 서술하였으므로 생략하기로 한다.
공기질 감지부(225)는 모드 버스의 미세먼지 센서부(610)와 온습도센서부(620) 및 소프트웨어 장치(S)로부터 측정된 다양한 감지 정보(예를 들어, 미세먼지 농도, 총휘발성 유기화합물 농도, 온도, 습도, 가스 농도, 풍량, 풍속 등)들이 포함된다.
상기 공기질 감지부(225)는 상기 소프트웨어 장치(S)의 식별 정보에 매칭되어 저장된다. 따라서, 공기질 분석정보부(226)는 상기 소프트웨어 장치(S)로부터 측정된 다양한 감지 정보를 분석 및 반복 학습하여 구축된 빅데이터가 포함된다.
공기질 분석 정보부(226)는 감지정보를 다양한 형태로 모니터링할 수 있도록 가공된 데이터를 포함한다. 예로서, 주말/주중, 오전/오후, 연휴 등의 시간대별, 주간/월간/년간 등의 기간별, 감지 정보의 평균값 등으로 가공될 수 있다.
공기질 시각화부(227)는 공기질 분석정보부(226)에 따라 실시간 측정된 감지 정보를 다양한 형태로 가공하거나, 검색 및 추출 가능한 형태로 생성하여 저장한다. 상기 공기질 시각화부(227)에는 예를 들어, 라인 챠트, 3D히스토그램, 히트맵 형태, 공기질 분석 애니메이션 리포트 등으로 생성된다.
따라서, 본 발명은 소프트웨어 장치(S)로부터 대기 오염 상태에 따른 감지 정보를 실시간 또는 주기적으로 전송받아 수집, 분석 및 반복 학습하여, 감지 정보를 이용하여 모니터링하고 이벤트 발생 시, 해당 지역의 대기 오염 상태를 측정 및 모니터링할 수 있는 것이다.
이상에서와 같은 내용의 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 상기 기술한 실시 예는 예시된 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 첨부된 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구 범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 카메라부 200 : 카메라 보드
210 : PLC 모듈 211 : 공기질 수집부
212 : 공기질 분석부 213 : 공기질 모니터링부
214 : 오염원 분석부 220 : IP 보드
221 : 비디오 데코더 222 : DSP칩
223 : 플래쉬 메모리 224 : SRAM
225 : 공기질 감지부 226 : 공기질 분석정보부
227 : 공기질 시각화부
300 : 제어부 310 : 서버
320 : 영상처리부 330 : 영상전송보드
400 : PC 500 : 입출력 박스
510 : 모터펌프 520 : 수위센서
530 ; 스위치센서 540 : 게이지 센서
550 : 통신부 C : 컨트롤러
C-1 : 감지부 C-2 : 침입감지센서
600 : 모드 버스 610 : 미세먼지 센서부
620 : 온습도 센서부 621 : 데이터 전송부
700 : 교통관리공단 서버부 800 : NVR
S : 소프트웨어 장치 L : 라이더 센서

Claims (6)

  1. 내부의 카메라 보드에 PLC 제어 기능이 내장된 카메라 시스템에 있어서,
    영상을 촬영하는 카메라부(100);
    상기 카메라부(100)에 내장되어 내부를 보호하는 케이스 형태의 카메라 보드(200);
    상기 카메라부(100)와 상기 카메라 보드(200)의 작동을 제어하고 통제하는 제어부(300);
    상기 카메라 보드(200)와 연결되어 원격에 있는 구조물의 상태를 영상처리하여 표시하는 PC(400);
    상기 카메라 보드(200)와 RS-485로 연결되며, 상기 PC(400)에 데이터 정보를 송신하는 입출력 박스(500);
    상기 카메라 보드(200)에 센서 데이터를 송수신하는 모드버스(600)를 포함하고,
    상기 카메라 보드(200)는
    외부의 입출력(I/O) 박스(500)를 통하여 연결되어, 제어 기능을 하는 PLC 모듈(210); 및
    상기 PLC 모듈(210)과 송수신 연결되어 외부와 통신하는 IP 보드(220);를 포함하고,
    상기 카메라 시스템은
    상기 카메라 보드(200)의 상기 PLC 모듈(210)과 상기 IP 보드(220)를 통하여 상기 입출력 박스(500)로 제어신호를 전송하고,
    상기 카메라 시스템은 상기 입출력 박스(500)와 상기 모드 버스(600)를 통하여 연결된 모터펌프(510), 수위, 강수, 조명, 외부인 침입여부, 온습도, 미세먼지량을 모니터링하며, 상기 카메라 시스템은 상기 모니터링 도중에 이상이 발생한 경우, 상기 입출력 박스(500)로 이상 신호를 전송하고, 상기 PC(400)를 통하여 이상 상황을 디스플레이하며
    상기 PLC 모듈(210)과 상기 IP보드(220)는 서로 데이터를 주고 받으면서, 상기 PLC 모듈(210)과 상기 IP보드(220)의 상태를 크로스 체크하는 것을 특징으로 하는 카메라 보드에 PLC 제어 기능이 내장된 카메라 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 PLC 모듈(210)은 상기 모드 버스(600)를 통하여 미세먼지 센서 신호, 온습도 센서 신호를 입력 가능하며, 외부 PC를 통하여 상기 PLC 모듈(210)의 소프트웨어를 변경할 수 있는 것을 특징으로 하는 카메라 보드에 PLC 제어기능이 내장된 카메라 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 모드버스(600)는 상기 입출력 박스(500)와 연동하며, 미세먼지를 측정할수 있는 미세먼지 센서부(610)와 수온과 습도를 측정할수 있는 온습도 센서(620)가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 카메라 보드에 PLC 제어기능이 내장된 카메라 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부(300)는
    상기 입출력 박스(500)와 상기 모드버스(600)로부터 데이터를 송수신하기 위한 서버(310)와 카메라부(100)의 영상을 처리하기 위한 영상처리부(320) 및 상기 카메라부(100)의 촬영한 영상을 전송하기 위한 영상전송보드(330)를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 보드에 PLC 제어기능이 내장된 카메라 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 카메라부(100)와 통신망으로 연결되어 상기 카메라부(100)가 촬영한 영상의 차량으로부터, 차량종류, 차량연료, 차량연식, 차량속도를 통하여 배출량을 산정하는 배출량 산정 소프트웨어 장치(S)가 내부에 마련되어, 배출량을 측정할 수 있는 교통관리공단 서버부(700)가 더 구비되며,
    상기 배출량 산정 소프트웨어 장치(S)는 교통관리공단 서버부(700)와 통신으로 연결되는 통신부(710)와, 대기오염물질 배출량의 정보를 저장하는 저장부(730)와, 차량의 정보를 이용하여 대기오염물질 배출량을 계산하여 산출하는 산출부(750)로 이루어지며,
    상기 통신부(710)를 통해서 해당 차량의 유형을 인식하여, 상기 산출부(750)에서 해당 차량의 차종, 연료의 종류, 연식, 속도를 통하여 대기 오염물질의 배출계수를 산출하며, 상기 대기 오염 물질의 배출량 P를 산출하는 공식은
    P = (Dkm × 배출계수 × AF × R/100)
    (여기서, P : 자동차의 주행시 발생한 오염물질의 배출량, DKm : 자동차의 주행거리(km), AF : 열화계수, R/100: 저감장치 부착 효율(%))
    인 것을 특징으로 하는 카메라 보드에 PLC 제어기능이 내장된 카메라 시스템.
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