KR102547409B1 - Non-contact communication system between inside and outside of closed space - Google Patents
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Abstract
본 발명은 밀폐공간 내부와 외부 간의 비접촉식 통신 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 통신시스템은, 밀폐공간 내부에 설치되며 상기 밀폐공간 내부에 대한 설정된 정보를 수집하는 적어도 하나의 수집장치; 상기 수집장치에서 수집된 정보를 수신하고 상기 수신된 정보에 대응하는 주파수신호를 생성하여 출력하는 제1 통신모뎀; 상기 밀폐공간 내부의 내벽에 부착되며 상기 제1 통신모뎀으로부터 출력되는 상기 주파수신호를 수신하여 전달하여 제1 커플러; 상기 밀폐공간 외부의 외벽에 부착되며 상기 제1 커플러와의 자기결합(magnetic coupling)을 통해 상기 주파수신호를 수집하는 제2 커플러; 상기 제2 커플러로부터 주파수신호를 수신하는 제2 통신모뎀; 및 상기 제2 통신모뎀으로부터 상기 주파수신호를 수신하고 상기 수신된 주파수신호로부터 상기 정보를 추출하는 관리서버를 포함한다.The present invention relates to a non-contact communication system between inside and outside of an enclosed space.
A communication system according to the present invention includes at least one collection device installed inside a closed space and collecting set information about the inside of the closed space; a first communication modem that receives the information collected by the collection device and generates and outputs a frequency signal corresponding to the received information; a first coupler that is attached to an inner wall of the enclosed space and transmits and receives the frequency signal output from the first communication modem; a second coupler attached to an outer wall outside the closed space and collecting the frequency signal through magnetic coupling with the first coupler; a second communication modem receiving a frequency signal from the second coupler; and a management server receiving the frequency signal from the second communication modem and extracting the information from the received frequency signal.
Description
본 발명은 밀폐공간의 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 밀폐공간의 내부와 외부 간에 비접촉식으로 통신을 수행하도록 하는 밀폐공간 내부 및 외부 간 비접촉 통신 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a communication system in a confined space, and more particularly, to a non-contact communication system between inside and outside of a confined space to perform non-contact communication between the inside and outside of the confined space.
산업현장에서 재해로 인한 인명피해가 지속적으로 발생되고 있다. 특히, 밀폐된 공간에서의 작업은 질식에 의한 안전 사고가 계속 발생하고 있다. In industrial sites, human casualties are continuously occurring due to disasters. In particular, safety accidents due to suffocation continue to occur in work in an enclosed space.
밀폐된 공간에서 작업에 따른 유해가스가 발생하는 경우 종래에 배기장치를 설치하여 내부의 유해가스를 외부로 배출하면서 작업을 하고 있으나, 실효성이 많이 떨어진다.When harmful gases are generated due to work in an enclosed space, an exhaust device is conventionally installed to discharge harmful gases from the inside while working, but the effectiveness is very low.
IT기술의 발달로 밀폐공간 내부에 온도, 습도, 유해가스 등을 측정할 수 있는 각종 센서들을 설치하고 측정된 값들을 외부의 장치로 전달하고 있다. 관리자는 센싱된 값들을 확인하여 작업환경의 개선 및 안전관리에 대처하고 있다.With the development of IT technology, various sensors capable of measuring temperature, humidity, harmful gases, etc. are installed inside the closed space and the measured values are transmitted to external devices. The manager checks the sensed values and copes with the improvement of the working environment and safety management.
하지만, 밀폐공간의 특성에 따라 내부의 센서가 외부의 서버로 전달하는 것이 쉽지 않다. 유선의 경우 내부의 센서와 외부의 장치 간에 통신선을 설치해야 하는 번거로움이 있고, 길이가 긴 경우에는 통신선이 많이 필요하다. 또한 무선의 경우 밀폐공간 내부와 외부 간의 통신이 불안정할 수 있다.However, it is not easy for the internal sensor to transmit to the external server according to the characteristics of the closed space. In the case of wired communication, there is a hassle of installing a communication line between an internal sensor and an external device, and when the length is long, a lot of communication lines are required. Also, in the case of wireless, communication between inside and outside of the confined space may be unstable.
예를 들어, 조선소에서 제작되는 큰 배의 경우 많은 격실들이 밀폐공간이 되어 내부에서 작업을 하는 경우에는 밀폐공간의 내부와 외부 간의 무선통신이 어려운 것이 현실이다.For example, in the case of a large ship manufactured in a shipyard, wireless communication between the inside and outside of the closed space is difficult when many compartments become closed spaces and work is performed inside.
대한민국 등록특허 제10-2253851호(선행문헌 1)에는 밀폐공간 작업자의 웨어러블 장치와 외부의 서버 간의 통신을 통해 작업자의 위치와 알람정보를 표시하도록 할 수 있다. 또한, 대한민국 공개특허 제10-2020-0009739호(선행문헌 2)에도 밀폐공간 내부와 외부 간의 통신을 통해 내부의 정보를 파악하도록 합니다.Republic of Korea Patent Registration No. 10-2253851 (Prior Document 1) can display the operator's location and alarm information through communication between a wearable device of a confined space worker and an external server. In addition, Korean Patent Publication No. 10-2020-0009739 (Prior Document 2) also identifies internal information through communication between the inside and outside of a confined space.
이러한 선행문헌 1,2를 비롯하여 종래기술에서는 밀폐공간의 내부와 외부 간에 통신을 수행한다고만 기재되어 있을 뿐, 밀폐공간의 특성 상 내부와 외부 간에 통신이 어려운 경우에 통신에 대한 해결책을 제시하지 않고 있다.In the prior art, including these Prior Documents 1 and 2, it is only stated that communication is performed between the inside and outside of the enclosed space, and when communication between the inside and the outside is difficult due to the nature of the closed space, a solution for communication is not presented. there is.
본 발명의 목적은 밀폐공간의 내부와 외부 간에 비접촉으로 통신이 가능하도록 하는 밀폐공간 내외부 간 비접촉 통신 시스템을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a non-contact communication system between the inside and outside of a closed space that enables non-contact communication between the inside and outside of the closed space.
본 발명의 목적은 밀폐공간 내부의 정보를 외부에서 비접촉식 무선통신을 통해 확인할 수 있도록 하는 밀폐공간 내외부 간 통신 시스템을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a communication system between the inside and outside of a closed space that allows information inside the closed space to be checked from the outside through non-contact wireless communication.
본 발명의 실시예에 따른 밀폐공간 내부 및 외부 간 비접촉 통신 시스템은, 밀폐공간 내부에 설치되며 상기 밀폐공간 내부에 대한 설정된 정보를 수집하는 적어도 하나의 수집장치; 상기 수집장치에서 수집된 정보를 수신하고 상기 수신된 정보에 대응하는 주파수신호를 생성하여 출력하는 제1 통신모뎀; 상기 밀폐공간 내부의 내벽에 부착되며 상기 제1 통신모뎀으로부터 출력되는 상기 주파수신호를 수신하여 전달하여 제1 커플러; 상기 밀폐공간 외부의 외벽에 부착되며 상기 제1 커플러와의 자기결합(magnetic coupling)을 통해 상기 주파수신호를 수집하는 제2 커플러; 상기 제2 커플러로부터 주파수신호를 수신하는 제2 통신모뎀; 및 상기 제2 통신모뎀으로부터 상기 주파수신호를 수신하고 상기 수신된 주파수신호로부터 상기 정보를 추출하는 관리서버를 포함한다.A non-contact communication system between inside and outside of a closed space according to an embodiment of the present invention includes at least one collection device installed inside the closed space and collecting set information about the inside of the closed space; a first communication modem that receives the information collected by the collection device and generates and outputs a frequency signal corresponding to the received information; a first coupler that is attached to an inner wall of the enclosed space and transmits and receives the frequency signal output from the first communication modem; a second coupler attached to an outer wall outside the closed space and collecting the frequency signal through magnetic coupling with the first coupler; a second communication modem receiving a frequency signal from the second coupler; and a management server receiving the frequency signal from the second communication modem and extracting the information from the received frequency signal.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1 커플러 및 상기 제2 커플러는 지면으로부터 같은 높이로 상기 내벽 및 외벽에 각각 설치될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the first coupler and the second coupler may be installed on the inner wall and the outer wall, respectively, at the same height from the ground.
본 발명의 다른 실시예에서, 상기 제1 커플러 및 제2 커플러는 지면으로부터 다른 높이로 상기 내벽 및 외벽에 각각 설치되되, 높이차는 30㎝ 이내로 설치될 수 있다.In another embodiment of the present invention, the first coupler and the second coupler are installed on the inner wall and the outer wall, respectively, at different heights from the ground, and the height difference may be installed within 30 cm.
본 발명에서, 상기 제1 및 제2 커플러는, 중앙부가 관통되고 내부에 공간이 형성된 원통형의 하우징과, 상기 하우징 내부의 공간에 삽입된 코어와, 상기 코어에 권선된 코일을 포함할 수 있다.In the present invention, the first and second couplers may include a cylindrical housing having a central portion through which a space is formed therein, a core inserted into the space inside the housing, and a coil wound around the core.
이때, 상기 코어는 복수개의 서브코어들이 적층되어 형성될 수 있다.In this case, the core may be formed by stacking a plurality of sub-cores.
본 발명에서, 상기 제1 및 제2 커플러는 각각, 상기 하우징의 윗면 또는 아랫면이 상기 내벽 및 외벽에 각각 설치될 수 있다.In the present invention, the first and second couplers may be respectively installed on the inner wall and the outer wall of the upper or lower surface of the housing.
본 발명에서, 상기 수집장치는 상기 밀폐공간 내부의 온도, 습도, 가스, 열 중 적어도 하나를 측정할 수 있다.In the present invention, the collecting device may measure at least one of temperature, humidity, gas, and heat inside the closed space.
도 1은 본 발명의 실시예에 따라 밀폐공간에 적용된 비접촉 통신 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 및 제2 커플러가 밀폐공간의 내벽과 외벽에 각각 설치되는 일 예시도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1 및 제2 커플러가 밀폐공간의 내벽과 외벽에 각각 설치되는 다른 예시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제1 및 제2 커플러의 구성도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제1 및 제2 커플러를 구성하는 코어의 구성도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제1 및 제2 커플러 간의 자기결합을 설명하기 위한 개념도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 밀폐공간 내부 및 외부 간 통신시스템의 동작을 설명하기 위한 흐름도.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 밀폐공간 내부 및 외부 간 통신시스템의 동작을 설명하기 위한 흐름도.1 is a block diagram of a non-contact communication system applied to an enclosed space according to an embodiment of the present invention.
2 is an exemplary view in which first and second couplers according to an embodiment of the present invention are respectively installed on inner and outer walls of an enclosed space.
Figure 3 is another exemplary view in which the first and second couplers according to another embodiment of the present invention are respectively installed on the inner wall and the outer wall of the closed space.
4 is a configuration diagram of first and second couplers according to an embodiment of the present invention.
5 is a configuration diagram of a core constituting first and second couplers according to an embodiment of the present invention.
6 is a conceptual diagram illustrating magnetic coupling between first and second couplers according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a flow chart for explaining the operation of the communication system between the inside and outside of the closed space according to an embodiment of the present invention.
8 is a flowchart illustrating the operation of a communication system between inside and outside of a closed space according to another embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세히 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail through exemplary drawings. In adding reference numerals to components of each drawing, it should be noted that the same components have the same numerals as much as possible even if they are displayed on different drawings. In addition, in describing an embodiment of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function hinders understanding of the embodiment of the present invention, the detailed description will be omitted.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.Also, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used to describe components of an embodiment of the present invention. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, sequence, or order of the corresponding component is not limited by the term. When an element is described as being “connected,” “coupled to,” or “connected” to another element, that element may be directly connected or connected to the other element, but there may be another element between the elements. It should be understood that may be "connected", "coupled" or "connected".
도 1은 본 발명의 실시예에 따라 밀폐공간에 적용된 비접촉 통신 시스템의 구성도이다.1 is a block diagram of a non-contact communication system applied to an enclosed space according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 밀폐공간 내부와 외부 간 비접촉 통신 시스템(이하, 통신시스템이라 한다)은 밀폐공간(10)의 내부(11)과 외부(12) 간에 비접촉식으로 무선 통신이 가능하도록 할 수 있다.Referring to FIG. 1, the non-contact communication system between the inside and outside of a closed space (hereinafter referred to as a communication system) according to the present invention enables wireless communication between the
밀폐공간(10)이라 함은 출입문이나 창문을 닫았을 때 외부로부터 밀폐되거나 상하전후가 벽으로 막혀 공기의 유동이 없거나 매우 적은 공간이 될 수 있다. 예컨대, 선박의 하부에 형성된 공간이 될 수 있다.The
특히, 대형 선박의 하부에 형성된 밀폐공간(10)은 내부(11)와 외부(12) 간의 무선통신이 어려울 수 있다. 이에, 유선통신을 위해서는 밀폐공간(10)의 벽에 구멍을 내어 통신케이블을 연결해야 하고, 소정의 작업을 마친 후에는 구멍을 다시 막아야 하는 번거로움이 있다. In particular, wireless communication between the
이에, 본 발명에 따른 통신시스템은 밀폐공간(10)의 내부(11)에서의 각종 정보를 외부에서 확인할 수 있도록 하기 위하여 밀폐공간(10)의 내부(11)의 장치들과 외부(12)의 장치들 간에 비접촉 무선통신이 가능하도록 한다.Therefore, the communication system according to the present invention is a device of the
도면에는 편의상 밀폐공간(10)을 일례로 사각형 모양(육면체)으로 도시하고 있으나, 본 발명의 실시예에 따른 밀폐공간(10)의 형상은 이에 한정되지 않는다.Although the drawings show the
밀폐공간(10)의 내부(11)에서 작업하는 경우 작업에 필요한 장비와 내부환경에 대한 정보를 측정하기 위한 각종 센서들이 배치될 수 있다. 본 발명의 통신시스템은 내부(11)에 배치된 이들 장비 및 센서들과 외부(12)에 설치된 장치 간에 비접촉식으로 무선통신이 수행되도록 할 수 있다.When working in the
본 발명의 일 실시예에 따른 통신시스템은 복수의 수집장치(110), 제1통신모뎀(120), 제1커플러(130), 제2커플러(140), 제2통신모뎀(150), 관리서버(160)를 포함하여 구성될 수 있다. 또는 다른 실시예에서 통신시스템은 경보출력장치(170)를 더 포함할 수도 있다.A communication system according to an embodiment of the present invention includes a plurality of
수집장치(110)는 밀폐공간(10)의 내부(11)에서 각종 정보를 수집할 수 있다. 수집장치(110)는 적어도 하나 이상 설치될 수 있다. 예를 들어, 밀폐공간(10)의 내부(11)에서 온도를 측정할 수 있는 온도센서, 습도를 측정할 수 있는 습도센서, 가스를 측정할 수 있는 가스센서, 열을 감지할 수 있는 열감지센서 등을 포함할 수 있다.The
제1통신모뎀(120)은 복수의 수집장치(110)에서 수집된 각종 정보를 수신하고 상기 수신된 정보에 대응하는 주파수신호를 생성하여 제1커플러(130)로 전달할 수 있다.The
제1커플러(130)는 밀폐공간(10)의 내부(11)에 설치될 수 있다. 바람직하게는 내부(11)의 내벽에 설치될 수 있다. 제1커플러(130)는 제1통신모뎀(120)으로부터 전달된 주파수신호를 수신하여 제2커플러(140)로 비접촉식으로 전달할 수 있다 The
제2커플러(140)는 밀폐공간(10)의 외부(12)에 설치될 수 있다. 바람직하게는 제1커플러(130)의 설치된 내벽의 설치위치에 대응하는 외부(12)의 외벽에 설치될 수 있다. 제2커플러(140)는 제1커플러(130)로부터 전달된 주파수신호를 수신하여 제2통신모뎀(150)으로 전달할 수 있다.The
제2통신모뎀(150)은 전달된 주파수신호를 관리서버(160)로 전달할 수 있다.The
관리서버(160)는 전달된 주파수신호를 수신하고, 수신된 주파수신호에 대응하는 정보를 추출할 수 있다. The
이를 통해 밀폐공간(10)의 내부(11)에서 측정된 각종 정보를 밀폐공간(10)의 외부(12)에 설치된 관리서버(160)에서 확인할 수 있게 된다.Through this, various information measured in the inside 11 of the closed
한편, 관리서버(160)에서 밀폐공간(10)의 내부(11)에서 측정된 각종 정보를 확인하여 이상을 발견하는 경우 경보출력장치(170)를 통해 경보음을 발생시킬 수도 있다. On the other hand, when the
즉, 관리서버(160)에서 경보신호를 제2통신모뎀(150)으로 전달하면 제2통신모뎀(150)은 경보신호에 대응하는 주파수신호를 생성하여 제2커플러(140)로 전달할 수 있다. 제2커플러(140)는 주파수신호를 제1커플러(130)로 전달할 수 있다. That is, when the
제1통신모뎀(120)은 제1커플러(130)로부터 주파수신호를 수신하여 경보출력장치(170)로 전달할 수 있다. 경보출력장치(170)는 주파수신호로부터 경보신호를 추출하여 경보를 발생시킬 수 있다. 이로써, 밀폐공간(10)의 내부(11)에서 작업중인 작업자는 경보를 확인하여 적절한 조치를 취하거나 대피할 수 있다.The
제1커플러(130)와 제2커플러(140)는 비접촉식 통신을 수행할 수 있다. 제1커플러(130)는 제1통신모뎀(120)으로부터 전달된 주파수신호를 비접촉식으로 제2커플러(140)로 전달할 수 있고, 반대로 제2커플러(140)로부터 전달되는 주파수신호를 제1통신모뎀(120)으로 전달할 수도 있다.The
제1커플러(130)와 제2커플러(140)는 자기결합(magnetic coupling)을 통해 특정 주파수신호를 상호 간에 전달할 수 있다. 제1커플러(130)와 제2커플러(140)는 각각 내부에 코어를 포함하고 있으며, 이러한 코어에 코일이 권선되어 있다. The
특정한 조건에서 제1커플러(130)와 제2커플러(140)의 두 코일 간에 자기결합이 이루어지면서 특정 주파수신호가 상호 간에 전달될 수 있다. 이때, 특정 주파수에는 전달하고자 하는 정보 및 데이터가 포함할 수 있다.Under specific conditions, magnetic coupling is made between the two coils of the
도면에 도시된 바와 같이, 제1커플러(130)는 밀폐공간(10) 내부(11)의 내벽에 설치될 수 있고, 제2커플러(140)는 밀폐공간(10) 외부(12)의 외벽에 설치될 수 있다. 이때, 제1커플러(130)와 제2커플러(140)는 내벽 및 외벽에 각각 서로 대응되는 위치에 각각 부착될 수 있다. As shown in the drawing, the
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제1커플러와 제2커플러의 설치에 대한 예시도들이다.2 and 3 are exemplary views of installation of a first coupler and a second coupler according to an embodiment of the present invention.
도 2의 일례를 참조하면, 제1커플러(130)와 제2커플러(140)는 지면(13)으로부터 동일한 높이로 각각 설치될 수 있다. 즉, 제1커플러(130)가 지면(13)으로부터 설치되는 높이(h1)와 제2커플러(140)가 지면(13)으로부터 설치되는 높이(h2)가 같을 수 있다(h1=h2).Referring to the example of FIG. 2 , the
도 3의 다른 예를 참조하면, 제1커플러(130)와 제2커플러(140)의 높이는 다를 수 있다. 즉, h2=h1-d가 될 수 있다. 이때, d는 제1커플러(130)의 중심부와 제2커플러(140)의 중심부 간 거리차이다. 본 발명에서 d는 30㎝ 이내가 될 수 있다.Referring to another example of FIG. 3 , the heights of the
d는 제1커플러(130)와 제2커플러(140)에 발생되는 자기력에 의해 결정될 수 있다. 구체적으로, 자기력이 클수록 d는 커질 수 있다. 이유는 제1커플러(130)와 제2커플러(140) 간의 자기결합이 원활하게 이루어지기 위해서는 제1커플러(130)와 제2커플러(140)가 자기력의 미치는 범위에 있어야 한다. 자기력이 크다면 d가 커지더라도 자기결합이 원활하게 이루어질 수 있다. d may be determined by the magnetic force generated in the
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제1 및 제2 커플러의 구성도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제1 및 제2 커플러를 구성하는 코어의 구성도이다.4 is a configuration diagram of first and second couplers according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a configuration diagram of cores constituting the first and second couplers according to an embodiment of the present invention.
제1커플러(130)와 제2커플러(140)는 동일한 구성과 형상을 가지므로, 이하에서는 제1커플러(130)에 대하여 설명한다.Since the
제1커플러(130)는 전체적으로 원통형상으로 이루어지고 중앙부에는 길이방향으로 관통되도록 형성될 수 있다. 제1커플러(130)의 구성을 보면, 중앙부가 길이방향으로 관통되고 내부에 공간이 형성된 원통형의 하우징(131)과, 내부의 공간에 삽입된 코어(132)와, 코어(132)에 적어도 1회 이상 권선된 코일(133)을 포함하여 구성될 수 있다.The
하우징(131)은 내부에 코어(132)를 수용하기 위한 공간이 마련될 수 있다. 이를 위해 하우징(131)은 내부하우징(131a)과 외부하우징(131b)로 이루어질 수 있다. 내부하우징(131a)의 중앙부에는 길이방향으로 관통되는 중공부가 형성될 수 있다. 내부하우징(131a)과 외부하우징(131b) 사이에 코어(132)가 삽입될 수 있다.A space for accommodating the core 132 may be provided inside the
코어(132)는 하우징(131)의 내부공간에 대응하는 형상을 가질 수 있다. 따라서 코어(132)는 중앙부에 중공부가 형성된 관(pipe)의 형태를 가질 수 있다.The
이러한 코어(132)는 투자율 및 비저항 특성을 고려하여 우수한 전기적 특성을 발휘할 수 있도록, 예컨대 삽입손실과 전송손실이 적은 고주파 특성을 갖는 재료로 제작될 수 있다.The
일 실시예에서 코어(132)는 도 4와 같이 하나의 형태로 이루어질 수도 있고, 도 5와 같이 여러 개의 링 형상의 서브코어(132a)가 적층된 형태로 이루어질 수도 있다. 이 경우 각 서브코어(132a) 사이에 절연체(미도시)를 삽입할 수 있다. 이로써, 서브코어(132a) 사이의 절연체 삽입효과에 따른 자속의 분산으로 인해 투자율은 감소하지만, 서브코어(132a)의 비저항의 증가로 인해 주파수의 특성이 안정화될 수 있고 높은 투자율을 보일 수 있다.In one embodiment, the
본 실시예에서 코어(132)는 페라이트 성분을 포함할 수 있다. 페라이트의 경우 전력손실은 낮고 공진 주파수는 높다는 장점이 있다. 또한, 다른 실시예에서 페라이트 재료와 다른 금속재료를 서로 융합하여 사용할 수도 있다. 특히 금속재료는 높은 투자율과 자속밀도를 가진다는 장점이 있으므로, 본 발명에서는 페라이트 재료와 금속 재료의 장점을 융합할 수 있는 비정질 재료를 이용할 수도 있다.In this embodiment, the
비정질 재료는 금속재료의 높은 투자율과 자속밀도를 가지지만 비정질이기 때문에 전력손실이 금속재료에 비해 아주 작다. 또한, 비정질 재료에 수십 nm의 결정을 생성시키게 되면 전력손실을 최소화하면서 투자율을 극대화할 수 있다.Amorphous materials have high permeability and magnetic flux density of metal materials, but power loss is very small compared to metal materials because they are amorphous. In addition, when crystals of several tens of nm are generated in an amorphous material, permeability can be maximized while minimizing power loss.
코어(132)에는 코일(133)이 권선될 수 있다. 본 실시예에서 코일(133)은 바람직하게는 1~3회 권선될 수 있지만, 코어(132)의 재료와 주파수신호 특성에 따라 권선수는 변경될 수 있다. 한편, 도면에 도시하지 않았으나 코일(133)의 양단부는 제1통신모뎀(120)과 각각 연결될 수 있다.A
이와 같이 구성된 제1커플러(130)와 제2커플러(130)가 각각 밀폐공간(10)의 내부(11)와 외부(12)에 설치될 때 원통형상의 윗면 또는 아랫면이 내벽 및 외벽에 설치될 수 있다. 즉, 도 2 및 도 3에서와 같이 원통형상의 윗면 또는 아랫면이 내벽 및 외벽에 각각 부착되는 것이다.When the
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제1 및 제2 커플러 간 자기결합을 설명하기 위한 개념도이다.6 is a conceptual diagram for explaining magnetic coupling between first and second couplers according to an embodiment of the present invention.
제1커플러(130)와 제2커플러(140)가 지면으로부터 동일한 높이로 설치된 경우(도 2 참조), 또는 일정한 높이차를 두고 설치된 경우(도 3 참조)에, 제1커플러(130)와 제2커플러(140)에 발생되는 자기력은 상호 간에 영향을 줄 수 있다. 즉, 제1커플러(130)와 제2커플러(140)에 발생되는 자기력에 의해 자기결합이 이루어질 수 있다. When the
도 6에 도시된 바와 같이, 제1커플러(130)를 구성하는 코어(132)에 권선된 코일(133)에 전류가 흐르게 되면 주변에 제1자기장(134)이 발생하게 된다. 이와 동일하게 제1커플러(140)를 구성하는 코어(142)에 권선된 코일(143)에 전류가 흐르게 되면 주변에 제2자기장(144)가 발생하게 된다.As shown in FIG. 6 , when current flows through the
이때, 제1커플러(130)와 제2커플러(140)의 거리가 일정한 거리 이내가 되면 제1자기장(134)와 제2자기장(144)에 의해 자기결합이 이루어진다. 이러한 자기결합에 의해 제1커플러(130)와 제2커플러(140) 간에는 특정 주파수신호의 자기적 커플링이 이루어지는 것이다.At this time, when the distance between the
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 밀폐공간 내부 및 외부 간 통신시스템의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating the operation of a communication system between inside and outside of a closed space according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 밀폐공간(10)의 내부(11)에 배치된 적어도 하나의 수집장치(110)에서 내부환경에 대응하는 각종 정보를 수집할 수 있다(S101). Referring to FIG. 7 , at least one
제1통신모뎀(120)은 상기 수집된 정보를 수신하고, 그 정보에 대응하는 주파수신호를 생성할 수 있다(S103). 그리고 제1통신모뎀(120)은 주파수신호를 밀폐공간(10)의 내부(11)의 내벽에 설치된 제1커플러(130)로 전달할 수 있다(S105). The
제1커플러(130)는 밀폐공간(10)의 외부(12)의 외벽에 설치된 제2커플러(140)와의 자기결합을 통해 주파수신호를 제2커플러(140)로 전달할 수 있고(S107), 제2커플러(140)는 제2통신모뎀(150)으로 주파수신호를 전달할 수 있다(S109).The
제2통신모뎀(150)은 관리서버(160)로 주파수신호를 전달하고(S111), 관리서버(160)는 수신된 주파수신호로부터 상기 정보를 추출할 수 있다(S113). 이로써 밀폐공간(10)의 외부(12)에 설치된 관리서버(160)가 밀폐공간(10)의 내부(11)의 환경정보에 대하여 확인할 수 있다.The
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 밀폐공간 내부 및 외부 간 통신시스템의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.8 is a flowchart illustrating the operation of a communication system between inside and outside of a closed space according to another embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 관리서버(160)가 밀폐공간(10)의 내부(11)에 대한 각종 정보를 확인하여 내부(11)에 이상이 발생하면 경보신호를 제2통신모뎀(150)으로 전달할 수 있다(S201).Referring to FIG. 8, the
제2통신모뎀(150)은 경보신호에 대응하는 주파수신호를 생성하여(S203), 제2커플러(140)로 전달할 수 있다(S205).The
제2커플러(140)는 자기결합을 통해 제1커플러(130)로 주파수신호를 전달할 수 있고(S207), 제1커플러(130)는 제1통신모뎀(120)으로 주파수신호를 전달할 수 있다(S209).The
제1통신모뎀(120)은 주파수신호를 경보출력장치(170)로 전달하면(S211), 경보출력장치(170)는 주파신호로부터 경보신호를 추출하여(S213), 경보신호에 따른 경보음을 밀폐공간(10)의 내부(11)에서 발생할 수 있다(S215).When the
이로써, 밀폐공간(10)의 내부(11)에서 작업하는 작업자가 경보음을 확인하여 이상이 발생한 것으로 인지하고 조치를 취하거나 대피할 수 있다.As a result, a worker working in the inside 11 of the closed
이상에서 설명한 본 발명은 밀폐공간 내부의 정보를 외부에서 비접촉식으로 검출 및 확인할 수 있다. 이로써, 쉽고 간단한 구성으로 밀폐공간 내부의 정보를 확인 및 관리할 수 있고, 전체 작업현황을 효과적으로 확인 및 관리가 가능하다.The present invention described above can detect and check information inside the closed space in a non-contact manner from the outside. As a result, it is possible to check and manage information inside the closed space with an easy and simple configuration, and it is possible to effectively check and manage the entire work status.
이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.In the above, even though all the components constituting the embodiment of the present invention have been described as being combined or operated as one, the present invention is not necessarily limited to these embodiments. That is, within the scope of the object of the present invention, all of the components may be selectively combined with one or more to operate. In addition, terms such as "comprise", "comprise" or "having" described above mean that the corresponding component may be present unless otherwise stated, and thus exclude other components. It should be construed as being able to further include other components. All terms, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the art to which the present invention belongs, unless defined otherwise. Commonly used terms, such as terms defined in a dictionary, should be interpreted as being consistent with the contextual meaning of the related art, and unless explicitly defined in the present invention, they are not interpreted in an ideal or excessively formal meaning.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely an example of the technical idea of the present invention, and various modifications and variations can be made to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be construed according to the claims below, and all technical ideas within the equivalent range should be construed as being included in the scope of the present invention.
10 : 밀폐공간 11 : 밀폐공간의 내부
12 : 밀폐공간의 외부 13 : 지면
110 : 수집장치 120 : 제1통신모뎀
130 : 제1커플러 140 : 제2커플러
150 : 제2통신모뎀 160 : 관리서버
170 : 경보출력장치10: closed space 11: inside of closed space
12: outside of confined space 13: ground
110: collection device 120: first communication modem
130: first coupler 140: second coupler
150: second communication modem 160: management server
170: alarm output device
Claims (7)
상기 수집장치에서 수집된 정보를 수신하고 상기 수신된 정보에 대응하는 주파수신호를 생성하여 출력하는 제1통신모뎀;
상기 밀폐공간 내부의 내벽에 부착되며 상기 제1통신모뎀으로부터 출력되는 상기 주파수신호를 수신하여 전달하여 제1커플러;
상기 밀폐공간 외부의 외벽에 부착되며 상기 제1커플러와의 자기결합(magnetic coupling)을 통해 상기 주파수신호를 수집하는 제2커플러;
상기 제2커플러로부터 주파수신호를 수신하는 제2통신모뎀;
상기 제2통신모뎀으로부터 상기 주파수신호를 수신하고 상기 수신된 주파수신호로부터 상기 정보를 추출하는 관리서버를 포함하고,
상기 제1커플러 및 제2커플러는 각각 원통형상으로 이루어지며 상기 원통형상의 윗면 또는 아랫면이 상기 내벽 및 외벽에 각각 부착되고,
상기 제1커플러 및 제2커플러는 각각 원통형상으로 이루어지며 상기 원통형상의 윗면 또는 아랫면이 상기 내벽 및 외벽에 각각 부착되고,
상기 제1커플러 및 제2커플러는 각각 내부에 코어를 포함하고 상기 코어에는 코일이 권선되고,
상기 제1커플러 및 제2커플러가 상기 내벽 및 외벽에 각각 설치된 상태에서, 상기 제1커플러를 구성하는 코어에 권선된 코일에 전류가 흘러 주변에 제1자기장이 발생되고 상기 제2커플러를 구성하는 코어에 권선된 코일에 전류가 흘러 주변에 제2자기장이 발생되고, 상기 제1커플러와 상기 제2커플러의 거리가 설정거리 이내이면 상기 제1자기장과 제2자기장에 의한 자기적 커플링이 이루어져 상기 제1커플러와 제2커플러 간에 상기 자기결합이 발생하여 상기 제1커플러와 제2커플러 간에 상기 주파수신호를 전달 및 수신하고,
상기 제1커플러 및 제2커플러는 상기 제1자기장 및 제2자기장이 미치는 범위 이내의 거리에 각각 설치되는 밀폐공간 내부 및 외부 간 비접촉 통신 시스템.At least one collection device installed inside the closed space and collecting set information about the inside of the closed space;
a first communication modem that receives the information collected by the collection device and generates and outputs a frequency signal corresponding to the received information;
a first coupler that is attached to an inner wall of the enclosed space and transmits and receives the frequency signal output from the first communication modem;
a second coupler attached to an outer wall outside the closed space and collecting the frequency signal through magnetic coupling with the first coupler;
a second communication modem receiving a frequency signal from the second coupler;
And a management server for receiving the frequency signal from the second communication modem and extracting the information from the received frequency signal,
The first coupler and the second coupler are each formed in a cylindrical shape, and the upper or lower surfaces of the cylindrical shape are attached to the inner and outer walls, respectively,
The first coupler and the second coupler are each formed in a cylindrical shape, and the upper or lower surfaces of the cylindrical shape are attached to the inner and outer walls, respectively,
The first coupler and the second coupler each include a core therein, and a coil is wound on the core,
In a state where the first coupler and the second coupler are respectively installed on the inner wall and the outer wall, current flows in the coil wound around the core constituting the first coupler to generate a first magnetic field around the second coupler. A current flows in the coil wound around the core to generate a second magnetic field around it, and when the distance between the first coupler and the second coupler is within a set distance, magnetic coupling is achieved by the first and second magnetic fields The magnetic coupling occurs between the first coupler and the second coupler to transmit and receive the frequency signal between the first coupler and the second coupler,
The first coupler and the second coupler are non-contact communication system between the inside and outside of the closed space, respectively, installed at a distance within the range of the first magnetic field and the second magnetic field.
상기 수집장치는 상기 밀폐공간 내부의 온도, 습도, 가스, 열 중 적어도 하나를 측정하는 밀폐공간 내부 및 외부 간 비접촉 통신 시스템.According to claim 1,
Wherein the collection device measures at least one of temperature, humidity, gas, and heat inside the closed space.
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