KR102608440B1

KR102608440B1 - 대기모드를 갖는 스마트센서, 이를 이용한 선박의 진동소음 측정장치와 측정방법, 및 이를 적용한 선박

Info

Publication number: KR102608440B1
Application number: KR1020210079590A
Authority: KR
Inventors: 현 최
Original assignee: 시그널링크 주식회사
Priority date: 2021-06-18
Filing date: 2021-06-18
Publication date: 2023-12-01
Also published as: KR20220169316A

Abstract

본 발명은 진동과 소음 측정 및 모니터링에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하나의 메인 스마트센서가 운항중인 선박의 기계류에서 진동과 소음을 측정하고, 임계값을 초과하는 경우 복수의 서브 스마트센서와 AP부를 활성화시키는 장치와 방법에 관한 것이다. 이를 위해, 선박의 진동 또는 소음을 측정하기 위한 센서이고, 선박의 진동 또는 소음을 측정하는 센서부; 센서부의 측정신호에 기초하여 시간영역 데이터파일을 생성하는 시간데이터 파일생성부; 시간영역 데이터파일을 AP부로 송신하고, AP부로부터 제어명령을 수신하는 센서통신부; 센서의 동작에 필요한 전력을 공급하는 센서전원부; 측정신호가 임계값을 초과하는 경우 트리거 신호를 발생하는 트리거발생부; 외부로부터 수신된 트리거 신호에 기초하여 센서전원부를 제어하는 트리거수신부; 및 센서가 활성화되는 모니터링모드 및 센서가 비활성화되는 대기모드 중 하나로 동작하게 하는 센서제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 대기모드를 갖는 스마트센서가 제공된다.

Description

대기모드를 갖는 스마트센서, 이를 이용한 선박의 진동소음 측정장치와 측정방법, 및 이를 적용한 선박{Smart sensors with standby mode, Vibration noise measuring devices and method for ships using the smart sensors, and ships applying them}

본 발명은 진동과 소음 측정 및 모니터링에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하나의 메인 스마트센서가 운항중인 선박의 기계류에서 진동과 소음을 측정하고, 임계값을 초과하는 경우 복수의 서브 스마트센서와 AP부를 활성화시키는 장치와 방법에 관한 것이다.

최근 대양을 운항하는 선박(예 : 컨테이너선, 유조선, LNG선 등)에 대해 스마트 쉽(Smart Ship) 기술을 적용하는 사례가 증가하고 있다. 스마트 쉽은 선박에 운항데이터 수집장비와 위성통신 전송모듈을 설치하여 선박의 중요 데이터를 수집하고 수집된 데이터를 데이터베이스화하고 자산화하는 기술이다. 또한, 수집된 선박항해 데이터는 위성을 통해 육상관제본부에 전송됨으로써, 운영자의 의사결정에 활용되고 있다.

이러한 관점에서, 운항중인 선박에 대해 수집되는 데이터는 전력, 통신, 진동, 소음, 유량, 속도, 위치, 기상 등 다양하다. 이들중 선박의 안전 및 운항일정에 가장 큰 영향을 미치는 것은 선박의 엔진, 발전기, 보일러, 펌프 등의 핵심 기계 부품류이다.

선박의 엔진, 발전기, 보일러 등의 기계 부품류는 운항 기간(예 20일 ~ 40일) 동안 멈춤없이 24시간 동작된다. 따라서, 운전중 운전 상태에 대해 지속적인 모니터링 및 유지관리가 필요하다. 이러한 모니터링중 선박 엔진, 발전기, 보일러, 펌프로 부터 발생되는 진동과 소음은 정상 동작여부, 유지보수의 예측을 판단하는데 산업표준의 파라미터가 된다(Condition monitoring and diagnostics of machines, ISO.FDIS 17359:2002(E) 참조)

이를 위해, 기계류에 부착하여 사용할 수 있는 다양한 진동센서나 음향센서 들이 제공되고 있다. 그러나, 종래의 진동센서나 음향센서들은 상시 실시간으로 계측과 분석을 수행하거나 일정한 시간 간격으로 계측이나 분석을 수행하는 방식이었다. 상시 계측과 분석의 경우 센서가 크고 복잡하며, 배선을 고려해야 하는 설치의 어려움이 있었다. 또한, 무선 통신인 경우 배터리의 전력 소비가 커서 자주 교체해야 하는 불편함이 있었고, 이러한 교체 작업으로 인해 무인 자율선박에는 적용하기 어려웠다.

또한, 유선 통신인 경우 선박의 좁은 공간내에 배선해야 하는 기술적 어려움이 있었다. 특히 철재로 제작된 협소한 공간이면서 방수를 감안하여 제작된 선박의 내부공간이라는 점을 감안하면, 이미 운항중인 선박에 대해 추가적으로 센서 배선을 하는 것은 거의 불가능하다.

그리고, 일정한 시간 간격(예 : 1 ~ 2회/day)으로 계측과 분석을 수행하는 경우, 비측정기간 동안의 데이터를 확보할 수 없고, 비정상적인 상황이 발생했을 때 상황 파악이 어려워 대책이나 해결방안을 강구하기 어려웠다.

따라서, 선박내에서 실현될 수 있는 효과적인 진동소음 모니터링을 위해서 최적의 모니터링 방법이나 시스템 구성에 연구개발이 필요한 실정이다. 더욱이 최근 스마트 쉽 기술분야에서는 운항중인 선박에서 발생하는 진동소음을 육상관제본부가 거의 실시간으로 공유하고자 하는 니즈(Needs)도 있다.

1. 대한민국 특허등록 제 10-1409986 호(진동모니터링 결함진단장치), 2. 대한민국 특허등록 제 10-0444568 호(인터넷을 이용한 통합 모니터링 운영 시스템 사업 방법 및 이를 구현할 수 있는 프로그램이 수록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체).

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 선박의 진동과 소음을 최소 전력으로 모니터링할 수 있는 대기모드를 갖는 스마트센서, 이를 이용한 선박의 진동소음 측정장치와 측정방법, 및 이를 적용한 선박을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 선박내 주요 기계류에 대해 진동 소음의 상시성 및 실시간성을 확보하면서 진동 소음을 관리할 수 있는 대기모드를 갖는 스마트센서, 이를 이용한 선박의 진동소음 측정장치와 측정방법, 및 이를 적용한 선박을 제공하는 것이다.

다만, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여, 선박의 진동 또는 소음을 측정하기 위한 센서이고, 선박의 진동 또는 소음을 측정하는 센서부; 센서부의 측정신호에 기초하여 시간영역 데이터파일을 생성하는 시간데이터 파일생성부; 시간영역 데이터파일을 AP부로 송신하고, AP부로부터 제어명령을 수신하는 센서통신부; 센서의 동작에 필요한 전력을 공급하는 센서전원부; 측정신호가 임계값을 초과하는 경우 트리거 신호를 발생하는 트리거발생부; 외부로부터 수신된 트리거 신호에 기초하여 센서전원부를 제어하는 트리거수신부; 및 센서가 활성화되는 모니터링모드 및 센서가 비활성화되는 대기모드 중 하나로 동작하게 하는 센서제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 대기모드를 갖는 스마트센서가 제공된다.

또한, 진동에 기초하여 전력을 생산하는 발전부를 더 포함하고, 발전부에 의해 생산된 전력은 센서전원부에 충전된다.

또한, 생산된 전력이 소정의 전력임계치를 초과하는 경우 트리거발생부가 트리거 신호를 발생한다.

또한, 모니터링모드인 경우, 센서전원부로부터 센서부, 시간데이터 파일생성부, 센서통신부, 트리거발생부, 트리거수신부; 및 센서제어부로 전력이 공급된다.

또한, 대기모드인 경우, 센서전원부로부터 트리거수신부와 센서통신부로 전력이 공급되고, 센서부, 시간데이터 파일생성부, 트리거발생부; 및 센서제어부로 공급되는 전력은 차단된다.

또한, 임계값은 시간영역에서의 임계진폭이거나 주파수영역에서의 임계주파수 또는 임계주파수대역이다.

또한, 모니터링모드에서 트리거발생부가 활성화되고, 트리거수신부가 비활성화되며, 그리고 대기모드에서 트리거발생부가 비활성화되고, 트리거수신부가 활성화된다.

또한, 상기와 같은 본 발명의 목적은 또 다른 실시예로써, 전술한 스마트센서를 복수개 구비하고, 복수의 스마트센서들과 연결되는 AP부를 포함하며, AP부는, 스마트센서와 데이터 통신이 가능한 센서통신부; 서버장치와 데이터 통신이 가능한 서버통신부; AP부의 동작에 필요한 전력을 공급하는 AP전원부; 스마트센서로부터 트리거신호를 수신하고, 스마트센서로 트리거신호를 전송하는 대기모니터링부; 및 AP부가 활성화되는 모니터링모드 및 AP부가 비활성화되는 대기모드 중 하나로 동작하게 하는 AP제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트센서를 이용한 선박의 진동소음 측정장치에 의해서도 달성될 수 있다.

또한, 복수의 스마트센서들은 모니터링모드로 동작하는 하나의 메인 스마트센서를 포함하고, 메인 스마트센서 외의 나머지 스마트센서들은 대기모드로 동작하는 서브 스마트센서이다.

또한, 대기모드인 경우, AP전원부로부터 대기모니터링부와 센서통신부로 전력이 공급된다.

상기와 같은 본 발명의 목적은 또 다른 카테고리로써, 전술한 진동소음 측정장치를 이용한 선박의 진동소음 측정방법에 있어서, (i-1) AP부가 AP부와 연결된 복수의 스마트센서의 통신 연결을 확인하는 단계(S120); 및 (i-2) 복수의 스마트센서들중 메인 스마트센서가 모니터링모드로 동작되고, AP부와 서브 스마트센서가 대기모드로 동작되는 단계(S140); (ii) 메인 스마트센서가 임계값을 초과하는 진동 또는 소음을 감지하는 경우 트리거발생부가 트리거 신호를 발생하는 단계(S200); (iii-1) AP부가 트리거 신호를 수신하여 모니터링모드로 전환하는 단계(S320); (iii-2) AP부가 트리거 신호를 서브 스마트센서로 전송함으로써, 서브 스마트센서가 모니터링모드로 전환되는 단계(S340); (iii-3) 메인 스마트센서와 서브 스마트센서가 진동 또는 소음을 측정하는 단계(S360); (iii-4) 메인 스마트센서와 서브 스마트센서가 측정 데이터를 AP부로 전송하는 단계(S370); 및 (iii-5) AP부가 측정 데이터를 서버장치로 전송하는 단계(S380);를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 진동소음 측정방법에 의해서도 달성될 수 있다.

또한, 서버장치로의 전송단계(S380) 후, 통신연결 확인단계(S120)부터 다시 실행된다.

본 발명의 목적은 전술한 진동소음 측정장치를 갖는 선박에 의해서 달성될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 선박의 진동과 소음을 최소 전력으로 모니터링할 수 있다. 따라서, 스마트센서에 들어가는 배터리를 장기적으로 사용할 수 있고, 배터리 교체작업을 최소화할 수 있다.

또한, 기계류의 이상 소음이나 진동이 발생하는 경우 즉각적으로 활성화되어 계측됨으로써 진동 소음의 상시성 및 실시간성을 확보할 수 있다. 이로 인해, 비정상적인 상황이 발생했을 때 신속한 상황 파악과 정확한 해결책을 마련할 수 있다.

또한, 선박 전체에 스마트센서와 AP부를 설치하더라도 전력 소비를 최소화할 수 있고, 이로 인해 선박의 전력 부담을 경감할 수 있다. 아울러, 선박내 네트워크의 데이터 통신 부하 및 서버장치의 처리부담도 크게 줄일 수 있는 장점이 있다. 따라서, 대용량의 서버장치나 저장장치, 고속의 처리장치가 필요하지 않는 경제성이 있다.

그리고, 대양을 운항중인 선박에서 발생하는 진동소음의 이상을 육상관제본부와 거의 실시간으로 공유할 수 있으므로, 고장이나 비정상 상황이 발생하였을 때 외부 인력의 정확한 조언을 구할 수 있는 장점이 있다.

다만, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명이 적용된 선박과 육상관제서버(3)의 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 대기모드를 갖는 스마트센서와 이를 이용한 진동소음 측정장치가 적용된 시스템의 개략적인 구성도,
도 3은 도 1에 도시된 선박(5)의 개략적인 시스템 블록도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 스마트센서(10)의 사시도,
도 5는 도 4에 도시된 스마트센서(10)의 개략적인 블록도,
도 6은 도 2 및 도 3에 도시된 AP부(300)의 개략적인 블록도,
도 7은 본 발명에 따른 스마트센서(10)가 측정한 진동의 시간영역 그래프,
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 선박의 진동소음 측정방법을 나타내는 흐름도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.

본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.

실시예의 구성

이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예의 구성을 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명이 적용된 선박과 육상관제서버(3)의 개략도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 선박(5)이나 복수의 다른 선박(5a)은 대양을 운항하는 컨테이너선, 유조선, LNG선, 화물선, 크루즈선 등이 될 수 있다. 이러한 선박(5)이나 복수의 다른 선박(5a)은 위성(2)을 통해 육상관제서버(3)와 개별적인 통신이 가능하고, 양방향 데이터 전송이 가능하다.

도 2는 본 발명에 따른 대기모드를 갖는 스마트센서와 이를 이용한 진동소음 측정장치가 적용된 시스템의 개략적인 구성도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 엔진(30)은 선박의 메인엔진이며 높이가 9 ~ 10m이고, 운전중 진동, 소음 및 고온을 발생한다. 스마트 센서(10)는 엔진(30)상에 여러 위치에 설치된다. 예를 들어, 스마트 센서(10)는 엔진(30)의 상부측의 여러 곳, 중간 위치의 여러 곳 및 하부 위치의 여러 곳 그리고 회전축의 베어링 하우징 등에 설치할 수 있다.

AP부(300)는 기관실 내의 각 데크의 천정이나 벽체에 부착하여 설치할 수 있다. 각 AP부(300)는 유선 또는 무선을 통해 복수의 스마트센서(10)와 연결된다. 하나의 AP부(300)는 하나의 메인 스마트센서(10a)와 다수의 서브 스마트센서(10b)로 구성된다. 이러한 조합은 선박(5) 내의 여러 위치 또는 여러 기계류에 설치될 수 있다.

AP부(300)는 유선 또는 무선을 통해 서버장치(1300)의 게이트웨이(1390)에 연결된다.

도 3은 도 1에 도시된 선박(5)의 개략적인 시스템 블록도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 선박(5)내에는 서버장치(1300)와 복수의 스마트센서(10) 및 복수의 AP부(300)가 설치된다.

서버장치(1300)는 서버컴퓨터, 워크스테이션 등으로 구성할 수 있다.

위성통신부(1320)는 일일 1 ~ 5회에 걸쳐 저장부(1330)에 저장된 시간영역 데이터파일 및 주파수영역 데이터파일을 위성(2)으로 전송한다. 또는 특이상황이나 위험상황이 되었을 때 사용자의 명령에 따라 해당 파일을 전송한다. 또한, 위성통신부(1320)는 육상관제서버(3)로부터 제어명령(예 : 원격제어)이나 데이터를 수신할 수 있다.

저장부(1330)는 AP부(300)로부터 수신된 시간영역 데이터파일 및 FFT부(1360)가 변환한 주파수영역 데이터파일을 저장한다. 저장부(1330)는 하드디스크 드라이브, SSD, 플래쉬메모리, CD-ROM writer 등이 될 수 있다.

서버신호처리부(1350)는 FFT부(1360)가 변환한 주파수영역 데이터를 이용하여 주파수영역 데이터파일을 생성한다. 또한, 서버신호처리부(1350)는 시간영역 데이터파일과 주파수영역 데이터파일로부터 주기적으로 평균, 최대치, 분포 등의 통계 데이터를 처리한다. 서버신호처리부(1350)는 시간영역 데이터파일과 주파수영역 데이터파일을 이용하여 다양한 add on 해석 알고리즘을 실행한다.

디스플레이(1340)는 제어부(1310)의 처리과정이나 처리결과를 표출하는 모니터, 스피커 등이 될 수 있다.

FFT부(Fast Fourier Transformation, 1360)는 시간영역 데이터파일을 이용하여 주파수 대역별 데이터를 생성한다.

데이터베이스부(1370)(예 : SCADA DB)는 전체 시스템의 유지 관리를 위한 데이터베이스 테이블 및 전송된 측정데이터를 저장하는 데이터베이스 테이블로 구성된다. 데이터베이스 테이블중 센서관리DB(미도시)는 스마트센서(10)의 일련번호, 위치, 제조년월일, 구매일, 펌웨어 업데이터 버전과 업데이트일 등의 필드가 정의된다. 오류및이상DB(미도시)는 기계의 진동과 소음에 관한 오류, 결함, 이상의 이력이 순차적으로 저장된다. 이를 위해, 오류및이상DB는 발생순서, 발생일, 오류의 종류, 후속조치 등의 필드를 갖는다.

알람부(1380)는 기준치를 벗어나는 진동, 소음 또는 온도가 감지되었을 때 이를 알리는 부재이다. 알람부(1380)는 스피커, 경광등, 부저나 디스플레이(1340) 상의 경고 표시가 될 수 있다.

게이트웨이(1390)의 입력단은 복수의 AP부(300)와 연결되고, 출력단은 서버장치(1300)의 제어부(1310)와 연결된다.

제어부(1310)는 서버장치(1300)의 동작, 제어, 지시, 연산, 판단 등을 수행하며, CPU 등이 될 수 있다.

AP부(Access Point, 300)는 복수개(예 : 2 ~ 6개)의 스마트센서(10)와 무선통신이 가능하고, 이러한 AP부(300)는 선박(5)내의 벽 또는 천정 등에 각각 부착된다. 이를 위해 AP부(300)는 블루투스 통신모듈, 와이파이 통신모듈, 적외선 통신모듈, LAN 통신모듈, 지그비 통신모듈, 3G, 4G 통신모듈 및 USB통신모듈 중 적어도 하나를 포함한다.

하나의 AP부(300)는 하나의 메인 스마트센서(10a)와 복수개의 서브 스마트센서(10b)를 포함한다. 정상적인 상태에서 메인 스마트센서(10a)는 활성화되어 모니터링 모드로 동작하고, AP부(300)와 서브 스마트센서(10b)들은 비활성화되어 대기모드로 동작한다. AP부(300)는 복수개의 스마트센서(10)와 연결되는 복수의 통신 채널을 구비하고 있으며 1번 채널에 연결되는 스마트센서(10)를 메인 스마트센서(10a)로 동작하게 하고, 2번 ~ n번 채널에 연결되는 스마트센서(10)를 서브 스마트센서(10b)로 동작하게 한다.

본 명세서에서 스마트센서(10)의 활성화란 스마트센서(10)의 각 구성요소에 충분한 전력이 공급되고, 동작(계측 또는 연산) 기능이 수행되는 것을 의미한다. 또한, 스마트센서(10)의 비활성화란 스마트센서(10)의 최소 구성요소(예 : 센서통신부(160), 트리거 수신부(220))에만 전력이 공급되고, 나머지 구성요소에는 전력이 공급되지 않는 최저 동작 상태를 의미하며, 동작(계측 또는 연산) 기능이 수행되지 않는 것을 의미한다.

본 명세서에서 모니터링 모드는 스마트센서(10)가 활성화되어 실시간으로 진동 또는 소음을 계측하고 이를 외부로 전송하는 모드를 의미한다. 대기모드란 스마트센서(10)가 비활성화되어 외부로부터 트리거 신호가 입력될 때까지 대기하는 모드를 의미한다. 소정의 임계값을 초과하는 제 1 이벤트(C)가 발생하였을 때 대기모드에서 모니터링모드로 전환된다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 스마트센서(10)의 사시도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 스마트센서(10)의 상면에는 LED에 의한 결함알림부(230)가 노출되고, 중간에는 발전부(80)가 설치되며, 하부에는 고정을 위한 부착부(20)가 구성된다.

결함알림부(230)는 스마트센서(10)의 동작상태 또는 현재 모드를 외부로 표출한다. 표출방식은 램프, LED, LCD등, 경광등, 스피커, 부저 등이 가능하고, 센서통신부(160)를 통한 문자전송도 가능하다. 결함알림부(230)가 LED인 경우, 대기모드에서 "녹색" 발광이고, 모니터링모드에서 "적색"발광이고, 주의, 오류인 경우에는 "황색"발광이나 점멸이 될 수 있다.

부착부(20)는 영구자석으로 구성될 수 있어 강철로 이루어진 기계의 표면에 손쉽게 부착할 수 있고, 손으로 떼어낼 수 있다. 따라서, 사용자는 기계의 이곳 저곳에 스마트센서(10)를 대어 보면서 진동과 소음을 측정할 수도 있다. 부착부(20)는 접착제에 의해 접착도 가능하고, 볼트나 나사에 의한 기계와의 결합도 가능하다. 선택적으로, 부착부(20)의 하면은 원통형 부재(예 : 파이프)의 표면에 형상맞춤으로 설치될 수 있도록 곡면부(25)를 형성할 수 있다.

또한, 스마트센서(10)는 선박의 엔진(30)외에 발전기, 보일러, 보조엔진, 배관, 회전축의 베어링, 변속기, 기관실의 벽체, 바닥, 펌프 등에 설치될 수 있다.

도 5는 도 4에 도시된 스마트센서(10)의 개략적인 블록도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 센서부(100)는 진동센서(120), 음향센서(110) 외에 온도센서, 습도센서, 가속도 센서, 자이로센서 등을 포함할 수 있다. 진동센서(120)는 X축, Y축, Z축 방향의 진동을 각각 측정할 수 있다. 음향센서(110)는 주변의 소음을 감지하며, 마이크가 될 수 있다. 진동센서(110), 음향센서(120) 및 온도센서, 습도센서, 가속도 센서는 0.1 초 ~ 1 초 간격(0.1 ~ 1 Hz)의 출력 주파수를 가질 수 있다.

신호처리부(130)는 필터, 증폭기, ADC(Analog-Digital Converter), DSP(Digital Signal Processor) 등을 포함한다. 신호처리부(130)는 센서부(100)의 전기신호를 이산 데이터로 변환한다. 이러한 구성요소는 공지의 구성요소이므로 구체적인 내부 설명은 생략하도록 한다.

시간데이터 파일생성부(140)는 신호처리부(130)가 처리한 신호를 입력받아 시간데이터 파일을 생성한다. 시간영역 데이터파일은 텍스트(TEXT) 파일 포맷이고, 이를 공지의 압축 포맷(예 : ZIP 파일)으로 압축하여 전송할 수 있다. 이러한 압축 전송은 전송시간과 네트워크 부하를 경감하는 효과가 있다. 시간영역 데이터파일은 해당 스마트센서(10)가 설치된 위치(예 : 엔진상, 엔진하, 보일러 중, 펌프1 등), 스마트센서(10)의 일련번호(예 : 001, 002 등), 측정시간(예 : 20210325_18161212 : 2021년 3월 25일 18시16분12초12)을 포함한다. 그리고, 해당 스마트센서(10)가 측정한 X축 진폭(예 : 0.2315), Y축 변위(예 : 0. 8723), Z축변위(예 : 0.0001), 음향신호(예 : 76 dB) 중 적어도 하나를 포함한다. 그 밖에 에러코드(예 : 1(정상), 0(저전력), 2(통신장애), 3(센서오동작) 등), 온도 데이터, 습도 데이터 가속도 데이터 등도 포함할 수 있다. 시간영역 데이터파일은 측정시간을 기준으로 1분 동안의 센서부 데이터를 포함한다.

시간데이터 파일생성부(140)는 30초 ~ 3분 단위로 센서부(100)의 신호를 수신하여 시간영역 데이터파일을 연속 생성한다. 바람직하게는 1분 동안 수신하는 것이 좋다. 그리고, 시간데이터 파일생성부(140)는 모니터링 모드에서 지속적으로 시간영역 데이터파일을 생성한다. 선택적으로 시간데이터 파일생성부(140)는 주기적(예 : 5분 ~ 15분 주기)으로 시간영역 데이터파일을 생성하거나 또는 서버장치(1300)로부터 주기적으로 출력되는 동기화명령에 따라 시간영역 데이터파일을 생성할 수 있다. 바람직하게는 10분 주기로 파일을 생성하는 것이 좋다.

또한, 시간데이터 파일생성부(140)는 1분 동안 수신할 때 0.1 ~ 1 Hz의 시간 해상도를 가질 수 있다. 이와 같은 시간 범위와 해상도는 파일 크기를 줄여 전체 통신 부하를 최소화할 수 있고, 최적의 진폭 해상도를 얻을 수 있기 때문이다.

본 발명의 변형예로써, 시간데이터 파일생성부(140)는 스마트센서(10)가 부착된 기계류의 종류에 따라 시간해상도를 더 작게 또는 더 크게 설정할 수 있다. 예를 들어, 엔진(30)은 400 Hz 미만의 진동주파수 범위를 가지므로 시간해상도를 1 Hz로 설정하고, 발전기는 1.6 KHz 미만의 진동주파수 범위를 가지므로 시간해상도를 0.5 Hz로 설정하고, 펌프는 3.2 KHz 미만의 진동주파수 범위를 가지므로 시간해상도를 0.1 Hz로 설정할 수 있다.

센서데이터저장부(150)는 모니터링 모드에서 생성된 시간영역 데이터파일을 저장한다. 센서데이터저장부(150)는 하드디스크, 플래쉬메모리나 SSD가 될 수 있다. 센서데이터저장부(150)는 저장용량을 초과하는 경우 전송되었거나 오래된 파일부터 순차적으로 삭제하여 저장공간을 확보한다.

센서통신부(160)는 센서데이터저장부(150)에 저장된 데이터를 단자부(170)를 통해 AP부(300)로 송신하고, AP부(300)로부터 제어명령(예 : 트리거 신호)을 수신한다. AP부(300)는 전송받은 시간영역 데이터파일이 손상되었는지 여부를 판단한다. 만약, 손상된 파일이거나 전송과정중 에러가 발생한 경우 시간영역 데이터파일의 재전송을 요청하고, 이러한 과정은 파일이 손상되지 않았다고 판단할 때까지 반복된다.

센서통신부(160)는 블루투스 통신모듈, 와이파이 통신모듈, 적외선 통신모듈, LAN 통신모듈, 지그비 통신모듈, 3G, 4G 통신모듈 및 USB통신모듈중 적어도 하나의 무선통신이거나 유선통신일 수 있다.

센서전원부(190)는 발전부(180)에서 생산된 전력을 공급받아 충전할 수 있는 2차 전지일 수 있다. 센서전원부(190)는 모니터링 모드에서 센서제어부(200)와 스마트센서(10) 전반에 걸쳐 전력을 공급한다. 센서전원부(190)는 대기모드에서 센서통신부(160)와 트리거수신부(220)에만 전원을 공급한다. 센서전원부(190)는 트리거수신부(220)의 제어 명령에 따라 모니터링 모드로 동작될 수 있다.

발전부(80)는 스마트센서(10)가 부착된 기계장치(예 : 엔진)의 진동을 전기에너지로 변환하는 구성요소이다. 기계장치의 진동에 따라, 스프링(미도시)에 지지되는 무게추(미도시)가 진동하면서 자석, 보빈, 코일 등의 공지 구성에 의해 전류가 발생한다. 발전부(80)는 양방향 진동 외에 편심(미도시)에 의한 회전식 발전 등 다양한 발전 메카니즘이 적용될 수 있다. 발전부(80)는 모니터링모드 또는 대기모드와 상관없이 진동이 있는 한, 센서전원부(190)가 완충될 때까지 발전을 지속할 수 있다.

센서제어부(200)는 AP부(300)와 연결되는 통신 채널에 따라 스마트센서(10)를 모니터링모드 또는 대기모드로 동작하도록 제어한다. 또는 스마트센서(10)에 동작 모드를 선택할 수 있는 딥스위치를 구성할 수도 있고, AP부(300)에서 소프트웨어로 동작모드를 지정할 수도 있다.

센서제어부(200)는 발전부(80)에 발생되는 전력을 모니터링 하여 진동의 이상 여부를 판정할 수도 있다. 진동이 정상인 경우 발전부(180)는 일정한 전력 또는 전력임계치를 초과하지 않는 전력을 생산한다. 만약, 진폭이 소정 임계값 이상으로 큰 경우 발전부(180)에서 생산된 전력도 소정의 전력임계치를 초과하게 된다. 이 경우 트리거발생부(210)가 트리거 신호를 발생한다. 센서제어부(70)는 스마트센서(10) 전체의 제어, 연산, 판단 및 동작을 제어하며, CPU, MICOM 등으로 구현할 수 있다.

트리거발생부(210)는 모니터링모드에서, 센서부(100)의 측정신호가 임계값을 초과하는 제 1 이벤트(C)가 발생한 경우 트리거 신호를 발생한다. 발생된 트리거 신호는 센서통신부(160)를 통해 AP부(300)로 전송된다.

트리거수신부(220)는 대기모드에서 외부로부터 트리거 신호가 수신되기를 기다리며 대기한다. 트리거 신호가 수신되었을 때 트리거수신부(220)는 센서전원부(190)를 제어하여 스마트센서(10)에 전원을 공급함으로써 모니터링모드가 되도록 한다.

단자부(170)는 유선 통신인 경우 케이블 커넥터가 연결되는 전자부품이다. 선택적으로 무선 통신인 경우 단자부(170)는 안테나가 될 수 있다.

도 6은 도 2 및 도 3에 도시된 AP부(300)의 개략적인 블록도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, AP통신부(320)는 스마트센서(10)와 연결하기 위한 복수개의 통신 채널을 구비한다. AP통신부(320)는 유선 통신모듈일 수도 있고, 무선 통신모듈일 수도 있다. 무선 통신모듈은 블루투스 통신모듈, 와이파이 통신모듈, 적외선 통신모듈, LAN 통신모듈, 3G, 4G 통신모듈 및 USB통신모듈 중 적어도 하나를 채택하여 스마트센서(10)와 양방향 통신이 가능하다.

대기모니터링부(330)는 스마트센서(10)로부터 트리거신호를 수신하고, 또한 스마트센서(10)로 트리거신호를 전송할 수 있다.

AP전원부(340)는 외부로부터 항시 전원을 공급받거나 2차 전지일 수 있다. AP전원부(340)는 모니터링 모드에서 AP부(300) 전반에 걸쳐 전력을 공급한다. AP전원부(340)는 대기모드에서 AP통신부(320)와 대기모니터링부(330)에만 전원을 공급한다. AP전원부(340)는 대기모니터링부(330)의 제어 명령에 따라 모니터링 모드로 동작될 수 있다.

서버통신부(350)는 서버장치(1300)와 유선 또는 무선으로 통신할 수 있도록 한다.

AP 디스플레이(360)는 AP부(300)의 상태, 동작모드, 에러 등을 표시하는 LCD 화면 또는 LED가 될 수 있다.

AP저장부(370)는 스마트센서(10)로부터 수신된 시간영역 데이터파일 등을 저장한다. AP저장부(370)는 하드디스크 드라이브, SSD, 플래쉬메모리, CD-ROM writer 등이 될 수 있다.

AP입력부(380)는 제어 명령을 입력할 수 있는 버튼, USB포트, 키 매트릭스 등이 될 수 있다.

AP제어부(310)는 AP부(300)를 모니터링모드 또는 대기모드로 동작하도록 제어한다. AP제어부(310)는 우선적으로 AP부(300)가 대기모드로 동작하도록 설정된다. AP제어부(310)는 트리거 신호가 입력되었을 때 AP부(300)를 모니터링모드로 전환한다. AP제어부(310)는 AP부(300) 전체의 제어, 연산, 판단 및 동작을 제어하며, CPU, MICOM 등으로 구현할 수 있다.

실시예의 동작

이하에서는 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 동작에 관하여 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명하도록 한다. 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 선박의 진동소음 측정방법을 나타내는 흐름도이다.

먼저, 엔진(30)의 여러 위치마다 스마트센서(10)를 설치하고 AP부(300)와 유선 또는 무선으로 연결한다. 그 다음, AP부(300)가 AP부(300)와 연결된 복수의 스마트센서(10)의 통신 연결을 확인한다(S120). 이를 통해 몇개의 스마트센서(10)가 연결되었는지 확인할 수 있고, 1번 채널에 연결된 스마트센서(10)를 메인 스마트센서(10a)로 인식하고, 나머지 스마트센서(10)들을 서브 스마트센서(10b)로 인식한다. 메인 스마트센서(10a)에서는 트리거 발생부(210)가 동작하여 임계값을 초과하는 경우 곧바로 트리거 신호를 발생하도록 한다.

그 다음, 메인 스마트센서(10a)가 모니터링모드로 동작되고, AP부(300)와 서브 스마트센서(10b)가 대기모드로 동작된다(S140). 이를 통해 최소 전력으로 유지될 수 있다. 메인 스마트센서(10a)는 계측된 신호가 임계값을 초과하는 진동 또는 소음인지를 판별한다. 만약, 임계값 이하인 경우 정상 동작으로 판단하여 S140 단계를 지속적으로 유지한다.

만약, 엔진(30)에서 과도한 진동이나 소음이 발생하는 경우, 메인 스마트센서가 이를 감지한다. 감지된 신호가 임계값을 초과하는 진동 또는 소음인 경우, 트리거발생부가 트리거 신호를 발생한다(S200). 이로써 대기모드는 종료된다.

도 7은 본 발명에 따른 스마트센서(10)가 측정한 진동의 시간영역 그래프이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 측정된 신호가 제 1 임계값(A)(예 : 1.8 mm/s) 이하인 경우 정상으로 판단하여 대기모드가 유지된다. 만약 측정된 신호가 제 1 임계값(A)와 같아지는 순간 제 1 이벤트(C) 발생으로 판단하여 “주의”로 판단하며 모니터링모드로 전환된다. 만약 측정된 신호가 제 2 임계값(B)(예 : 7.1 mm/s)을 초과하는 경우 “비정상”으로 판단하여 대응 조치를 취하도록 한다.

그 다음, AP부(300)가 트리거 신호를 수신하여 모니터링모드로 전환한다(S320). 보다 상세하게는 AP통신부(320)를 통해 수신된 트리거 신호는 대기모니터링부(330)에 전달되고, 대기모니터링부(330)는 AP전원부(340)를 제어하여 AP부(300) 전반에 걸쳐 전원을 공급한다.

또한, 대기모니터링부(330)는 AP통신부(320)를 통해 트리거 신호를 모든 서브 스마트센서(10b)로 전송함으로써, 서브 스마트센서(10b)가 모니터링모드로 전환된다(S340). 서브 스마트센서(10b)의 트리거 수신부(220)는 트리거 신호를 수신한 후, 센서전원부(210)를 제어하여 스마트센서(10) 전반에 전원을 공급한다.

그 다음, 메인 스마트센서(10a)와 서브 스마트센서(10b, 10n)가 진동 또는 소음을 측정한다(S360). 측정된 신호는 신호처리부(130)에 의해 필터링, 증폭, 디지털로 변환된 후, 시간데이터 파일생성부(140)에 의해 시간데이터 파일로 변환된다. 각 스마트센서(10)가 전송하는 복수의 시간데이터 파일들은 센서통신부(160)를 통해 AP부(300)로 전송된다(S370).

그 다음, AP부(300)에서는 서버통신부(350)에 의해 서버장치(1300)로 전송된다(S380). 데이터 통신이 모두 완료되거나 임계값 이하의 신호가 감지되는 제 1 이벤트(C)가 발생한 경우 모니터링 모드가 종료되고 대기모드가 다시 시작된다. 즉, 통신연결 확인단계(S120)부터 다시 실행된다. 이와 같은 과정을 통해 AP부(300)와 복수의 스마트센서(10)들은 대기모드와 모니터링모드를 반복하고, 이상 동작이 감지되었을 때만 계측과 전송이 이루어지게 된다.

도 7에 도시된 바와 같이, 감지된 진폭신호가 제 2 임계값(B)을 초과하여 “비정상”으로 계속 지속되는 경우, 이상 진폭의 누적량을 면적으로 산출한다. 제 1 임계면적(S1)과 제 2 임계면적(S2)은 [수학식 1]로 산출된다.

[수학식 1]

즉, 제 1 임계면적(S1)은 제 2 이벤트(D)와 제 3 이벤트(E) 사이의 면적이고, 제 2 임계면적(S2)은 제 3 이벤트(E) 이후의 면적이다. 감지된 진폭신호가 제 2 임계값(B)을 초과하여 “비정상”상태로 계속 지속될 때 제 2 이벤트(D)는 제 2 임계값(B)을 초과하는 순간의 시간이다. 제 3 이벤트(E)는 제 2 이벤트(D)로부터 일정시간(예 : 1시간)이 경과한 후의 시간이다.

결함알림부(230)가 LED인 경우, 대기모드에서 "녹색" 발광이고, 모니터링모드에서 "적색"발광이고, 주의, 오류인 경우에는 "황색"발광이나 점멸이 될 수 있다. 특히, 제 1 이벤트(C)가 발생한 경우에 LED는 1초에 1회 주기로 적색 점멸되고, 제 2 이벤트(D)가 발생한 경우에 1초에 2회 주기로 적색 점멸되고, 제 3 이벤트(E)가 발생한 이후에는 1초에 3회 주기로 적색 점멸한다. 즉, [수학식 1]에서 연산된 면적이 증대될수록 점멸 주기를 짧게 유지하여 빠른 점멸이 이루어지도록 한다.

따라서, 사용자는 적색 점멸을 인지함으로써 비정상임을 인지할 수 있고, 점멸 주기를 통해 오래전부터 진동이 큰 상태였음을 인지할 수 있다. 이로써 사용자는 즉각적인 조치를 취할 수 있다.

상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.

2 : 위성,
3 : 육상관제서버,
5 : 선박,
5a : 다른 선박,
10 : 스마트센서,
10a : 메인 스마트센서,
10b : 서브 스마트센서,
20 : 부착부,
25 : 곡면부,
30 : 엔진,
100 : 센서부,
110 : 음향센서,
120 : 진동센서,
130 : 신호처리부,
140 : 시간데이터 파일생성부,
150 : 센서데이터 저장부,
160 : 센서통신부,
170 : 단자부,
180 : 발전부,
190 : 센서전원부,
200 : 센서제어부,
210 : 트리거발생부,
220 : 트리거수신부,
230 : 결함알람부,
300 : AP부,
310 : AP제어부,
320 : AP통신부,
330 : 대기모니터링부,
340 : AP전원부,
350 : 서버통신부,
360 : AP 디스플레이부,
370 : AP 저장부,
380 : AP입력부,
1300 : 서버장치,
1310 : 서버제어부,
1320 : 위성통신부,
1330 : 저장부,
1340 : 디스플레이,
1350 : 서버 신호처리부,
1360 : FFT부,
1370 : 데이터베이스부,
1380 : 알람부,
1390 : 게이트웨이,
A : 제 1 임계값,
B : 제 2 임계값,
C : 제 1 이벤트 감지,
D : 제 2 이벤트 감지,
E : 제 3 이벤트 감지,
S1 : 제 1 임계면적,
S2 : 제 2 임계면적.

Claims

선박의 진동 또는 소음을 측정하기 위한 센서이고,
상기 선박의 진동 또는 소음을 측정하는 센서부;
상기 센서부의 측정신호에 기초하여 시간영역 데이터파일을 생성하는 시간데이터 파일생성부;
상기 시간영역 데이터파일을 AP부로 송신하고, 상기 AP부로부터 제어명령을 수신하는 센서통신부;
상기 센서의 동작에 필요한 전력을 공급하는 센서전원부;
상기 측정신호가 임계값을 초과하는 경우 트리거 신호를 발생하는 트리거발생부;
외부로부터 수신된 트리거 신호에 기초하여 상기 센서전원부를 제어하는 트리거수신부;
상기 센서가 활성화되는 모니터링모드 및 상기 센서가 비활성화되는 대기모드 중 하나로 동작하게 하는 센서제어부; 및
상기 진동에 기초하여 전력을 생산하고, 생산된 전력은 상기 센서전원부에 충전되도록 하는 발전부;를 포함하고,
상기 모니터링모드에서 상기 트리거발생부가 활성화되고, 상기 트리거수신부가 비활성화되며,
상기 대기모드에서 상기 트리거발생부가 비활성화되고, 상기 트리거수신부가 활성화되며, 그리고
상기 생산된 전력이 소정의 전력임계치를 초과하는 경우 상기 트리거발생부가 상기 트리거 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 대기모드를 갖는 스마트센서.
삭제
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 모니터링모드인 경우,
상기 센서전원부로부터 상기 센서부, 상기 시간데이터 파일생성부, 상기 센서통신부, 상기 트리거발생부, 상기 트리거수신부; 및 상기 센서제어부로 전력이 공급되는 것을 특징으로 하는 대기모드를 갖는 스마트센서.
제 1 항에 있어서,
상기 대기모드인 경우,
상기 센서전원부로부터 상기 트리거수신부와 상기 센서통신부로 전력이 공급되고,
상기 센서부, 상기 시간데이터 파일생성부, 상기 트리거발생부; 및 상기 센서제어부로 공급되는 전력은 차단되는 것을 특징으로 하는 대기모드를 갖는 스마트센서.
제 1 항에 있어서,
상기 임계값은 시간영역에서의 임계진폭이거나 주파수영역에서의 임계주파수 또는 임계주파수대역인 것을 특징으로 하는 대기모드를 갖는 스마트센서.
삭제
제 1 항 및 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 의한 스마트센서를 복수개 구비하고,
복수의 상기 스마트센서들과 연결되는 AP부를 포함하며,
상기 AP부는,
상기 스마트센서와 데이터 통신이 가능한 센서통신부;
서버장치와 데이터 통신이 가능한 서버통신부;
상기 AP부의 동작에 필요한 전력을 공급하는 AP전원부;
상기 스마트센서로부터 트리거신호를 수신하고, 상기 스마트센서로 상기 트리거신호를 전송하는 대기모니터링부; 및
상기 AP부가 활성화되는 모니터링모드 및 상기 AP부가 비활성화되는 대기모드 중 하나로 동작하게 하는 AP제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트센서를 이용한 선박의 진동소음 측정장치.
제 8 항에 있어서,
복수의 상기 스마트센서들은 모니터링모드로 동작하는 하나의 메인 스마트센서를 포함하고,
상기 메인 스마트센서 외의 상기 스마트센서들은 대기모드로 동작하는 서브 스마트센서인 것을 특징으로 하는 스마트센서를 이용한 선박의 진동소음 측정장치.
제 8 항에 있어서,
상기 대기모드인 경우,
상기 AP전원부로부터 상기 대기모니터링부와 상기 센서통신부로 전력이 공급되는 것을 특징으로 하는 스마트센서를 이용한 선박의 진동소음 측정장치.
제 8 항에 의한 진동소음 측정장치를 이용한 선박의 진동소음 측정방법에 있어서,
(i-1) AP부가 상기 AP부와 연결된 복수의 스마트센서의 통신 연결을 확인하는 단계(S120); 및
(i-2) 복수의 상기 스마트센서들중 메인 스마트센서가 모니터링모드로 동작되고, 상기 AP부와 서브 스마트센서가 대기모드로 동작되는 단계(S140);
(ii) 상기 메인 스마트센서가 임계값을 초과하는 진동 또는 소음을 감지하는 경우 트리거발생부가 트리거 신호를 발생하는 단계(S200);
(iii-1) 상기 AP부가 상기 트리거 신호를 수신하여 모니터링모드로 전환하는 단계(S320);
(iii-2) 상기 AP부가 상기 트리거 신호를 상기 서브 스마트센서로 전송함으로써, 상기 서브 스마트센서가 모니터링모드로 전환되는 단계(S340);
(iii-3) 상기 메인 스마트센서와 상기 서브 스마트센서가 진동 또는 소음을 측정하는 단계(S360);
(iii-4) 상기 메인 스마트센서와 상기 서브 스마트센서가 측정 데이터를 상기 AP부로 전송하는 단계(S370); 및
(iii-5) 상기 AP부가 상기 측정 데이터를 서버장치로 전송하는 단계(S380);를 포함하고,
스마트센서의 발전부가 상기 진동에 기초하여 전력을 생산하고, 생산된 전력은 센서전원부에 충전되도록 하며,
상기 생산된 전력이 소정의 전력임계치를 초과하는 경우 상기 트리거발생부가 상기 트리거 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 선박의 진동소음 측정방법.
제 11 항에 있어서,
상기 서버장치로의 전송단계(S380) 후, 상기 통신연결 확인단계(S120)부터 다시 실행되는 것을 특징으로 하는 선박의 진동소음 측정방법.
제 8 항에 따른 진동소음 측정장치를 갖는 선박.