KR102646065B1 - 상수도 관제 플랫폼 서비스 시스템 및 상수도 관제 플랫폼 서비스 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 상수도 관제 플랫폼 서비스 시스템 및 상수도 관제 플랫폼 서비스 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 실시예에 따른 상수도 관제 플랫폼 서비스 시스템은, 건물의 수도 배관에 연결하여 수도 배관의 내부 상태를 스케일링하는 수도배관 스케일러, 수도 배관 내를 흐르는 상수의 수질을 측정하는 제1 센서장치, 건물이나 건물의 지반에 설치되어 건물 또는 지반의 상태를 측정하는 제2 센서장치, 및 제1 센서장치 및 제2 센서장치의 센싱 데이터를 근거로 수질 및 건물이나 지반의 상태를 모니터링하는 상수도 관제장치를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 상수도 관제 플랫폼 서비스 시스템 및 상수도 관제 플랫폼 서비스 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 가령 건물의 수도배관에 설치되는 설비로서 사물인터넷(IoT) 장치를 통해 수집되는 수질 정보와 건물 안전 정보를 이용해 사용자들이 수도배관의 상태를 모니터링하고 또 방제대응에 나설 수 있는 상수도 관제 플랫폼 서비스 시스템 및 상수도 관제 플랫폼 서비스에 관한 것이다.
기술의 발달로 깨끗한 물을 마시고자 하는 소비자들의 욕구는 샘물을 이용하는 페트병의 남용과 정수기산업을 발전시켜왔지만 이로 인해 많은 전기의 생산과 플라스틱의 사용으로 대량의 탄소를 배출하게 된다. 일반적인 우리나라의 상수도 공급시스템에 따르면 우리나라의 상수도 수질은 전세계 10위 내에 위치할 정도로 매우 우수하지만 실제 수돗물 음용률은 5%에도 미치지 못한다. 이유는 깨끗한 수돗물의 생산과 공급을 불신하는 것이 아니라 자신이 거주하는 건물 수도배관을 깨끗하다고 믿지 못하는 불신이 매우 높은 비율인 75% 이상이다. 이 조사는 수자원공사가 2016년도에 조사한 설문으로 공개되었다. 또한 이 조사 후 수자원 공사는 경기도의 한 시를 대상으로 수질의 정보를 제공했더니 음용률이 5%에서 35%까지 올라갔다는 실험을 한 바 있다.
이에 수도배관을 깨끗하게 만들고 그 정보를 소비자들에게 공개하여 수돗물 음용률을 높이기 위한 방안이 요구되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 가령 건물의 수도배관에 설치되는 설비로서 사물인터넷(IoT) 장치를 통해 수집되는 수질 정보와 건물 안전 정보를 이용해 사용자들이 수도배관의 상태를 모니터링하고 또 방제대응에 나설 수 있는 상수도 관제 플랫폼 서비스 시스템 및 상수도 관제 플랫폼 서비스 방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 바의 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 상수도 관제 플랫폼 서비스 시스템은, 건물의 수도 배관에 연결하여 상기 수도 배관의 내부 상태를 스케일링하는 수도배관 스케일러, 상기 수도 배관 내를 흐르는 상수의 수질을 측정하는 제1 센서장치, 상기 건물이나 상기 건물의 지반에 설치되어 상기 건물 또는 상기 지반의 상태를 측정하는 제2 센서장치, 및 상기 제1 센서장치 및 상기 제2 센서장치의 센싱 데이터를 근거로 상기 수질 및 상기 건물이나 상기 지반의 상태를 모니터링하는 상수도 관제장치를 포함한다.
상기 상수도 관제장치는, 상기 제1 센서장치의 제1 센싱 데이터의 분석 결과를 근거로 상기 수도배관 스케일러를 가동시켜 수질 내 일반세균의 살균, 배관의 녹제거 및 억제, 배관 내 물때를 제거할 수 있다.
상기 상수도 관제장치는, 상기 제2 센서장치로서 진동센서 및 지반침하센서를 이용하며, 상기 제2 센서장치의 제2 센싱 데이터를 수집 및 분석하여 분석 결과를 근거로 방제대응 동작을 수행할 수 있다.
상기 상수도 관제장치는, 상기 수질의 상태 및 상기 건물의 상태나 상기 지반의 상태를 상기 건물의 건물주 또는 상기 건물에 거주하는 거주민이 소지하는 사용자 단말장치로 통지할 수 있다.
상기 상수도 관제장치는, 인공지능(AI) 프로그램을 적용해 상기 제1 센서장치의 제1 센싱 데이터 및 상기 수질과 관련해 공공기관에서 취득하는 공공 데이터를 분석하여 분석 결과를 근거로 임의 지역의 물사용량을 예측하여 예측 결과에 따른 물생산이 이루어지도록 할 수 있다.
또한, 전술한 바의 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 상수도 관제 플랫폼 서비스 방법은, 건물의 수도 배관에 연결되는 수도배관 스케일러가, 상기 수도 배관의 내부 상태를 스케일링하는 단계, 제1 센서장치가 상기 수도 배관 내를 흐르는 상수의 수질을 측정하는 단계, 상기 건물이나 상기 건물의 지반에 설치되는 제2 센서장치가 상기 건물 또는 상기 지반의 상태를 측정하는 단계, 및 상수도 관제장치가 상기 제1 센서장치 및 상기 제2 센서장치의 센싱 데이터를 근거로 상기 수질 및 상기 건물이나 상기 지반의 상태를 모니터링하는 단계를 포함한다.
상기 모니터링하는 단계는, 상기 제1 센서장치의 제1 센싱 데이터의 분석 결과를 근거로 상기 수도배관 스케일러를 가동시켜 수질 내 일반세균의 살균, 배관의 녹제거 및 억제, 배관 내 물때를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 모니터링하는 단계는, 상기 제2 센서장치로서 진동센서 및 지반침하센서를 이용하며, 상기 제2 센서장치의 제2 센싱 데이터를 수집 및 분석하여 분석 결과를 근거로 방제대응 동작을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 모니터링하는 단계는, 상기 수질의 상태 및 상기 건물의 상태나 상기 지반의 상태를 상기 건물의 건물주 또는 상기 건물에 거주하는 거주민이 소지하는 사용자 단말장치로 통지하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 모니터링하는 단계는, 인공지능(AI) 프로그램을 적용해 상기 제1 센서장치의 제1 센싱 데이터 및 상기 수질과 관련해 공공기관에서 취득하는 공공 데이터를 분석하여 분석 결과를 근거로 임의 지역의 물사용량을 예측하여 예측 결과에 따른 물생산이 이루어지도록 하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명은 건물의 수도배관의 녹과 이물질의 생성을 억제하고 제거하는 기술의 연결과 그 결과를 수질센서로 실시간 제공하는 것을 통하여 건물의 거주자들에게 심리적인 안정과 만족감을 제공할 수 있고, 그에 따른 건물의 가치 증대와 사업자의 수익창출을 동시에 구현할 수 있다.
또한 본 발명에 따라 국가의 수도사업소 입장에서는 상수도 사용량 정보를 통해 가구나 지역 등의 적정한 물사용량을 알게 됨으로써 적정한 양의 수돗물을 생산하는 것에 도움이 되므로 그 결과 종래 국가 전체적으로 15% 과생산하던 에너지 및 탄소배출을 절감할 수 있다
나아가 본 발명은 건물의 거주민인 소비자가 안심하고 건강한 물이 공급되는 과정과 문제 발생시 선제적 알림을 제공받는 것을 통해 위생적 문제 및 건강적 문제를 해결하는 데 도움이 되어 만족감을 느낄 수 있고, 또 서비스 사업자는 다수의 수익모델을 제공하는 유용성을 가질 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 상수도 관제 플랫폼 서비스 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2의 (a)는 수도계량기에 설치되는 본 발명의 실시예에 따른 사물인터넷 장치를 간략하게 도식화하여 보여주는 도면이다.
도 2의 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 사물인터넷장치가 실제 건물의 수도계량기 내에 위치하는 모습을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1의 상수도 관제 플랫폼 장치의 세부구조를 예시한 블록다이어그램이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 상수도 관계 플랫폼 서비스 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2의 (a)는 수도계량기에 설치되는 본 발명의 실시예에 따른 사물인터넷 장치를 간략하게 도식화하여 보여주는 도면이다.
도 2의 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 사물인터넷장치가 실제 건물의 수도계량기 내에 위치하는 모습을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1의 상수도 관제 플랫폼 장치의 세부구조를 예시한 블록다이어그램이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 상수도 관계 플랫폼 서비스 방법을 나타내는 흐름도이다.
이하 본 발명의 다양한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
소자 또는 층이 다른 소자 또는 층 "위 (on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 상수도 관제 플랫폼 서비스 시스템을 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 상수도 관제 플랫폼 서비스 시스템(90)은 상수도 설비장치(혹은 상수도용 사물인터넷장치)(100, 105), 사용자 단말장치(110), 홈패드장치(115), 통신망(120), 상수도 관제장치(130), 수도사업소장치(135) 및 관리자장치(140)의 일부 또는 전부를 포함한다.
여기서, "일부 또는 전부를 포함한다"는 것은 홈패드장치(115)나 관리자장치(140)와 같은 일부 구성요소가 생략되어 상수도 관제 플랫폼 서비스 시스템(90)이 구성되거나, 상수도 관제장치(130)를 구성하는 구성요소의 일부 또는 전부가 통신망(120)을 구성하는 네트워크장치(예: 무선교환장치 등)에 통합되어 구성될 수 있는 것 등을 의미하는 것으로서, 발명의 충분한 이해를 돕기 위하여 전부 포함하는 것으로 설명한다.
상수도 설비장치(100, 105)는 수도계량기(100)의 내부에 구성되는 다양한 유형의 센서와, 수도 배관에 연결되어 수도 배관을 스케일링하는 수도배관 스케일러를 포함할 수 있다. 수도배관 스케일러는 이온화 장치라 명명될 수도 있다. 수도배관 스케일러는 수돗물의 탄소를 활용해 정전기를 발생시켜 수질을 정화하는 역할을 수행한다. 배관에 스케일러의 설치만으로 수도배관의 녹, 스케일, 슬라임(slime)(또는 물때), 일반세균을 제거할 수 있다. 상수도 설비장치(100, 105)는 수도계량기(100)의 내부에 구성되는 다양한 장치에서 처리되는 데이터를 통신망(120)으로 전송해 상수도 관제장치(130)로 제공하기 위한 통신단말기(105)를 포함한다. 통신단말기(105)는 유무선 통신이 가능할 수 있지만, 가정에 설치되는 무선공유기와 같이 무선 통신을 수행하여 데이터를 상수도 관제장치(130)로 제공하는 것이 바람직하다. 통신단말기(105)는 본 발명의 실시예에 따른 동작을 위하여 별도로 제조되어 사용될 수도 있을 것이다.
상수도 설비장치(100, 105)는 수도계량기(100)의 내부에 구비되어 수도 배관 내부를 흐르는 상수(water supply)의 수질을 센싱하기 위한 수질센서 등의 제1 센서장치를 포함한다. 물론 수질 센서는 배관에 다양한 형태로 설치되어 수질을 센싱할 수 있다. 예를 들어 본 발명의 실시예에 따른 수질 센서는 수도 배관에 최대 3곳이 설치될 수 있으며, 수도가 유입되는 시작점의 배관에 1세트가 설치되고 그 후 배관에 이온화장치 즉 수도배관 스케일러가 연결되며, 이온화장치가 설치된 후의 배관에 2번째 센서 세트가 설치되며, 3번째 수질 세트는 배관의 가장 끝 부분에 설치될 수 있다. 이를 통해 수질 측정의 정확도를 높일 수 있다. 수질 센서는 기능별로 다수의 수질 센서가 1세트로 구성되며 진동센서가 포함되어 구성될 수도 있다. 여기서, 진동센서는 배관이나 배관이 설치된 건물의 진동을 측정할 수 있다. 수질센서는 상시 전기를 공급받아 작동하며 실시간 또는 분 단위로 데이터 정보 즉 센싱 데이터를 인터넷망을 통해 상수도 관제장치(130)로 전송할 수 있다. 수질센서를 통해 수온, 전도도, TDS(Total Dissolved Solids), 탁도, 염분, ORP(Oxidation-Reduction Potential) 등을 측정할 수 있다.
또한 상수도 설비장치(100, 105)는 수도계량기(100)의 내부나 인근 즉 건물에 설치되어 건물의 안전을 센싱하기 위한 제2 센서장치를 포함할 수 있다. 제2 센서장치의 진동센서는 수질센서와 함께 구성될 수도 있지만, 본 발명의 실시예에서는 진동센서나 지반센서를 건물이나 건물 주변의 지반에 설치하여 이를 통해 수집되는 센싱 데이터를 근거로 건물 안전정보를 통한 방제대응 동작이 이루어지도록 할 수 있다. 제2 센서장치의 경우에도 제1 센서장치와 마찬가지로 실시간 또는 분 단위로 데이터를 클라우드 방식으로 저장이 되도록 상수도 관제장치(130)로 제공할 수 있다. 물론 본 발명의 실시예에 따른 제2 센서장치는 건물의 기울기나 건물의 갈라짐을 측정할 수 있는 다양한 센서들을 더 포함할 수도 있다. 기울기 측정을 위해서는 각도센서 등 기울기 측정 센서가 사용될 수 있다. 제2 센서장치를 통해 건물 등의 진동을 측정하는 등의 이유는 앞서와 같이 방제대응의 목적도 있지만, 수도배관과의 상호관계를 측정하여 수도배관의 상태변화를 판단하거나 예측하기 위한 목적도 있다고 볼 수 있다.
나아가 수도계량기(100)의 내부에는 수도배관 스케일러 가령 이온화장치가 구비될 수 있다. 더 정확하게는 수도계량기(100)의 하부에 위치하여 일측에 수도배관을 연결하고 또 타측에 수도배관을 연결하면서 그 가운데에 수도배관 스케일러가 위치할 수 있다. 수도배관 스케일러는 도 1의 상수도 관제장치(130)로부터 원격제어되어 동작할 수도 있다. 다시 말해, 수질 측정의 결과 수질이 비정상적 수치를 보인다고 판단될 때 정상 수치를 보이도록 다양한 동작을 수행할 수 있다. 대표적으로 수도배관 스케일러는 일반세균 살균, 배관의 녹 제거 및 억제, 스케일 부착억제 및 제거, 슬라임 즉 물때 제거 및 억제 동작을 수행할 수 있다. 수도배관 스케일러는 상기의 동작을 수행하기 위하여 다양한 형태로 구성될 수 있으므로, 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 형태에 특별히 한정하지는 않을 것이다. 예를 들어, 수도배관 스케일러의 내부 통로로 상수가 통과하므로, 수도배관 스케일러는 해당 상수로 살균을 위한 무해 살균제를 분사할 수도 있다. 무엇보다 본 발명의 실시예에 따른 수도배관 스케일러는 수돗물의 탄소를 활용해 정전기를 발생시켜 수질을 정화할 수 있다. 따라서 수도배관 스케일러의 설치만으로도 수도배관의 녹, 스케일, 슬라임, 일반세균을 제거할 수 있다. 여기서, 스케일(scale)은 금속면에 부착한 피막상의 불순물, 금속 산화물을 의미할 수 있으며, 관석이라 지칭되기도 한다.
물론 이외에도 수도계량기(100)의 내부에는 동파방지를 위한 시스템이 구성될 수 있다. 동파방지 시스템은 열교환기와 온도센서 등을 포함하여 구성될 수 있다. 물론 이러한 열교환기의 동작이나 온도센서에 의한 온도 센싱 데이터는 통신단말기(105)로 제공되어 상수도 관제장치(130)에서 관제가 이루어지도록 할 수 있다. 예를 들어, 온도센서에 의한 온도 센싱 결과 수도계량기(100)의 동파가 우려되는 경우에는 열교환기를 원격 제어하여 작동시킨 후 수도계량기(100)의 내부 온도가 설정 온도를 유지하게 될 때 다시 열교환기의 작동을 중단시킬 수 있다. 물론 온도센서의 작동에 따라 별도의 원격 제어 없이도 열교환기가 작동할 수 있으며, 다만 열교환기의 동작 데이터나 온도 센싱 데이터는 모니터링을 위해 도 1의 상수도 관제장치(130)로 전송될 수 있다.
사용자 단말장치(110)는 수도배관이 설치되는 건물의 건물주나 건물의 거주인들이 소지하는 단말장치를 의미한다. 사용자 단말장치(110)는 스마트폰이나 사용자들이 손목에 착용하는 웨어러블장치와 같이 모바일 기반의 단말장치가 바람직하다. 사용자 단말장치(110)를 소지하는 건물주나 해당 건물의 거주인들은 현재 자신이 사용하고 있는 물의 수질 상태나 건물의 건물 상태와 관련한 정보를 상수도 관제장치(130)로부터 제공받을 수 있다. 물론 이러한 서비스를 이용하기 위하여 어플리케이션(이하, 앱)을 설치한 후 푸시(push) 메시지의 형태로 제공받는 것도 얼마든지 가능할 수 있다. 물론 상태 알림은 SMS 문자 메시지로 수신할 수도 있고, 이메일을 통해 제공받을 수도 있으며, 채팅이 가능한 메신저 기반의 채널을 통해 제공받는 것도 얼마든지 가능할 수 있다. 무엇보다 상수도 관제장치(130)에서 사용자 단말장치(110)로 제공되는 정보는 가령 온라인 구독형의 유료 서비스에 의해 제공될 수도 있다.
홈패드장치(115)는 단독주택이나 아파트, 또 사무실 내와 같이 건물 내부에 설치되는 홈패드를 의미한다. 통상적으로 홈패드장치(115)는 건물 외부의 출입문 부분에 설치되는 세대호출장치의 호출 버튼을 사용자가 선택하면 카메라를 작용시켜 해당 사용자가 누구인지 등을 건물 내부에서 확인하기 위해 사용된다. 그러나, 본 발명의 실시예에서는 해당 홈패드장치(115)에 본 발명의 실시예에 따른 동작을 수행할 수 있도록 프로그램을 설치함으로써 건물주 등이 해당 홈패드장치(115)를 통해서도 수질 상태나 건물 상태를 확인할 수 있도록 한다. 물론 이러한 동작은 도 1의 상수도 관제장치(130)의 제어에 따라 동작할 수도 있으며, 위급상황인 경우에는 화면상에 위기상황을 알리는 팝업창을 표시하면서 수질 정보나 건물의 위험상태를 알릴 수 있다.
통신망(120)은 유무선 통신망을 모두 포함한다. 가령 통신망(120)으로서 유무선 인터넷망이 이용되거나 연동될 수 있다. 여기서 유선망은 케이블망이나 공중 전화망(PSTN)과 같은 인터넷망을 포함하는 것이고, 무선 통신망은 CDMA, WCDMA, GSM, EPC(Evolved Packet Core), LTE(Long Term Evolution), 와이브로(Wibro) 망 등을 포함하는 의미이다. 물론 본 발명의 실시예에 따른 통신망(120)은 이에 한정되는 것이 아니며, 향후 구현될 차세대 이동 통신 시스템의 접속망으로서 가령 클라우드 컴퓨팅 환경하의 클라우드 컴퓨팅망, 5G망 등에 사용될 수 있다. 가령, 통신망(120)이 유선 통신망인 경우 통신망 내의 액세스포인트는 전화국의 교환국 등에 접속할 수 있지만, 무선 통신망인 경우에는 통신사에서 운용하는 SGSN 또는 GGSN(Gateway GPRS Support Node)에 접속하여 데이터를 처리하거나, BTS(Base Transceiver Station), NodeB, e-NodeB 등의 다양한 중계기에 접속하여 데이터를 처리할 수 있다.
통신망(120)은 액세스포인트를 포함할 수도 있다. 액세스포인트는 건물 내에 많이 설치되는 펨토(femto) 또는 피코(pico) 기지국과 같은 소형 기지국을 포함한다. 여기서, 펨토 또는 피코 기지국은 소형 기지국의 분류상 통신단말기(105), 사용자 단말장치(110)나 홈패드장치(115) 등을 최대 몇 대까지 접속할 수 있느냐에 따라 구분된다. 물론 액세스포인트는 통신단말기(105), 사용자 단말장치(110)나 홈패드장치(115) 등과 지그비 및 와이파이(Wi-Fi) 등의 근거리 통신을 수행하기 위한 근거리 통신 모듈을 포함할 수 있다. 액세스포인트는 무선통신을 위하여 TCP/IP 혹은 RTSP(Real-Time Streaming Protocol)를 이용할 수 있다. 여기서, 근거리 통신은 와이파이 이외에 블루투스, 지그비, 적외선(IrDA), UHF(Ultra High Frequency) 및 VHF(Very High Frequency)와 같은 RF(Radio Frequency) 및 초광대역 통신(UWB) 등의 다양한 규격으로 수행될 수 있다. 이에 따라 액세스포인트는 데이터 패킷의 위치를 추출하고, 추출된 위치에 대한 최상의 통신 경로를 지정하며, 지정된 통신 경로를 따라 데이터 패킷을 다음 장치, 예컨대 상수도 관제장치(130)로 전달할 수 있다. 액세스포인트는 일반적인 네트워크 환경에서 여러 회선을 공유할 수 있으며, 예컨대 라우터(router), 리피터(repeater) 및 중계기 등이 포함된다.
상수도 관제장치(130)는 본 발명의 실시예에 따른 스마트 사물인터넷(IoT) 상수도 관제 플랫폼 서비스를 제공할 수 있다. 여기서, 플랫폼은 온라인 서비스를 의미하며, 공급자와 수요자 등 복수 그룹이 참여하여 각 그룹이 얻고자 하는 가치를 공정한 거래를 통해 교환할 수 있도록 구축된 환경을 의미한다. 사전적으로는 시스템의 기본이 되는 특정 프로세서 모델과 하나의 컴퓨터 시스템을 바탕으로 하는 운영체제를 의미하며, 가령 서버 내의 운영 프로그램을 의미할 수 있다. 사용자들의 수도배관이나 건물에 본 발명의 실시예에 따른 동작을 위한 제품이나 장비 또는 설비를 설치하고 모니터링 즉 관제에 의해 인터넷을 통하여 수질과 건물 안전 정보를 사용자들에게 제공하고, 또 서비스 사업자는 그에 대한 대가를 일정한 요금을 정기적으로 지불하는 형태로 보상받을 수 있다. 다시 말해, 매월 비용이 서비스 이용자들에게 청구될 수 있다.
사용자들은 자신의 건물 수도배관에 설치된 제품이나 장비 즉 상수도 설비장치(100, 105)를 통해 수도배관 부식억제의 효익을 얻을 수 있고, 또 실시간으로 수집되는 수질센서를 통한 수질정보, 진동 및 지반센서 등을 통해 수집되는 건물 안전정보를 통한 방제대응 등의 효과를 얻을 수 있으며, 또한 사업자에게는 다수의 수익모델을 제공하기 위해 사용자들에게 요금을 부과하고 정산하는 등의 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어 사용자는 일반 사용자와, 상세한 로우(raw) 데이터를 받을 수 있는 기업 사용자로 나뉠 수 있지만, 기업 사용자의 경우에는 일반 사용자와 달리 로우 데이터를 활용해 또다른 부가 서비스를 제공할 수도 있을 것이다.
상수도 관제장치(130)는 수질관제 플랫폼 더 정확하게는 수도계량기(100)에 설치되는 상수도 설비장치(100, 105)로서 사물인터넷장치들을 통해 수질 데이터를 수집할 수 있다. 수질 데이터는 수온, 전도도, TDS, 탁도, 염분, ORP 등의 정보를 포함할 수 있다. 또한, 상수도 관제장치(130)는 수질을 개선하고 예방 동작을 수행할 수 있다. 다시 말해 수도계량기(100)의 하부에 설치되며 수도배관에 연결되는 수도배관 스케일러를 통해 상시적인 수질개선, 녹화방지, 연수처리, 이물질 형성 억제 등의 동작을 수행할 수 있다. 이를 위하여 상수도 관제장치(130)는 수도배관을 상시 모니터링하고 이상 반응을 보일 때 수도배관 스케일러를 가동하여 이상 반응을 개선할 수 있다.
나아가 상수도 관제장치(130)는 수집한 센싱 데이터를 분석하기 위하여 공공기관의 데이터 정보를 함께 활용하여 분석하고 그 결과를 사용자들에게 제공할 수 있다. 예를 들어 상수도 관제장치(130)는 소비자 건물의 수질 정보와, 공공기관에서 제공하는 날씨정보(예: 강우, 강수, 대기, 오존, 미세먼지, 온도 등)와 기타 공공정보(예: 교통, 전기, 가스 등)의 정보를 이용하여 일별, 월별, 년별로 물사용을 예측하고, 또 수질변화를 예측할 수 있으며, 누수 예측, 지역별 사용 예측 등 미래의 특정한 기간의 수질 및 물사용을 예측할 수 있다. 물론 이를 위하여 상수도 관제장치(130)는 인공지능형 데이터 시스템을 구축할 수 있고, 다시 말해 인공지능의 딥러닝 프로그램 등을 통해 가령 국가의 수도사업소에서 적정한 양의 물생산이 이루어지도록 할 수 있다. 이와 같이 상수도 사용량을 예측하여 적정한 물사용량을 알게 됨으로써 적정한 양의 수돗물을 생산할 수 있어 기존 대비 국가 전체적으로 15% 과생산하는 에너지 및 탄소배출을 절감할 수 있다.
이외에도 상수도 관제장치(130)는 수질 센서 및 건물의 안전을 진단할 수 있는 진동감지, 지반침하 감지 센서와 연동되어 건물의 진동과 수도배관의 상호관계에 대한 상태변화를 예측하고 건물의 기울기 센서나 건물의 갈라짐 센서 등을 데이터화하여 추가적인 건물의 안전을 사용자들에게 제공할 수 있다. 사용자들은 수질정보와 진단정보를 실시간으로 제공받고 또 미래 예측 정보를 추가적으로 제공받으며, 이에 따라 서비스 사업자는 설비의 제품 설치를 위한 구매비용과 추가적인 정보 제공을 통해 수익을 창출할 수 있게 된다.
수도사업소장치(135)는 특정 지역의 상수를 관리하는 수도사업소 등에 설치되어 운영되는 컴퓨터 등 다양한 장치를 포함할 수 있다. 수도사업소장치(135)는 본 발명의 실시예에 따라 상수도 관제장치(130)로 공공데이터를 제공할 수도 있을 것이다. 물론 본 발명의 실시예에서는 공공데이터를 수도사업소에서 제공받는 것에 특별히 한정하지는 않을 것이다. 공공데이터는 GIS(Geographic Information System) 정보, 날씨정보, 미세먼지, 강수량, 탄소 배출량 등의 데이터를 포함할 수 있다. 또는 수도사업소장치(135)는 상수도 배관에 연결되는 전자동 밸브(valve)를 포함할 수 있다. 물론 전자동 밸브는 수도사업소장치(135)에 의해 제어될 수 있다. 무엇보다 수도사업소장치(135)는 도 1의 상수도 관제장치(130)에서 제공하는 물 생산량의 예측정보를 제공받아 이를 근거로 물 생산량을 조절할 수 있다는 것이다.
관리자장치(140)는 도 1의 상수도 관제장치(130)의 서비스를 관리하는 관리자나 수도사업소의 관리자가 소지하는 컴퓨터, 스마트폰, 태블릿PC 등의 장치를 포함할 수 있다. 또한 관리자장치(140)는 상수도를 관제하는 관제센터에 설치되는 디스플레이 형태의 현황판을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 상수도 관제장치(130)에서는 물사용 데이터와 공공데이터를 이용한 분석을 통해 최적의 솔루션을 수도사업소장치(135)로 제공할 수 있고, 또 관리자나 사업소로 예보(TMS)(예: 기상청, 수자원공사 정보 취합) 동작을 수행할 수 있다. 이를 통해 갑작스런 상황에 미리 대비하도록 할 수 있다.
도 2의 (a)는 수도계량기에 설치되는 본 발명의 실시예에 따른 사물인터넷 장치를 간략하게 도식화하여 보여주는 도면이며, 도 2의 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 사물인터넷장치가 실제 건물의 수도계량기 내에 위치하는 모습을 설명하기 위한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 상수도 설비장치(100, 105)는 수도계량기(100)의 내부에 설치되는 수도배관 스케일러(200), 센서장치(210) 및 동파방지시스템(220), 그리고 통신단말기(105)의 일부 또는 전부를 포함한다.
여기서, "일부 또는 전부를 포함한다"는 것은 동파방지시스템(220)과 같은 일부 구성요소가 생략되어 상수도 설비장치(100, 105)가 구성되거나, 센서장치(210)와 같은 구성요소가 수도배관 스케일러(200)와 같은 다른 구성요소에 통합되어 구성될 수 있는 것 등을 의미하는 것으로서, 발명의 충분한 이해를 돕기 위하여 전부 포함하는 것으로 설명한다.
수도배관 스케일러(200)는 수도계량기(100)의 함체부(또는 본체부)(99)의 내부에서 하부에 위치할 수 있다. 수도계량기(100)의 하부에는 수량 검침을 위한 검침기가 설치될 수 있으며, 수도배관 스케일러(200)는 상수가 공급되는 방향을 기준으로 검침기의 이전에 설치될 수 있다. 수도배관 스케일러(200)의 일측과 타측에는 수질센서가 설치될 수 있다. 물론 수도배관 스케일러(200)는 도 1의 상수도 관제장치(130)에 의해 원격 제어되어 가동할 수 있으며, 예를 들어 통신단말기(105)가 상수도 관제장치(130)의 요청에 따라 수도배관 스케일러(200)의 동작을 제어할 수 있다. 가령 수질이 비정상인 수치를 보이거나 배관 내부 세척이 필요하다고 판단될 때 원격 제어에 따라 해당 동작을 수행할 수 있다. 이를 통해 수돗물의 수질을 개선할 수 있다. 물론 이러한 개선된 수질의 결과는 수질센서를 통해 센싱되어 도 1의 상수도 관제장치(130)로 제공되어 모니터링이 이루어질 수 있으며, 이의 수질 개선 정보는 건물주나 해당 건물의 거주인들에게 제공될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 수도배관 스케일러(200)는 수돗물의 탄소를 활용해 정전기를 발생시켜 수질을 정화할 수 있다.
센서장치(210)는 제1 센서장치와 제2 센서장치를 포함하여 구성될 수 있다. 제1 센서장치는 수도배관에 설치되어 수은, 전도도, 탁도, TDS, 염분, ORP 등을 센싱하는 수질센서로 구성될 수 있다. 반면, 제2 센서장치는 배관이나 수도계량기(100)의 주변 건물(97)에 설치되는 진동센서, 또 지반에 설치되어 지반침하 여부를 센싱할 수 있는 지반센서, 또 건물(97)의 기울기나 건물(97)의 갈라짐 등을 측정할 수 있는 기울기 센서나 갈라짐 측정 센서 등을 포함할 수 있다. 이러한 다양한 유형의 센서들에 의해 센싱되는 센싱 데이터는 통신단말기(105)를 통해 도 1의 상수도 관제장치(130)로 제공될 수 있다.
동파방지시스템(220)은 열교환기를 포함하며, 온도센서를 더 포함할 수 있다. 동파방지시스템(220)은 수도계량기(100)의 함체부(99) 내부에서 상측에 위치할 수 있다. 이때 통신단말기(105)는 수도계량기(100)의 함체부(99)상에 즉 외부의 상측에 적재되는 형태로 구성될 수도 있다. 온도센서는 수도계량기(100)의 내부 온도를 측정하여 측정값을 통신단말기(105)로 제공하여 상수도 관제장치(130)에서 수도계량기(100)의 내부 온도를 모니터링하도록 할 수 있다. 상수도 관제장치(130)는 모니터링 결과에 따라 열교환기를 가동시켜 설정 온도에 도달할 때 가동을 중단시킬 수 있다. 물론, 열교환기는 온도 센서를 통해 측정되는 온도에 따라 자동으로 가동하고, 그 가동에 따른 동작 데이터를 상수도 관제장치(130)로 제공하는 것도 얼마든지 가능할 수 있다. 이에 따라 상수도 관제장치(130)는 동파방지시스템(220)의 정상 작동 여부를 모니터링할 수 있게 된다. 상수도 관제장치(130)는 빅데이터의 생성을 위하여 동파방지시스템(220)으로부터 동작 데이터, 온도 데이터 등을 주기적으로 수집하여 도 1의 DB(130a)에 체계적으로 분류하여 저장한 후 빅데이터 분석 동작을 수행할 수 있다. 동파방지시스템(220)은 이러한 동작에 관여할 수 있다.
또한 통신단말기(105)는 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 수도계량기(100)를 구성하는 함체부(99)상에 구비될 수 있다. 물론 통신단말기(105)의 경우에도 외부에 노출되므로 외부의 충격이나 비, 바람 등의 주변 환경으로부터 단말기를 보호하기 위하여 통신함을 포함할 수 있으며, 그 통신함의 내부에 통신장치를 구비할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 LTE 단말기를 예시하였지만, 다양한 통신규격에 의해 통신이 이루어질 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 형태에 특별히 한정하지는 않을 것이다.
상기한 내용 이외에도 수도계량기(100)의 내부에 설치되는 수도배관 스케일러(200), 센서장치(210) 및 동파방지시스템(220) 및 통신단말기(105)는 다양한 동작을 수행할 수 있으며, 기타 자세한 내용은 앞서 충분히 설명하였으므로 그 내용들로 대신하고자 한다.
도 3은 도 1의 상수도 관제장치의 세부구조를 예시한 블록다이어그램이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 도 1의 상수도 관제장치(130)는 통신 인터페이스부(300), 제어부(310), 상수도 관제부(320) 및 저장부(330)의 일부 또는 전부를 포함한다.
여기서, "일부 또는 전부를 포함한다"는 것은 저장부(330)와 같은 일부 구성요소가 생략되어 상수도 관제장치(130)가 구성되거나, 상수도 관제부(320)와 같은 일부 구성요소가 제어부(310)와 같은 다른 구성요소에 통합되어 구성될 수 있는 것 등을 의미하는 것으로서, 발명의 충분한 이해를 돕기 위하여 전부 포함하는 것으로 설명한다.
통신 인터페이스부(300)는 도 1의 상수도 설비장치(100, 105)를 구성하는 통신단말기(105), 사용자 단말장치(110), 홈패드장치(115), 수도사업소장치(135), 관리자장치(140)와 각각 통신할 수 있다. 통신 인터페이스부(300)는 통신을 수행하는 과정에서 변/복조, 먹싱/디먹싱, 인코딩/디코딩, 해상도를 변환하는 스케일링 등의 동작을 수행할 수 있으며, 이는 당업자에게 자명하므로 더 이상의 설명은 생략한다.
통신 인터페이스부(300)는 수도계량기(100)의 내부 또는 인근에 구비되는 다양한 센서장치들로부터 센싱 데이터를 수신할 수 있다. 더 정확하게는 수도계량기(100)에 설치되는 상수도 설비장치(100, 105)로부터 데이터를 수신할 수 있다. 여기서 센싱 데이터는 수질 측정과 관련한 데이터뿐 아니라, 건물의 진동 상태나 지반의 침하상태 등의 센싱 데이터를 포함할 수 있다. 통신 인터페이스부(300)는 해당 데이터를 수신하여 제어부(310)로 전달할 수 있다.
또한 통신 인터페이스부(300)는 센싱 데이터의 분석 결과에 따라 제어부(310)의 제어하에 다양한 동작을 수행할 수 있다. 대표적으로 통신 인터페이스부(300)는 수질 개선이 필요한 경우 도 1의 통신단말기(105)와 통신하여 수도계량기(100)의 내부에 구비되는 수도배관 스케일러(200)를 작동시키기 위한 동작을 수행할 수 있다. 물론 해당 동작은 도 1의 상수도 관제장치(130)의 원격 제어에 따라 즉 제어 명령에 따라 통신단말기(105)가 수도배관 스케일러(200)를 제어하는 제어장치로 동작할 수도 있다. 이에 따라 수도배관 스케일러(200)는 통신단말기(105)의 피제어장치가 될 수 있는 것이다.
나아가 통신 인터페이스부(300)는 제어부(310)의 제어하에 사용자 단말장치(110)나 홈패드장치(115)로 수질상태나 건물상태와 관련한 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어 지진이 발생한 경우 건물은 흔들릴 수 있으며, 이에 따라 수도배관에 상태변화가 발생할 수도 있다. 사용자 단말장치(110)나 홈패드장치(115)는 이러한 정보를 제공받을 수 있으며, 통신 인터페이스부(300)는 이러한 정보 전송의 동작에 관여할 수 있다.
뿐만 아니라, 통신 인터페이스부(300)는 수도사업소장치(135)와 통신하여 물생산량을 조절하도록 관련 정보를 제공할 수 있다. 다시 말해, 도 1의 상수도 관제장치(130)에서 특정 사업소에서 운용하는 수돗물의 사용량을 예측한 결과 물생산량의 조절이 필요하다고 판단되는 경우 해당 정보를 전송할 수 있다. 일종의 물생산량 조절을 위한 예보를 할 수 있는 것이다. 이외에도 통신 인터페이스부(300)는 관리자장치(140)와 통신하여 다양한 유형의 데이터를 제공할 수 있으며, 가령 관리자장치(140)에서 상수도 관제장치(130)의 서비스에 접속하여 예측 통계 등의 데이터를 확인하고자 하는 경우에는 해당 데이터를 제공할 수 있다.
제어부(310)는 도 3의 통신 인터페이스부(300), 상수도 관제부(320) 및 저장부(330)의 전반적인 제어 동작을 담당한다. 제어부(310)는 도 1의 통신단말기(105)로부터 수질이나 건물상태와 관련한 센싱 데이터가 제공되면 이를 저장부(330)에 임시 저장한 후 분석을 위해 상수도 관제부(320)로 제공할 수 있다. 또한, 제어부(310)는 공공기관에서 제공하는 강우, 강수, 대기, 오존, 미세먼지, 온도 등의 날씨 정보(혹은 데이터)와, 교통, 전기, 가스 등의 기타 공공 정보(혹은 데이터)를 제공받아 저장부(330)에 임시 저장한 후 상수도 관제부(320)로 제공할 수 있다.
또한 제어부(310)는 상수도 관제부(320)의 요청에 따라 다양한 동작을 수행할 수 있으며, 가령 수도계량기(100)의 내부에 구비되는 수도배관 스케일러(200)를 가동시키기 위한 동작을 수행할 수 있다. 이를 위하여 제어부(310)는 통신 인터페이스부(300)를 제어하여 도 1의 통신단말기(105)와 통신을 수행할 수 있다. 또한, 제어부(310)는 상수도 관제부(320)의 요청에 따라 사용자 단말장치(110)나 홈패드장치(115)로 수질정보나 건물정보를 제공하기 위해 통신 인터페이스부(300)를 제어할 수 있다. 이러한 정보 제공은 온라인 구독형의 유료 서비스로 제공될 수도 있으며, 유료 서비스의 경우 제어부(310)는 매월 요금 정산을 위한 동작도 수행할 수 있을 것이다. 이를 위해 제어부(310)는 상수도 관제부(320)와 연동할 수 있다.
상수도 관제부(320)는 가령 임의 지역이나 전국의 수도계량기(100)의 수도 배관에 설치되는 상수도 설비장치(100, 105)를 통해 수도 배관의 상태를 모니터링할 수 있다. 물론 건물의 상태도 모니터링할 수 있으며, 건물의 상태는 방제대응을 위한 목적도 있지만 건물의 상태가 수도배관에 어떠한 영향을 미치는지 상관관계를 예측하여 조속히 대처하기 위한 목적도 있다. 우선 상수도 관제부(320)는 수도계량기(100)의 내부에 설치되는 수질센서로부터 제공되는 센싱 데이터를 분석하여 수질을 분석할 수 있다. 수질 분석 결과, 수질 개선이 필요한 경우 수도 배관에 연결되는 이온화장치와 같은 수도배관 스케일러(200)의 동작을 제어할 수 있다. 물론 상수도 관제부(320)는 제어를 위한 제어 데이터를 생성하여 도 1의 통신단말기(105)로 제공하여 통신단말기(105)에 의해 제어가 이루어지도록 할 수 있다.
예를 들어, 상수도 관제부(320)는 수질이 -α만큼 악화되었다면 제어 데이터를 통해 수도배관 스케일러(200)의 동작을 제어하여 +α만큼 보완하여 수질이 정상수치를 갖도록 할 수 있다. 물론 이를 위하여 살균 소독이 이루어질 수도 있으며, 배관 내부 세척이 이루어질 수도 있다. 이러한 동작은 상수도 관제부(320)에서 빅데이터 수집 및 분석을 통해 어떠한 동작을 수행할지는 충분히 예측할 수 있으므로, 어느 하나의 방식에 특별히 한정하지는 않을 것이다. 다시 말해 상수도 관제부(320)는 인공지능 프로그램을 탑재하여 학습 데이터를 지도 학습을 통해 수행할 수 있으며, 가령 수질 개선을 위해 배관 내부 세척이 필요한 것으로 학습이 이루어진 경우 배관 세척 동작을 수행할 수 있는 것이다. 물론 본 발명의 실시예에 따른 수도배관 스케일러(200)는 수돗물의 탄소를 활용해 정전기를 발생시켜 수질을 정화하므로, 수도배관 스케일러(200)의 동작만으로 수도배관의 녹, 스케일, 슬라임, 일반세균을 제거할 수 있게 된다.
무엇보다 본 발명의 실시예에 따른 상수도 관제부(320)는 이러한 인공지능 프로그램을 적용하여 일별, 월별, 년별 물사용량이나, 수질변화, 또 누수, 지역별 사용량을 예측할 수 있다는 것이다. 빅데이터를 생성하여 분석한 결과 가령 3 ~ 5년 동안의 상수 사용패턴을 분석할 수 있고 이를 통해 미래의 특정한 기간의 수질이나 무사용을 예측할 수 있다. 또는 수질 변화나 누수 등의 경우에는 배관의 노후 상태를 분석하고 지도 학습에 의해 학습된 데이터를 근거로 수질 변화와 누수를 정확히 예측할 수도 있다. 특히 물 사용과 관련하여 기상청과 수자원공사의 정보를 취합하여 분석함으로써 가뭄이 심하거나 날씨가 더울 때 물 사용량이 많으므로 이러한 상황을 인공지능 프로그램을 통해 정확히 예측해 낼 수 있게 된다. 이외에도 상수도 관제부(320)는 서로 다른 사용자들이 동일한 재질(예: 동 파이프 등)이나 제조년도의 수도배관을 통해 동일한 환경에서 수질변화와 누수를 겪었다면 그 경험 데이터의 학습에 의해 타 사용자의 수도배관에 대한 수질변화나 누수를 예측할 수 있다. 이와 같은 방식으로 인공지능에 의한 정확한 예측이 얼마든지 가능할 수 있다.
또한 상수도 관제부(320)는 특정 가정이나 지역에서 수도 사용량이 예측되면 그 예측 결과에 의한 정보를 사용자들이 소지하는 사용자 단말장치(110)나 홈패드장치(115)로 제공할 수 있고, 또 도 1의 수도사업소장치(135) 등으로 제공하여 물 생산을 위해 활용하도록 요청할 수 있다. 소비자에게 온라인 구독형의 형태로 정보가 제공될 수 있다. 상수도 관제부(320)는 물 사용량을 예측함으로써 기존에 국가 전체적으로 15% 과생산하던 에너지 및 탄소배출을 절감할 수 있을 것이다.
저장부(330)는 제어부(310)의 제어하에 다양한 데이터를 임시 저장할 수 있다. 저장부(330)는 도 1의 통신단말기(105)로부터 제공되는 수질이나 건물과 관련한 센싱 데이터를 임시 저장한 후 데이터 분석을 위해 상수도 관제부(320)로 제공할 수 있다. 또한, 저장부(330)는 데이터 분석 결과를 지정 포맷의 형태로 제공하는 경우 해당 데이터를 임시 저장한 후 도 1의 DB(130a)에 체계적으로 분류하여 저장되도록 출력할 수 있다.
상기한 내용 이외에도 도 3의 통신 인터페이스부(300), 제어부(310), 상수도 관제부(320) 및 저장부(330)는 다양한 동작을 수행할 수 있으며, 기타 자세한 내용은 앞서 충분히 설명하였으므로 그 내용들로 대신하고자 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 상수도 관계 플랫폼 서비스 방법을 나타내는 흐름도이다.
설명의 편의상 도 4를 도 1과 함께 참조하면, 본 발명의 실시예에 따라 건물의 수도 배관에 연결되는 수도배관 스케일러(200)는, 수도 배관의 내부 상태를 스케일링한다(S400). 본 발명의 실시예에 따른 수도배관 스케일러(200)는 수돗물의 탄소를 활용해 정전기를 발생시켜 수질을 정화하는 동작을 수행할 수 있다. 이를 통해 스케일러(200)의 설치만으로 수도배관의 녹, 스케일, 슬라임, 일반세균을 제거할 수 있다. 수도배관 스케일러(200)는 도 1의 상수도 관제장치(130)에 의해 원격 제어되어 작동할 수 있다.
또한, 수도 배관에 설치되는 수질센서 등의 제1 센서장치는, 수도 배관 내의 수질을 측정한다(S410). 수질 측정을 통해 수은, 전도도, 탁도, TDS, 염분, ORP 등을 측정할 수 있다. 물론 해당 특성을 측정하기 위하여 다양한 유형의 센서가 사용될 수도 있으므로, 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 센서 유형에 특별히 한정하지는 않을 것이다.
건물이나 지반에 설치되는 진동센서나 지반센서 등의 제2 센서장치는, 건물이나 지반 상태를 측정한다(S420). 이러한 제2 센서장치는, 건물의 상태를 측정하여 건물 안전정보를 통한 방제대응 목적도 있지만, 건물의 수도배관과의 상관관계를 예측하여 가령 건물의 진동과 수도배관의 상호관계에 대한 상태변화를 예측하고 그에 적절한 대응을 하기 위해서 사용될 수 있다.
상수도 관제장치(130)는 제1 센서장치와 제2 센서장치의 센싱 데이터를 근거로 수질 및 건물이나 지반의 상태를 모니터링 즉 관제한다(S430). 이를 통해 건물주나 건물에 거주하는 거주민들의 사용자 단말장치(110)나 홈패드장치(115)로 수질 정보 및 건물 상태 정보를 제공할 수 있다. 이러한 정보는 구독형의 형태로 제공할 수 있다.
상기한 내용 이외에도 본 발명의 실시예에 따른 도 1의 상수도 설비장치(100, 105), 홈패드장치(115), 사용자 단말장치(110), 통신망(120), 상수도 관제장치(130), 수도사업소장치(135) 및 관리자장치(140)는 다양한 동작을 수행할 수 있으며, 기타 자세한 내용은 앞서 충분히 설명하였으므로 그 내용들로 대신하고자 한다.
한편, 본 발명의 실시예를 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, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 비일시적 저장매체(non-transitory computer readable media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시 예를 구현할 수 있다.
여기서 비일시적 판독 가능 기록매체란, 레지스터, 캐시(cache), 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라, 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로, 상술한 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리 카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독가능 기록매체에 저장되어 제공될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.
이상에서, 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시 예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100, 105: 상수도 설비장치 100: 수도계량기
105: 통신단말기 110: 사용자 단말장치
115: 홈패드장치 120: 통신망
130: 상수도 관제장치 140: 관리자장치
200: 수도(배)관 스케일러 210: 센서장치
220: 동파방지시스템 300: 통신 인터페이스부
310: 제어부 320: 상수도 관제부
330: 저장부
105: 통신단말기 110: 사용자 단말장치
115: 홈패드장치 120: 통신망
130: 상수도 관제장치 140: 관리자장치
200: 수도(배)관 스케일러 210: 센서장치
220: 동파방지시스템 300: 통신 인터페이스부
310: 제어부 320: 상수도 관제부
330: 저장부
Claims (10)
- 건물의 수도 배관에 연결하여 상기 수도 배관의 내부 상태를 스케일링하는 수도배관 스케일러;
상기 수도 배관 내를 흐르는 상수의 수질을 측정하는 제1 센서장치;
상기 건물이나 상기 건물의 지반에 설치되어 상기 건물 또는 상기 지반의 상태를 측정하는 제2 센서장치; 및
상기 제1 센서장치 및 상기 제2 센서장치의 센싱 데이터를 근거로 상기 수질 및 상기 건물이나 상기 지반의 상태를 모니터링하는 상수도 관제장치;를 포함하되,
상기 제1 센서는 상기 수도가 유입되는 배관의 시작점 및 상기 배관의 끝부분 에 각각 설치되도록 한 쌍이 구비되고,
상기 스케일러는 상기 한 쌍의 제1 센서 사이의 배관에 설치되어 상기 상수로 무해 살균제를 분사하고,
상기 상수도 관제장치는 상기 상수의 수온, 전도도, 탁도, 염분, TDS, ORP 정보를 수집하는 상수도 관제 플랫폼 서비스 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 상수도 관제장치는, 상기 제1 센서장치의 제1 센싱 데이터의 분석 결과를 근거로 상기 수도배관 스케일러를 가동시켜 수질 내 일반세균의 살균, 배관의 녹제거 및 억제, 배관 내 물때를 제거하는, 상수도 관제 플랫폼 서비스 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 상수도 관제장치는, 상기 제2 센서장치로서 진동센서 및 지반침하센서를 이용하며, 상기 제2 센서장치의 제2 센싱 데이터를 수집 및 분석하여 분석 결과를 근거로 방제대응 동작을 수행하는, 상수도 관제 플랫폼 서비스 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 상수도 관제장치는, 상기 수질의 상태 및 상기 건물의 상태나 상기 지반의 상태를 상기 건물의 건물주 또는 상기 건물에 거주하는 거주민이 소지하는 사용자 단말장치로 통지하는, 상수도 관제 플랫폼 서비스 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 상수도 관제장치는, 인공지능(AI) 프로그램을 적용해 상기 제1 센서장치의 제1 센싱 데이터 및 상기 수질과 관련해 공공기관에서 취득하는 공공 데이터를 분석하여 분석 결과를 근거로 임의 지역의 물사용량을 예측하여 예측 결과에 따른 물생산이 이루어지도록 하는, 상수도 관제 플랫폼 서비스 시스템. - 건물의 수도 배관에 연결되는 수도배관 스케일러가, 상기 수도 배관의 내부 상태를 스케일링하는 단계;
제1 센서장치가, 상기 수도 배관 내를 흐르는 상수의 수질을 측정하는 단계;
상기 건물이나 상기 건물의 지반에 설치되는 제2 센서장치가, 상기 건물 또는 상기 지반의 상태를 측정하는 단계; 및
상수도 관제장치가, 상기 제1 센서장치 및 상기 제2 센서장치의 센싱 데이터를 근거로 상기 수질 및 상기 건물이나 상기 지반의 상태를 모니터링하는 단계;를포함하되,
상기 제1 센서장치는 상기 수도가 유입되는 배관의 시작점 및 상기 배관의 끝부분 에 각각 설치되도록 한 쌍이 구비되고,
상기 스케일러는 상기 한 쌍의 제1 센서장치 사이의 배관에 설치되어 상기 상수로 무해 살균제를 분사하고,
상기 상수도 관제장치는 상기 상수의 수온, 전도도, 탁도, 염분, TDS, ORP 정보를 수집하는 상수도 관제 플랫폼 서비스 방법.
- 제6항에 있어서,
상기 모니터링하는 단계는,
상기 제1 센서장치의 제1 센싱 데이터의 분석 결과를 근거로 상기 수도배관 스케일러를 가동시켜 수질 내 일반세균의 살균, 배관의 녹제거 및 억제, 배관 내 물때를 제거하는 단계를 포함하는, 상수도 관제 플랫폼 서비스 방법. - 제6항에 있어서,
상기 모니터링하는 단계는,
상기 제2 센서장치로서 진동센서 및 지반침하센서를 이용하며, 상기 제2 센서장치의 제2 센싱 데이터를 수집 및 분석하여 분석 결과를 근거로 방제대응 동작을 수행하는 단계를 포함하는, 상수도 관제 플랫폼 서비스 방법. - 제6항에 있어서,
상기 모니터링하는 단계는,
상기 수질의 상태 및 상기 건물의 상태나 상기 지반의 상태를 상기 건물의 건물주 또는 상기 건물에 거주하는 거주민이 소지하는 사용자 단말장치로 통지하는 단계를 포함하는, 상수도 관제 플랫폼 서비스 방법. - 제6항에 있어서,
상기 모니터링하는 단계는,
인공지능(AI) 프로그램을 적용해 상기 제1 센서장치의 제1 센싱 데이터 및 상기 수질과 관련해 공공기관에서 취득하는 공공 데이터를 분석하여 분석 결과를 근거로 임의 지역의 물사용량을 예측하여 예측 결과에 따른 물생산이 이루어지도록 하는 단계;를 포함하는 상수도 관제 플랫폼 서비스 방법.
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2024090670A1 (ko) | 2024-05-02 |
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