KR102650174B1 - Complex environment monitoring and control system and method for controlling environment in ship thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 철판으로 구성되어진 선박의 구역에 설치되는 허브 디바이스를 통해 감지된 환경감지정보를 근거로 하여 구역내 복합적인 상황을 알 수 있어 사고 대응 및 예측이 가능한 복합 환경 모니터링 및 제어 시스템과 그의 선내 환경 제어 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 선박내 구획된 구역에 설치되며, 해당 구역의 환경을 감지하기 위한 센서를 통해 감지된 환경감지정보를 수집하여 근거리 통신을 위해 내장된 유무선 메쉬 네트워크를 통해 외부로 송신하는 허브 디바이스; 및 상기 허브 디바이스로부터 수신된 환경감지정보를 모니터링하고, 상기 수신된 환경감지정보를 근거로 하여 상기 구역내 유지 보수 여부 또는 상기 구역내 이상 상황 여부를 판단하여 그 판단결과에 따라 사전 약속된 대응 프로세스를 수행하는 통합 제어 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 환경 모니터링 및 제어 시스템이 제공된다.The present invention provides a complex environmental monitoring and control system capable of responding to and predicting accidents by knowing the complex situation in the area based on environmental sensing information detected through a hub device installed in the area of the ship made of steel plates, and a complex environment monitoring and control system within the ship. It is about environmental control methods.
According to one embodiment of the present invention, it is installed in a partitioned area within the ship, and environmental detection information detected through a sensor for detecting the environment of the area is collected and transmitted to the outside through a built-in wired and wireless mesh network for short-distance communication. a hub device that transmits; And a pre-arranged response process that monitors the environmental detection information received from the hub device, determines whether maintenance is performed in the area or whether there is an abnormal situation in the area based on the received environmental detection information, and determines whether there is an abnormal situation in the area. A complex environmental monitoring and control system is provided, comprising an integrated control device that performs.
Description
본 발명은 복합 환경 모니터링 및 제어 시스템과 그의 선내 환경 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 철판으로 구성되어진 선박의 구역에 설치되는 허브 디바이스를 통해 감지된 환경감지정보를 근거로 하여 구역내 복합적인 상황을 알 수 있어 사고 대응 및 예측이 가능한 복합 환경 모니터링 및 제어 시스템과 그의 선내 환경 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a complex environmental monitoring and control system and a method for controlling the environment within a ship. More specifically, the present invention relates to a complex environment monitoring and control system within the area based on environmental detection information detected through a hub device installed in the area of the ship made of steel plates. It is about a complex environmental monitoring and control system that can respond to and predict accidents by knowing the situation, and its onboard environmental control method.
최근 조선 산업에서는 시장 경쟁력 강화를 목적으로 발달된 ICT 기술을 활용한 다양한 시도가 이루어지고 있으며, 대표적으로 선박 운항 및 운영과 관련된 분야에서 CAPEX 및 OPEX의 절감을 위해 자동화와 지능화 그리고 IoT와 같은 Global Technical을 접목한 다양한 제품 및 서비스를 그 예로 들 수 있다.Recently, in the shipbuilding industry, various attempts have been made using developed ICT technologies to strengthen market competitiveness. Representative examples include global technical technologies such as automation, intelligence, and IoT to reduce CAPEX and OPEX in areas related to ship operation and operation. Examples include various products and services that incorporate .
이렇게 ICT 기술과의 융합을 통한 제품 및 서비스의 증가는 결국 선내 Sensing Service Unit, Instrument Device, Machinery System 들을 구성(이하, SIoT(Ship Internet of thing) Node)하는 각 노드들에 대한 연결점의 증가와 통신의 디지털화의 확대를 유도한다.This increase in products and services through convergence with ICT technology ultimately results in an increase in connection points and communication for each node that constitutes the Sensing Service Unit, Instrument Device, and Machinery System on board (hereinafter referred to as SIoT (Ship Internet of thing) Node). induces the expansion of digitalization.
이는 각 연결대상인 각 노드들에 대한 상태 감시 및 제어 등을 기반으로 하는 다양한 솔루션에 대한 시장의 니즈를 통해 쉽게 예상할 수 있다.This can be easily predicted through the market needs for various solutions based on status monitoring and control for each connected node.
결국, 이러한 트랜드의 변화는 선내 유선 케이블에 기반한 통신 환경구성을 위한 케이블 비용 증가는 물론 커미셔닝(Commissioning) 단계에서의 Marshaling 작업 등과 관련된 엔지니어링의 비용의 증가를 가져오게 될 것이며, 이는 선주는 물론 선박을 건조하는 조선사에 부담이 될 수 있다.Ultimately, this change in trend will lead to an increase in cable costs for configuring a communication environment based on wired cables within the ship, as well as an increase in engineering costs related to marshaling work at the commissioning stage, which will lead to an increase in engineering costs related to marshaling work at the commissioning stage, etc., which will lead to an increase in engineering costs for the ship owner as well as the ship. This can be a burden to the shipbuilding company that is constructing the ship.
위와 같은 배경으로 육상의 오일 및 가스 시장에서는 계측 장비 등의 디지털화 및 무선화를 위하여 노드 장비를 대상으로 무선 HART 등과 같은 기술을 활용하여, 다양한 IOT(Internet of thing) 기술들과 연동되는 토탈 서비스들이 개발중이며 일부 기술은 제한된 조건하에서 시범 적용 중에 있다.Against the above background, in the onshore oil and gas market, total services that are linked to various IOT (Internet of thing) technologies have been developed by utilizing technologies such as wireless HART for node equipment to digitize and wirelessize measurement equipment, etc. Some technologies are currently being piloted under limited conditions.
하지만, 발달된 육상에서의 검증된 기술을 조선 산업 즉, 바다 위에 있는 선박 내부의 폐쇄된 환경에 적용하기에는 적지 않은 문제가 있다. 크게 구분하여 예를 들면 제어를 위한 데이터 전송환경과 이를 기반으로 한 다양한 센싱 시스템을 예로 들 수 있다.However, there are quite a few problems in applying proven technologies developed on land to the shipbuilding industry, that is, to the closed environment inside ships on the sea. Broadly categorized, for example, a data transmission environment for control and various sensing systems based on it can be given as an example.
먼저, 선박의 제어 환경은 일반적으로 노드 제어를 목적으로 하는 경우, 4-20mA의 아날로그 신호에 기반한 통신환경 아래 시스템이 구성되며, 일부 구간에 있어 대용량 및 고속 데이터 전송을 필요로 하는 경우 디지털화된 신호 전달을 기반으로 한 IP 기반 All-IP 네트워크 환경이 구성되어진다.First, the ship's control environment is generally structured under a communication environment based on 4-20mA analog signals for the purpose of node control, and when large-capacity and high-speed data transmission is required in some sections, digitized signals are used. An IP-based all-IP network environment is established based on forwarding.
또한, 이러한 선박 내 네트워크 환경은 선급 규정과 같은 조건을 만족하기 위해 기본적으로 유선 전송 환경 기반으로 구성된다.Additionally, the network environment within these ships is basically based on a wired transmission environment to satisfy conditions such as classification regulations.
그리고, 선내 Sensing Service Unit, Instrument Device, Machinery System 등에 대한 제어 및 감시 시스템 구성을 위하여 각 노드의 변화를 감지하기 위한 센서가 필요로 하며, 유선 특성상 하나의 센서 신호의 송수신을 위해 한 가닥의 회선을 필요로 한다.In order to configure a control and monitoring system for the Sensing Service Unit, Instrument Device, Machinery System, etc. within the ship, a sensor is required to detect changes in each node. Due to the wired nature, one line is required to transmit and receive one sensor signal. in need.
이는 센서 포인트, 즉 연결 대상이 늘어날수록 케이블의 회선 증가는 물론 늘어난 다수의 회선과 관련한 물리적 규모 확대로 이어져 관련 작업량의 증가를 가져오게 된다.This means that as the number of sensor points, or connection targets, increases, the number of cable lines increases and the physical scale associated with the increased number of lines increases, resulting in an increase in the amount of work involved.
한편, 선내 기존의 센서 기반 감시 시스템은 사고에 대한 단일 정보만을 알려주는 독립적인 시스템들로 구성되어져 있었다. 이는 시스템에 연결된 단일 센서로부터의 취득된 정보만을 제공하기 때문에 사고에 대한 복합적인 상황을 알 수 없어 사고 대응 및 예측이 어렵다.Meanwhile, the existing sensor-based surveillance system on board consisted of independent systems that provided only single information about the accident. Because this only provides information acquired from a single sensor connected to the system, the complex situation surrounding the accident cannot be known, making accident response and prediction difficult.
또한, 기존의 센서 기반 감지 시스템은 통신 성공률이 95% 수준에서 최저 60%까지 떨어지는 경우도 있고, 경종을 통해서만 비정상적인 조건 여부를 알 수 있어 신속한 대처 및 사전 예방이 불가능했다.Additionally, the communication success rate of existing sensor-based detection systems sometimes drops from 95% to as low as 60%, and abnormal conditions can only be detected through alarms, making rapid response and prevention impossible.
또한, 유선 특성상 하나의 센서 신호의 송수신을 위해 한 가닥의 회선을 필요로 하고, 이는 연결 장비가 늘어날수록 케이블의 회선 증가는 물론 배선 연결 작업이 많아 설치의 어려움이 있고, 많은 작업시수 투입을 필요로 한다.In addition, due to the nature of wired lines, a single line is required to transmit and receive a single sensor signal. As the number of connected devices increases, not only does the number of cable lines increase, but there is also a lot of wiring connection work, which makes installation difficult and requires a lot of work time. in need.
본 발명의 목적은, 철판으로 구성되어진 선박의 구역에 설치되는 허브 디바이스를 통해 감지된 환경감지정보를 근거로 하여 구역내 복합적인 상황을 알 수 있어 사고 대응 및 예측이 가능한 복합 환경 모니터링 및 제어 시스템과 그의 선내 환경 제어 방법을 제공함에 있다.The purpose of the present invention is to provide a complex environmental monitoring and control system that can respond to and predict accidents by knowing the complex situation in the area based on environmental sensing information detected through a hub device installed in the area of the ship made of steel plates. and providing a method for controlling the environment on board the ship.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 선박내 구획된 구역에 설치되며, 해당 구역의 환경을 감지하기 위한 센서를 통해 감지된 환경감지정보를 수집하여 근거리 통신을 위해 내장된 유무선 메쉬 네트워크를 통해 외부로 송신하는 허브 디바이스; 및 상기 허브 디바이스로부터 수신된 환경감지정보를 모니터링하고, 상기 수신된 환경감지정보를 근거로 하여 상기 구역내 유지 보수 여부 또는 상기 구역내 이상 상황 여부를 판단하여 그 판단결과에 따라 사전 약속된 대응 프로세스를 수행하는 통합 제어 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 환경 모니터링 및 제어 시스템이 제공된다.According to an embodiment of the present invention to achieve the above object, a wired and wireless device installed in a partitioned area within a ship collects environmental detection information detected through a sensor for detecting the environment of the area and provides short-distance communication. A hub device that transmits to the outside through a mesh network; And a pre-arranged response process that monitors the environmental detection information received from the hub device, determines whether maintenance is performed in the area or whether there is an abnormal situation in the area based on the received environmental detection information, and determines whether there is an abnormal situation in the area. A complex environmental monitoring and control system is provided, comprising an integrated control device that performs.
상기 허브 디바이스는 상기 통합 제어 장치와 연결되는 메인 허브 디바이스와, 상기 메인 허브 디바이스와 연결되는 적어도 하나의 서브 허브 디바이스를 포함할 수 있다.The hub device may include a main hub device connected to the integrated control device and at least one sub hub device connected to the main hub device.
상기 허브 디바이스는 화재 감지 센서, 온도 감지 센서, 습도 감지 센서, 연기 감지 센서 및 압력 감지 센서가 설치되는 메인 보드와, 상기 메인 보드에 선택적으로 연결되는 제 1 및 제 2 보조 보드를 포함하며, 상기 제 1 보조 보드는 조도 감지 센서, 오염 감지 센서, 모션 감지 센서, 소리 감지 센서 및 먼지 감지 센서가 설치되고, 상기 제 2 보조 보드는 무선 통신을 위한 통신 모듈이 설치될 수 있다.The hub device includes a main board on which a fire sensor, a temperature sensor, a humidity sensor, a smoke sensor, and a pressure sensor are installed, and first and second auxiliary boards selectively connected to the main board, The first auxiliary board may be equipped with an illumination detection sensor, a contamination detection sensor, a motion detection sensor, a sound detection sensor, and a dust detection sensor, and the second auxiliary board may be equipped with a communication module for wireless communication.
상기 메인 보드는 동작 상태를 표시하는 표시부와, 상기 제 1 보조 보드와 연결되는 제 1 연결단자와, 상기 제 2 보조 보드와 연결되는 제 2 연결단자와, 상기 화재 감지 센서, 상기 온도 감지 센서, 상기 습도 감지 센서, 상기 연기 감지 센서, 및 상기 압력 감지 센서로부터 감지된 환경감지정보, 상기 제 1 연결단자를 거쳐 수신된 환경감지정보 및 상기 제 2 연결단자를 거쳐 수신된 환경감지정보를 취합하여 상기 통합 제어 장치에 전송하는 제어유닛을 포함할 수 있다.The main board includes a display unit that displays an operating state, a first connection terminal connected to the first auxiliary board, a second connection terminal connected to the second auxiliary board, the fire detection sensor, the temperature detection sensor, By collecting the environmental detection information sensed from the humidity detection sensor, the smoke detection sensor, and the pressure detection sensor, the environmental detection information received through the first connection terminal, and the environmental detection information received through the second connection terminal, It may include a control unit that transmits data to the integrated control device.
상기 메인 보드는 상기 구역내 위치하는 기자재 융합모듈과의 통신을 위한 인터페이스부를 더 포함하고, 상기 인터페이스부는 아날로그용 인터페이스, 디지털용 인터페이스 및 데이터 통신용 인터페이스를 포함할 수 있다.The main board further includes an interface unit for communication with an equipment convergence module located in the area, and the interface unit may include an analog interface, a digital interface, and a data communication interface.
상기 허브 디바이스는 상기 구역의 천장 또는 벽에 설치되고, 상기 허브 디바이스의 메인보드 상부에는 진동방지패드가 설치되고, 상기 메인 보드의 하부에는 커버가 설치되며, 상기 메인보드와 상기 커버 사이에는 선택적으로 라이트(Light)가 설치될 수 있다.The hub device is installed on the ceiling or wall of the area, an anti-vibration pad is installed on the top of the main board of the hub device, a cover is installed on the bottom of the main board, and an optional space is provided between the main board and the cover. Light can be installed.
상기 메인보드, 상기 진동방지패드 및 상기 커버는 일체형이거나, 또는 상기 메인보드, 상기 진동방지패드, 상기 라이트 및 상기 커버는 일체형일 수 있다.The main board, the anti-vibration pad, and the cover may be integrated, or the main board, the anti-vibration pad, the light, and the cover may be integrated.
상기 통합 제어 장치는 상기 선박내 구역에 설치되는 허브 디바이스의 등록정보, 수정정보 및 삭제정보를 저장하고, 상기 구역내 기자재의 상태정보를 저장하며, 상기 구역의 이슈 및 대응정보를 저장하는 데이터베이스와, 상기 허브 디바이스의 등록/인증, 그리고 상기 구역내 허브 디바이스간 데이터 동기화를 위한 디바이스 관리부와, 상기 구역내 설치된 허브 디바이스를 통해 수신된 환경감지정보를 취합하여 분류 및 분석하고, 분석된 환경감지정보를 근거로 하여 사전 정의된 선내 관련 기준에 따른 조건을 벗어나는 경우 상기 벗어나는 조건에 대응시켜 저장된 상기 대응 프로세스를 수행하도록 제어하는 통합 제어부를 포함할 수 있다.The integrated control device stores registration information, modification information, and deletion information of hub devices installed in the area within the ship, stores status information of equipment within the area, and stores issue and response information of the area. , a device management unit for registration/authentication of the hub device and data synchronization between hub devices in the zone, and a device management unit that collects, classifies and analyzes environmental sensing information received through hub devices installed in the zone, and analyzes the analyzed environmental sensing information. It may include an integrated control unit that controls to perform the stored corresponding process in response to the deviating condition when the condition deviates from the predefined ship-related standards based on .
상기 통합 제어부는 상기 수신된 감지정보 중 화재 또는 연기가 상기 사전 정의된 선내 관련 기준에 따른 조건을 벗어난 경우 상기 구역내 설치된 팬 및 소화기가 자동 작동되도록 해당 팬 및 소화기 구동신호를 인가하는 상기 대응 프로세스를 수행하고, 상기 구역내 모션이 감지되었는지 여부에 따라 상기 구역내 모션이 감지되지 않은 경우 상기 구역으로의 진입 차단을 알릴 수 있다.The integrated control unit is the response process for applying a corresponding fan and fire extinguisher drive signal so that the fan and fire extinguisher installed in the area are automatically activated when fire or smoke among the received detection information exceeds the conditions according to the predefined ship-related standards. , and depending on whether motion within the zone is detected, entry into the zone may be blocked if motion within the zone is not detected.
상기 통합 제어부는 상기 환경감지정보를 분석하여 위험도를 수치화한 결과가 사전 약속된 기준 위험도에 도달하면 상기 위험도를 수치화한 결과에 대응시켜 저장된 상기 대응 프로세스를 추출하여 제공할 수 있다.The integrated control unit may analyze the environment detection information, and when the result of quantifying the risk reaches a pre-arranged standard risk, the integrated control unit may extract and provide the stored response process in response to the result of quantifying the risk.
상기 통합 제어 장치는 상기 선박의 조정실에 설치되고, 상기 허브 디바이스는 타겟 구역에 복수개 설치되며, 상기 통합 제어 장치와 상기 허브 디바이스는 디지털 또는 아날로그 통신을 수행할 수 있다.The integrated control device is installed in the control room of the ship, a plurality of hub devices are installed in the target area, and the integrated control device and the hub device can perform digital or analog communication.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 선박내 구획된 구역에 설치되며, 해당 구역의 환경을 감지하기 위한 센서를 통해 감지된 환경감지정보를 수집하여 외부로 송신하는 허브 디바이스와, 상기 허브 디바이스와 통신하는 통합 제어 장치를 포함하는 복합 환경 모니터링 및 제어 시스템의 선내 환경 제어 방법으로서, 상기 통합 제어 장치가, 상기 선박내 구역의 환경을 감지한 환경감지정보를 수신하는 단계; 상기 통합 제어 장치가, 상기 수신된 환경감지정보를 근거로 하여 상기 구역내 유지보수가 필요한지 또는 상기 구역내 이상 상황인지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 통합 제어 장치가, 상기 판단하는 단계의 판단결과, 상기 구역 내 유지보수가 필요한 경우 또는 상기 구역내 이상 상황인 경우에 맞게 사전 약속된 대응 프로세스를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 선내 환경 제어 방법이 제공된다.In addition, according to another embodiment of the present invention, a hub device installed in a partitioned area within a ship and collecting environmental detection information detected through a sensor for detecting the environment of the area and transmitting it to the outside; An on-board environmental control method of a complex environmental monitoring and control system including an integrated control device in communication with, the integrated control device comprising: receiving environmental detection information detecting the environment of a zone within the ship; determining, by the integrated control device, whether maintenance within the zone is necessary or whether there is an abnormal situation within the zone based on the received environmental detection information; And a step of performing, by the integrated control device, a pre-arranged response process according to the determination result of the determining step, when maintenance in the zone is necessary or in case of an abnormal situation in the zone. An environmental control method is provided.
상기 사전 약속된 대응 프로세스는 화재 대응프로세스, 오염사고 대응프로세스, 오일 누수 대응 프로세스 및 전력 제어 대응 프로세스를 포함하고, 상기 수행하는 단계는 상기 구역내 유지보수가 필요한 경우 관리자에게 유지보수의 필요성을 알리는 알림정보를 출력할 수 있다.The pre-arranged response process includes a fire response process, a pollution incident response process, an oil leak response process, and a power control response process, and the step performed is informing the manager of the need for maintenance in the area when maintenance is necessary. Notification information can be printed.
상기 수행하는 단계는 상기 수신된 환경감지정보 중 화재 또는 연기가 상기 사전 정의된 선내 관련 기준에 따른 조건을 벗어난 경우 상기 구역내 설치된 팬 및 소화기가 자동 작동되도록 해당 팬 및 소화기 구동신호를 인가하는 상기 대응 프로세스를 수행할 수 있다.The step of performing the step is to apply a corresponding fan and fire extinguisher drive signal so that the fan and fire extinguisher installed in the area are automatically activated when fire or smoke among the received environmental detection information exceeds the conditions according to the predefined ship-related standards. A response process can be performed.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 선내 환경 제어 방법은 상기 수행하는 단계 이후에, 상기 통합 제어 장치가, 상기 구역내 모션이 감지되었는지 여부에 따라 상기 구역내 모션이 감지되지 않은 경우 상기 구역으로의 진입 차단을 알리는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, in the onboard environment control method according to another embodiment of the present invention, after the performing step, the integrated control device moves to the zone if motion in the zone is not detected depending on whether motion in the zone is detected. It may further include a step of notifying entry blocking.
상기 판단하는 단계는 상기 환경감지정보 중 적어도 하나가 사전 설정된 임계치에 도달하는지 여부를 판단하고, 상기 통합 제어 장치가, 상기 판단하는 단계의 판단결과, 상기 환경감지정보 중 적어도 하나가 사전 설정된 임계치에 도달한 경우 그에 따른 조치를 취하는 단계를 더 포함할 수 있다.The determining step determines whether at least one of the environmental sensing information reaches a preset threshold, and the integrated control device determines whether at least one of the environmental sensing information reaches a preset threshold. If it is reached, it may further include steps to take action accordingly.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 선내 환경 제어 방법은 상기 수행하는 단계 이후에, 상기 통합 제어 장치가, 상기 구역의 감지정보를 모니터링한 결과 이상 상황 발생시 모션 감지 센서 및 열 감지 센서를 통해 감지된 정보를 이용하여 상기 구역내 작업자를 포함한 움직임의 여부를 판단하기 위한 정보를 제공하는 단계; 및 상기 통합 제어 장치가, 상기 제공된 정보를 통해 상기 구역내 움직임의 여부가 없는 경우 상기 구역으로의 진입 차단을 알리는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, in the onboard environment control method according to another embodiment of the present invention, after the above performing step, the integrated control device monitors the sensing information in the area and detects an abnormal situation through a motion detection sensor and a heat detection sensor when an abnormal situation occurs. providing information to determine whether there is movement, including workers, within the area using the provided information; And the integrated control device may further include a step of notifying entry to the zone to be blocked when there is no movement within the zone through the provided information.
본 발명의 실시예에 따르면, 철판으로 구성되어진 선박의 구역에 설치되는 허브 디바이스를 통해 감지된 환경감지정보를 근거로 하여 구역내 복합적인 상황을 알 수 있어 사고 대응 및 예측이 가능한 효과가 있다. According to an embodiment of the present invention, complex situations in the area can be known based on environmental sensing information sensed through a hub device installed in the area of a ship made of steel plates, which has the effect of enabling accident response and prediction.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 근거리 통신을 위해 내장된 유무선 메쉬 네트워크 기능을 갖는 허브 디바이스가 구역내 복수개 설치됨에 따라 구역내 설치된 허브 디바이스간의 양방향 무선 통신이 가능하여 선박의 건조 및 운영에 있어 케이블 구매 비용을 포함한 유관 기자재의 구입 및 설치 유지보수 비용을 절감시킬 수 있는 효과도 있다. In addition, according to an embodiment of the present invention, as a plurality of hub devices with built-in wired and wireless mesh network functions for short-distance communication are installed in the area, two-way wireless communication between hub devices installed in the area is possible, thereby improving the construction and operation of ships. It also has the effect of reducing the purchase, installation and maintenance costs of related equipment, including cable purchase costs.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 구역내 통합 제어 장치와 연결되는 메인 허브 디바이스, 해당 구역내 위치하는 복수의 서브 허브 디바이스간의 무선 통신을 통해 서브 허브 디바이스가 구역내 추가되더라도 설치의 어려움이 없고 많은 작업시수 투입이 불필요한 효과도 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, there is no difficulty in installation even if a sub-hub device is added to the zone through wireless communication between the main hub device connected to the integrated control device in the zone and a plurality of sub-hub devices located in the zone. There is also an unnecessary effect of investing a lot of work hours.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 허브 디바이스의 메인보드에 화재 감지 센서, 온도 감지 센서, 습도 감지 센서, 연기 감지 센서 및 압력 감지 센서가 설치됨에 따라 센서 신호의 송수신을 위한 케이블 없이도 허브 디바이스에서 화재, 온도, 습도, 연기 및 압력을 감지할 수 있는 효과도 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, a fire detection sensor, a temperature detection sensor, a humidity detection sensor, a smoke detection sensor, and a pressure detection sensor are installed on the main board of the hub device, so that the hub device can be used without a cable for transmitting and receiving sensor signals. It is also effective in detecting fire, temperature, humidity, smoke and pressure.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 구역의 특성상 조도, 오염, 모션, 소리 및 먼지 중 적어도 하나의 감지가 필요한 구역인 경우 조도, 오염, 모션, 소리 및 먼지를 감지하기 위한 센서가 설치된 제 1 보조 보드를 허브 디바이스에 연결함으로써 추가적인 센서의 설치를 필요로 하지 않음에 따른 효과도 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, if the area requires detection of at least one of illumination, pollution, motion, sound, and dust due to the characteristics of the zone, a first sensor installed for detecting illumination, contamination, motion, sound, and dust is installed. There is also the effect of not requiring the installation of additional sensors by connecting the auxiliary board to the hub device.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 복합 환경 모니터링 및 제어 시스템을 설명하기 위한 환경을 도시한 도면,
도 2는 도 1에 도시된 허브 디바이스를 설명하기 위한 도면,
도 3은 도 2에 도시된 허브 디바이스의 메인 보드에 연결되는 제 1 보조 보드를 도시한 도면,
도 4는 도 2에 도시된 허브 디바이스의 메인 보드에 연결되는 제 2 보조 보드를 도시한 도면,
도 5는 도 2에 도시된 허브 디바이스의 외형을 설명하기 위한 도면,
도 6은 도 5에 도시된 허브 다바이스가 선박의 구역내 설치된 상태를 도시한 도면,
도 7은 통합 제어 장치에 구역내 환경감지정보를 전송하는 환경을 설명하기 위한 도면,
도 8은 도 1에 도시된 통합 제어 장치를 설명하기 위한 도면, 그리고
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 복합 환경 모니터링 및 제어 시스템을 이용한 선내 환경 제어 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도.1 is a diagram illustrating an environment for explaining a complex environmental monitoring and control system according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a diagram for explaining the hub device shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram illustrating a first auxiliary board connected to the main board of the hub device shown in FIG. 2;
FIG. 4 is a diagram illustrating a second auxiliary board connected to the main board of the hub device shown in FIG. 2;
FIG. 5 is a diagram for explaining the external appearance of the hub device shown in FIG. 2;
Figure 6 is a view showing the hub device shown in Figure 5 installed in the area of the ship;
Figure 7 is a diagram for explaining an environment in which environmental detection information within a zone is transmitted to an integrated control device;
Figure 8 is a diagram for explaining the integrated control device shown in Figure 1, and
Figure 9 is an operation flowchart illustrating a method of controlling the environment on board a ship using a complex environmental monitoring and control system according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 복합 환경 모니터링 및 제어 시스템을 설명하기 위한 환경을 도시한 도면을 도시하고 있고, 도 2는 도 1에 도시된 허브 디바이스를 설명하기 위한 도면을 도시하고 있다.FIG. 1 illustrates a diagram illustrating an environment for explaining a complex environment monitoring and control system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 illustrates a diagram illustrating the hub device shown in FIG. 1 .
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 복합 환경 모니터링 및 제어 시스템은 선박의 구역에 설치되는 복수의 허브 디바이스(100)와, 복수의 허브 디바이스(100)과 통신하여 복수의 허브 디바이스(100)를 통해 수집된 구역내 환경감지정보를 수신하여 구역의 유지보수가 필요한지 또는 구역의 이상 상황이 발생했는지 여부를 판단하여 대응 프로세스를 수행하는 통합 제어 장치(200)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1, the complex environment monitoring and control system according to an embodiment of the present invention communicates with a plurality of hub devices 100 installed in the area of the ship and a plurality of hub devices 100 to provide a plurality of hub devices ( It is configured to include an
복수의 허브 디바이스(100) 각각은 구역의 환경을 감지하기 위한 센서가 설치되고, 그 센서를 통해 감지된 환경감지정보를 근거리 통신을 위해 내장된 유무선 메쉬 네트워크를 통해 외부로 송신한다. 여기서 외부는 통합 제어 장치(200) 일수도 있지만, 허브 디바이스(100)가 서브 허브 디바이스(120)인 경우 서브 허브 디바이스(120)의 근거리에 위치하는 메인 허브 디바이스(110)일 수도 있다.Each of the plurality of hub devices 100 is installed with a sensor to detect the environment of the area, and transmits environmental detection information detected through the sensor to the outside through a built-in wired and wireless mesh network for short-distance communication. Here, the outside may be the
이러한 복수의 허브 디바이스(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 통합 제어 장치(200)와 연결되는 메인 허브 디바이스(110)과, 구역에 위치하는 적어도 하나의 서브 허브 디바이스(120)를 포함한다. 구역에는 하나의 메인 허브 디바이스(110)와, 적어도 하나의 서브 허브 디바이스(120)를 구비할 수도 있지만, 메인 허브 디바이스(110) 없이 이웃하는 구역의 메인 허브 디바이스(110)와 연결되는 복수의 서브 허브 디아비스(120)만을 구비할 수도 있다.As shown in FIG. 1, the plurality of hub devices 100 include a
특히, 메인 허브 디바이스(110)는 통합 제어 장치(200)와 연결된 허브 디바이스로, 통합 제어 장치(200)와 유선, 즉 전원선 및 데이터 통신선으로 각각 연결된다.In particular, the
도 1에서 메인 허브 디바이스(110)는 기자재 융합모듈(50)간의 무선 통신, 구역내 위치하는 적어도 하나의 서브 허브 디바이스(120)간의 무선 통신을 수행한다.In FIG. 1, the
메인 허브 디바이스(110)는 각 구역마다 설치될 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 서브 허브 디바이스(120)로부터 구역내 환경감지정보 및 기자재의 상태정보를 게이트웨이(20)를 거쳐 통합 제어 장치(200)에 송신할 수 있음을 물론이다.The
메인 허브 디바이스(110)는 도 1에서 도시된 바와 같이 세개의 구역으로 구획된 경우, 좌측과 우측에 각각 위치한 것으로 도시하고 있으나, 중간에도 게이트웨이 없이 통합 제어 장치(200)와 연결시켜 메인 허브 디바이스로 채택할 수 있음은 물론이다.When the
서브 허브 디바이스(120)는 메인 허브 디바이스(110)와 달리, 통합 제어 장치(200)와 연결되지 않고, 구역내 또는 구역에 이웃하는 구역의 기자재 융합모듈(50) 또는 구역내 다른 서브 허브 디바이스와 무선 통신을 수행한다.Unlike the
서브 허브 디바이스(120)는 내장된 배터리를 통해 전원을 공급받을 수 있다.The
도 1에 도시된 바와 같이 선박내 일 예로, 제 1 구역, 제 2 구역 및 제 3 구역으로 구획된 경우, 제 1 구역에는 통합 제어 장치(200)와 연결되는 메인 허브 디바이스(110)와, 메인 허브 디바이스(110)와 무선 통신하는 2개의 서브 허브 디바이스(120)가 있고, 제 2 구역에는 게이트웨이(20), 3개의 서브 허브 디바이스(120)가 있으며, 제 3 구역에는 메인 허브 디바이스(110)와 1개의 서브 허브 디바이스(120)가 설치될 수 있다. 이때, 제 1 내지 제 3 구역에 위치하는 메인 허브 디바이스(110) 및 서브 허브 디바이스(120)는 구역내 환경감지정보 또는 구역내 위치하는 기자재 융합모듈(50)을 통해 감지된 가자재의 상태정보를 수신할 수 있다.As shown in FIG. 1, as an example, when the ship is divided into a first zone, a second zone, and a third zone, the first zone includes a
기자재 융합모듈(50)은 기자재에 설치된 컨트롤 박스(미도시)와 유선 또는 무선 통신하여 기자재의 상태정보를 송수신하거나 기자재에 설치된 센서로부터 직접 수신할 수 있다.The
감시 대상인 선박의 기자재는 선박에 탑재되는 펌프류, 모터류, 메터류, 파이프 류 등이다. 펌프류는 외부에서 가해지는 기계적인 운동 에너지에 의해 유체에 압력을 가하여 낮은 곳에서 높은 곳으로 보내거나 멀리 보내는 장치로, 예를 들면, 선박에 설치된 밸러스트수를 밸러스트 탱크에 이송하기 펌프, 엔진에 연료유를 공급하기 위한 펌프 등이 있고, 모터류는 전동기(Electric Motor), 구동기(Actuator) 등이 있고, 메터류는 중량, 용량, 속도, 진동, 소음, 온도, 열량, 길이 등 양의 크기나 물리적 상태를 수치로 포착하여 지시 또는 기록하는 장치로, 예를 들면 레벨 게이지, 유량계 등이 있다.Ship equipment subject to surveillance includes pumps, motors, meters, and pipes mounted on ships. Pumps are devices that apply pressure to a fluid by mechanical kinetic energy applied from the outside and send it from a low place to a high place or send it far away. For example, pumps to transfer ballast water installed on ships to ballast tanks and fuel to engines. There are pumps to supply oil, motors include electric motors, actuators, etc., and meters include quantitative dimensions such as weight, capacity, speed, vibration, noise, temperature, heat, and length. A device that captures physical conditions in numerical values and indicates or records them, such as level gauges and flow meters.
상술된 기자재에는 기자재의 성격에 따라 적어도 하나의 센서가 설치되고, 센서를 통해 기자재의 상태정보를 측정할 수 있다. 기자재에 설치되는 센서는 온도 센서, 습도 센서, 압력 센서, 유량 센서, 광 센서, 전류 센서, 이미지 센서, 가속도 센서, 초음파 센서, 바이오 센서, 자기 센서, 레벨 센서, 습도 센서 등이 포함되며, 이외에도 기자재에 설치되어 기자재의 상태정보를 측정할 수 있는 센서가 설치된다.At least one sensor is installed in the above-mentioned equipment depending on the nature of the equipment, and the status information of the equipment can be measured through the sensor. Sensors installed on equipment include temperature sensors, humidity sensors, pressure sensors, flow sensors, light sensors, current sensors, image sensors, acceleration sensors, ultrasonic sensors, bio-sensors, magnetic sensors, level sensors, humidity sensors, etc. A sensor is installed on the equipment to measure the status information of the equipment.
메인 허브 디바이스(110)와 서브 허브 디바이스(120)의 내부 구성은 도 2에 도시된 바와 같으므로, 이하에서는 메인 허브 디바이스(110)와 서브 허브 디바이스(120)를 구분하지 않고 메인 허브 디바이스의 부재번호를 허브 디바이스로 설명하기로 한다.Since the internal configuration of the
도 2를 참조하면 허브 디바이스(110)는 메인 보드(111)와, 메인 보드(111)에 구비된 제 1 및 제 2 연결단자(111f, 111g)에 연결되는 제 1 및 제 2 보조 보드(112, 113)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the
메인 보드(111)는 화재 감지 센서(111a), 온도 감지 센서(111b), 습도 감지 센서(111c), 연기 감지 센서(111d) 및 압력 감지 센서(111e)가 설치된다.The
또한, 메인 보드(111)에는 제 1 및 제 2 보드(112, 113)와의 연결을 위한 제 1 및 제 2 연결단자(111f, 111g)와, 기자재 융합모듈(50)로부터 기자재의 상태정보를 수신하기 위한 인터페이스부, 즉 아날로그용 인터페이스(111h), 디지털신호를 송수신하기 위한 디지털용 인터페이스(111i), 데이터 통신을 위한 데이터 통신용 인터페이스(111j)와, 구역내 환경정보를 감지한 환경감지정보를 수집하여 근거리 통신을 통하여 외부로 송신하는 제어유닛(111k)과, 전원연결단자(111l)와, 랜 연결단자(111m)와, 모드 표시부(111n)와, 디바이스 상태 표시부(111o) 및 구역 상태 표시부(111p)를 포함하여 구성된다.In addition, the
제어유닛(111k)은 통합 제어 장치(200)와의 연결 유무에 따라 모드 표시부(111n)에 표시되도록 한다. 통합 제어 장치(200)와 연결된 경우 모드 표시부(111n)는 메인 허브 디바이스임을 표시하고, 통합 제어 장치(200)와 연결되지 않은 경우 모드 표시부(111n)는 서브 허브 디바이스임을 표시할 수 있다. 표시 방식은 모드 표시부(111n)의 색깔로 구분할 수도 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고 메인 또는 서브로 표시할 수도 있다.The
또한, 제어유닛(111k)은 화재 감지 센서(111a), 온도 감지 센서(111b), 습도 감지 센서(111c), 연기 감지 센서(111d) 및 압력 감지 센서(111e)로부터 수신된 환경감지정보와 구역내 위치하는 기자재 융합모듈(50)을 통해 감지된 기자재의 상태정보를 수집하여 구역의 상태를 구역 상태 표시부(111p)에 표시할 수 있다.In addition, the
또한, 제어유닛(111k)은 자가 검진 툴을 통해 디바이스의 상태를 체크하여 디바이스 상태 표시부(111o)에 표시할 수 있다.Additionally, the
특히, 제어유닛(111k)은 메인 보드(111)에 설치된 화재 감지 센서(111a), 온도 감지 센서(111b), 습도 감지 센서(111c), 연기 감지 센서(111d) 및 압력 감지 센서(111e)로부터 감지된 구역의 환경감지정보와, 메인 보드(111)의 제 1 및 제 2 연결단자(111f, 111g)를 통해 감지된 구역의 환경감지정보와, 구역내 설치되는 기자재 융합모듈(50)을 통해 감지된 기자재의 상태정보를 수신하고 수신된 정보들을 취합하여 통합 제어 장치(200) 또는 이웃하는 허브 디바이스(110)에 전송한다.In particular, the
제 1 보드(112)는 도 3에 도시된 바와 같이 조도 감지 센서(112a), 오염 감지 센서(112b), 모션 감지 센서(112c), 소리 감지 센서(112d), 먼지 감지 센서(112e), 오일 누수 검출기(미도시)와 연결되는 오일 누수 인터페이스(112f), 진동을 검출하는 검출기(미도시)와 연결되는 진동 인터페이스(112g), 배관의 압력을 검출하는 검출기(미도시)와 연결되는 압력 인터페이스(112h)를 구비한다.As shown in FIG. 3, the
제 2 보드(113)는 무선 통신을 위한 통신모듈이 설치되며, 도 4에 도시된 바와 같이 BLE Ad Hoc, RFID, Bluetooth 및 Zigbee 등이 설치될 수 있다. 노이즈 등 외부의 영향을 최소화한 Ad-Hoc 메쉬 기술 기반의 LPWLAN 기술을 통해 데이터 통신 성공률을 보장할 수 있고, 선내 중복 케이블링 비용을 절감하고 관련 작업을 최소화할 수 있다.The
제어유닛(111k)은 구역의 환경을 감지하기 위한 센서, 즉 화재 감지 센서(111a), 온도 감지 센서(111b), 습도 감지 센서(111c), 연기 감지 센서(111d) 및 압력 감지 센서(111e)로부터 감지된 감지정보와, 제 1 보드(112)가 메인 보드(111)에 연결된 경우 조도 감지 센서, 오염 감지 센서, 모션 감지 센서, 소리 감지 센서 및 먼지 감지 센서를 통해 감지된 감지정보와, 오일 누수, 진동 및 배관의 압력을 포함하는 구역의 환경감지정보를 센서신호선의 추가없이 수집할 수 있다.The
제어유닛(111k)은 수집된 구역내 환경정보를 근거리 통신 서비스를 위해 내장된 유무선 메쉬 네트워크 기능을 통해 외부로 송신한다.The
상술된 허브 디바이스(110)는 구역의 천장 또는 내벽면에 설치될 수 있다. 도 5를 참조하면, 허브 디바이스(110)의 메인 보드(111) 상부에는 진동방지 패드(1111)가 설치된다. 진동방지 패드(1111)는 구역의 천장 또는 내벽면에 설치될 때 천장 또는 내벽면의 진동이 메인 보드(111)에 전달되지 않도록 한다. 메인 보드(111)의 하부에는 커버(1113)가 설치되며, 커버(1113)는 안테나 기능을 구비할 수 있다. 선택적으로 메인 보드(111)와 커버(1113) 사이에는 LED 라이트(1112)가 설치될 수 있다. 나아가, LED 라이트(1112)와 메인 보드(111) 사이에 미도시된 센서 보드가 더 설치될 수 있다.The
도 5에 도시된 진동방지패드(1111), 메인 보드(111) 및 커버(1113)가 일체형으로 제작되거나, 진동방지패드(1111), 메인 보드(111), LED 라이트(1112) 및 커버(1113)가 일체형으로 제작될 수 있다.The
도 6에는 상술된 허브 디바이스(110)가 구역의 천장 또는 내벽에 설치된 환경을 도시하고 있다.FIG. 6 shows an environment in which the above-described
도 6의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같은 허브 디바이스(110)의 진동방지패드(1111)는 천장에 고정 설치되고, 허브 디바이스(110)에 구역내 벽면을 따라 아날로그 신호선에 연결되고, 전원선 및 데이터 통신선이 연결된다.The
도 6의 (c)에 도시된 바와 같이 허브 디바이스(110)는 구역내 내벽에 고정 설치될 수 있다.As shown in (c) of FIG. 6, the
이상에서 살펴본 바와 같이, 구역내 설치된 허브 디바이스(110)를 통해 구역내 환경감지정보를 수집하고, 허브 디바이스(110)는 수집된 환경감지정보를 통합 제어 장치(200)에 송신한다.As discussed above, environmental sensing information within the zone is collected through the
도 7은 통합 제어 장치에 구역내 환경감지정보를 전송하는 환경을 설명하기 위한 도면을 도시하고 있다.Figure 7 shows a diagram to explain an environment in which environmental detection information within a zone is transmitted to an integrated control device.
도 7을 참조하면 통합 제어 장치(200)는 구역(A)내 설치되는 복수의 허브 디바이스(100) 중에서 메인 허브 디바이스(110)와 스위칭 장치(150)를 거쳐 유선으로 연결되어 있다. 이에 따라 메인 허브 디바이스(110)는 구역(A)에 설치된 복수의 서브 허브 디바이스(120)로부터 수집된 구역(A)의 환경감지정보와 기가재 융합모듈(50)로부터 감지된 기자재의 상태정보를 수집하여 스위칭 장치(150)를 거쳐 통합 제어 장치(200)에 유선 통신을 통해 송신한다. 미설명 부호 15는 정션박스이고, 미설명 부호 25는 진동을 검출하는 검출기이다.Referring to FIG. 7, the
여기서는 메인 허브 디바이스(110)를 거쳐 통합 제어 장치(200)에 구역내 환경감지정보를 전송하는 것으로 설명하고 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고 도 1에서 도시된 바와 같이 서브 허브 디바이스(120)에서 수집된 환경감지정보를 게이트웨이(20)를 거쳐 통합 제어 장치(200)에 전송할 수도 있다.Here, it is explained that the environmental detection information in the area is transmitted to the
통합 제어 장치(200)는 구역내 위치하는 허브 디바이스(110)를 거쳐 선박내 모든 구역의 환경감지정보를 수집하고, 수집된 환경감지정보를 모니터링한 결과에 따라 임의의 구역내 유지보수가 필요한지 또는 구역내 이상 상황이 발생했는지 여부를 판단하고 그 판단결과에 따라 사전 약속된 대응 프로세스를 수행한다. The
사전 약속된 대응 프로세스의 종류로는 화재 대응프로세스, 오염사고 대응프로세스, 오일 누수 대응 프로세스 및 전력 제어 대응 프로세스 등이 있으며, 각 대응 프로세스별로 대응로직이 프로그램화되어 있다.Types of pre-arranged response processes include fire response process, pollution accident response process, oil leak response process, and power control response process, and response logic is programmed for each response process.
예를 들어, 화재 대응 프로세스의 경우, 통합 제어 장치(200)는 허브 디바이스(111)를 거쳐 수집된 환경감지정보 중 화재 또는 연기가 사전 정의된 선내 관련 기준에 따른 조건을 벗어난 경우, 구역내 설치된 팬 또는 소화기가 자동 작동되도록 팬과 소화기에 구동신호를 인가하는 대응 프로세스를 수행한다.For example, in the case of a fire response process, the
오염사고, 오일누수 및 전력 제어도 마찬가지로 사전 정의된 선내 관련 기준에 따른 조건을 벗어난 경우 해당 대응 프로세스를 따른다.Pollution incidents, oil leaks, and power control similarly follow the corresponding response process when conditions deviate from predefined shipboard-related standards.
통합 제어 장치(200)는 구역내 기자재 등의 유지보수가 필요한 경우 관리자에게 유지보수의 필요성을 알리는 알림정보를 출력할 수 있다. 데이터베이스(210)에 구역별 위치하는 기자재별 유지보수시기가 설정되어 있다.When maintenance of equipment, etc. in the area is required, the
도 8을 참조하면 상술된 통합 제어 장치(200)는 데이터베이스(210), 디바이스 관리부(220) 및 통합 제어부(230)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 8, the above-described
통합 제어 장치(200)는 선박의 조정실에 설치되고, 허브 디바이스(100)는 타겟 구역에 복수개 설치되며, 통합 제어 장치(200)와 허브 디바이스는 디지털 또는 아날로그 통신을 수행할 수 있다.The
데이터베이스(210)는 선박내 구역에 설치되는 허브 디바이스의 등록정보, 수정정보 및 삭제정보를 저장한다.The
또한, 데이터베이스(210)는 구역내 기자재의 감지정보, 즉 기자재의 상태정보를 저장하며, 구역의 이슈 및 대응정보를 저장한다.Additionally, the
디바이스 관리부(220)는 허브 디바이스(100)의 등록/인증, 그리고 구역내 허브 디바이스(100)간 데이터 동기화시킨다.The
또한, 디바이스 관리부(220)는 선박내 구역별로 허브 디바이스의 위치를 관리하고, 메인 허브 디바이스(110)와 서브 허브 디바이스(120)간의 연결 또는 허브 비아디스(10)와 기자재 융합 모듈(50)간의 연결을 관리하며, 선박내 규정을 관리한다.In addition, the
통합 제어부(230)는 메인 허브 디바이스(110) 또는 게이트웨이(20)를 거쳐 수집된 선박내 구역의 환경감지정보를 취합하여 분류 및 분석하고 분석된 환경감지정보를 근거로 하여 사전 정의된 선내 관련 기준에 따른 조건을 벗어나는지 여부를 판단하고, 그 판단결과 환경감지정보 중 적어도 하나가 사전 정의된 선내 관련 기준에 따른 조건을 벗어난 경우 그 벗어난 조건에 연관지어 저장된 대응 프로세스를 수행하도록 제어한다.The
더 설명하면, 통합 제어부(230)는 선박내 미리 구획된 구역의 환경감지정보를 분석하여 위험도를 수치화한 결과가 사전 약속도 기준 위험도에 도달하면 그 위험도를 수치화한 결과에 대응시켜 저장된 대응 프로세스를 추출하여 제공한다. 대응 프로세스는 화재 대응 프로세스, 오염 사고 대응 프로세스, 오일 누수 대응 프로세스 및 전력 제어 대응 프로세스 등으로, 데이터 베이스(210)에 위험도에 대응시켜 저장될 수 있다.To explain further, the
예를 들어 환경감지정보 중 화재 또는 연기가 사전 정의된 선내 관련 기준에 따른 조건을 벗어난 경우 통합 제어부(230)는 구역내 설치된 팬 또는 소화기가 자동 작동되도록 팬 및 소화기 구동신호를 인가하고, 이후에 구역내 모션이 감지되었는지 여부를 판단하여 구역내 모션이 감지되지 않은 경우 구역을 위험구역으로 알린다.For example, if fire or smoke among the environmental detection information exceeds the conditions according to predefined ship-related standards, the
한편, 통합 제어부(230)는 수집된 환경감지정보 중 어느 하나가 사전 설정된 임계치에 도달하는지 여부를 판단하여 어느 하나라도 사전 설정된 임계치에 도달한 경우 그에 따른 조치를 취할 수 있도록 구역내 위치하는 대응장비를 제어할 수 있다. 대응장비는 통합 제어부(230)와 통신 가능하게 연결되어 있다.Meanwhile, the
또한, 통합 제어부(230)는 구역의 환경감지정보를 모니터링한 결과 이상 상황 발생 모션 감지 센서 및 열감지 센서를 통해 감지된 정보를 이용하여 구역내 작업자를 포함한 움직임의 여부를 판단하기 위한 정보를 제공하고, 움직임의 여부가 구역내 없는 경우 구역으로의 진입 차단을 알릴 수도 있다.In addition, the
이와 같은 구성을 갖는 복합 환경 모니터링 및 제어 시스템의 선내 환경 제어 방법을 도 9를 참조하여 설명하면 다음과 같다.The onboard environmental control method of the complex environmental monitoring and control system having such a configuration will be described with reference to FIG. 9 as follows.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 복합 환경 모니터링 및 제어 시스템의 선내 환경 제어 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도를 도시하고 있다.Figure 9 shows an operation flowchart for explaining the onboard environment control method of the complex environment monitoring and control system according to an embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 통합 제어 장치(200)는 선박의 구역내 위치하는 허브 디바이스(100)를 통해 수집된 환경감지정보를 수신한다(S11). 이때 통합 제어 장치(200)는 구역 설치된 메인 허브 디바이스(110)를 통해 구역내 환경감지정보를 수신하거나 또는 서브 허브 디바이스(120) 및 게이트웨이(20)를 거쳐 구역내 환경감지정보를 수신할 수 있다. 메인 허브 디바이스(110) 및 게이트웨이(20)에는 선내 구역별 위치를 포함하는 식별정보를 함께 통합 제어 장치(200)에 전송한다.Referring to FIG. 9, the
환경감지정보는 메인 보드(111)에 설치된 화재 감지 센서(111a), 온도 감지 센서(111b), 습도 감지 센서(111c), 연기 감지 센서(111d) 및 압력 감지 센서(111e)로부터 감지된 구역의 환경감지정보와, 메인 보드(111)의 제 1 및 제 2 연결단자(111f, 111g)를 통해 감지된 구역의 환경감지정보와, 구역내 설치되는 기자재 융합모듈(50)을 통해 감지된 기자재의 상태정보를 포함한다. 통합 제어 장치(200)는 기자재의 상태정보를 근거로 유지보수가 필요한지 여부를 판단할 수 있다.The environmental detection information is of the area detected by the fire detection sensor (111a), temperature detection sensor (111b), humidity detection sensor (111c), smoke detection sensor (111d), and pressure detection sensor (111e) installed on the main board (111). Environmental detection information, environmental detection information of the area detected through the first and
상술된 환경감지정보는 메인 보드(111)에 설치된 센서 및 메인 보드(111)에 연결된 제 1 및 제 2 보조보드(112, 113)를 통해 수집함으로써 센서의 추가선 없이 구역내 환경정보를 통합 모니터링이 가능하다.The above-described environmental detection information is collected through sensors installed on the
통합 제어 장치(200)는 수신된 선박내 구역별 환경감지정보를 분석한다(S13).The
이후, 통합 제어 장치(200)는 분석된 환경감지정보 중 어느 하나가 미리 설정된 임계치에 도달하는지 여부를 판단한다(S15). 여기서는 분석된 환경정보 중 어느 하나가 미리 설정된 임계치에 도달하는지 여부를 판단하는 것으로 설명하고 있지만, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 분석된 환경감지정보를 위험도로 수치화하고 수치화환 결과가 기준 위험도에 도달하는지 여부를 판단하는 단계로 채택될 수도 있고, 분석된 환경감지정보를 모니터링한 결과가 선내 관련 기준에 따른 조건을 벗어나는지 여부를 판단하는 단계로 채택될 수도 있다.Thereafter, the
상기 S15 단계의 판단결과, 분석된 환경감지정보 중 어느 하나가 미리 설정된 임계치에 도달하지 않은 경우 통합 제어 장치(200)는 상술된 S11 단계로 프로세스를 이동한다.As a result of the determination in step S15, if any one of the analyzed environmental detection information does not reach a preset threshold, the
상기 S15 단계의 판단결과, 분석된 환경감지정보 중 어느 하나가 미리 설정된 임계치에 도달한 경우 통합 제어 장치(200)는 임계치에 도달한 환경감지정보에 해당하는 대응 프로세스, 즉 화재 대응 프로세스(S14), 오염 사고 대응 프로세스(S16), 오일 누수 대응 프로세스(S18), 전력 제어 대응 프로세스(S20), 및 기타(Etc) 대응 프로세스(S22) 중 적어도 하나의 대응 프로세스를 수행한다.As a result of the determination in step S15, if any one of the analyzed environmental detection information reaches a preset threshold, the
예를 들어, 분석된 환경감지정보 중 화재 또는 연기가 사전 정의된 선내 관련 기준에 따른 조건, 예를 들면 임계치에 도달한 경우 구역내 설치된 팬 및 소화기가 자동 작동되도록 팬 및 소화기 구동신호를 인가하는 화재 대응 프로세스를 수행하고, 나머지 대응 프로세스도 마찬가지로 분석된 환경감지정보에 따라 수행되며, 구역내 환경감지정보 중에서 화재 또는 연기뿐만 아니라 오일량도 임계치에 도달된 경우 화재 대응 프로세스와 오일 누수 대응 프로세스가 각각 수행될 수 있다.For example, when fire or smoke among the analyzed environmental detection information reaches a condition according to predefined ship-related standards, for example, a threshold value, a fan and fire extinguisher operation signal is applied so that the fan and fire extinguisher installed in the area are automatically activated. The fire response process is performed, and the remaining response processes are similarly performed according to the analyzed environmental detection information. If not only fire or smoke but also the amount of oil reaches a critical value among the environmental detection information in the area, the fire response process and the oil leak response process are performed. Each can be performed.
통합 제어 장치(200)는 상술된 S14, S16, S18, S20 및 S22 중 적어도 하나의 대응 프로세스를 수행한 결과를 알린다(S31). 대응 프로세스를 수행한 결과는 대응프로세스를 수행한 위치, 알람, 도어 개폐 여부, 소화기 작동 여부, 팬 작동 여부 등이 포함된다.The
이후 통합 제어 장치(200)는 대응 프로세스를 수행한 구역내 모션 센서 및 열센서를 통해 감지된 환경감지정보를 근거로 구역내 위험이 관리되었는지 여부를 판단한다(S33).Thereafter, the
상기 S33 단계의 판단결과, 구역내 위험이 관리되지 않은 경우 통합 제어 장치(200)는 소정시간 대기상태를 유지한다.As a result of the determination in step S33, if the risk in the area is not managed, the
상기 S33 단계의 판단결과, 구역내 위험이 관리된 경우, 즉 구역내 감지된 환경감지정보를 근거로 작업자를 포함한 움직임의 여부가 없는 경우 통합 제어 장치(200)는 해당 구역으로의 진입 차단을 알린다(S35).As a result of the determination in step S33, if the risk in the area is managed, that is, if there is no movement, including workers, based on the environmental detection information detected in the area, the
본 실시예에서 화재 대응 프로세스는 사전 약속된 팬, 소화기 등과 같은 1차 긴급 위험 관리를 작동시키고, 긴급으로 작업자에게 현재 상태를 알리고, 대피신호를 선박내 브로드캐스팅하여 모든 인원이 안전지역으로 대피가 완료되었는지 여부를 판단후 위험 지역을 진입 차단하는 수순으로 동작될 수 있다.In this embodiment, the fire response process activates primary emergency risk management such as pre-arranged fans, fire extinguishers, etc., urgently notifies workers of the current status, and broadcasts an evacuation signal within the ship so that all personnel can evacuate to a safe area. After determining whether it has been completed, the procedure may be operated to block entry into the dangerous area.
이렇게 함으로써 선내 구역의 환경에 이상이 발생했을 때 통합 제어 장치에서 대응 프로세스를 수행하여 대피 가이드 라인을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 신속한 조치 및 예방이 가능하다.By doing this, when an abnormality occurs in the environment of the ship area, the integrated control device performs a response process to provide evacuation guidelines as well as quick action and prevention.
이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications and changes may be made by those skilled in the art, which are included in the spirit and scope of the present invention defined in the appended claims.
20 : 게이트웨이 50 : 기자재 융합모듈
100 : 허브 디바이스 110 : 메인 허브 디바이스
120 : 서브 허브 디바이스 200 : 통합 제어 장치20: Gateway 50: Equipment convergence module
100: hub device 110: main hub device
120: Sub hub device 200: Integrated control device
Claims (17)
상기 허브 디바이스로부터 수신된 환경감지정보를 모니터링하고, 상기 수신된 환경감지정보를 근거로 하여 상기 구역내 유지 보수 여부 또는 상기 구역내 이상 상황 여부를 판단하여 그 판단결과에 따라 사전 약속된 대응 프로세스를 수행하는 통합 제어 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 환경 모니터링 및 제어 시스템.A hub device that is installed in a partitioned area within the ship and collects environmental detection information detected through a sensor to detect the environment of the area and transmits it to the outside through a built-in wired and wireless mesh network for short-distance communication; and
Monitors the environmental detection information received from the hub device, determines whether maintenance is performed within the area or whether there is an abnormal situation within the area based on the received environmental detection information, and performs a pre-arranged response process according to the judgment result. A complex environmental monitoring and control system comprising an integrated control device that performs:
상기 허브 디바이스는 상기 통합 제어 장치와 연결되는 메인 허브 디바이스와, 상기 메인 허브 디바이스와 연결되는 적어도 하나의 서브 허브 디바이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 환경 모니터링 및 제어 시스템.In claim 1,
The hub device is a complex environment monitoring and control system comprising a main hub device connected to the integrated control device and at least one sub hub device connected to the main hub device.
상기 허브 디바이스는 화재 감지 센서, 온도 감지 센서, 습도 감지 센서, 연기 감지 센서 및 압력 감지 센서가 설치되는 메인 보드와, 상기 메인 보드에 선택적으로 연결되는 제 1 및 제 2 보조 보드를 포함하며,
상기 제 1 보조 보드는 조도 감지 센서, 오염 감지 센서, 모션 감지 센서, 소리 감지 센서 및 먼지 감지 센서가 설치되고,
상기 제 2 보조 보드는 무선 통신을 위한 통신 모듈이 설치되는 것을 특징으로 하는 복합 환경 모니터링 및 제어 시스템.In claim 1,
The hub device includes a main board on which a fire sensor, a temperature sensor, a humidity sensor, a smoke sensor, and a pressure sensor are installed, and first and second auxiliary boards selectively connected to the main board,
The first auxiliary board is equipped with an illumination sensor, a contamination sensor, a motion sensor, a sound sensor, and a dust sensor,
A complex environmental monitoring and control system, characterized in that the second auxiliary board is installed with a communication module for wireless communication.
상기 메인 보드는 동작 상태를 표시하는 표시부와, 상기 제 1 보조 보드와 연결되는 제 1 연결단자와, 상기 제 2 보조 보드와 연결되는 제 2 연결단자와, 상기 화재 감지 센서, 상기 온도 감지 센서, 상기 습도 감지 센서, 상기 연기 감지 센서, 및 상기 압력 감지 센서로부터 감지된 환경감지정보, 상기 제 1 연결단자를 거쳐 수신된 환경감지정보 및 상기 제 2 연결단자를 거쳐 수신된 환경감지정보를 취합하여 상기 통합 제어 장치에 전송하는 제어유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 환경 모니터링 및 제어 시스템.In claim 3,
The main board includes a display unit that displays an operating state, a first connection terminal connected to the first auxiliary board, a second connection terminal connected to the second auxiliary board, the fire detection sensor, the temperature detection sensor, By collecting the environmental detection information sensed from the humidity detection sensor, the smoke detection sensor, and the pressure detection sensor, the environmental detection information received through the first connection terminal, and the environmental detection information received through the second connection terminal, A complex environmental monitoring and control system comprising a control unit that transmits data to the integrated control device.
상기 메인 보드는 상기 구역내 위치하는 기자재 융합모듈과의 통신을 위한 인터페이스부를 더 포함하고,
상기 인터페이스부는 아날로그용 인터페이스, 디지털용 인터페이스 및 데이터 통신용 인터페이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 환경 모니터링 및 제어 시스템.In claim 4,
The main board further includes an interface unit for communication with an equipment convergence module located in the area,
A complex environmental monitoring and control system characterized in that the interface unit includes an analog interface, a digital interface, and a data communication interface.
상기 허브 디바이스는 상기 구역의 천장 또는 벽에 설치되고,
상기 허브 디바이스의 메인보드 상부에는 진동방지패드가 설치되고,
상기 메인 보드의 하부에는 커버가 설치되며,
상기 메인보드와 상기 커버 사이에는 선택적으로 라이트(Light)가 설치되는 것을 특징으로 하는 복합 환경 모니터링 및 제어 시스템.In claim 1,
The hub device is installed on the ceiling or wall of the area,
An anti-vibration pad is installed on the top of the main board of the hub device,
A cover is installed on the lower part of the main board,
A complex environmental monitoring and control system, characterized in that a light is selectively installed between the main board and the cover.
상기 메인보드, 상기 진동방지패드 및 상기 커버는 일체형이거나, 또는 상기 메인보드, 상기 진동방지패드, 상기 라이트 및 상기 커버는 일체형인 것을 특징으로 하는 복합 환경 모니터링 및 제어 시스템.In claim 6,
A complex environmental monitoring and control system, wherein the main board, the anti-vibration pad, and the cover are integrated, or the main board, the anti-vibration pad, the light, and the cover are integrated.
상기 통합 제어 장치는 상기 선박내 구역에 설치되는 허브 디바이스의 등록정보, 수정정보 및 삭제정보를 저장하고, 상기 구역내 기자재의 상태정보를 저장하며, 상기 구역의 이슈 및 대응정보를 저장하는 데이터베이스와, 상기 허브 디바이스의 등록/인증, 그리고 상기 구역내 허브 디바이스간 데이터 동기화를 위한 디바이스 관리부와, 상기 구역내 설치된 허브 디바이스를 통해 수신된 환경감지정보를 취합하여 분류 및 분석하고, 분석된 환경감지정보를 근거로 하여 사전 정의된 선내 관련 기준에 따른 조건을 벗어나는 경우 상기 벗어나는 조건에 대응시켜 저장된 상기 대응 프로세스를 수행하도록 제어하는 통합 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 환경 모니터링 및 제어 시스템.In claim 1,
The integrated control device stores registration information, modification information, and deletion information of hub devices installed in the area within the ship, stores status information of equipment within the area, and stores issue and response information of the area. , a device management unit for registration/authentication of the hub device and data synchronization between hub devices in the zone, and a device management unit that collects, classifies and analyzes environmental sensing information received through hub devices installed in the zone, and analyzes the analyzed environmental sensing information. A complex environmental monitoring and control system comprising an integrated control unit that controls to perform the stored response process in response to the deviating condition when the condition deviates from predefined ship-related standards based on .
상기 통합 제어부는 상기 수신된 감지정보 중 화재 또는 연기가 상기 사전 정의된 선내 관련 기준에 따른 조건을 벗어난 경우 상기 구역내 설치된 팬 및 소화기가 자동 작동되도록 해당 팬 및 소화기 구동신호를 인가하는 상기 대응 프로세스를 수행하고, 상기 구역내 모션이 감지되었는지 여부에 따라 상기 구역내 모션이 감지되지 않은 경우 상기 구역으로의 진입 차단을 알리는 것을 특징으로 하는 복합 환경 모니터링 및 제어 시스템.In claim 8,
The integrated control unit is the response process for applying a corresponding fan and fire extinguisher drive signal so that the fan and fire extinguisher installed in the area are automatically activated when fire or smoke among the received detection information exceeds the conditions according to the predefined ship-related standards. A complex environment monitoring and control system characterized in that it performs and notifies entry to the zone to be blocked if motion in the zone is not detected depending on whether motion in the zone is detected.
상기 통합 제어부는 상기 환경감지정보를 분석하여 위험도를 수치화한 결과가 사전 약속된 기준 위험도에 도달하면 상기 위험도를 수치화한 결과에 대응시켜 저장된 상기 대응 프로세스를 추출하여 제공하는 것을 특징으로 하는 복합 환경 모니터링 및 제어 시스템.In claim 8,
The integrated control unit analyzes the environmental detection information, and when the result of quantifying the risk reaches a pre-arranged standard risk, the integrated control unit extracts and provides the stored response process in response to the result of quantifying the risk. and control system.
상기 통합 제어 장치는 상기 선박의 조정실에 설치되고, 상기 허브 디바이스는 타겟 구역에 복수개 설치되며, 상기 통합 제어 장치와 상기 허브 디바이스는 디지털 또는 아날로그 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 복합 환경 모니터링 및 제어 시스템.In claim 1,
The integrated control device is installed in the control room of the ship, a plurality of hub devices are installed in the target area, and the integrated control device and the hub device perform digital or analog communication. .
상기 통합 제어 장치가, 상기 선박내 구역의 환경을 감지한 환경감지정보를 수신하는 단계;
상기 통합 제어 장치가, 상기 수신된 환경감지정보를 근거로 하여 상기 구역내 유지보수가 필요한지 또는 상기 구역내 이상 상황인지 여부를 판단하는 단계; 및
상기 통합 제어 장치가, 상기 판단하는 단계의 판단결과, 상기 구역 내 유지보수가 필요한 경우 또는 상기 구역내 이상 상황인 경우에 맞게 사전 약속된 대응 프로세스를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 선내 환경 제어 방법.It is installed in a partitioned area within the ship and is a complex environment that includes a hub device that collects environmental detection information detected through a sensor to detect the environment of the area and transmits it to the outside, and an integrated control device that communicates with the hub device. As an onboard environmental control method of a monitoring and control system,
Receiving, by the integrated control device, environmental detection information that detects the environment of the area within the ship;
determining, by the integrated control device, whether maintenance within the zone is necessary or whether there is an abnormal situation within the zone based on the received environmental detection information; and
An on-board environment characterized in that the integrated control device includes a step of performing a pre-arranged response process according to the determination result of the determining step, when maintenance in the zone is necessary or in case of an abnormal situation in the zone. Control method.
상기 사전 약속된 대응 프로세스는 화재 대응프로세스, 오염사고 대응프로세스, 오일 누수 대응 프로세스 및 전력 제어 대응 프로세스를 포함하고,
상기 수행하는 단계는 상기 구역내 유지보수가 필요한 경우 관리자에게 유지보수의 필요성을 알리는 알림정보를 출력하는 것을 특징으로 하는 선내 환경 제어 방법.In claim 12,
The pre-arranged response process includes a fire response process, a pollution incident response process, an oil leak response process, and a power control response process,
The performing step is a method of controlling the environment on board a ship, characterized in that, when maintenance is necessary in the area, notification information is output informing the manager of the need for maintenance.
상기 수행하는 단계는
상기 수신된 환경감지정보 중 화재 또는 연기가 상기 사전 정의된 선내 관련 기준에 따른 조건을 벗어난 경우 상기 구역내 설치된 팬 및 소화기가 자동 작동되도록 해당 팬 및 소화기 구동신호를 인가하는 상기 대응 프로세스를 수행하는 것을 특징으로 하는 선내 환경 제어 방법.In claim 12,
The steps performed above are
If fire or smoke among the received environmental detection information exceeds the conditions according to the predefined ship-related standards, the response process is performed to apply the corresponding fan and fire extinguisher drive signal so that the fan and fire extinguisher installed in the area are automatically activated. A method for controlling the environment on board a ship, characterized in that:
상기 수행하는 단계 이후에,
상기 통합 제어 장치가, 상기 구역내 모션이 감지되었는지 여부에 따라 상기 구역내 모션이 감지되지 않은 경우 상기 구역으로의 진입 차단을 알리는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선내 환경 제어 방법.In claim 14,
After performing the above steps,
The integrated control device further comprises a step of notifying entry to the zone to be blocked when motion within the zone is not detected, depending on whether motion within the zone is detected.
상기 판단하는 단계는 상기 환경감지정보 중 적어도 하나가 사전 설정된 임계치에 도달하는지 여부를 판단하고,
상기 통합 제어 장치가, 상기 판단하는 단계의 판단결과, 상기 환경감지정보 중 적어도 하나가 사전 설정된 임계치에 도달한 경우 그에 따른 조치를 취하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선내 환경 제어 방법.In claim 12,
The determining step determines whether at least one of the environmental detection information reaches a preset threshold,
The method of controlling the environment in a ship further comprising, by the integrated control device, taking action accordingly when at least one of the environmental detection information reaches a preset threshold as a result of the determining step.
상기 수행하는 단계 이후에,
상기 통합 제어 장치가, 상기 구역의 감지정보를 모니터링한 결과 이상 상황 발생시 모션 감지 센서 및 열 감지 센서를 통해 감지된 정보를 이용하여 상기 구역내 작업자를 포함한 움직임의 여부를 판단하기 위한 정보를 제공하는 단계; 및
상기 통합 제어 장치가, 상기 제공된 정보를 통해 상기 구역내 움직임의 여부가 없는 경우 상기 구역으로의 진입 차단을 알리는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선내 환경 제어 방법.In claim 12,
After performing the above steps,
When an abnormal situation occurs as a result of monitoring the sensing information of the zone, the integrated control device uses information detected through a motion detection sensor and a heat detection sensor to provide information to determine whether there is movement, including workers, in the zone. step; and
A method for controlling the environment on board the ship, characterized in that the integrated control device further comprises a step of notifying entry to the zone to be blocked when there is no movement within the zone through the provided information.
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