KR20080040062A - 애드혹 센서 네트워크를 이용한 송전선로 상태 감시 장치및 그 방법 - Google Patents

애드혹 센서 네트워크를 이용한 송전선로 상태 감시 장치및 그 방법 Download PDF

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KR20080040062A
KR20080040062A KR1020060107515A KR20060107515A KR20080040062A KR 20080040062 A KR20080040062 A KR 20080040062A KR 1020060107515 A KR1020060107515 A KR 1020060107515A KR 20060107515 A KR20060107515 A KR 20060107515A KR 20080040062 A KR20080040062 A KR 20080040062A
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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 애드혹 센서 네트워크를 이용한 송전선로 상태 감시 장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은, 전력 송전선로에 전송되는 전류량에 따라 온도가 변화하여 과열이 발생하는 것을 미리 파악하지 못하는 문제가 있어, 송전선로의 온도 측정을 위해 센서를 설치하고 측정된 데이터를 무선 기지국을 통해 전송하며 이들 데이터를 중앙통제센터에서 수합하는 기존의 방법에서는 무선 기지국과의 통신을 위해 크고 고가의 무선 모뎀을 많이 설치하고 운용해야 하는 어려움이 있었는데, 애드 혹 망 기술을 응용하여 저렴한 비용으로 효과적으로 센서망을 구축하며 센서망을 응용하여 전송선로의 늘어짐 상태까지 파악할 수 있는 애드혹 센서 네트워크를 이용한 송전선로 상태 감시 장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있음.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, 애드혹 센서 네트워크를 이용한 송전선로 상태 감시 장치에 있어서, 송전 철탑이나 송전선로 일 부분에 부착되어 온도를 측정하는 수단; 상기 측정된 데 이터와 인접한 센서 노드로부터 수신된 데이터를 근거리 무선통신을 이용하여 인접한 다른 센서 노드나 싱크 노드, 또는 감시 및 관리센터로 전송하는 수단; 송전선로의 중간 부분에 설치되어 데이터를 무선으로 중계하거나 송전선로의 위치를 측정하고 데이터를 전송하는 수단; 송전선로에서 소요 전력을 유도하여 충전기에 충전시켜 사용하는 전원 수단; 및 싱크 노드로부터 송전선로의 상태 정보 원시 데이터를 중계 받아 데이터를 처리하여 각 송전선로 구간이나 해당 구간에 설치된 기기의 이상 유무를 판별하고 데이터 수집 주기 등의 애드혹 센서 네트워크의 운용 파라미터를 제어하거나 센서의 측정 방법을 제어하거나 송전 시스템의 스위치 조작 등의 명령을 제어하는 수단을 포함함.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 전력 송전선로의 상태 감시 등에 이용됨.
송전선, 온도, 늘어짐, 센서, 네트워크

Description

애드혹 센서 네트워크를 이용한 송전선로 상태 감시 장치 및 그 방법{Apparatus and method for Power Cable Monitoring using Ad-Hoc Sensor Network}
도 1 은 기존의 송전선로 시스템의 구성 예시도,
도 2 는 본 발명에 따른 애드혹 센서 네트워크를 이용한 송전선로 상태 감시 시스템의 일실시예 구성도이다.
도 3 은 본 발명에 따른 센서 노드의 일실시예 상세 구성도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명
200 : 송전철탑 201 : 송전선로
202 : 온도 센서 노드 203 : 높이 센서 노드
204 : 싱크 노드 300 : 센서 노드
301 : 센서 모듈 302 : 제어부
303 : 근거리 무선 통신부 304 : 전원 모듈
본 발명은 송전선로 상태 감시에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 센서 망을 구성하여 송전선로의 온도와 그 늘어짐 정도를 측정하고 그 데이터를 저렴하고 효율적인 애드혹 네트워크 방식으 로 감시 및 관리 센터로 전송하여 송전선로를 관리하기 위한 애드혹 센서 네트워크를 이용한 송전선로 상태 감시 장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것이다.
전력 송전선로는 발전소로부터 변전소까지 먼 거리에 걸쳐 전력을 전송하기 위한 선로로 고전압이 걸려있으며 산악 지대나 해안 지대 등 사람이 살지 않는 지역도 많이 통과하고 있다. 또한 전송하는 전력의 양은 수요량에 따라 지속적으로 변화하며 전송하는 전력의 양에 따라 전기 저항의 원리에 의해 열이 발생하게 된다. 송전선로 설계 시에 송전선의 전기 저항이나 전송 전력량 등을 고려하지만 전기 저항이 일정하지 않고 기온이나 설치 상태에 따라 특정 구간이나 특정 지점에서 예상하지 못한 고온이 발생하여 송전선로가 차단되거나 송전설비에 문제를 일으키는 등의 사고가 발생할 수 있다. 또한 여름과 같이 기온이 높을 때는 송전선로의 온도가 높아지고 금속의 팽창 효과의 의해 전송선로의 길이가 증가하고 따라서 송전탑 사이의 전송선이 아래로 늘어지는 현상이 발생하며 이 결과로 전력의 전송 효율에도 영향을 미치며 나무 가지나 건물에 닿아 지락사고를 일으키거나 화재나 감전의 위험이 있는 등의 문제가 있다.
이를 해결하기 위해, 도 1에 도시된 바와 같이 송전철탑 부분의 송전선로의 구간마다 송전선로의 온도를 측정하는 장치를 설치하고 이 장치에 기지국과 통신이 가능한 모뎀을 장착하여 측정된 데이터를 기지국을 통해 중앙통제센터로 전송하는 방법이 제안되었다. 그러나 이 방법은 셀룰라 통신 방식과 같이 광역 무선 통신 방식을 사용하므로, 통신 모뎀이 고가이며 매 측정 장치마다 불필요하게 측정 데이터를 장거리에 걸쳐 전송하므로 전파의 비효율과 과다한 통신 요금의 부과, 기지국에서 중앙 통제 센터까지의 연결 선로가 별도로 필요한 것 등의 문제가 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 전력 송전선로에 전송되는 전류량에 따라 온도가 변화하여 과열이 발생하는 것을 미리 파악하지 못하는 문제가 있어, 송전선로의 온도 측정을 위해 센서를 설치하고 측정된 데이터를 무선 기지국을 통해 전송하며 이들 데이터를 중앙통제센터에서 수합하는 기존의 방법에서는 무선 기지국과의 통신을 위해 크고 고가의 무선 모뎀을 많이 설치하고 운용해야 하는 어려움이 있었는데, 애드 혹 망 기술을 응용하여 저렴한 비용으로 효과적으로 센서망을 구축하며 센서망을 응용하여 송전선로의 늘어짐 상태까지 파악할 수 있는 애드혹 센서 네트워크를 이용한 송전선로 상태 감시 장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 애드혹 센서 네트워크를 이용한 송전선로 상태 감시 장치에 있어서, 송전철탑이나 송전선로 일 부분에 부착되어 온도를 측정하는 수단; 상기 측정된 데이터와 인접한 센서 노드로부터 수신된 데이터를 근거리 무선통신을 이용하여 인접한 다른 센서 노드나 싱크 노드, 또는 감시 및 관리센터로 전송하는 수단; 송전선로의 중간 부분에 설치되어 데이터를 무선으로 중계하거나 송전선로의 위치를 측정하고 데이터를 전송하는 수단; 송전선로에서 소요 전력을 유도하여 충전기에 충전시켜 사용하는 전원 수단; 및 싱크 노드로부터 송전선로의 상태 정보 원시 데이터를 중계 받아 데이터를 처리하여 각 송전선로 구간이나 해당 구간에 설치된 기기의 이상 유무를 판별하고 데이터 수집 주기 등의 애드혹 센서 네트워크의 운용 파라미터를 제어하거나 센서의 측정 방법을 제어하거나 송전 시스템의 스위치 조작 등의 명령을 제어하는 수단을 포함한다.
그리고 본 발명의 방법은, 애드혹 센서 네트워크를 이용한 송전선로 상태 감시 장치에 있어서, 송전철탑이나 송전선로 일 부분에 부착되어 온도를 측정하는 제 1 단계; 상기 측정된 데이터와 인접한 센서 노드로부터 수신된 데이터를 근거리 무선통신을 이용하여 인접한 다른 센서 노드나 싱크 노드, 또는 감시 및 관리센터로 전 송하는 제 2 단계; 송전선로의 중간 부분에 설치되어 데이터를 무선으로 중계하거나 송전선로의 위치를 측정하고 데이터를 전송하는 제 3 단계; 송전선로에서 소요 전력을 유도하여 충전기에 충전시켜 사용하는 제 4 단계; 및 싱크 노드로부터 송전선로의 상태 정보 원시 데이터를 중계 받아 데이터를 처리하여 각 송전선로 구간이나 해당 구간에 설치된 기기의 이상 유무를 판별하고 데이터 수집 주기 등의 애드혹 센서 네트워크의 운용 파라미터를 제어하거나 센서의 측정 방법을 제어하거나 송전 시스템의 스위치 조작 등의 명령을 제어하는 제 5 단계를 포함한다.
한편, 본 발명은, 애드혹 센서 네트워크를 이용한 송전선로 상태 감시 장치에 있어서, 송전탑이나 송전선로 일 부분에 부착되어 온도를 측정하는 제 1 기능; 상기 측정된 데이터와 인접한 센서 노드로부터 수신된 데이터를 근거리 무선통신을 이용하여 인접한 다른 센서 노드나 싱크 노드, 또는 감시 및 관리센터로 전송하는 제 2 기능; 송전선로의 중간 부분에 설치되어 데이터를 무선으로 중계하거나 송전선로의 위치를 측정하고 데이터를 전송하는 제 3 기능; 송전선로에서 소요 전력을 유도하여 충전기에 충전시켜 사용하는 제 4 기능; 및 싱크 노드로부터 송전선로의 상태 정보 원시 데이터를 중계 받아 데이터를 처리하여 각 송전선로 구간이나 해당 구간에 설치된 기기의 이상 유무를 판별하고 데이터 수집 주기 등의 애드혹 센서 네트워크의 운용 파라미터를 제어하거나 센서의 측정 방법을 제어하거나 송전 시스템의 스위치 조작 등의 명령을 제어하는 제 5 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
본 발명은 애드혹 센서 네트워크 기능을 응용하여 송전선로의 상태 정보를 효율적 이고 저렴하게 수집하려는 것으로서, 기존의 방식의 경우 셀룰라 방식의 기지국을 사용하여 다수의 측정 장치에서 고가의 무선 모뎀을 사용해야 하고, 정기적으로 납부해야 하는 통신 요금과 기지국으로부터 측정 데이터를 센터로 전송하는 추가적인 비용이 들며, 기지국의 통신 방식이 바뀌면 따라서 모든 측정 장치들이 교체되어야 하는 비효율이 있었다.
이를 위해, 본 발명에서는 송전선로 각 부분에 설치된 온도 센서 및 위치 센서에서 측정된 데이터가 애드혹 네트워크 방식에 따라 센서 노드 사이에서 통신 링크가 구성되어 싱크 노드 방향으로 전달되며 궁극적으로는 송전선로 감시 및 관리 센터로 동일한 방식으로 전달되는 방식이므로 저렴한 비용의 근거리 무선 통신 모듈을 사용하며 자가 통신망이므로 별도의 통신 요금이나 전용 회선 요금이 소요되지 않는다. 또한 통신거리가 먼 경우 자가 무선 통신망을 구축하기 어렵고 공중 무선 통신망을 사용해야 하므로 통신 장비가 타 사업자에 종속되지만, 본 발명에서는 자가망을 구축하므로 시스템의 설계와 확장, 운용이 자유롭다. 한편 기온 상승에 따른 송전선로의 늘어짐은 이를 측정하는 적절한 센서가 없으므로, 본 발명에서는 GPS(Global Positioning System)나 UWB(Ultra Wide Band) 모듈을 송전선로의 중간 부분에 설치하여 송전선로의 높이 변화를 측정하여 송전선로의 상대적인 늘어짐 정도를 측정하는 방법을 사용하였다. 이들 센서 노드들은 송전선로에 부착되므로 고압의 교류 전류가 흐르는 송전선로의 유도전력을 활용하여 전원을 공급받게 되므로, 장치의 내구연한 동안에 별도의 관리가 필요 없다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2 는 본 발명에 따른 애드혹 센서 네트워크를 이용한 송전선로 상태 감시 시스템의 일실시예 구성도이다.
전력 송전선로 시스템은 송전철탑(200)과 송전선로(201)로 구성된다. 통상적으로 송전철탑 사이의 간격은 수백 미터이고 송전선로도 6가닥 이상이다. 송전선로는 송전철탑의 고정 장치에 의해 송전탑에 고정된다.
애드혹 센서 네트워크를 이용한 송전선로 상태 감시 장치는 송전탑이나 송전선로 일 부분에 설치되어 송전선로의 온도를 측정하고 측정된 데이터를 싱크 노드 방향으로 전송하거나 인접 센서 노드에서 전송한 데이터를 수신하여 싱크 노드로 중계하는 역할을 수행하는 온도 센서 노드(202)와 송전선로의 중간 부분에 설치되어 송전선로의 높이를 측정하고 이 데이터를 싱크 노드 방향으로 전송하거나 인접 센서 노드의 데이터를 중계하는 높이 센서 노드(203), 센서 노드들로부터 수신된 데이터를 감시 및 관리 센터로 전송하는 싱크 노드(204), 수신된 송전선로 원시 상태 정보로부터 송전선로의 이상 유무를 판별하고 데이터 수집 주기 등의 애드혹 센서 네트워크의 운용 파라미터를 제어하거나 센서의 측정 방법을 제어하거나 송전 시스템 의 스위치 조작 등의 명령을 제어하는 감시 및 관리 센터로 구성된다.
도 2를 참조하여, 상기 애드혹 센서 네트워크를 이용한 송전선로 상태 감시 장치의 구성을 보다 상세하게 살펴보면, 온도 센서 노드(202)는 송전선로의 온도를 측정하는 온도 센서 모듈과 인접 노드와 근거리 무선 통신을 통해 데이터를 송수신하는 무선 통신 모듈, 송전선로에 코일을 감던지 유도 장치를 설치하여 전력을 유도하고 이 전력을 충전기에 충전하여 전원으로 사용하는 전원 모듈, 센서 노드의 동작을 제어하는 제어부로 구성된다. 높이 센서 노드(203)도 온도 센서 노드와 구성과 기능이 비슷하지만 온도 센서 모듈 대신에 높이 센서 모듈이 포함된다.
온도 센서 노드(202)의 경우 송전철탑이나 송전선로의 적당한 위치에 고정되어 송전선로와의 접촉으로 센서가 온도를 측정하게 되며 측정된 데이터는 정해진 주기에 따라 또는 측정된 데이터의 차이가 정해진 값 이상으로 변화했을 때에 인접 노드로 전송된다. 인접한 온도 센서 노드도 역시 온도를 측정하고 그 데이터를 인접 노드로 전송하며, 인접한 다른 노드로부터 수신된 데이터는 정해진 경로 설정 알고리즘에 따라 싱크 노드 방향으로 전송한다. 경로 설정 알고리즘에는 사전에 라우팅 테이블을 구성하는 방식과 데이터 전송 시에 목적지를 찾아 가는 방식으로 크게 구분할 수 있는데, 본 발명의 경우 송전선로가 수시로 이동하는 것이 아니므로 미리 경로 탐색 알고리즘을 수행하여 경로를 설정해 놓고 데이터 패킷은 이에 따라 전달되는 방법이 더 효과적이다. 만약에 송전선로를 이전하거나 변경 시 등 네트워크의 토폴로지가 변경될 때에는 이를 인접 노드들에게 전송하여 경로 탐색 알고리즘을 자동으로 다시 수행하는 방법이 적절하다. 또한 망 구조를 트리 구조로 하여 모든 노드들이 다른 노드들과 단일 연결이 되도록 하여 트래픽 효율을 최적화 시킬 수 도 있고, 또는 망 구조를 메쉬 구조로 하여 노드들 사이에 다중 경로를 연결하여 만일 특정 경로가 끊어지더라도 다른 경로를 통해 데이터 패킷이 좀 더 안정적으로 전달되도록 할 수 도 있다. 경로 설정 알고리즘은 모든 온도 센서 노드나 높이 센서 노드, 싱크 노드, 감시 및 관리 센터의 통신 모듈에 동일하게 사용되므로, 작업자가 송전선로의 임의의 위치에 노드를 설치하더라도 무선 통신 구역 안에 해당된다면 해당 노드는 자동적으로 애드혹 네트워크에 접속되게 된다. 온도 센서 노드나 높이 센서 노드, 싱크 노드, 감시 및 관리 센터의 통신 모듈에서 통신 기능은 모두 동일하며 다만 싱크 노드는 모든 센서 노드들이 데이터를 전송하는 목적지 노드에 해당되고 싱크 노드는 수신된 데이터를 감시 및 관리 센터의 통신 모듈로 전송하는 역할을 수행한다. 또한 역방향으로 감시 및 관리 센터의 통신 모듈에서 전송되는 데이터 패킷은 싱크 노드를 경유하여 그 목적지 주소에 따라 해당 온도 센서 노드와 높이 센서 노드까지 전달된다. 전송되는 데이터 패킷의 내용은 측정된 온도 및 높이 데이터뿐만 아니라 기타 관리 정보가 포함될 수 있으며, 감시 및 관리 센터에서 각 노드에 지시하는 명령이 포함될 수 도 있다. 감시 및 관리 센터에서는 송전선로의 상태와 네트워크의 규모에 따라 각 노드가 데이터를 측정하는 횟수 및 데이터 전송 횟수, 경로 설정 방법의 변경, 또는 노드에 연결된 특정 제어 장치의 제어 등의 목적에 따라 데이터 패킷을 특정 노드로 전송할 수 있다. 데이터 패킷에는 송신 노드의 고유 주소가 포함되어 있으므로 감시 및 관리 센터에서는 사전에 구축된 데이터 베이스에 의해 송전선로의 어느 센서 노드에서 보내온 데이터인지를 알 수 있다. 또한 송전선로의 온도 측정을 통해 송전선로의 이상을 판별할 수 있을 뿐만 아니라, 송전선로에 연결된 각종 전력기기들의 이상을 판별할 수 도 있다. 즉, 변압기 등 전력기기에 송전선로가 연결되어 있으므로 기기에 이상이 생겨 온도의 변화가 있는 경우 기기에 연결된 송전선로에 그 열이 전도되어 송전선로의 온도에 변화가 있게 된다. 따라서 송전선로의 온도 변화를 측정하여 송전선로나 연결된 전력기기의 이상을 탐지할 수 있다.
높이 센서 노드는 송전선로의 길이가 늘어나 송전탑 사이에서 늘어지는 정도를 측정하기 위한 것으로 GPS(Global Positioning System) 수신기 모듈이 센서에 해당될 수 있다. 즉, GPS 수신기 모듈에서 해당 모듈의 현재 좌표가 출력되는데 이 좌표 데이터를 환산하면 현재 GPS 모듈이 부착되어 있는 송전선로의 고도를 알아낼 수 있다. 측정된 송전선로의 고도 데이터는 감시 및 관리 센터로 전송되고 분석되어 송전선의 늘어짐 정도를 파악할 수 있다. GPS의 위치 오차가 있으므로, 높이 센서 노드의 제어부에서 GPS 모듈에서 출력되는 좌표 데이터를 시간 평균을 구하거나 칼만 필터 등의 신호처리 기법을 사용함으로써 위치 오차를 크게 줄일 수 있다. 또는 DGPS(Differential GPS) 방식을 사용하여 보정 신호를 별도의 수신기로 수신하여 GPS 모듈에 입력함으로써 GPS의 위치 오차를 크게 줄일 수 있다. GPS를 이용하여 송전선로의 높이뿐 만 아니라 송전선로의 지리적 위치까지 파악할 수 있으므로 문제 발생 시에 위치 파악과 보수 공사가 수월하다. 또한 GPS를 이용하여 3차원 위치 파악이 가능하므로 바람 등의 원인에 의해 송전선로가 좌우로 흔들릴 때에 그 흔들림 정도를 파악할 수 있으며, 송전선로가 사고에 의해 절단되는 경우, 송전선로의 높이가 해당 지형의 고도와 일치되므로 바로 절단 여부가 파악되어 그 후속 조치 방안 도출에 활용될 수 있다.
높이 센서 노드의 센서 모듈 방식으로 근거리 무선 통신 방식을 사용할 수 있다. 즉, UWB(Ultra Wide Band) 방식의 근거리 무선 통신 방식은 대역 확산을 위해 고속의 확산 코드를 사용하므로 이를 이용하여 통신 모듈 사이의 거리를 측정할 수 있다. 즉 이 방식을 사용한다면, 송전탑과 같이 고도가 고정된 시설에 통신 모듈을 설치하고, 송전선로의 가운데 부분에 다른 통신 모듈을 설치하여, 상호 통신에 의해 상대방과의 거리를 측정할 수 있으며 이 경우 상대 거리의 변화를 측정하여 감시 및 관리 센터로 전송하면 송전선로의 늘어짐 정도를 파악할 수 있다. 이 방식의 경우 송전선로의 높이를 측정할 뿐만 아니라 근거리 통신 기능도 수행하므로 애드혹 센서 네트워크가 구축되는 효과가 있다. 그러나 높이 센서 모듈로 UWB 모뎀을 사용하고 애드혹 센서 네트워크 구축을 위한 근거리 무선 통신 방식을 다른 방식으로 사용할 수 있다.
도 3 은 본 발명에 따른 센서 노드의 일실시예 상세 구성도이다.
센서 노드(300)는 온도 센서 노드나 높이 센서 노드, 싱크 노드에 해당된다. 각각의 노드의 기본 기능은 동일하나 수행하는 구체적인 역할에서 차이가 있다. 즉, 온도 센서 노드는 송전선로의 온도 측정 및 데이터 전송, 높이 센서는 송전선로의 높이 측정 및 데이터 전송, 싱크 노드의 경우 수신된 데이터들을 감시 및 관리 센터로 전달하는 것이 가장 중요한 역할이다. 따라서 센서 노드(300)에는 센서 모듈(301)이 있어 그 목적에 따라 온도나 높이를 측정한다. 측정 주기나 방법 등은 제어부(302)의 제어 하에 이루어지며 주기나 방법은 감시 및 관리 센터의 명령에 따라 변경이 가능하다. 또한 측정된 데이터는 원시 데이터 그대로거나 또는 제어부에 의해 처리되어 데이터 패킷의 형태로 만들어져 근거리 무선 통신부(303)로 전달되며 인접 노드로 전송된다. 한 편, 인접 노드로부터 수신된 데이터 패킷은 목적지 주소나 송신지 주소 등의 패킷 헤더 정보에 의해 경로 설정 알고리즘에 따른 경로 설정 표에 의해 재전송 여부가 결정되며 또한 경로 설정 알고리즘에 따라 패킷 헤더의 내용이 변경될 수 있다. 즉, 센서 노드에서 측정된 데이터나 인접 노드로부터 수신된 데이터는 경로 설정 알고리즘에 의해 궁극적으로 싱크 노드로 전달된다. 싱크 노드에는 경우에 따라 센서 모듈이 불필요하며 전원 모듈도 송전선로에서 전력을 유도하여 사용하지 않고 별도의 전원을 사용할 수 있다.
센서 노드(300)의 전원 모듈은 건전지를 사용하거나 송전선로의 전력 유도 현상을 이용하여 유도된 전력을 이용하여 충전지를 충전하고 이 전원으로 센서 노드의 전력을 공급한다. 구체적으로는 송전선로에 코일을 감거나 끼우거나 코일 어셈블리를 조립하는 방식으로 송전선로 주변에 도선을 감고, 이 도선의 양단에 전압 강하 회로 및 정류 회로, 충전 회로, 충전기 등을 연결하여 전원 모듈을 구성한다. 특히 송전선로는 보통 실효치 기준 154KV 이상의 고전압이 송전되므로 센서 노드에 전자파 장애가 없도록 차폐 장치가 있어야 한다. 또한 디지털 및 아나로그 회로에 고압 전류가 유도되지 않도록 접지 처리가 완전해야 한다.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 롬, 램, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등) 에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
상기와 같은 본 발명은, 송전선로의 상태를 감시함에 있어 기존의 방식에 비해, 저렴한 비용으로 손쉽게 송전선로의 온도 및 늘어짐을 측정하고 그 데이터를 감시 및 관리 센터로 전송하여 송전선로의 안전을 효율적으로 관리하는 효과가 있다.
또한 본 발명은 송전탑 등의 전력설비에 추가적으로 타 기능의 측정 센서가 장착될 때에도 기존의 센서 망의 변경이나 보완 없이 기존에 구축된 망을 사용하여 추가적인 측정 데이터의 전송이 가능하여 다양한 전력 설비 상태 감시 및 관리 시스템으로 확장이 쉬운 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 송전선로 상태 감시에 있어서,
    송전탑이나 송전선로 일 부분에 부착되어 온도를 측정하는 수단;
    상기 측정된 데이터와 인접한 센서 노드로부터 수신된 데이터를 근거리 무선통신을 이용하여 인접한 다른 센서 노드나 싱크 노드, 또는 감시 및 관리센터로 전송하는 수단;
    송전선로의 중간 부분에 설치되어 데이터를 무선으로 중계하거나 송전선로의 위치를 측정하고 데이터를 전송하는 수단;
    송전선로에서 소요 전력을 유도하여 충전기에 충전시켜 사용하는 전원 수단; 및
    싱크 노드로부터 송전선로의 상태 정보 원시 데이터를 중계 받아 데이터를 처리하여 각 송전선로 구간이나 해당 구간에 설치된 기기의 이상 유무를 판별하고 데이터 수집 주기 등의 애드혹 센서 네트워크의 운용 파라미터를 제어하거나 센서의 측정 방법을 제어하거나 송전 시스템의 스위치 조작 등의 명령을 제어하는 수단
    을 포함하는 애드혹 센서 네트워크를 이용한 송전선로 상태 감시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서 노드는,
    송전선로의 온도를 측정하는 온도 센서 모듈이나 송전선로의 높이를 측정하는 모듈;
    인접 노드와 근거리 무선 통신을 통해 데이터를 송수신하는 무선 통신 모듈;
    송전선로에 코일을 감던지 유도 장치를 설치하여 전력을 유도하고 이 전력을 충전기에 충전하여 전원으로 사용하는 전원 모듈; 및
    센서 노드의 동작을 제어하는 제어부
    를 포함하는 애드혹 센서 네트워크를 이용한 송전선로 상태 감시 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 센서 노드는,
    GPS를 이용하여 송전선로의 절대 고도를 측정하거나 근거리 무선 통신 모듈을 사용하여 상대 고도를 측정하는 수단을 특징으로 하는 애드혹 센서 네트워크를 이용한 송전선로 상태 감시 장치.
  4. 송전선로 상태 감시 방법에 있어서,
    송전철탑이나 송전선로 일 부분에 부착되어 온도를 측정하는 단계;
    상기 측정된 데이터와 인접한 센서 노드로부터 수신된 데이터를 근거리 무선통신을 이용하여 인접한 다른 센서 노드나 싱크 노드, 또는 감시 및 관리센터로 전송하는 단계;
    송전선로의 중간 부분에 설치되어 데이터를 무선으로 중계하거나 송전선로의 위치를 측정하고 데이터를 전송하는 단계;
    송전선로에서 소요 전력을 유도하여 충전기에 충전시켜 사용하는 단계; 및
    싱크 노드로부터 송전선로의 상태 정보 원시 데이터를 중계 받아 데이터를 처리하여 각 송전선로 구간이나 해당 구간에 설치된 기기의 이상 유무를 판별하고 데이터 수집 주기 등의 애드혹 센서 네트워크의 운용 파라미터를 제어하거나 센서의 측정 방법을 제어하거나 송전 시스템의 스위치 조작 등의 명령을 제어하는 단계
    를 포함하는 애드혹 센서 네트워크를 이용한 송전선로 상태 감시 방법.
  5. 프로세서를 구비한 송전선로 상태 감시 시스템에,
    송전탑이나 송전선로 일 부분에 부착되어 온도를 측정하는 기능;
    상기 측정된 데이터와 인접한 센서 노드로부터 수신된 데이터를 근거리 무선통신을 이용하여 인접한 다른 센서 노드나 싱크 노드, 또는 감시 및 관리센터로 전송하는 기능;
    송전선로의 중간 부분에 설치되어 데이터를 무선으로 중계하거나 송전선로의 위치를 측정하고 데이터를 전송하는 기능;
    송전선로에서 소요 전력을 유도하여 충전기에 충전시켜 사용하는 기능; 및
    싱크 노드로부터 송전선로의 상태 정보 원시 데이터를 중계 받아 데이터를 처리하여 각 송전선로 구간이나 해당 구간에 설치된 기기의 이상 유무를 판별하고 데이터 수집 주기 등의 애드혹 센서 네트워크의 운용 파라미터를 제어하거나 센서의 측정 방법을 제어하거나 송전 시스템의 스위치 조작 등의 명령을 제어하는 기능
    을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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