KR20090038227A

KR20090038227A - 이진부호분할다중접속 기반 실시간 영상, 센서데이타모니터링 시스템

Info

Publication number: KR20090038227A
Application number: KR1020070103617A
Authority: KR
Inventors: 이윤석
Original assignee: 주식회사이노텔레콤; 주식회사 디지탈하우스
Priority date: 2007-10-15
Filing date: 2007-10-15
Publication date: 2009-04-20
Also published as: KR100960832B1

Abstract

본 발명은 각 모니터링 대상현장의 환경 데이터와 영상 데이터를 실시간으로 수집한 후 이진부호분할다중접속(B-CDMA) 방식의 무선 통신망을 이용하여 중앙 서버시스템으로 전송하여 환경 감시, 또는 농업 생산물이나 축산물의 각종 데이터를 통합하여 관리하는 B-CDMA기반 원격 모니터링 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 시스템은 각 모니터링 대상현장에 설치되는 수집장치; 해당 생산현장의 수집장치로부터 환경 데이터와 감시 데이터를 수신받아 통신망을 통해 데이터 통합 서버로 전달하는 기지국장치; 통신망을 통해 각 기지국장치로부터 모니터링 대상현장의 환경 데이터와 감시 데이터를 수신받아 통합 분석하여 데이터베이스화하고, 생산자나 소비자 및 기관에 관련 데이터를 제공하는 데이터 통합 서버; 상기 데이터 통합 서버로 접속하여 각종 생산물의 생산이력이나 생산현장의 감시영상을 소비자에게 보여주는 소비자 단말 소프트웨어; 및 상기 데이터 통합 서버로 접속하여 각종 생산물의 생산이력이나 생산현장의 감시영상 혹은 생산과 관련된 정보를 생산자에게 보여주는 생산자 단말기로 구성되어 생산현장의 영상과 온도, 습도, 이산화탄소량, 일사량, 지열 등 각종 디바이스에서 감지되는 환경정보를 B-CDMA방식으로 융합하여 유비쿼터스 기반의 환경을 제공하여 생산자와 소비자에게 언제 어디서나 다양한 서비스를 제공할 수 있다.

유비쿼터스, 센서 네트워크, 농업생산, B-CDMA, 환경정보, 감시 영상, ipv6, RTOS

Description

이진부호분할다중접속 기반 실시간 영상, 센서데이타 모니터링 시스템{REAL TIME IMAGE AND DATA MONITOR SATELLITE SYSTEM BASED ON B-CDMA WIRELESS COMMUNICATIONS}

본 발명은 분산된 환경 또는 농축산업 생산현장을 통합하여 모니터링하는 시스템(Monitor Satellite System)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 각 생산현장의 환경 데이터(온도, 습도, 이산화탄소량(CO²), 일사량, 지열 등)와 생산현장의 영상 데이터를 수집한 후 이진부호분할다중접속(B-CDMA) 방식의 무선 통신망을 이용하여 중앙 서버시스템으로 전송하여 환경 또는 농업 생산물이나 축산물의 생산과정 및 가공처리 과정의 각종 데이터를 통합하여 관리하는 이진부호분할다중접속 기반 실시간 영상, 센서 데이타 현장 모니터링 시스템에 관한 것이다.

최근 들어, 유비쿼터스 기술이 발전함에 따라 유비쿼터스 기술을 자연환경감시나 농업생산에 적용하여 체계적이고 과학적인 관리체계를 구축하기 위한 유비쿼 터스 환경 감시(모니터링), 유비쿼터스 농업 또는 IT 농업이 관심을 끌고 있고, 농축산에 대한 IT 응용 연구와 유기농 식품에 대한 관리 등에 IT 기술을 적용하려는 노력이 증가하고 있다.

이와 같이 환경 또는 농축산업 생산분야에 IT 기술을 적용하기 위해서는 네트워크 기술이 필수적으로 요구되는데, 통상 근거리 네트워크에서 사용되는 유선매체기술로는 전화선(PNA) 및 전력선(PLC)을 이용한 기술과 유선 랜이 알려져 있다. 특히, 농축산업 생산현장에 적용할 수 있는 무선매체를 이용한 근거리개인통신망(WPAN) 기술로는 블루투스, 지그비, 무선랜, 초광대역(UWB), 바이너리 CDMA 등이 있다. 이중에서 지그비(ZigBee)방식은 저전력초소형저비용 장점과 함께 10～20m 내에서 250Kbps의 속도로 데이터를 전송할 수 있어 유비쿼터스 센서 네트워크(USN)를 구현하는 기술로 주목받고 있다.

한편, 바이너리 CDMA(B-CDMA)기술은 대한민국 고유의 CDMA기술을 기반으로 복잡한(MultI Level) 신호 파형을 2진화(Binary) 형태로 단순화한 국내 독자기술로서, 최근에 국제표준화기구(ISO)의 산업용 무선 네트워크 표준안으로 채택된 후 기술 상용화가 급 진전되고 있다. 특히, 바이너리 CDMA 칩 이름은 고대 그리스어로 친교, 참여, 화합 등을 의미하는 코이노니아(Koinonia)라고 하며, 현재 데이터 전송속도가 6/12 Mbps인 코이노니아1과 6/12/55 Mbps인 코이노니아2가 개발되어 있다.

본 발명은 상기한 기술적 배경을 감안하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 각 환경모니터링 또는 농업 생산현장에서 각종 생산조건(예컨대, 성장조건, 기후조건)을 모니터링하기 위한 '환경 데이터'와 '현장 영상 데이터'를 실시간으로 수집하고, 이진부호분할다중접속(B-CDMA)으로 네트워크를 구축하여 하나로 융합된 유비쿼터스 기반의 관리 환경을 제공하여 생산자나 소비자가 언제 어디서나 다양한 방식으로 농축산물에 대한 생산이력을 조회하고 생산현장의 상태를 점검 및 모니터링할 수 있는 이진부호분할다중접속(B-CDMA) 기반 환경 또는생산현장 모니터링 시스템을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 시스템은, 각 환경모니터링 또는 농업생산현장에 설치되는 수집장치; 해당 생산현장의 수집장치로부터 환경 데이터와 영상 데이터를 실시간 수신받아 통신망을 통해 데이터 통합 서버로 전달하는 기지국장치; 통신망을 통해 각 기지국장치로부터 생산현장의 환경 데이터와 모니터링 데이터를 수신받아 통합 분석하여 데이터베이스화하고, 생산자나 소비자 및 기관에 관련 데이터를 실시간으로 제공하는 데이터 통합 서버; 상기 데이터 통합 서버로 접속하여 각종 생산물의 생산이력이나 생산현장의 영상과 환경데이터를 소비자에게 보여주는 소비자 단말소프트웨어; 및 상기 데이터 통합 서버로 접속하여 각종 생산물의 생산이력이나 생산현장의 감시영상 혹은 생산과 관련된 정보를 생산자에게 보여주는 생산자 단말소프트웨어를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 생산현장 모니터링 시스템은 상기 기지국장치들로부터 B-CDMA방식으로 데이터를 수집하여 상기 통신망을 통해 상기 데이터 통합 서버로 전달하고, 해당 지역의 모니터링 데이터를 실시간으로 재생하여 보여주는 로컬서버와, 상기 데이터 통합 서버로 접속하여 각종 생산물의 생산과 관련된 데이터를 보고받아 보여주고 필요시 대응 조치를 입력받아 해당 생산자에게 지시할 수 있는 기관 단말소프트웨어와, 상기 수집장치가 정보를 수집하지 못하는 지역을 커버하기 위해 저전력의 배터리로 동작하는 보조수집장치를 더 구비할 수 있다.

그리고 상기 수집장치는 해당 생산현장에 B-CDMA 네트워크를 구성하기 위한 B-CDMA모듈; 시간정보를 제공하는 리얼타임클럭(RTC); 부트 및 응용 프로그램을 저장하기 위한 플래시 메모리; 비휘발성 데이터를 저장하는 이이피롬; 메인 메모리; 생산현장의 각종 환경상태를 감지하거나 측정하는 센서 및 측정 디바이스; 상기 센서 및 측정 디바이스로부터 해당 환경 또는 생산현장의 환경 데이터를 입력받는 센서 인터페이스부; 생산현장을 모니터링하기 위한 영상 데이터와 음향 데이터를 생성하는 영상,음향 데이터 생성수단; 및 상기 리얼타임클럭으로부터 실시간 정보를 입력받으며, 상기 플래시 메모리에 저장된 프로그램을 상기 메인 메모리로 로딩하여 실행하고 상기 이이피롬에 설정 데이터를 저장하며, 상기 센서 인터페이스부를 통해 수집된 환경 데이터와 상기 모니터링 데이터 생성수단으로부터 생성된 영상 데이터와 음향 데이터를 상기 B-CDMA 모듈을 통해 상기 기지국 장치로 전송하는 마 이크로프로세서를 포함하고, 상기 기지국 장치는 생산현장에 B-CDMA 네트워크를 구성하기 위한 B-CDMA모듈; 시간정보를 제공하는 리얼타임클럭(RTC); 부트 및 응용 프로그램을 저장하기 위한 플래시 메모리; 비휘발성 데이터를 저장하는 이이피롬; 메인 메모리; 생산현장의 각종 환경상태를 감지하거나 측정하는 센서 및 측정 디바이스; 상기 센서 및 측정 디바이스로부터 환경 데이터를 입력받는 센서 인터페이스부; 생산현장을 모니터링하기 위한 영상 데이터와 음성 데이터를 생성하는 감시 데이터 생성수단; 상기 통신망을 통해 상기 데이터 통합 서버와 통신하기 위한 통신망 접속수단; 및 상기 리얼타임클럭으로부터 실시간 정보를 입력받으며, 상기 플래시 메모리에 저장된 프로그램을 상기 메인 메모리로 로딩하여 실행하고 상기 이이피롬에 설정 데이터를 저장하며, 상기 센서 인터페이스부를 통해 수집된 자체 환경 데이터와 상기 모니터링 데이터 생성수단으로부터 생성된 자체 영상,음향 데이터를 상기 B-CDMA 모듈을 통해 각 수집장치로부터 수신된 환경 데이터 및 모니터링 데이터와 결합하여 상기 통신망 접속수단을 통해 상기 데이터 통합 서버로 전송하는 마이크로프로세서로 구성된다.

상기 로컬 서버는 상기 기지국장치와 통신하기 위한 적어도 하나 이상의 B-CDMA모듈;과 상기 통신망을 통해 상기 데이터 통합서버와 통신하기 위한 통신망 접속수단; 사용자 조작을 입력받기 위한 조작부; 상기 B-CDMA모듈을 통해 수신된 전체 데이터에서 선택된 수집장치의 영상,음향 데이터와 환경 데이터를 수신받아 인코딩하여 데이터 저장부를 통해 스토리지에 저장하고, 디코딩된 감시 데이터와 환경 데이터를 처리하여 영상,음향 및 데이터 표시부에 감시 영상과 기후 정보를 표 시하고, 상기 음향 데이터를 처리하여 스피커를 통해 음성을 출력하는 실시간 로컬 모니터링 수단; 및 상기 B-CDMA모듈을 통해 입력된 각 생산현장의 모니터링 데이터와 환경 데이터를 상기 통신망 접속수단을 통해 상기 데이터를 실시간으로 서버에 전달하도록 상기 B-CDMA모듈과 통신망 접속수단을 제어하고, 상기 조작부의 조작에 따라 선택된 수집장치의 데이터를 수신하도록 상기 로컬 영상 처리수단을 제어하는 제어부로 구성되고,

상기 데이터 통합 서버는 상기 통신망을 통해 기지국장치나 로컬서버와 통신하기 위한 통신망 접속수단; 상기 통신망 접속수단을 통해 각 생산현장으로부터 수집된 데이터들을 생산현장별 및 일시별로 구분하여 저장하고, 각 수집 데이터를 통계처리 및 가공하여 데이터베이스화하는 데이터베이스 서버; 소비자 단말소프트웨어나 생산자 단말소프트웨어 및 기관 단말소프트웨어와 TCP/IP방식으로 통신하기 위한 인터넷 접속수단; 상기 데이터베이스 서버와 연동되어 상기 인터넷 접속수단을 통해 접속된 단말소프트웨어들에 생산이력이나 생산관련 정보를 제공하는 웹 서버; 운영자의 조작에 따라 상기 통신망 접속수단을 통해 수신된 전체 데이터에서 선택된 수집장치의 감시 데이터와 환경 데이터를 수신받아 디코딩하여 데이터 저장부를 통해 스토리지에 저장하고, 디코딩된 영상 데이터와 환경 데이터를 처리하여 영상 및 데이터 표시부에 감시영상과 기후정보를 실시간 표시하며, 상기 음성 데이터를 처리하여 스피커를 통해 음성을 출력하는 실시간 현장 모니터링 수단으로 구성된다.

본 발명은 환경 또는생산현장의 영상과 온도, 습도, 이산화단소량, 일사량, 지열 등 각종 디바이스에서 감지되는 환경 데이터를 이진부호분할다중접속(B-CDMA)방식의 무선통신방식으로 융합하여 유비쿼터스 기반의 환경을 제공하여 생산자와 소비자에게 언제 어디서나 다양한 서비스를 제공할 수 있다.

이러한 본 발명의 환경 또는생산현장 모니터링 시스템은 B-CDMA 무선통신 을 이용하여 시스템을 구축하므로 별도의 영상 케이블 공사없이 무선 송수신 시스템을 이용하여 초당 30 프레임의 고화질의 영상,음향 및 각종 센서 데이터를 전송할 수 있어 설치 및 유지 보수 비용이 절감되고, 지역에 관계없이 대규모 영상 및 센서 네트워크를 용이하게 구축할 수 있다.

본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 본 발명의 바람직한 실시예들에 의하여 보다 명확해질 것이다. 다음의 실시예들은 단지 본 발명을 설명하기 위하여 예시된 것에 불과하며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.

도 1은 본 발명에 따른 B-CDMA 기반 환경 또는 생산현장 모니터링 시스템의 전체 구성을 도시한 블럭도이다.

본 발명에 따른 B-CDMA 기반 환경 또는 생산현장 모니터링 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 각 생산현장에 설치되는 수집장치(100) 및 보조수집장치(100') 와, 해당 생산현장의 수집장치(100) 및 보조수집장치(100')로부터 환경 데이터와 감시 데이터를 수신받아 로컬서버를 거치거나 직접 통신망을 통해 데이터 통합 서버로 전달하는 기지국장치(200)와, 통신망(20)을 통해 각 기지국장치(200)나 로컬서버(300)로부터 환경 또는 생산현장의 환경 데이터와 영상,음향 데이터를 수신받아 통합 분석하여 데이터베이스화하고 생산자나 소비자 및 기관에 관련 데이터를 제공하는 데이터 통합 서버(400)와, 원격 모니터링 소프트웨어가 탑재되어 인터넷(30)을 통해 데이터 통합 서버(400)로 접속하여 각종 생산물의 생산이력이나 생산현장의 모니터링 영상을 소비자에게 보여주는 소비자 단말소프트웨어(500)와, 원격 모니터링 소프트웨어가 탑재되어 인터넷(30을 통해 데이터 통합 서버(400)로 접속하여 각종 생산물의 생산이력이나 생산현장의 모니터링 영상 혹은 생산과 관련된 정보를 생산자에게 보여주는 생산자 단말기(700)와, 원격 모니터링 소프트웨어가 탑재되어 인터넷(30)을 통해 데이터 통합 서버(400)로 접속하여 각종 생산물의 생산과 관련된 데이터를 보고받아 필요시 대응 조치를 지시하는 기관 단말기(600)로 구성된다.

도 1을 참조하면, 각 생산현장에는 수집장치들(100)과 보조수집장치(100') 및 기지국장치들(200)이 이진부호분할다중접속(B-CDMA) 네트워크(10-1,10-2)를 형성하여 이진부호분할다중접속(B-CDMA) 방식으로 서로 무선통신한다. 수집장치(Satellite System:100)는 설치된 생산현장의 온도, 습도, 이산화탄소량, 일사량, 지열 등과 같은 환경 데이터를 각종 센서 및 측정 디바이스로부터 입력받고, CCD 및 마이크를 통해 생산현장의 모니터링 데이터(즉, 영상 및 음성 데이터)를 입 력받아 기지국장치(Station System:200)로 전송한다. 보조수집장치(tentacle System:100')는 수집장치(Satellite System:100)가 정보를 수집하기 어려운 지역을 커버하기 위한 수집장치의 축소 시스템으로써, 기본적으로 저전력의 배터리로 동작하며, 바람직하게는 1회 배터리 장착시 짧게는 5개월에서 길게는 1년간 동작하면서 설치된 현장의 상황을 실시간으로 온도, 습도, 이산화탄소량, 일사량, 지열 등 각종 센서 정보를 저대역(Low-Band) B-CDMA 유니트를 통하여 무선통신으로 수집장치(100) 또는 기지국장치(Station System:200)에 전송한다.

기지국장치(Station System:200)는 해당 B-CDMA 네트워크(10-1,10-2)에 속하는 다수의 수집장치(Satellite System)에서 취합되어 전송된 환경 데이터와 모니터링 데이터를 이진부호분할다중접속(B-CDMA)방식을 통하여 로컬 서버(Local Server:300) 또는 유무선 네트워크(20)를 통하여 데이터 통합 서버(Data Integration Server:400)로 전송한다.

로컬 서버(Local Server:300)는 기지국장치(Station System:200)가 다수인 경우 및 광범위한 지역의 정보수집시 효율적인 정보 관리 및 트래픽 관리를 위하여 데이터 통합 서버(400) 이전 단계에 구축되어 각 기지국장치(Station System:200)에서 전송된 정보를 수집하여 통신망(20)을 이용하여 데이터 통합 서버(400)로 전송하는 지역 서버 기능을 한다. 또한 각 기지국장치(Station System:200)에서 이진부호분할다중접속(B-CDMA)방식의 무선통신을 통하여 전달된 모니터링 데이터(영상 데이터와 음성 데이터)와 환경 데이터(온도, 습도, CO2, 일사량, 지열 등 데이터)를 운영자의 선택에 따라 인코딩하여 모니터링 영상과 환경 정보를 제공함으로써 로컬 지역에서도 해당 지역을 감시 및 관리할 수 있도록 한다.

데이터 통합 서버(Data Integration Server:400)는 각 기지국장치(Station System:200) 및 로컬 서버(Local Server:300)에서 통합되어 전송되는 실시간의 데이터를 수집, 저장, 검색, 분류, 분석하여 클라이언트의 요청시 수집 및 분석된 다양한 환경 또는 생산현장의 정보를 실시간으로 제공한다. 또한 본 발명의 시스템이 구축된 지역별 농장 정보 및 환경 정보 등 다양한 일반정보를 외부 시스템에서 제공받아 데이터베이스(data base)에 저장 및 분석하여, 클라이언트 요청시 수집된 실시간 정보와 함께 클라이언트에게 제공하는 기능을 포함하고 있다.

각 생산자나 소비자 단말기(500,700)에는 데이터 통합 서버(400)로 전송된 정보를 얻기 위한 원격 모니터링 소프트웨어가 탑재되어 있고, 이 원격 모니터링 소프트웨어를 실행하여 원하는 환경 또는 생산현장의 영상 및 생산관련 정보를 실시간으로 모니터링할 수 있다. 또한 기관 단말소프트웨어(600)는 데이터 통합 서버(400)로 접속하여 각종 생산물의 생산과 관련된 데이터를 보고받아 보여주고 필요시 대응 조치를 입력받아 해당 생산자에게 지시할 수 있다. 즉, 모니터링 소프트웨어 시스템(Monitoring Software System)은 데이터 통합 서버(400)로 전송된 정보를 얻고자 하는 원격지의 컴퓨터 및 각종 단말 장치에 설치되어 수집장치(Satellite System)와 기지국장치(Station System)로부터 얻어진 환경또는 생산현장의 영상,음향 및 온도, 습도, CO2, 일사량, 지열 등 각종 실시간 정보와 데이터베이스에 구축된 정보를 실시간으로 다양한 UI(표현형식)를 통하여 모니터링하게 한다. 이때 기존 데이터베이스와 연계하여 원하는 형태의 데이터 형식으로 디스플 레이해주며, 원하는 데이터를 저장하거나 일정 형식의 결과물로 출력할 수 있게 한다.

도 2는 도 1에 도시된 바와 같이 각 생산현장에 설치되는 수집장치의 세부 구성을 도시한 구성 블럭도이고, 도 3은 도 2에 도시된 B-CDMA 모듈의 세부 구성을 도시한 구성 블럭도이며, 도 4는 도 1에 도시된 보조 수집장치의 세부 구성을 도시한 구성 블럭도이다.

수집장치(Satellite System:100)는 기본적으로 축전지로 동작하며, 상황에 따라 쏠라 시스템을 통하여 전원을 공급 및 충전하는 유동적이며 독립적인 장치로써, 본 발명이 구축된 환경 또는생산현장의 상황( 영상,음향 및 온도, 습도, CO2, 일사량, 지열 등 각종 정보)을 B-CDMA모듈을 통하여 무선통신으로 기지국장치(Station System:200)에 전송하는 장치이다.

이러한 수집장치(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 시스템버스(102)를 통해 서로 연결되는 리얼타임클럭(RTC:112), 플래시 메모리(114), EEPROM(116), SDRAM(118), 프로세서(120), BCDMA모듈(150)과, 입출력버스(106)를 통해 연결되는 RS232C모듈(122), RS485모듈(124), 이더넷 트랜시버(126), 센서 인터페이스(128), 센서 및 측정 디바이스(130), 렌즈(132), CCD(134), A/V엔코더(136), 전원제어부(138), 솔라셀(140), 배터리(142)와, 시스템버스(102)와 입출력버스(106)를 중개하는 인터페이스 유니트(104)로 구성된다.

도 2를 참조하면, 리얼타임클럭(RTC:112)은 시간정보를 제공하고, 플래시 메모리(114)는 부트 및 응용 프로그램을 저장하기 위한 것이며, EEPROM(116)은 비휘 발성의 설정 데이터를 저장한다. 센서 및 측정 디바이스(130)는 생산현장의 각종 환경 상태를 감지하거나 측정하여 환경 데이터를 생성하고, 센서 인터페이스부(130)는 센서 및 측정 디바이스(130)로부터 해당 생산현장의 환경 데이터를 입력받는다. CCD 카메라(134)는 주밍 및 틸팅 가능한 렌즈(132)를 포함하여 원하는 방향의 감시 영상을 촬상하고, 마이크(미도시)는 현장의 음향을 입력받으며, A/V 엔코더(136)는 CCD 카메라(134)로부터 수집된 영상 신호와 마이크로부터 입력된 음성신호를 압축 부호화한다. 이때 A/V엔코더(136)는 감시 영상을 MPEG4나 H.264 방식으로 압축 부호화하여 환경또는 생산현장을 모니터링하기 위한 영상 데이터와 음향 데이터를 생성한다.

또한 전원제어부(138)와 솔라 셀(140) 및 배터리(142)로 이루어진 전원수단은 전력 상황에 따른 변화에 대응하기 위하여 태양열전기(솔라셀) 및 외부 전력을 동시에 입력받아 외부 전력 차단시 태양열 전기에 의하여 충전된 배터리(142)를 이용하여 전원을 중단없이 공급할 수 있도록 되어 있다.

프로세서(120)는 리얼타임클럭(112)으로부터 실시간 정보를 입력받으며, 플래시 메모리(114)에 저장된 프로그램을 메인 메모리(118)로 로딩하여 실행하고 이이피롬(116)에 설정 데이터를 저장하며, 센서 인터페이스부(128)를 통해 수집된 환경 데이터와 A/V 엔코더(136)로부터 생성된 영상 데이터와 음성 데이터를 B-CDMA 모듈(150)을 통해 기지국 장치(200)로 전송한다.

B-CDMA모듈(150)은 현장에 구축된 적어도 하나 이상의 수집장치(Satellite System)와 기지국장치(Station System)를 서브 무선 네트워크로 구성하거나 서브 무선네트워크를 외부 통신망과 연결하여 서브 무선 네트워크 사이 혹은 서브 무선 네트워크와 외부 통신망 사이에 무선 통신을 가능하게 한다. 이러한 B-CDMA 모듈은 도 3에 도시된 바와 같이, AM7 코어, 제로 웨이트 SRAM, 아비터 및 디코더, 메모리 콘트롤러, PCMCI, 로컬버스 인터페이스, DMA, 바이너리 CDMA MAC, 바이너리 CDMA 베이스밴드 프로세서, UART, WDOG, USB, 인터럽트콘트롤러, GPIO 등으로 구성된다. 이러한 B-CDMA모듈(150)의 각 구성 및 동작은 알려져 있으므로 더 이상의 설명은 생략한다.

보조수집장치(100')는 도 4에 도시된 바와 같이, BCDMA모듈(150)과 인터페이스유니트(104), 센서 및 측정 디바이스(130)로 구성되어 배터리(142)의 전원으로 동작하면서 센서 및 측정 디바이스(130)를 통해 감지 및 측정된 환경 데이터를 B-CDMA모듈(150)을 통해 다른 수집장치(100)나 기지국장치(200)로 전송한다.

도 5는 도 1에 도시된 기지국장치의 세부 구성을 도시한 구성 블럭도이다.

기지국장치(Station System:200)는 적어도 하나 이상의 수집장치(Satellite System:100)에서 전송되는 각종 정보를 통합하여 로컬 서버(300) 및 데이터 통합 서버(400)로 전송하는 장치로써, 전송되는 각종 정보를 수집, 저장, 재전송하며, 자체적으로 영상 유니트와 각종 센서 유니트를 가지고 있어 기지국장치(200)가 구축된 현장 일부 지역의 영상, 온도, 습도, CO2, 일사량, 지열 등 각종 정보를 수집한다.

이러한 기지국장치(200)는 도 5에 도시된 바와 같이, 시스템버스(202)를 통해 서로 연결되는 리얼타임클럭(RTC:212), 플래시 메모리(214), EEPROM(216), SDRAM(218), 프로세서(220), BCDMA모듈(250)과, 입출력버스(206)를 통해 연결되는 RS232C모듈(222), RS485모듈(224), 이더넷 트랜시버(226), 센서 인터페이스(228), 센서 및 측정 디바이스(230), 렌즈(232), CCD(234), A/V엔코더(236), 전원제어부(238), 솔라셀(240), 배터리(242), 제2 B-CDMA모듈(260), HDD(262)와, 시스템버스(202)와 입출력버스(206)를 중개하는 인터페이스 유니트(204)로 구성된다.

도 5를 참조하면, 리얼타임클럭(RTC:212)은 시간정보를 제공하고, 플래시 메모리(214)는 부트 및 응용 프로그램을 저장하기 위한 것이며, EEPROM(216)은 비휘발성 데이터를 저장한다. 센서 및 측정 디바이스(230)는 생산현장의 각종 환경상태를 감지하거나 측정하여 환경 데이터를 생성하고, 센서 인터페이스부(228)는 센서 및 측정 디바이스(230)로부터 해당 생산현장의 환경 데이터를 입력받는다. CCD 카메라(234)는 주밍 및 틸팅 가능한 렌즈(232)를 포함하여 원하는 방향의 감시영상을 촬상하고, 미도시된 마이크는 현장의 소리를 입력받으며, A/V엔코더(236)는 CCD 카메라(234)로부터 수집된 영상 신호와 마이크로부터 입력된 음성신호를 압축 부호화한다. 이때 A/V엔코더(236)는 모니터링 영상은 MPEG4나 H.264방식으로 압축 부호화하여 환경또는 생산현장을 모니터링하기 위한 영상 데이터와 음성 데이터를 생성한다.

이더넷 트랜시버(226)는 통신망(20)을 통해 데이터 통합 서버(400)와 통신하기 위한 것이고, 제2 B-CDMA 모듈(260)은 로컬서버(300)와 통신하기 위한 것이며, HDD(262)는 각종 데이터를 저장하기 위한 것이다.

또한 전원제어부(238)와 솔라 셀(240) 및 배터리(242)로 이루어진 전원수단 은 전력 상황에 따른 변화에 대응하기 위하여 태양열 전기 및 외부 전력을 동시에 입력받아 외부 전력 차단시 태양열 전기에 의하여 충전된 배터리를 이용하여 전원을 중단없이 공급할 수 있도록 되어 있다.

마이크로프로세서(220)는 리얼타임클럭(212)으로부터 실시간 정보를 입력받으며, 플래시 메모리(214)에 저장된 프로그램을 메인 메모리(218)로 로딩하여 실행하고 이이피롬(216)에 설정 데이터를 저장하며, 센서 인터페이스부(228)를 통해 수집된 자체 환경 데이터와 A/V엔코더(236)로부터 생성된 자체 모니터링 데이터를 B-CDMA 모듈(250)을 통해 각 수집장치(100)로부터 수신된 환경 데이터 및 감시영상,음향 데이터와 결합하여 이더넷 트랜시버(226)나 제2 B-CDMA모듈(260)을 통해 로컬서버(300) 혹은 데이터 통합 서버(400)로 전송한다.

도 6은 도 1에 도시된 로컬서버의 세부 구성을 도시한 구성 블럭도로서, 로컬 서버(Local Server:300)는 기지국장치(100)와 통신하기 위한 적어도 하나 이상의 B-CDMA모듈(310)과, 통신망(20)을 통해 데이터 통합 서버(400)와 통신하기 위한 통신망 접속수단(314), 실시간 로컬 모니터링 수단, 및 B-CDMA모듈(310)을 통해 입력된 각 환경또는 생산현장의 모니터링 데이터와 환경 데이터를 통신망 접속수단(314)을 통해 데이터 통합 서버(400)로 전달하도록 B-CDMA접속부(312)와 통신망 접속수단(314)을 제어하고, 조작부(324)의 조작에 따라 선택된 수집장치의 데이터를 수신하도록 실시간 로컬 모니터링 수단을 제어하는 제어부(322)로 구성된다.

실시간 로컬 모니터링 수단은 사용자 조작을 입력받기 위한 조작부(324), B-CDMA접속부(312)을 통해 수신된 전체 데이터에서 선택된 수집장치의 모니터링 데이터와 환경 데이터를 AV스트림/데이터 수신부(316)로 수신받아 디코딩부(318)에서 디코딩하여 데이터 저장부(328)를 통해 스토리지(326)에 저장하고, 영상신호/데이터처리부(330)에서 디코딩된 감시 데이터와 환경 데이터를 처리하여 영상 및 데이터 표시부(332)에 감시 영상과 기후 정보를 표시하고, 음성신호처리부(334)에서 음성 데이터를 처리하여 스피커(336)를 통해 음성을 출력한다.

이러한 로컬 서버(300)는 기지국장치(Station System:200)가 다수인 경우 및 광범위한 지역의 정보수집시 효율적인 정보 관리 및 트래픽 관리를 위하여 데이터 통합 서버(400) 이전 단계에 구축되어 기지국장치(Station System:200)에서 전송되는 정보를 수집하여 외부 통신망(20)을 이용하여 데이터 통합 서버(400)로 전송한다.

도 7은 도 1에 도시된 데이터 통합 서버의 세부 구성을 도시한 구성 블럭도로서, 데이터 통합 서버(400)는 통신망(20)을 통해 기지국장치(200)나 로컬서버(300)와 통신하기 위한 통신망 접속수단(420)과, 통신망 접속수단(420)을 통해 각 환경또는 생산현장으로부터 수집된 데이터들을 생산현장별 및 일시별로 구분하여 데이터베이스에 저장하고, 각 수집 데이터를 통계처리 및 가공하여 데이터베이스화하는 데이터베이스 서버(412)와, 소비자 단말기(500)나 생산자 단말기(700) 및 기관 단말기(600)와 TCP/IP방식으로 통신하기 위한 인터넷 접속수단(미도시)과, 데이터베이스 서버(412)와 연동되어 인터넷 접속수단을 통해 접속된 단말소프트웨어에 생산이력이나 생산관련 정보를 제공하는 서비스 서버(414)와, 실시간으로 현 장을 모니터링하기 위한 실시간 현장 모니터링 수단으로 구성된다.

실시간 현장 모니터링 수단은 사용자 조작을 입력받기 위한 조작부(430), 통신망 접속수단(420)을 통해 수신된 전체 데이터에서 선택된 수집장치의 모니터링 데이터와 환경 데이터를 AV스트림/데이터 수신부(422)로 수신받아 디코딩부(424)에서 디코딩하여 데이터 저장부(438)를 통해 스토리지(336)에 저장하고, 영상신호/데이터처리부(432)에서 디코딩된 모니터링 데이터와 환경 데이터를 처리하여 영상 및 데이터 표시부(434)에 감시 영상과 기후 정보를 표시하고, 음성신호처리부(440)에서 음성 데이터를 처리하여 스피커(442)를 통해 음성을 출력한다.

이러한 데이터 통합 서버(Data Integration Server:400)는 기지국장치(Station System:200) 및 로컬 서버(Local Server:300)에서 통합되어 전송되는 실시간의 데이터를 수집, 저장, 검색, 분류, 분석하여 클라이언트의 요청시 수집, 분석된 다양한 현장의 정보를 실시간으로 제공하며, 본 발명이 구축된 지역별 농장 정보 및 환경 정보 등 다양한 일반정보를 외부 시스템에서 제공받아 데이터베이스(data base)에 저장 및 분석하여 요청시 수집된 실시간 정보와 함께 클라이언트에게 제공한다.

도 8은 본 발명에 따른 B-CDMA기반 환경또는 생산현장 모니터링 시스템의 동작 절차를 도시한 순서도이다.

도 8을 참조하면, 환경또는 생산현장에는 수집장치(100)와 보조수집장치(100'), 기지국장치(200)가 설치되어 해당 환경또는생산현장의 환경 데이터와 모니터링 데이터를 수집하여 실시간으로 데이터 통합 서버(400)로 전송한다(S1).

데이터 통합 서버(400)는 각 환경또는생산현장으로부터 수집된 환경 데이터와 모니터링 데이터를 생산현장별 및 날짜별로 구분하여 데이터베이스(S3)에 저장하며 소정의 분석 프로그램에 따라 분석 및 가공하여 데이터베이스화한다(S2).

가공 및 분석된 데이터는 정기적으로 혹은 필요시 기관(600)으로 보고되어 기관의 지시를 수신받아 생산자(700)에게 생산관련정보를 제공할 수 있다(S4~S6).

그리고 소비자들이 생산물에 대한 생산이력 조회나 생산현장 영상을 요청하면 데이터베이스(S3)에서 이를 검색하여 해당 소비자에게 생산과 관련된 다양한 정보를 다양한 방식으로 제공한다(S7~S9).

이상에서 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 B-CDMA기반 환경또는 생산현장 모니터링 시스템의 전체 구성을 도시한 블럭도,

도 2는 본 발명에 따라 각 생산현장에 설치되는 수집장치의 세부 구성을 도시한 구성 블럭도,

도 3은 도 2에 도시된 B-CDMA 모듈의 세부 구성을 도시한 구성 블럭도,

도 4는 도 1에 도시된 보조수집장치의 세부 구성을 도시한 구성 블럭도,

도 5는 도 1에 도시된 기지국장치의 세부 구성을 도시한 구성 블럭도,

도 6은 도 1에 도시된 로컬서버의 세부 구성을 도시한 구성 블럭도,

도 7은 도 1에 도시된 데이터 통합 서버의 세부 구성을 도시한 구성 블럭도,

도 8은 본 발명에 따른 B-CDMA 기반 환경또는 생산현장 모니터링 시스템의 동작 절차를 도시한 순서도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10-1,10-2:B-CDMA 네트워크 20: 통신망

30: 인터넷 100: 수집장치

100':보조수집장치 200: 기지국장치

300: 로컬서버 400: 데이터 통합 서버

500: 소비자 단말소프트웨어 600: 기관 단말소프트웨어

700: 생산자 단말소프트웨어

Claims

각 생산현장에 설치되는 수집장치;

해당 환경또는생산현장의 수집장치로부터 환경 데이터와 모니터링 데이터를 수신받아 통신망을 통해 데이터 통합 서버로 전달하는 기지국장치;

통신망을 통해 각 기지국장치로부터 환경또는 생산현장의 환경 데이터와 모니터링 데이터를 수신받아 통합 분석하여 데이터베이스화하고, 생산자나 소비자 및 기관에 관련 데이터를 제공하는 데이터 통합 서버;

상기 데이터 통합 서버로 접속하여 각종 생산물의 생산이력이나 생산현장의 모니터링영상을 소비자에게 보여주는 소비자 단말소프트웨어; 및

상기 데이터 통합 서버로 접속하여 각종 생산물의 생산이력이나 생산현장의 모니터링영상 혹은 생산과 관련된 정보를 생산자에게 보여주는 생산자 단말소프트웨어를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이진부호분할다중접속 기반 환경또는 생산현장 모니터링 시스템.
제1항에 있어서, 상기 환경또는 생산현장 모니터링 시스템은

상기 기지국장치들로부터 B-CDMA방식으로 데이터를 수집하여 상기 통신망을 통해 상기 데이터 통합 서버로 전달하고, 해당 지역의 모니터링 데이터를 재생하여 보여주는 로컬서버와,

상기 데이터 통합 서버로 접속하여 각종 생산물의 생산과 관련된 데이터를 보고받아 보여주고 필요시 대응 조치를 입력받아 해당 생산자에게 지시할 수 있는 기관 단말소프트웨어와,

상기 수집장치가 정보를 수집하지 못하는 지역을 커버하기 위해 저전력의 배터리로 동작하는 보조수집장치를 더 구비한 것을 특징으로 하는 이진부호분할다중접속 기반 환경또는 생산현장 모니터링 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 수집장치는 해당 환경또는 생산현장에 B-CDMA 네트워크를 구성하기 위한 B-CDMA모듈;

시간정보를 제공하는 리얼타임클럭(RTC);

부트 및 응용 프로그램을 저장하기 위한 플래시 메모리;

비휘발성 데이터를 저장하는 이이피롬;

메인 메모리;

환경또는 생산현장의 각종 환경상태를 감지하거나 측정하는 센서 및 측정 디바이스;

상기 센서 및 측정 디바이스로부터 해당 생산현장의 환경 데이터를 입력받는 센서 인터페이스부;

환경또는 생산현장을 모니터링하기 위한 영상 데이터와 음성 데이터를 생성하는 모니터링 데이터 생성수단; 및

상기 리얼타임클럭으로부터 실시간 정보를 입력받으며, 상기 플래시 메모리에 저장된 프로그램을 상기 메인 메모리로 로딩하여 실행하고 상기 이이피롬에 설정 데이터를 저장하며, 상기 센서 인터페이스부를 통해 수집된 환경 데이터와 상기 감시 데이터 생성수단으로부터 생성된 영상 데이터와 음성 데이터를 상기 B-CDMA 모듈을 통해 상기 기지국 장치로 전송하는 마이크로프로세서를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 이진부호분할다중접속 기반 환경또는 생산현장 모니터링 시스템.
제3항에 있어서, 상기 감시 데이터 생성수단은

주밍 및 틸팅 가능한 렌즈를 포함하여 원하는 방향의 감시영상을 촬상하는 CCD 카메라와, 현장의 소리를 입력받기 위한 마이크와, 상기 CCD 카메라로부터 수집된 영상 신호와 상기 마이크로부터 입력된 음성신호를 압축 부호화하는 A/V 엔코더로 구성된 것을 특징으로 하는 이진부호분할다중접속 기반 생산현장 감시 시스템.
제3항에 있어서, 상기 수집장치는

전력 상황에 따른 변화에 대응하기 위하여 태양열 전기 및 외부 전력을 동시에 입력받아 외부 전력 차단시 태양열 전기에 의하여 충전된 배터리를 이용하여 전원을 중단없이 공급할 수 있는 전원수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 이진부 호분할다중접속 기반 환경또는 생산현장 모니터링 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기지국 장치는

환경또는 생산현장에 B-CDMA 네트워크를 구성하기 위한 B-CDMA모듈;

시간정보를 제공하는 리얼타임클럭(RTC);

부트 및 응용 프로그램을 저장하기 위한 플래시 메모리;

비휘발성 데이터를 저장하는 이이피롬;

메인 메모리;

환경또는 생산현장의 각종 환경상태를 감지하거나 측정하는 센서 및 측정 디바이스;

상기 센서 및 측정 디바이스로부터 환경 데이터를 입력받는 센서 인터페이스부;

환경또는 생산현장을 모니터링하기 위한 영상 데이터와 음성 데이터를 생성하는 감시 데이터 생성수단;

상기 통신망을 통해 상기 데이터 통합 서버와 통신하기 위한 통신망 접속수단; 및

상기 리얼타임클럭으로부터 실시간 정보를 입력받으며, 상기 플래시 메모리에 저장된 프로그램을 상기 메인 메모리로 로딩하여 실행하고 상기 이이피롬에 설정 데이터를 저장하며, 상기 센서 인터페이스부를 통해 수집된 자체 환경 데이터와 상기 감시 데이터 생성수단으로부터 생성된 자체 감시 데이터를 상기 B-CDMA 모듈을 통해 각 수집장치로부터 수신된 환경 데이터 및 감시 데이터와 결합하여 상기 통신망 접속수단을 통해 상기 데이터 통합 서버로 전송하는 마이크로프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 이진부호분할다중접속 기반 환경또는 생산현장 모니터링 시스템.
제6항에 있어서, 상기 기지국 장치는

상기 로컬서버와 통신하기 위한 제2 B-CDMA모듈을 더 구비하고,

상기 마이크로프로세서는 상기 센서 인터페이스부를 통해 수집된 자체 환경 데이터와 상기 모니터링 데이터 생성수단으로부터 생성된 자체 모니터링 데이터를 상기 B-CDMA 모듈을 통해 각 수집장치로부터 수신된 환경 데이터 및 모니터링 데이터와 결합하여 상기 제2 B-CDMA모듈을 통해 상기 로컬서버로 전송하는 것을 특징으로 하는 이진부호분할다중접속 기반 환경또는 생산현장 모니터링 시스템.
제2항에 있어서, 상기 로컬 서버는

상기 기지국장치와 통신하기 위한 적어도 하나 이상의 B-CDMA모듈;과

상기 통신망을 통해 상기 데이터 통합서버와 통신하기 위한 통신망 접속수단;

사용자 조작을 입력받기 위한 조작부;

상기 B-CDMA모듈을 통해 수신된 전체 데이터에서 선택된 수집장치의 감시 데이터와 환경 데이터를 수신받아 디코딩하여 데이터 저장부를 통해 스토리지에 저장하고, 디코딩된 감시 데이터와 환경 데이터를 처리하여 영상 및 데이터 표시부에 감시 영상과 기후 정보를 표시하고, 상기 음성 데이터를 처리하여 스피커를 통해 음성을 출력하는 실시간 로컬 모니터링 수단; 및

상기 B-CDMA모듈을 통해 입력된 각 생산현장의 감시 데이터와 환경 데이터를 상기 통신망 접속수단을 통해 상기 데이터 통합 서버로 전달하도록 상기 B-CDMA모듈과 통신망 접속수단을 제어하고, 상기 조작부의 조작에 따라 선택된 수집장치의 데이터를 수신하도록 상기 실시간 로컬 모니터링 수단을 제어하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 이진부호분할다중접속 기반 환경또는 생산현장 모니터링 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 데이터 통합 서버는

상기 통신망을 통해 기지국장치나 로컬서버와 통신하기 위한 통신망 접속수단;

상기 통신망 접속수단을 통해 각 환경또는 생산현장으로부터 수집된 데이터들을 생산현장별 및 일시별로 구분하여 저장하고, 각 수집 데이터를 통계처리 및 가공하여 데이터베이스화하는 데이터베이스 서버;

소비자 단말소프트웨어나 생산자 단말소프트웨어 및 기관 단말소프트웨어와 TCP/IP방식으로 통신하기 위한 인터넷 접속수단;

상기 데이터베이스 서버와 연동되어 상기 인터넷 접속수단을 통해 접속된 단말소프트웨어 들에 생산이력이나 생산관련 정보를 제공하는 웹 서버;

운영자의 조작에 따라 상기 통신망 접속수단을 통해 수신된 전체 데이터에서 선택된 수집장치의 모니터링 데이터와 환경 데이터를 수신받아 디코딩하여 데이터 저장부를 통해 스토리지에 저장하고, 디코딩된 영상 데이터와 환경 데이터를 처리하여 영상 및 데이터 표시부에 모니터링 영상과 기후정보를 실시간 표시하며, 상기 음성 데이터를 처리하여 스피커를 통해 음성을 출력하는 실시간 현장 모니터링 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 이진부호분할다중접속 기반 환경또는 생산현장 모니터링 시스템.