KR20120045791A - 건설장비의 모니터링 데이터 샘플링 방법 - Google Patents

건설장비의 모니터링 데이터 샘플링 방법

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Abstract

본 발명에 의한 건설장비의 모니터링 데이터를 샘플링하는 방법은 상기 건설장비가 동작에 들어가면 상기 건설장비의 모니터링 데이터의 샘플링 주기를 설정하는 단계와, 샘플링 시작이 입력되면 상기 샘플링 주기에 따라 상기 건설장비의 모니터링 데이터를 샘플링하는 단계와, 총 샘플링 시간이 지나면 상기 샘플링한 데이터를 저장하고 연속 샘플링 데이터를 원격 관리 서버로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

건설장비의 모니터링 데이터 샘플링 방법{METHOD FOR SAMPLING MONITORING DATA IN CONSTRUCTION MACHINERY}
본 발명은 건설장비의 모니터링 데이터를 샘플링하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 모니터링을 하고자 하는 건설장비와 관련된 다양한 데이터를 설정된 주기로 샘플링하여 연속 샘플링 데이터를 건설장비와 통신망으로 연결된 원격 관리 서버로 전송함으로써 건설장비를 모니터링할 수 있는 건설장비의 모니터링 데이터 샘플링 방법에 관한 것이다.
일반적으로 건설장비와 관련된 다양한 정보, 예를 들어, 위치정보, 엔진의 분당 회전수(rpm), 배터리 전압, 냉각수 온도, 오일 온도, 각종 스위치 온/오프(ON/OFF) 감지 정보, 솔레노이드나 릴레이의 온/오프 감지 정보, 비례제어 밸브 전류, 펌프 및 실린더 압력, 연료량, 부하율 등의 데이터를 연속적으로 샘플링하여 모니터링하고자 하는 경우, 일반적으로 건설장비의 차량제어장치와 직렬 통신을 하거나 차량용 통신 네트워크(CAN: Controller Area Network)로 직접 연결하는 방법으로 샘플링 데이터를 얻는다.
그러나 이러한 방법을 이용하기 위해서는 실제 건설장비가 있는 작업 현장까지 방문해야 하며 만약 그 작업 현장이 쉽게 방문하기 힘든 오지인 경우에는 방문에 걸리는 시간만큼 건설장비의 작업 중단 시간이 늘어날 수 있다. 또한, 방문 비용도 많이 소요되어 건설장비의 애프터서비스(A/S)를 제공해 주는 애프터서비스 제공회사나 장비 제조사의 불편함이 적지 않았다.
본 발명은 상기 설명한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 건설장비 감독자가 실제 작업 현장에 가지 않고도 원격에서 건설장비를 모니터링할 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 건설장비의 모니터링 데이터 샘플링 방법은 상기 건설장비가 동작에 들어가면 상기 건설장비의 모니터링 데이터의 샘플링 주기를 설정하는 단계와, 샘플링 시작이 입력되면 상기 샘플링 주기에 따라 상기 건설장비의 모니터링 데이터를 샘플링하는 단계와, 총 샘플링 시간이 지나면 상기 샘플링한 데이터를 저장하고 연속 샘플링 데이터를 원격 관리 서버로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 샘플링 주기는 건설장비의 동작 상태에 근거하여 자동으로 설정될 수 있다.
상기 방법은 상기 건설장비의 모니터링 데이터가 별도의 제어장치에서 발생하는 경우 상기 설정된 샘플링 주기와 상기 건설장비의 차량통신 전송주기를 비교하는 단계를 더 포함하여, 상기 샘플링 주기가 상기 차량통신 전송주기보다 작으면 상기 차량통신 전송주기를 샘플링 주기로 적용하고, 상기 샘플링 주기가 상기 차량통신 전송주기보다 크면 상기 설정된 샘플링 주기를 그대로 적용하는 것을 특징으로 한다.
상기 건설장비의 동작 상태는 고장/작업 모드, 무고장/작업 모드, 고장/주행 모드 및 무고장/주행 모드를 포함하며, 상기 샘플링 주기는 고장/작업 모드, 무고장/작업 모드, 고장/주행 모드, 무고장/주행 모드 순으로 증가하는 것을 특징으로 한다.
상기 방법은 연속 샘플링 데이터와 함께 샘플링 주기 및 총 샘플링 시간을 상기 원격 관리 서버로 전송하는 단계와, 상기 원격 관리 서버가 상기 연속 샘플링 데이터를 상기 수신한 샘플링 주기 및 총 샘플링 시간에 맞게 표시장치에 연속적으로 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 설명한 바와 같은 본 발명의 구성에 의하면, 건설장비의 감독자가 실제 작업 현장에 가지 않고도 건설장비로부터 연속 샘플링 데이터를 수신하므로 원격에서 건설장비를 모니터링할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 설정된 주기마다 모니터링 데이터를 샘플링하되 총 샘플링 시간이 지난 시점에서 연속 샘플링 데이터를 원격 관리 서버로 전송하므로 건설장비의 모니터링 장치의 부하를 줄이고 샘플링 데이터를 전송하는데 드는 비용을 절약할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 샘플링 주기를 건설장비의 동작 상태에 근거하여 자동으로 설정하므로 건설장비의 사용자가 건설장비의 각 동작 상태를 고려하여 샘플링 주기를 설정해야 하는 불편함을 덜 수 있으며 각 동작 상태에 따른 최적의 샘플링을 설정하여 건설장비를 세밀하고 정확하게 모니터링할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 모니터링 데이터가 별도의 차량제어장치에서 발생하는 경우 설정된 주기와 차량통신 전송주기를 비교하여 최종 샘플링 주기를 선택함으로써 건설장비에서 발생하는 다양한 모니터링 데이터에 대처하여 최적의 샘플링을 수행할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 건설장비의 원격 모니터링 시스템의 개략적 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 건설장비의 모니터링 데이터 샘플링 방법을 설명하기 위한 순서도.
도 3은 본 발명의 의한 샘플링 주기를 자동으로 설정하는 방법을 설명하기 위한 순서도.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 건설장비의 원격 모니터링 시스템의 개략적인 구성을 나타낸 것이다.
원격 모니터링 시스템은 건설장비(미도시)의 모니터링 데이터를 수집하고 샘플링하여 연속 샘플링 데이터를 원격 관리 서버(200)로 전송하는 모니터링 장치(100)와, 모니터링 장치(100)로부터 연속 샘플링 데이터를 수신하여 건설장비를 관리하는 원격 관리 서버(200)로 구성된다.
모니터링 장치(100)는 입력부(110), 표시부(120), 저장부(130), 송수신부(140) 및 제어부(150)와 인터페이스(160)를 포함한다.
입력부(110)는 건설장비의 작업자가 모니터링 대상 건설장비의 샘플링 주기 및 총 샘플링 시간을 설정하는데 사용된다. 또한 입력부(110)는 샘플링 시작 및 종료를 입력하는데 사용된다. 입력부(110)를 통해 설정된 샘플링 주기 및 총 샘플링 주기는 제어부(150)에 전달되어 저장부(130)에 저장된다.
표시부(120)는 작업자가 샘플링 시작을 입력부(110)에 입력하는 경우 현재 샘플링이 진행 중임을 나타내는 화면을 표시한다. 작업자는 표시부(120)를 통해 건설장비의 모니터링 데이터의 종류 및 샘플링 현황을 확인할 수 있다.
저장부(130)는 총 샘플링 기간 동안 샘플링된 데이터 즉 연속 샘플링 데이터를 저장한다. 저장부(130)는 입력부(110)를 통해 입력되거나 제어부(150)에서 자동 설정된 샘플링 주기 및 총 샘플링 시간을 저장한다.
송수신부(140)는 총 샘플링 시간에 도달한 경우 저장부(130)에 저장된 샘플링 데이터와 샘플링 주기 및 총 샘플링 시간을 통신망(이동통신망 또는 위성통신망)을 통해 원격 관리 서버(200)로 전송한다.
제어부(150)는 건설장비의 모니터링 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(150)는 설정된 샘플링 주기마다 인터페이스(160)를 통해 입력되는 모니터링 데이터를 샘플링하고 샘플링한 데이터를 저장부(130)에 저장한다. 제어부(150)는 건설장비의 동작 상태에 근거하여 샘플링 주기를 설정할 수 있다. 제어부(150)는 총 샘플링 시간이 지나면 저장부(130)에 저장된 연속 샘플링 데이터를 인출하여 송수신부(140)로 전달한다.
인터페이스(160)는 건설장비의 각 부품과 연결되어 건설장비로부터 다양한 모니터링 데이터를 수신한다. 인터페이스(160)를 통해 수신된 모니터링 데이터는 제어부(150)로 전달된다.
다음, 원격 관리 서버(200)는 모니터링 장치(100)와 유사하게 제어부(210), 입력부(220), 표시부(230), 저장부(240) 및 송수신부(250)를 포함한다.
송수신부(250)는 건설장비의 모니터링 장치(100)로부터 송신된 연속 샘플링 데이터와 샘플링 주기 및 총 샘플링 시간을 수신하여 제어부(210)에 제공한다. 제어부(210)는 수신한 연속 샘플링 데이터와 샘플링 주기 및 총 샘플링 시간을 저장부(240)에 저장한다. 또한 제어부(210)는 연속 샘플링 데이터와 샘플링 주기 및 총 샘플링 시간을 표시부(230)에 제공한다. 표시부(230)는 샘플링 주기 및 총 샘플링 시간에 맞도록 연속 샘플링 데이터를 표시한다. 건설장비의 감독자는 표시부(230)를 통해 샘플링 데이터를 확인하여 건설장비를 모니터링한다.
도 2는 본 발명에 의한 건설장비의 모니터링 데이터 샘플링 방법을 설명하기 위한 순서도를 나타낸 것이다.
도 2를 참조하면, 먼저 작업자는 모니터링을 하고자 하는 건설장비를 특정 상태로 동작시킨다(단계 S210). 건설장비를 특정 상태로 동작시킨 후 작업자가 입력부(110)를 통해 샘플링 주기를 설정하거나 제어부(150)가 건설장비의 동작 상태에 따라 자동으로 샘플링 주기를 설정한다(단계 S220). 샘플링 주기가 설정되면 샘플링 시작이 입력되었는지 여부를 확인한다(단계 S225). 작업자가 샘플링 시작을 입력하면 설정된 샘플링 주기마다 모니터링 대상 건설장비에 대한 데이터 샘플링을 수행한다(단계 S230).
다음, 작업자가 입력부(110)에 직접 샘플링 종료를 입력하였는지의 여부를 판단한다(단계 S240). 샘플링 종료가 입력되지 않았으면 총 샘플링 시간에 도달했는지 여부를 판단한다(단계 S250). 총 샘플링 시간에 아직 도달하지 않은 경우 단계 S230으로 돌아가 샘플링을 계속 수행한다.
작업자가 입력부(110)를 통해 샘플링 종료를 입력하면, 모니터링 대상 건설장비에 대한 샘플링 종료를 나타내는 화면이 표시부(120)에 표시되면서 수행 중인 샘플링이 중단되고 단계 S260으로 진행된다. 또한 총 샘플링 시간에 도달한 경우에도 단계 S260으로 진행된다.
상기 샘플링 종료가 입력되거나 총 샘플링 시간에 도달하면 샘플링 종료가 입력된 시점까지 또는 총 샘플링 시간 동안 샘플링된 데이터를 저장부(130)에 저장한다(단계 S260). 저장부(130)에 저장되는 샘플링된 데이터를 연속 샘플링 데이터라고 칭한다.
연속 샘플링 데이터가 저장부(130)에 저장되면 제어부(150)는 연속 샘플링 데이터를 송수신부(140)에 전달하고 송수신부(140)는 연속 샘플링 데이터를 원격 관리 서버(200)로 전송한다(단계 S270). 원격 관리 서버(200)는 연속 샘플링 데이터를 수신하여 표시부(230)에 연속 샘플링 데이터를 표시한다(단계 S280). 작업자는 표시부(230)를 통해 디스플레이되는 연속 샘플링 데이터를 확인하여 건설장비를 모니터링하게 된다.
도 3은 본 발명의 의한 샘플링 주기를 자동으로 설정하는 방법을 설명하기 위한 순서도를 나타낸 것이다.
본 발명에 의한 모니터링 장치(100)는 모니터링 대상 건설장비의 고장 발생 여부 및 건설장비의 동작 유형에 따라 샘플링 주기를 자동으로 설정할 수 있다. 이렇게 샘플링 주기를 자동으로 설정함으로써, 사용자가 샘플링 주기를 잘못 판단할 가능성을 줄이고 직접 샘플링 주기를 설정하는데 따른 불편함을 해소할 수 있다.
이제, 도 3을 참조하여, 모니터링 장치(100)가 건설장비에 대해 샘플링 주기를 자동으로 설정하는 방법을 더욱 상세히 설명한다.
먼저, 모니터링 장치(100)가 모니터링 대상 건설장비에 고장이 발생했는지 여부와 건설장비가 작업 모드 상태 또는 주행 모드 상태인지를 판단한다(단계 S310).
일반적으로 건설장비는 고장이 발생한 경우엔 보다 정밀한 장비 진단을 위해 고장이 발생하지 않은 경우보다 샘플링 주기가 더 짧아야 한다.
건설장비가 작업 모드 또는 주행 모드 상태에 있는 지를 판단하는 구체적인 방법은 건설장비의 유형에 따라 상이하다. 예를 들어, 건설장비가 휠로더인 경우엔, 전후진 레버가 전진 또는 후진으로 동작하고 브레이크를 밟지 않은 경우 주행 모드에 있는 것으로 판단하고, 프런트(붐, 버켓) 압력 센서나 프런트 관련 전자 조이스틱 전압 값 등이 일정 값 이상인 경우 작업 모드 상태에 있는 것으로 판단한다.
반면, 건설장비가 굴삭기인 경우엔, 주행모터가 동작하고 브레이크를 밟지 않은 경우 주행 모드에 있는 것으로 판단하고 프런트(붐, 암, 버켓) 압력센서나 프런트 관련 전자 조이스틱 전압 값 등이 일정 이상인 경우 작업 모드 상태에 있는 것으로 판단한다. 작업 모드 및 주행 모드 양자 모두의 동작상태에 있는 것으로 판단되는 경우엔 작업 모드에 해당하는 것으로 판단한다.
상기 단계 S310에서 판단된 건설장비의 고장 발생 여부와 작업 모드 또는 주행 모드의 특정 동작 상태에 따라 샘플링 주기가 다르게 설정된다(단계 S320).
일반적으로, 주행 모드 상태에만 있는 일반 차량과는 달리 건설장비는 붐, 암, 버켓 등을 동작시키는 작업 모드 상태가 존재하며, 작업 모드를 모니터링할 경우 모니터링 데이터의 샘플링 주기가 더 세분화되어야 한다. 예를 들어, 건설장비의 기어변속 등 차량 주행 관련 제어를 하는 장치의 작업 주기가 200ms라고 하면 붐, 암, 버켓, 조이스틱 등 프런트 작업기 관련 제어를 하는 장치의 작업 주기는 5ms~10ms에 이를 정도로 짧다.
한편, 건설장비의 고장 발생 여부, 작업 모드 및 주행 모드로 조합되는 각각의 조건에 따라 샘플링 주기를 설정하는 방법은 다음과 같다.
상기 조합에 의한 조건은, 모니터링 대상 건설장비가 고장 발생 상태에 있으면서 작업 모드에 해당하는 경우를 나타내는 "고장/작업 모드", 건설장비가 고장이 발생하지 않은 상태에 있으면서 작업 모드에 해당하는 경우를 나타내는 "무고장/작업 모드", 건설장비가 고장 발생 상태에 있으면서 주행 모드에 해당하는 경우를 나타내는 "고장/주행 모드", 건설장비가 고장이 발생하지 않은 상태에 있으면서 주행 모드에 해당하는 경우를 나타내는 "무고장/주행 모드"로 분류될 수 있다.
분류된 각각의 조건에 대해 샘플링 주기는 상이한 길이로 설정된다. 상세하게는 "고장/작업 모드", "무고장/작업 모드", "고장/주행 모드" 및 "무고장/주행 모드"의 순서로 샘플링 주기의 길이가 증가하도록 설정하는 것이 바람직하다.
예를 들어, 샘플링 주기의 길이는 "고장/작업 모드"인 경우 20ms, "무고장/작업 모드"인 경우 50ms, "고장/주행 모드"인 경우 100ms, "무고장/주행 모드"인 경우 200ms가 될 수 있다.
한편, 상기 고장 발생 여부, 작업 모드 및 주행 모드로 조합되는 각각의 조건에 대해 샘플링 주기는 필요에 따라 조정될 수 있다.
다음, 모니터링 대상 건설장비에 대해 모니터링 데이터가 모니터링 장치(100)가 아닌 별도의 제어장치에서 발생하는지 여부를 판정한다(단계 S330).
모니터링 데이터가 별도의 제어장치에서 발생한 것이 아니면 설정된 샘플링 주기를 그대로 적용한다(단계 S360).
그러나 모니터링 데이터가 별도의 제어장치에서 발생한 경우라면 예를 들어, 모니터링 데이터가 엔진제어장치(ECU), 트랜스미션 제어장치(TCU, 휠로더의 경우), 전기조향 제어장치(휠로더의 경우) 등과 같은 별도의 제어장치에서 발생하여 저장된 샘플링 데이터인 경우, 설정된 샘플링 주기가 차량통신 전송주기보다 짧은지를 확인한다(단계 S340). 왜냐하면 차량용 통신(예: CAN) 프로토콜에서 정한 데이터 전송 주기가 이미 존재하므로 그 전송 주기보다 세밀하게 샘플링하는 것은 불가능하기 때문이다.
상기 설정된 샘플링 주기가 차량 통신 전송 주기보다 짧다면 차량 통신 전송 주기를 샘플링 주기로 설정하고(단계 S350), 차량 통신 전송주기보다 길다면 설정된 주기를 그대로 적용한다.
100; 모니터링 장치, 110; 입력부, 120; 표시부, 130; 저장부
140; 송수신부, 150; 제어부, 160; 인터페이스
200; 원격 관리 서버, 210; 제어부, 220; 입력부,
230; 표시부, 240; 저장부, 250; 송수신부

Claims (8)

  1. 건설장비의 모니터링 데이터를 샘플링하는 방법에 있어서,
    상기 건설장비가 동작에 들어가면 상기 건설장비의 모니터링 데이터의 샘플링 주기를 설정하는 단계와,
    샘플링 시작이 입력되면 상기 샘플링 주기에 따라 상기 건설장비의 모니터링 데이터를 샘플링하는 단계와,
    총 샘플링 시간이 지나면 상기 샘플링한 데이터를 저장하고 연속 샘플링 데이터를 원격 관리 서버로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설장비의 모니터링 데이터 샘플링 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 샘플링 주기를 설정하는 단계는 상기 건설장비의 동작 상태에 근거하여 샘플링 주기를 자동으로 설정하는 것을 특징으로 하는 건설장비의 모니터링 데이터 샘플링 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    샘플링 종료가 입력되는지 여부를 판단하는 단계를 더 포함하여,
    상기 샘플링 종료가 입력되면 상기 샘플링 종료가 입력된 시점까지 샘플링된 데이터를 저장하고 연속 샘플링 데이터를 원격 관리 서버로 전송하는 것을 특징으로 하는 건설장비의 모니터링 데이터 샘플링 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 건설장비의 모니터링 데이터가 별도의 제어장치에서 발생하는 경우 상기 설정된 샘플링 주기와 상기 건설장비의 차량통신 전송주기를 비교하는 단계를 더 포함하여,
    상기 샘플링 주기가 상기 차량통신 전송주기보다 작으면 상기 차량통신 전송주기를 샘플링 주기로 적용하고, 상기 샘플링 주기가 상기 차량통신 전송주기보다 크면 상기 설정된 샘플링 주기를 그대로 적용하는 것을 특징으로 하는 건설장비의 모니터링 데이터 샘플링 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 건설장비의 동작 상태를 판단하는 단계를 더 포함하여,
    상기 건설장비의 동작 상태는 고장/작업 모드, 무고장/작업 모드, 고장/주행 모드 및 무고장/주행 모드를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설장비의 모니터링 데이터 샘플링 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 샘플링 주기는 고장/작업 모드, 무고장/작업 모드, 고장/주행 모드, 무고장/주행 모드 순으로 증가하는 것을 특징으로 하는 건설장비의 모니터링 데이터 샘플링 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 건설장비가 작업과 주행을 동시 수행하는 경우 상기 건설장비의 동작 상태를 작업 모드로 판단하는 것을 특징으로 하는 건설장비의 모니터링 데이터 샘플링 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 샘플링 주기 및 총 샘플링 시간을 상기 원격 관리 서버로 전송하는 단계와,
    상기 원격 관리 서버가 상기 연속 샘플링 데이터를 상기 수신한 샘플링 주기 및 총 샘플링 시간에 맞게 표시장치에 연속적으로 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건설장비의 모니터링 데이터 샘플링 방법.
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