KR20120061158A - 지그비 센서 네트워크를 이용한 선박 엔진 관리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지그비 센서 네트워크를 이용한 선박 엔진 관리 방법에 관한 것으로, 선박 엔진에서 제공되는 정보를 수집하여 지그비 센서 네트워크를 통해 선박 엔진 관리용 모니터링 시스템으로 전달하고, 상기 선박 엔진 관리용 모니터링 시스템에서 선박 엔진 이상 유무를 감지하여 경보를 발생시킬 수 있는 지그비 센서 네트워크를 이용한 선박 엔진 관리 방법을 제공하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명은 지그비 센서 네트워크를 이용한 선박 엔진 관리 방법은, 먼저 시스템을 초기화하는 초기화 단계, 시스템을 초기화한 후, 데이터를 센싱하는 데이터 센싱 단계, 데이터를 센싱한 후, 지그비 네트워크를 연결하는 네트워크 연결 단계, 네트워크 연결 후, 네트워크가 연결되었는가를 확인하는 네트워크 연결 확인 단계, 네트워크가 연결되었음을 확인 한 후, 상기 데이터 센싱 단계에서 센싱된 데이터를 획득하는 데이터 획득 단계, 상기 데이터 획득 단계에서 데이터가 획득되었는가를 확인하는 데이터 획득 확인 단계, 상기 데이터 획득 확인 단계에서 데이터가 획득되었음을 확인한 후, 지그비 네트워크를 통해 획득된 데이터를 전송하는 데이터 전송 단계, 상기 데이터 전송 단계에서 전송된 데이터가 성공적으로 전송되었는가를 판단하는 데이터 전송 여부 확인 단계, 상기 데이터 전송 여부 확인 단계에서 데이터가 성공적으로 전송되었음을 확인하고, 전송된 데이터의 패킷을 해석하는 패킷 해석 단계, 상기 패킷 해석 단계에서 해석된 데이터로부터 센싱 데이터를 계산하는 센싱 데이터 계산 단계, 상기 센싱 데이터 계산 단계에서 계산된 센싱 데이터가 기준값을 초과하였는가를 판단하는 기준값 초과여부 판단 단계, 상기 기준값 초과여부 판단 단계에서 기준값을 초과하였음을 확인하고, 경보 시스템을 작동하고, 기 설정된 시간 후 경보 시스템을 해제한 후, 데이터를 저장하는 경보 발생 단계; 및 상기 기준값 초과여부 판단 단계에서 기준값을 초과하지 않았음을 확인 한 후, 계산된 데이터를 표시하고, 데이터를 저장하는 데이터 표시 단계를 포함한다.

Description

지그비 센서 네트워크를 이용한 선박 엔진 관리 방법{Method of Shipping Engine Management using Zigbee Sensor Network}

본 발명은 지그비 센서 네트워크를 이용한 선박 엔진 관리 방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 선박 엔진에서 제공되는 정보를 수집하여 지그비 센서 네트워크를 통해 선박 엔진 관리용 모니터링 시스템으로 전달하고, 상기 선박 엔진 관리용 모니터링 시스템에서 선박 엔진 이상 유무를 감지하여 경보를 발생시킬 수 있는 지그비 센서 네트워크를 이용한 선박 엔진 관리 방법에 관한 것이다.

본 발명은 해양과학기술연구개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제명 : 선박 엔진관리용 무선네트워크 시스템 개발].

일반적으로 무선 센서 네트워크 시스템은 특정 지역에 소형의 센서 노드를 설치하여 주변 정보 또는 특정 목적의 정보를 획득하고, 획득된 정보를 센서 노드 간의 무선 통신을 이용하여 특정 지점으로 전달하여 활용하는 것으로, IEEE 802.15에 기반한 무선 개인영역 네트워크(WPAN, Wireless Personal Area Network) 환경에서의 무선통신 방법 및 시스템이며, IEEE 802.15.1은 블루투스 기술이고, IEEE 802.15.2는 단거리 무선 네트워크와 무선랜(WLAN : Wireless Local Area Network)과의 공존 모델을 개발하기 위한 것이며, IEEE 802.15.3 및 IEEE 802.15.3a는 고속 WPAN과 UWB에 관한 것이고, IEEE 802.15.4는 지그비 기술이다.

최근 무선 센서 네트워크 시스템에서는 WPAN 방식으로 지그비(Zigbee)가 대두되고 있으므로, 먼저 지그비에 대하여 살펴보기로 한다.

IEEE 802.15.4의 지그비 기술은 시장에서 입지를 다투고 있는 블루투스(Bluetooth), 와이-파이(Wi-Fi) 등의 여러 무선 네트워킹 표준들과 비교할 때 기술 개발과 시장형성 과정에서의 빠른 성장을 보이고 있으며, 물리(PHY) 계층과 맥(MAC) 계층을 다루는 IEEE 802.15.4 표준이 2003년 완료 되었고, 응용과 관련된 상위계층에 대한 지그비 표준화 작업을 지그비 연합(Alliance)에서 2004년 말에 완료하였다.

지그비 네트워크의 통신모드는 주-종 방식을 기본으로 하지만, 여러 경로를 선택할 수 있는 메쉬(Mesh) 모드로 불리는 P2P(Point to Point) 방식을 지원한다.

즉, 네트워크 안에서 하나의 기기를 코디네이터(coordinator)로 지정하고, 송수신 기능이 필요한 경우에만 휴면모드에 있는 노드들을 활동 상태로 변경하는 방식을 채택해서 전력 소모를 최소화할 수 있다.

또한 이웃하는 네트워크의 코디네이터들 상호 간에도 통신을 할 수 있어 네트워크의 확장을 통해 대규모 네트워크의 구성이 가능하며, 다중 경로 선택이 가능한 메쉬 모드의 경우 특정 노드가 인식되지 않을 때 경로를 변경하여 네트워크를 자동으로 구성할 수 있다.

지그비 노드들은 코디네이터나 종단기기(End device)로서 작동이 가능하며, 통신에 필요한 대부분의 부하를 코디네이터에 집중시키고 상대적으로 종단기기의 기능을 줄이므로 구현에 필요한 자원과 비용을 줄일 수 있다.

지그비 통신의 가장 중요한 특징은 배터리 하나로 수개월을 견딜 수 있는 저전력 시스템이며, 시스템 구조가 간결하여 대부분 8비트 마이크로 컨트롤러(MCU)로 구현하고 있다.

지그비는 무선이어서 설치비용이 많이 드는 백본이나 인프라 없이 설치할 수 있고 관리가 쉽다.

기본적인 스타(Star) 네트워크 형태나 P2P(Peer to Peer) 네트워크 형태는 당연히 지원되고, 지그비와 유사한 다른 무선 표준들이 지원하지 못하는 메쉬 네트워크 형태를 지원해서 복잡한 네트워크 형성도 가능하다.

그리고 지그비 표준을 따른 여러 가지 지그비 기기를 상호 운용할 수 있는 센서 네트워크에 적합하다.

따라서, 이러한 지그비의 특징을 이용하면 각종 시스템에 대한 센서 노드로서의 역할을 충분히 수행할 수 있다는 특징으로 인해 지그비는 빌딩의 자동화, 개인 건강보호, 산업제어 및 상업제어와 위치 추적 등 다양한 응용이 가능하다.

지그비와 유사 표준 기술로 블루투스와 와이-파이가 있으며, 주목해야 할 점은 낮은 전송속도에도 불구하고 다양한 네트워킹이 가능하고, 저전력이 소모되는 것이 유사 기술과 비교한 지그비의 또 다른 특징이라 할 수 있다.

상기의 종래기술인 지그비 기술은 제안되었으나, 선박 내에서는 무선 통신의 한계로 인하여 사용이 되지 않고 있으며, 이러한 한계를 극복하기 위하여 유선 또는 전력선 통신을 이용하여 선박의 장비를 관리하여 왔다. 하지만 유선의 경우 새로운 선로를 포설하기 위해서는 많은 비용과 제약 사항이 발생하는 문제점이 있었고, 전력선 통신의 경우에도 잡음 및 신호 강도의 약화 등 다양한 문제점을 내포하고 있다.

따라서, 본 발명은 선박 엔진에서 제공되는 정보를 수집하여 지그비 센서 네트워크를 통해 선박 엔진 관리용 모니터링 시스템으로 전달하고, 상기 선박 엔진 관리용 모니터링 시스템에서 선박 엔진 이상 유무를 감지하여 경보를 발생시킬 수 있는 지그비 센서 네트워크를 이용한 선박 엔진 관리 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 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 방법은, 지그비 센서 네트워크를 이용한 선박 엔진 관리 방법은, 먼저 시스템을 초기화하는 초기화 단계, 시스템을 초기화한 후, 데이터를 센싱하는 데이터 센싱 단계, 데이터를 센싱한 후, 지그비 네트워크를 연결하는 네트워크 연결 단계, 네트워크 연결 후, 네트워크가 연결되었는가를 확인하는 네트워크 연결 확인 단계, 네트워크가 연결되었음을 확인 한 후, 상기 데이터 센싱 단계에서 센싱된 데이터를 획득하는 데이터 획득 단계, 상기 데이터 획득 단계에서 데이터가 획득되었는가를 확인하는 데이터 획득 확인 단계, 상기 데이터 획득 확인 단계에서 데이터가 획득되었음을 확인한 후, 지그비 네트워크를 통해 획득된 데이터를 전송하는 데이터 전송 단계, 상기 데이터 전송 단계에서 전송된 데이터가 성공적으로 전송되었는가를 판단하는 데이터 전송 여부 확인 단계, 상기 데이터 전송 여부 확인 단계에서 데이터가 성공적으로 전송되었음을 확인하고, 전송된 데이터의 패킷을 해석하는 패킷 해석 단계, 상기 패킷 해석 단계에서 해석된 데이터로부터 센싱 데이터를 계산하는 센싱 데이터 계산 단계, 상기 센싱 데이터 계산 단계에서 계산된 센싱 데이터가 기준값을 초과하였는가를 판단하는 기준값 초과여부 판단 단계, 상기 기준값 초과여부 판단 단계에서 기준값을 초과하였음을 확인하고, 경보 시스템을 작동하고, 기 설정된 시간 후 경보 시스템을 해제한 후, 데이터를 저장하는 경보 발생 단계; 및 상기 기준값 초과여부 판단 단계에서 기준값을 초과하지 않았음을 확인 한 후, 계산된 데이터를 표시하고, 데이터를 저장하는 데이터 표시 단계를 포함한다.

상기와 같은 본 발명은, 선박 내에서 무선 센서 네트워크 시스템을 활용할 수 있는 효과가 있으며, 비용 절감과 간편한 설치, 그리고 선로 파괴시에도 통신이 가능하여 선박을 안정적으로 관리할 수 있는 효과가 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 지그비 센서 네트워크를 이용한 선박 엔진 관리 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 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 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1 은 본 발명에 따른 지그비 센서 네트워크를 이용한 선박 엔진 관리 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 지그비 센서 네트워크를 이용한 선박 엔진 관리 방법은, 먼저 시스템을 초기화하는 초기화 단계(101), 시스템을 초기화한 후, 데이터를 센싱하는 데이터 센싱 단계(102), 데이터를 센싱한 후, 지그비 네트워크를 연결하는 네트워크 연결 단계(103), 네트워크 연결 후, 네트워크가 연결되었는가를 확인하는 네트워크 연결 확인 단계(104), 네트워크가 연결되었음을 확인 한 후, 상기 데이터 센싱 단계(102)에서 센싱된 데이터를 획득하는 데이터 획득 단계(105), 상기 데이터 획득 단계(105)에서 데이터가 획득되었는가를 확인하는 데이터 획득 확인 단계(106), 상기 데이터 획득 확인 단계(106)에서 데이터가 획득되었음을 확인한 후, 지그비 네트워크를 통해 획득된 데이터를 전송하는 데이터 전송 단계(107), 상기 데이터 전송 단계(107)에서 전송된 데이터가 성공적으로 전송되었는가를 판단하는 데이터 전송 여부 확인 단계(108), 상기 데이터 전송 여부 확인 단계(108)에서 데이터가 성공적으로 전송되었음을 확인하고, 전송된 데이터의 패킷을 해석하는 패킷 해석 단계(109), 상기 패킷 해석 단계(109)에서 해석된 데이터로부터 센싱 데이터를 계산하는 센싱 데이터 계산 단계(110), 상기 센싱 데이터 계산 단계(110)에서 계산된 센싱 데이터가 기준값을 초과하였는가를 판단하는 기준값 초과여부 판단 단계(111), 상기 기준값 초과여부 판단 단계(111)에서 기준값을 초과하였음을 확인하고, 경보 시스템을 작동하고(112), 기 설정된 조건에 의해 경보 시스템을 해제한 후(113), 데이터를 저장하는(114) 경보 발생 단계; 및 상기 기준값 초과여부 판단 단계(111)에서 기준값을 초과하지 않았음을 확인 한 후, 계산된 데이터를 표시하고(115, 116), 데이터를 저장하는(114) 데이터 표시 단계를 포함한다.

한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성이 가능하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다. 또한, 상기 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(정보저장매체)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행됨으로써 본 발명의 방법을 구현한다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체를 포함한다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 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.

본 발명은 선박 안전 시스템 등에 이용될 수 있다.

101 : 시스템 초기화 102 : 데이터 센싱
103 : 지그비 네트워크 연결 104 : 지그비 네트워크 연결?
105 : 센싱 데이터 획득 106 : 센싱 데이터 획득?
107 : 지그비 네트워크를 통한 센싱 데이터 전송
108 : 센싱 데이터 전송 성공? 109 : 센싱 데이터 패킷 해석
110 : 센싱 데이터 계산 111 : 센싱 데이터가 기준값을 초과?
112 : 경보 시스템 작동 113 : 경보 시스템 해제
114 : 데이터 저장 115 : 계산된 데이터 표시
116 : 계산된 데이터 그래프 표시

Claims (1)

1. 선박 엔진 데이터 센싱 모듈, 지그비 노드, 무선 게이트웨이, 서버를 구비한 지그비 센서 네트워크를 이용한 선박 엔진 관리 방법에 있어서,
   시스템을 초기화하는 초기화 단계;
   상기 시스템을 초기화한 후, 데이터를 센싱하는 데이터 센싱 단계;
   상기 데이터를 센싱한 후, 지그비 네트워크를 연결하는 네트워크 연결 단계;
   상기 네트워크 연결 후, 네트워크가 연결되었는가를 확인하는 네트워크 연결 확인 단계;
   상기 네트워크가 연결되었음을 확인 한 후, 상기 데이터 센싱 단계에서 센싱된 데이터를 획득하는 데이터 획득 단계;
   상기 데이터 획득 단계에서 데이터가 획득되었는가를 확인하는 데이터 획득 확인 단계;
   상기 데이터 획득 확인 단계에서 데이터가 획득되었음을 확인한 후, 지그비 네트워크를 통해 획득된 데이터를 전송하는 데이터 전송 단계;
   상기 데이터 전송 단계에서 전송된 데이터가 성공적으로 전송되었는가를 판단하는 데이터 전송 여부 확인 단계;
   상기 데이터 전송 여부 확인 단계에서 데이터가 성공적으로 전송되었음을 확인하고, 전송된 데이터의 패킷을 해석하는 패킷 해석 단계;
   상기 패킷 해석 단계에서 해석된 데이터로부터 센싱 데이터를 계산하는 센싱 데이터 계산 단계;
   상기 센싱 데이터 계산 단계에서 계산된 센싱 데이터가 기준값을 초과하였는가를 판단하는 기준값 초과여부 판단 단계;
   상기 기준값 초과여부 판단 단계에서 기준값을 초과하였음을 확인하고, 경보 시스템을 작동하고, 기 설정된 조건에 의해 경보 시스템을 해제한 후, 데이터를 저장하는 경보 발생 단계; 및
   상기 기준값 초과여부 판단 단계에서 기준값을 초과하지 않았음을 확인 한 후, 계산된 데이터를 표시하고, 데이터를 저장하는 데이터 표시 단계
   를 포함하는 선박 엔진 관리 방법.

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