KR20130062118A - Monitoring system for a high place operation car based usd communication and monitoring method with the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 고소작업차량 모니터링 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유비쿼터스 센서 네트워크(USN : Ubiquitous sensor network, 이하, 'USN'이라 함) 통신 기능을 갖는 센서 모듈을 이용하여 작업 중 차량 상태를 모니터링 하고 특히 다단 붐의 부러짐을 예측하여 경보하도록 개선한 USD 통신 기반의 고소작업차량 모니터링 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a high-speed vehicle monitoring system, and more specifically, to monitor the vehicle status during operation using a sensor module having a ubiquitous sensor network (USN: Ubiquitous sensor network, "USN") communication function In particular, it relates to a USD communication-based aerial vehicle monitoring system improved to predict the failure of the multi-stage boom.
일반적으로 고소작업차량은 고층건물이나 높은 위치에서 작업할 수 있도록 신축가능한 다단 붐의 끝에 사람이 올라서서 작업할 수 있는 탑승함(riding basket)을 설치한 차량을 말한다. In general, a high-altitude vehicle refers to a vehicle in which a riding basket is installed to allow people to work at the end of a stretchable multi-stage boom to work in a high-rise building or a high position.
이러한 고소작업차량은 예를 들어, 빌딩의 유리를 닦거나 건축 시공현장에서 높은 위치의 작업이 요구될 때에 이용된다.Such aerial work vehicles are used, for example, when the glass of a building is to be cleaned or when a high position work is required at a construction site.
종래의 고소작업차량은 특별한 모니터링 장치없이 사용자의 직감에 의존하여 차량 상태를 파악하고 작업을 진행하는 구성을 갖는다.Conventional aerial work vehicle has a configuration to determine the state of the vehicle and proceed with the operation depending on the user's intuition without a special monitoring device.
이로 인하여 다단 붐의 부러짐 등을 포함한 사고가 발생하고 있으며, 상기한 사고로 인하여 매년 인명 사고가 발생하고 있다.As a result, accidents including broken multi-stage booms occur, and life-cycle accidents occur every year.
한국에서 발생한 고소작업차량의 재해 발생 현황은 <표 1>과 같으며 2005년부터 2011년 2월까지 총 53회의 재해가 발생하였으며, 재해자는 76명, 사망은 61명, 부상은 15명으로 보고된 바 있다.The status of accidents on aerial work vehicles in Korea is shown in <Table 1>. There were 53 disasters from 2005 to February 2011, with 76 injured, 61 killed and 15 injured. It has been.
상기한 표와 같이 발생하는 고소작업차량의 사고는 설비결함을 원인으로 한 사고가 47%에 달한다.As shown in the table above, accidents on aerial work vehicles account for 47% of accidents caused by equipment defects.
이러한 문제점을 해결하고자 최근 고소작업차량에 차량 상태를 모니터링하는 시스템을 적용하는 것이 시도되고 있다.In order to solve this problem, it is recently attempted to apply a system for monitoring the vehicle status in high-altitude vehicle.
그러나, 상기한 시도는 유선 통신을 이용한 모니터링 시스템을 고소작업차량에 적용하는 것으로서 이러한 시스템은 차량의 각 부위에 부착된 센서들과 제어 장치에 연결된 모니터링 장비 간을 연결하는 케이블이 단선되는 현상이 발생하고 있다.However, the above-mentioned attempt is to apply a monitoring system using wired communication to a high-rise vehicle, in which such a cable is disconnected between the sensors attached to each part of the vehicle and the monitoring equipment connected to the control device. Doing.
상기한 단선은 탑승함의 늘임과 줄임이 빈번히 발생함에 따라 케이블이 늘어져서 케이블 내피에서 단선되는 현상에 의한 것이 대부분이다.The above disconnection is mostly due to the phenomenon that the cable is stretched and disconnected from the cable endothelium as the increase and decrease of the boarding box occurs frequently.
따라서, 상기한 단선이 빈번히 발생하는 유선 통신을 이용한 모니터링 시스템을 고소작업차량에 적용하는 것은 한계가 있다.
Therefore, there is a limitation in applying a monitoring system using wired communication, in which the disconnection frequently occurs, to the aerial work vehicle.
본 발명은 유비쿼터스 센서 네트워크를 이용하여 고소작업차량의 상태를 모니터링하는 시스템을 제공함을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a system for monitoring the status of high-altitude vehicle using a ubiquitous sensor network.
또한, 본 발명은 유비쿼터스 센서 네트워크를 기반으로 하여 붐의 각 위치 별로 변동 길이와 변동 각도를 센싱하고 탑승함의 하중을 센싱하여 붐의 부러짐을 예고할 수 있는 상태 정보를 제공하는 고소작업차량 모니터링 시스템을 제공함을 다른 목적으로 한다.In addition, the present invention is based on the ubiquitous sensor network based on the height of the vehicle monitoring system that provides a state information that can be noticed the breakage of the boom by sensing the length and angle of change for each position of the boom and the load of the passenger board Providing for other purposes.
또한, 본 발명은 유비쿼터스 센서 네트워크를 기반으로 하여 붐의 각 위치 별로 변동 길이와 변동 각도를 센싱하고 탑승함의 하중을 센싱하여 붐의 스트레스를 분석하여 붐의 부러짐을 예고할 수 있는 상태 정보를 제공하는 고소 작업차량 모니터링 시스템의 모니터링 방법을 제공함을 또다른 목적으로 한다.
In addition, the present invention based on the ubiquitous sensor network senses the length and angle of change for each position of the boom and senses the load of the passenger board to analyze the stress of the boom to provide a state information that can notice the breakage of the boom It is another object of the present invention to provide a method for monitoring an aerial vehicle monitoring system.
본 발명에 따른 유비쿼터스 센서 네트워크 통신 기반의 고소작업차량 모니터링 시스템은, 차체에 탑재된 다단 붐에 각 위치 별로 설치되고 상기 다단 붐의 선단의 관절에 구성되는 탑승함에 설치되며 상기 다단 붐의 동작에 따라서 상기 다단 붐의 각 위치 별 변동 길이와 변동 각도를 센싱하고 상기 탑승함의 하중을 센싱하고 센서 데이터를 무선 전송하는 다수의 유비쿼터스 센서 네트워크 모듈; 및 상기 센서 데이터를 수신하여 각 위치별 임계치와 비교하여 현재 차량에 대한 상태 정보를 제공하는 모니터링 모듈;을 포함함을 특징으로 한다.Ubiquitous sensor network communication-based high-speed vehicle monitoring system according to the present invention is installed in each stage in the multi-stage boom mounted on the vehicle body and installed in the boarding board configured in the joint of the front end of the multi-stage boom, according to the operation of the multi-stage boom A plurality of ubiquitous sensor network modules for sensing the variation length and the variation angle for each position of the multi-stage boom, sensing the load of the boarding box and transmitting sensor data wirelessly; And a monitoring module configured to receive the sensor data and provide status information on the current vehicle by comparing with the threshold for each location.
여기에서, 상기 다단 붐의 양단의 상기 관절들과 인출되는 각 단의 선단을 포함하는 위치에 상기 변동 길이와 상기 변동 각도를 센싱하는 상기 유비쿼터스 센서 네트워크 모듈이 설치됨이 바람직하다.Here, it is preferable that the ubiquitous sensor network module for sensing the fluctuation length and the fluctuating angle is installed at a position including the joints of both ends of the multi-stage boom and the tip of each end being drawn out.
그리고, 상기 탑승함에는 도어의 개폐여부를 센싱하는 상기 유비쿼터스 센서 네트워크 모듈과 수평을 센싱하는 상기 유비쿼터스 센서 네트워크 모듈 중 하나 이상이 더 구성될 수 있다.The boarding box may further include one or more of the ubiquitous sensor network module sensing the opening / closing of the door and the ubiquitous sensor network module sensing the horizontality.
여기에서, 상기 유비쿼터스 센서 네트워크 모듈은, 상기 변동 길이, 상기 변동 각도, 하중 및 수평 중 적어도 하나 이상을 센싱하는 센서; 센서에서 출력된 신호를 디지털 신호로 변환하는 신호처리부; 상기 신호처리부의 출력을 패킷으로 변환하여 무선송신하는 제1 유비쿼터스 센서 네트워크 통신 모듈; 및 상기 신호처리부와 상기 제1 유비쿼터스 센서 네트워크 통신 모듈의 동작에 필요한 전원을 공급하는 전원부;를 포함할 수 있다.Here, the ubiquitous sensor network module, the sensor for sensing at least one or more of the variation length, the variation angle, the load and the horizontal; A signal processor converting the signal output from the sensor into a digital signal; A first ubiquitous sensor network communication module for converting an output of the signal processor into a packet and wirelessly transmitting the packet; And a power supply unit supplying power required for the operation of the signal processing unit and the first ubiquitous sensor network communication module.
그리고, 상기 신호처리부는 상기 제1 유비쿼터스 센서 네트워크 통신 모듈을 통하여 상기 유비쿼터스 센서 네트워크 모듈과 유비쿼터스 센서 네트워크를 형성한 후 상기 센서 데이터를 상기 모니터링 모듈로 전송할 수 있다.The signal processor may form the ubiquitous sensor network module and the ubiquitous sensor network through the first ubiquitous sensor network communication module, and then transmit the sensor data to the monitoring module.
그리고, 상기 모니터링 모듈은, 상기 유비쿼터스 센서 네트워크 모듈과 통신을 수행하는 제2 유비쿼터스 센서 네트워크 통신 모듈; 메모리; 상기 상태 정보를 출력하는 모니터; 및 상기 제2 유비쿼터스 센서 네트워크 통신 모듈을 통하여 상기 센서 데이터를 수신하여 상기 메모리에 저장하고 상기 센서 데이터들로써 상기 상태 정보를 생성하여 상기 모니터로 제공하는 마이크로 컴퓨터;를 포함할 수 있다.The monitoring module may further include: a second ubiquitous sensor network communication module configured to communicate with the ubiquitous sensor network module; Memory; A monitor for outputting the status information; And a microcomputer which receives the sensor data through the second ubiquitous sensor network communication module, stores the sensor data in the memory, generates the state information using the sensor data, and provides the state information to the monitor.
여기에서, 상기 마이크로 컴퓨터는, 상기 제2 유비쿼터스 센서 네트워크 통신 모듈을 통하여 상기 유비쿼터스 센서 네트워크 모듈과 유비쿼터스 센서 네트워크를 형성한 후 상기 센서 데이터를 수신하여 상기 메모리에 저장하고 상기 센서 데이터들로써 상기 상태 정보를 생성하여 상기 모니터로 제공할수 있다.The microcomputer may form a ubiquitous sensor network module and a ubiquitous sensor network through the second ubiquitous sensor network communication module, receive the sensor data, store the sensor data in the memory, and store the state information as the sensor data. Can be generated and provided to the monitor.
그리고, 상기 마이크로 컴퓨터는, 상기 센서 데이터를 수신하여 상기 메모리에 저장하기 전 주기적 리던던시 체킹(CRC)를 수행하여 상기 센서 데이터 내에 에러가 있는지 확인하는 동작을 수행할 수 있다.The microcomputer may perform periodic redundancy checking (CRC) before receiving and storing the sensor data in the memory to check whether there is an error in the sensor data.
그리고, 상기 마이크로 컴퓨터는, 상기 유비쿼터스 센서 네트워크 모듈들에서 전송된 상기 센서 데이터를 수신하여 위치별 종류별로 상기 임계치와 비교하여 상기 임계치에 도달한 상기 유비쿼터스 센서 네트워크 모듈이 있는 경우 그에 대응한 상기 상태 정보를 상기 모니터로 제공하고, 상기 센서 데이터들로써 각 위치별 스트레스 지수를 산출한 후 최대 스트레스 인가점을 분석하고 상기 최대 스트레스 인가점의 스트레스를 산출하여 통계적 분석 자료와 대비하여 임계치에 도달한 경우 그에 대응한 상기 상태 정보를 상기 모니터로 제공할 수 있다.The microcomputer receives the sensor data transmitted from the ubiquitous sensor network modules, and compares the state information corresponding to the ubiquitous sensor network module when the ubiquitous sensor network module reaches the threshold by the location-specific type. Is provided to the monitor, the stress index for each position is calculated using the sensor data, the maximum stress application point is analyzed, and the stress of the maximum stress application point is calculated to correspond to the case where the threshold is reached in comparison with statistical analysis data. The status information can be provided to the monitor.
한편, 유비쿼터스 센서 네트워크 통신 기반의 고소작업차량 모니터링 시스템의 모니터링 방법은, 차체에 탑재된 다단 붐에 각 위치 별로 설치되어서 상기 다단 붐의 동작에 따른 각 위치 별 변동 길이와 변동 각도를 센싱하고 센서 데이터를 무선 전송하는 다수의 유비쿼터스 센서 네트워크 모듈을 이용하는 유비쿼터스 센서 네트워크 통신 기반의 고소작업차량 모니터링 시스템에서 운용되며, 상기 유비쿼터스 센서 네트워크 모듈들에서 전송된 상기 센서 데이터를 수신하여 위치별 종류별로 제1 임계치와 비교하여 상기 제1 임계치에 도달한 상기 유비쿼터스 센서 네트워크 모듈이 있는 경우 그에 대응한 제1 상태 정보를 제공하는 단계; 및 상기 제1 상태 정보의 제공 후 상기 센서 데이터들로써 각 위치별 스트레스 지수를 산출한 후 최대 스트레스 인가점을 분석하고 상기 최대 스트레스 인가점의 스트레스를 산출하여 통계적 분석 자료와 대비하여 제2 임계치에 도달한 경우 그에 대응한 제2 상태 정보를 제공하는 단계;를 포함함을 특징으로 한다.
On the other hand, the monitoring method of the high-rise vehicle monitoring system based on the ubiquitous sensor network communication is installed in each stage in the multi-stage boom mounted on the vehicle body to sense the variation length and the variation angle for each position according to the operation of the multi-stage boom and sensor data It is operated in a ubiquitous sensor network communication-based high-vehicle vehicle monitoring system using a plurality of ubiquitous sensor network module for wireless transmission, and receives the sensor data transmitted from the ubiquitous sensor network module and the first threshold value for each type of location and Providing first state information corresponding to the ubiquitous sensor network module when the first threshold is reached; And after calculating the stress index for each location using the sensor data after providing the first state information, analyzing the maximum stress point and calculating the stress of the maximum stress point to reach a second threshold in comparison with statistical analysis data. In one case, providing second status information corresponding thereto.
따라서, 본 발명에 의하면 유비쿼터스 센서 네트워크를 이용하여 고소작업차량의 모니터링 시스템을 안정적으로 운영할 수 있으며, 고소작업차량의 다양한 상태를 모니터링할 수 있고 붐의 부러짐을 예고할 수 있어서 고소작업차량의 상태를 정확히 모니터링하여 안전사고의 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.
Therefore, according to the present invention, it is possible to stably operate the monitoring system of the aerial work vehicle using the ubiquitous sensor network, to monitor various states of the aerial work vehicle, and to predict the breakage of the boom so that the state of the aerial work vehicle can be predicted. It is effective to prevent the occurrence of safety accidents by accurately monitoring.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 USD 통신 기반의 고소작업차량 모니터링 시스템이 적용되는 고소작업차량의 측면도 및 평면도.
도 3은 본 발명에 따른 USN 기반의 고소작업차량 모니터링 시스템의 블럭도.
도 4는 USN 통신 모듈의 동작을 설명하는 흐름도.
도 5는 모니터링 모듈의 동작을 설명하는 흐름도.
도 6은 도 5의 상태 판단의 상세 동작을 설명하는 흐름도.1 and 2 are a side view and a plan view of the aerial work vehicle to which the USD communication-based aerial work vehicle monitoring system according to the present invention is applied.
3 is a block diagram of a USN-based aerial vehicle monitoring system according to the present invention.
4 is a flow chart illustrating the operation of a USN communication module.
5 is a flowchart illustrating the operation of the monitoring module.
6 is a flowchart for explaining the detailed operation of the state determination of FIG.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the following embodiments are provided to those skilled in the art to fully understand the present invention, and may be modified in various forms, and the scope of the present invention is limited to the embodiments described below. It doesn't happen.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 실시예는 다수의 USN 모듈 A, B 내지 H와 고소작업차량 또는 원격지에 설치될 수 있는 모니터링 모듈(40)을 포함한다.1 to 3, an embodiment according to the present invention includes a plurality of USN modules A, B to H and a
먼저, 고소작업차량은 차체(10)에 베이스(12)가 탑재되고, 베이스(12) 상에는 고소작업대가 구성된다. 그리고 차체(10)에는 차체(10)를 넘어지지 않게 지지하는 아웃 트리거들(22)이 차체(10)의 네 모서리부에 각각 구성된다.First, in the aerial work vehicle, the
고소작업대는 기저단(14)과 다단 붐(16)이 관절 이음되고 기저단(14)과 다단 붐(16) 간에는 각도조절 실린더(18)가 설치되며 다단 붐(16)의 선단의 관절에는 탑승함(20)이 설치된 구성을 포함한다.The aerial platform is jointed with the
여기에서 베이스(12)에는 구체적으로 도시되지 않았으나 작업 방향을 조절하기 위하여 회전되는 기능을 구비할 수 있고 상부의 기저단(14)을 구동하는 장치와 다단 붐(16)을 구동하는 장치, 실린더(18)를 구동하는 장치 및 탑승함(20)을 구동하는 장치가 구성될 수 있다.Although not specifically illustrated here, the
그리고, 본 발명에 따른 모니터링 모듈(40)이 베이스(12)에 구성될 수 있다.In addition, the
상술한 구성에 의하여 고소 작업을 수행하는 경우, 베이스(12)의 회전 기능에 의하여 원하는 작업 방향으로 기저단(14)과 다단 붐(16)의 지향 방향이 조절되고, 기저단(14)과 실린더(18)를 구동하여 탑승함(20)이 리프트될 수 있으며, 필요한 경우 다단 붐(16)의 각 단을 인출하여 작업할 거리와 높이를 조절하여 탑승함(20)의 위치가 조절될 수 있다.When the aerial work is performed by the above-described configuration, the direction of the
상술한 고소작업차량에 본 발명에 따른 USN 통신 기반의 고소작업차량 모니터링 시스템은 도 1과 같이 USN 모듈 A, B 내지 H와 모니터링 모듈(40)을 포함하며, USN 모듈 A, B 내지 H와 모니터링 모듈(40)은 서로 유비쿼터스 센서 네트워크를 이루며 통신한다.USN communication based aerial vehicle monitoring system according to the present invention to the above-mentioned aerial vehicle includes a USN module A, B to H and the
여기에서, 다단 붐(16)의 각 위치 별로 USN 모듈 A, B 내지 G가 설치되고 탑승함(20)에 USN 모듈 H가 설치될 수 있다.Here, USN modules A, B to G are installed for each position of the
보다 구체적으로, USN 모듈 A, B 내지 G는 다단 붐(16)의 양단 관절과 인출되는 각 단의 선단에 설치될 수 있으며, 다단 붐(16)에 설치된 USN 모듈 A, B 내지 G는 각 위치 별 변동 길이와 변동 각도를 센싱하는 기능을 갖는다.More specifically, the USN modules A, B to G may be installed at both ends of the
그리고, USN 모듈 H는 탑승함(20)에 설치되며 하중을 센싱하고 도어의 개폐여부를 센싱하며 수평을 센싱하는 기능을 가질 수 있다.The USN module H may be installed in the
그에 따라서 USN 모듈 A, B 내지 G는 다단 붐(16)의 각 위치 별로 변동 길이와 변동 각도를 센싱할 수 있으며, USN 모듈 H는 탑승자의 안전을 확인하기 위한 탑승함(20)의 도어 개폐와 수평을 센싱할 수 있고 탑승함(20)의 하중을 센싱할 수 있다.Accordingly, USN modules A, B to G can sense the length and angle of change for each position of the
상술한 바와 같이 고소작업차량의 각 위치 별로 설치되는 USN 모듈 A, B 내지 H는 센서(30), 센서(30)에서 출력된 신호를 디지털 신호로 변환하는 신호처리부(32), 신호처리부(32)의 출력을 패킷으로 변환하여 무선송신하는 USN 통신 모듈(34) 및 신호처리부(32)와 USN 통신 모듈(34)의 동작에 필요한 전원을 공급하는 전원부(36)를 포함한 구성을 가질 수 있다.As described above, the USN modules A, B, and H installed at each location of the aerial work vehicle include a
여기에서, USN 모듈 A, B 내지 G의 센서(30)는 변동 길이와 변동 각도를 센싱하는 기능을 가짐이 바람직하고, USN 모듈 H의 센서(30)는 하중, 수평 및 도어 열림 중 적어도 하나 이상을 센싱하는 기능을 갖거나 하중, 수평 및 도어 열림을 위한 하나 이상의 센서를 갖도록 구성될 수 있다.Here, the USN module A, B to
그리고, 전원부(36)는 전원을 공급하기 위한 배터리를 구비함이 바람직하다.In addition, the
그리고, USN 통신 모듈(34)은 신호처리부(32)의 제어에 의하여 모니터링 모듈(40)과 USN 기반의 통신을 수행하여서 신호처리부(32)의 출력을 패킷으로 변환하여 무선송신한다. The USN
그리고, 신호처리부(32)는 USN 통신 모듈(34)을 통하여 모니터링 모듈(40)과 유비쿼터스 센서 네트워크(USN)을 형성한 후 센서(30)로부터 제공되는 센서 데이터를 디지털 신호로 변환하고 USN 통신 모듈(34)을 통하여 모니터링 모듈(40)로 전송한다. 그리고, 신호 처리부(32)는 모니터링 모듈(40)에서 USN 설정을 위하여 송신하는 헬로 메시지를 수신하면 그에 응답하여 리퀘스트 메시지를 USN 통신 모듈(34)을 통하여 모니터링 모듈(40)로 전송하는 기능을 가질 수 있다.In addition, the
신호 처리부(32)는 보다 구체적으로 도 4와 같은 과정에 의하여 모니터링 모듈(40)과 무선 통신을 수행할 수 있다.In more detail, the
즉, 신호 처리부(32)는 초기화(S10)를 수행한 후 USN 형성을 위한 일련의 과정을 거친다. 신호 처리부(32)는 USN을 형성하기 위하여 헬로 메시지를 무선 전송하고(S12) 헬로 메시지에 대응하는 리퀘스트 메시지를 수신한다(S14). 리퀘스트 메시지를 송신한 상대 즉 모니터링 모듈(40)과 경로를 설정할 것이 결정되면(S16) 신호 처리부(32)는 모니터링 모듈(40)과 USN을 형성한다(S18). 여기에서 리퀘스트 메시지는 모니터링 모듈(40)이 헬로 메시지에 응답하여 무선 전송 것이며 경로 설정을 위한 정보를 포함하는 것이 일반적이다.That is, the
상술한 바와 같이 USN이 설정되면 신호 처리부(32)는 센서(30)로부터 센서 데이터를 수집하여(S20) USN 통신 모듈(34)을 통하여 미리 경로가 설정된 모니터링 모듈(40)로 센서 데이터를 전송한다(s22).As described above, when the USN is set, the
상술한 바와 같이 USN 모듈 A, B 내지 G는 자신의 위치에서 다단 붐의 이동에 따른 변동 길이와 변동 각도에 대한 센서 데이터를 제공하고, USN 모듈 H는 탑승함((20)의 하중이나 도어열림 또는 수평에 대한 센서 데이터를 제공한다. As described above, the USN modules A, B, and G provide sensor data on the variation length and the angle of change according to the movement of the multi-stage boom at its position, and the USN module H carries the load or door opening of the boarding (20). Or provide sensor data for horizontal.
한편, 모니터링 모듈(40)은 USN 모듈 A, B 내지 H에서 무선전송한 센서 데이터를 수신하여 각 위치별 임계치와 비교하여 현재 차량에 대한 상태 정보를 제공하며 이를 위하여 USN 모듈 A, B 내지 H와 USN 기반 무선 통신을 수행한다.Meanwhile, the
모니터링 모듈(40)은 모니터(42), 마이크로 컴퓨터(44), USN 통신 모듈(46) 및 메모리(48)를 포함하는 구성을 갖는다.The
여기에서, 메모리(48)는 센서 데이터와 후술되는 각 USN 모듈 별 임계치, 각 위치별 스트레스 임계치 및 통계적 분석자료를 저장할 수 있다. Here, the
그리고, 모니터(42)는 상태 정보를 출력하는 구성을 가지며 액정표시장치를 포함한 평판 디스플레이 장치 또는 기타 디스플레이나 발광 기능을 갖는 장치로 구성될 수 있다.In addition, the
그리고, USN 통신 모듈(46)은 USN 모듈 A, B 내지 H의 USN 통신 모듈(34)과 USN 기반 무선 통신을 수행하며 USN 모듈 A, B 내지 H로부터 전송되는 센서 데이터를 마이크로 컴퓨터(44)로 전달하고 마이크로 컴퓨터(44)의 헬로 메시지 또는 USN 모듈 A, B 내지 H에서 USN을 설정하기 위하여 송출한 헬로 메시지에 응답한 리퀘스트 메시지 송신을 수행할 수 있다.The
그리고, 마이크로 컴퓨터(44)는 USN 통신 모듈(46)을 통하여 센서 데이터를 수신하여 메모리(48)에 저장하고 센서 데이터들로써 상태 정보를 생성하여 모니터(42)로 제공하는 기능을 갖는다.The
마이크로 컴퓨터(44)에서 수행되는 기능은 도 5 및 도 6을 참조하여 보다 상세히 설명될 수 있다.Functions performed in the
마이크로 컴퓨터(44)는 USN 통신 모듈(46)을 통하여 USN 모듈 A, B 내지 H과 USN을 형성한다.
마이크로 컴퓨터(44)는 초기화(S30)를 수행한 후 USN 형성을 위한 일련의 과정을 거친다. 마이크로 컴퓨터(44)는 USN을 형성하기 위하여 헬로 메시지를 각 USN 모듈들로 무선 전송하고(S32) 헬로 메시지에 대응하는 리퀘스트 메시지를 수신한다(S34). 리퀘스트 메시지를 송신한 상대 즉 각 USN 모듈들과 경로를 설정할 것이 결정되면(S36) 마이크로 컴퓨터(44)는 각 USN 모듈들과 USN을 형성한다(S38). 여기에서 리퀘스트 메시지는 각 USN 모듈들이 헬로 메시지에 응답하여 무선 전송 것이며 경로 설정을 위한 정보를 포함하는 것이 일반적이다.The
상기와 같이 USN이 설정된 후 마이크로 컴퓨터(44)는 각 USN 모듈들로부터 전송되는 센서 데이터를 수신하고(S40) 센서 데이터에 대하여 CRC 체크를 수행하여 에러 여부를 판단한 후 정상적인 센서 데이터를 저장한다(S44). 에러로 판단된 센서 데이터는 마이크로 컴퓨터(44)에 의하여 재전송이 요구될 수 있다. CRC 체크는 주기적 리던던시 체킹(Cyclic redundancy checking)을 수행하는 것으로 통신 링크로 전송된 데이터 내에 에러가 있는지 확인하는 과정을 의미한다.After the USN is set as described above, the
상술한 바와 같이 마이크로 컴퓨터(44)는 수신된 센서 데이터를 저장한 후 센서 데이터들로 상태 판단을 수행하고(S46) 상태 정보를 모니터(42)로 제공한다.As described above, the
이때 상태 정보는 탑승함(20)의 도어가 열려있는지 또는 수평 상태가 유지되고 있는지에 대한 정보와 다단 붐 부러짐을 경보하는 정보를 포함할 수 있다.In this case, the state information may include information on whether the door of the
특히, 다단 붐 부러짐을 경보하기 위하여 마이크로 컴퓨터(44)는 각 위치 별로 설치된 USN 모듈 A 내지 H의 종류 별 센서 데이터를 각각에 적합한 임계치와 비교한다(S50). 이때 임계치는 메모리(48)에 저장되어 제공될 수 있다.In particular, in order to alert the multi-stage boom break, the
마이크로 컴퓨터(44)는 특정한 USN 모듈의 센서 데이터가 임계치에 도달한 것으로 판단하면(S52) 붐이 부러질 수 있는 상황으로 판단하여 그에 대한 상태 정보를 모니터(42)로 제공한다(S54). 이때, 마이크로 컴퓨터(44)는 임계치에 대한 정보는 변동 길이와 변동 각도를 탑승함(20)에 작용하는 하중과 조합하여 산출된 값을 임계치와 대비하여 상태 정보를 구할 수 있다.When the
또한, 마이크로 컴퓨터(44)는 각 위치 별 USN 모듈의 센서 데이터가 임계치에 도달하지 않은 것으로 판단하면 센서 데이터들로 위치 별 스트레스 지수를 산출하고(S56) 최대 스트레스 인가점을 분석한 후(S58) 최대 스트레스 인가점의 스트레스를 산출하여 통계적 분석 자료와 대비하여(S60) 임계치에 도달하였는지 판단할 수 있다(S62).In addition, when the
이때 스트레스 지수를 산출하는 위치는 USN 모듈이 설치된 위치와 현지 다단 붐이 인출된 상태에서 샘플링된 위치로 지정될 수 있으며, 이들 위치 별로 스트레스 지수가 산출될 수 있다. 스트레스 지수는 변동 길이와 변동 각도를 탑승함(20)에 작용하는 하중과 조합하여 산출된 값을 붐이 부러질 가능성있는 조건을 100 퍼센트로 기준하여 환산한 값으로 설정될 수 있다.In this case, the position for calculating the stress index may be designated as a position where the USN module is installed and a sampled position with the local multi-stage boom drawn out, and the stress index may be calculated for each of these positions. The stress index may be set to a value calculated by combining the length of variation and the angle of variation with the load acting on the
일예로, 다단 붐(16)이 인출된 상태에서 위치 D와 위치 C 사이에 샘플링된 위치가 지정된 경우 가정하면, 다단 붐(16)의 위치 A에서 위치 D 방향으로 스트레스 지수가 증가하고 위치 C에서 위치 B 방향으로 스트레스 지수가 감소하는 것으로 산출되면 위치 D와 위치 C 사이의 샘플링된 위치가 최대 스트레스 인가점으로 분석될 수 있다. 이와 같이 분석된 최대 스트레스 인가점에 대한 최대 스트레스 지수가 추론으로 산출될 수 있으며 최대 스트레스 지수가 100 퍼센트(임계치로 설정될 수 있음)에 근접하는가 판단할 수 있다. As an example, assuming that a sampled position is specified between position D and position C with the
여기에서, 마이크로 컴퓨터(44)는 위치 D와 C 사이의 샘플링된 위치에서 최대 스트레스 지수는 통계적 분석 자료를 기준으로 이루어질 수 있으며, 통계적 분석 자료는 동일한 고소작업차량에 대하여 반복된 실험과 조건 설정에 의하여 획득하여 생성된 것이 이용될 수 있으며 메모리(48)에 저장되어 제공될 수 있다.Herein, the
마이크로 컴퓨터(44)는 최대 스트레스 인가점의 최대 스트레스 지수가 통계적 분석 자료와 대비하여 임계치에 도달한 것으로 판단하면 다단 붐 부러짐을 경보하는 정보를 포함하는 상태 정보를 모니터(42)로 제공할 수 있다.When the
그에 따라서, 다단 붐이 부러지는 상황을 미리 판단할 수 있도록 상태 정보가 모니터(42)로 제공됨에 따라서 고소작업차량의 작업자는 즉시 현재 상황을 해결하기 위한 조치를 취할 수 있다.Accordingly, as the status information is provided to the
상술한 바와 같이 고소작업차량에 대하여 USN 모듈을 이용하여 모니터링이 이루어질 수 있으므로 복잡한 선로 형성 등의 구성없이 간단히 모니터링 시스템을 구현할 수 있고, 모니터링 시스템이 기계적 조작에 영향없이 안정된 상태를 유지할 수 있으며, 고소작업차량의 다양한 상태를 모니터링할 수 있고 붐의 부러짐을 예고할 수 있어서 고소작업차량의 안전 사고를 방지할 수 있는 효과가 있다.
As described above, since the monitoring can be performed using the USN module for the aerial work vehicle, the monitoring system can be simply implemented without the configuration of complicated lines, and the monitoring system can maintain a stable state without affecting mechanical operation. Various conditions of the work vehicle can be monitored and the breakage of the boom can be predicted, thereby preventing the safety accident of the aerial work vehicle.
10 : 차체 12 : 베이스
14 : 기저단 16 : 다단 붐
18 : 각도조절 실린더 20 : 탑승함
22 : 아웃 트리거 30 : 센서
32 : 신호처리부 34 : USN 통신 모듈
36 : 전원부 40 : 모니터링 모듈
42 : 모니터 44 : 마이크로 컴퓨터
46 : USN 통신 모듈 A, B 내지 H : USN 모듈10 body 12: base
14: base 16: multi-stage boom
18: angle adjustment cylinder 20: boarding
22: out trigger 30: sensor
32: signal processor 34: USN communication module
36: power supply unit 40: monitoring module
42: monitor 44: microcomputer
46: USN communication module A, B to H: USN module
Claims (11)
상기 센서 데이터를 수신하여 각 위치별 임계치와 비교하여 현재 차량에 대한 상태 정보를 제공하는 모니터링 모듈;을 포함함을 특징으로 하는 유비쿼터스 센서 네트워크 통신 기반의 고소작업차량 모니터링 시스템.
It is installed for each position in the multi-stage boom mounted on the vehicle body and is installed in a boarding box configured at the joint of the front end of the multi-stage boom. A plurality of ubiquitous sensor network modules for sensing the load of the box and wirelessly transmitting sensor data; And
A ubiquitous sensor network communication based aerial work vehicle monitoring system, comprising: a monitoring module for receiving the sensor data and providing status information on a current vehicle in comparison with a threshold for each position.
상기 다단 붐의 양단의 상기 관절들과 인출되는 각 단의 선단을 포함하는 위치에 상기 변동 길이와 상기 변동 각도를 센싱하는 상기 유비쿼터스 센서 네트워크 모듈이 설치되는 유비쿼터스 센서 네트워크 통신 기반의 고소작업차량 모니터링 시스템.
The method according to claim 1,
Ubiquitous sensor network communication based aerial vehicle monitoring system is installed in the ubiquitous sensor network module for sensing the fluctuation length and the angle of change at a position including the joints of both ends of the multi-stage boom and the leading end of each end pulled out .
상기 탑승함에는 도어의 개폐여부를 센싱하는 상기 유비쿼터스 센서 네트워크 모듈과 수평을 센싱하는 상기 유비쿼터스 센서 네트워크 모듈 중 하나 이상이 더 구성되는 유비쿼터스 센서 네트워크 통신 기반의 고소작업차량 모니터링 시스템.
The method according to claim 1,
The boarding box is a ubiquitous sensor network communication based aerial work vehicle monitoring system further comprises one or more of the ubiquitous sensor network module for sensing the opening and closing of the door and the ubiquitous sensor network module for sensing the horizontal.
상기 변동 길이, 상기 변동 각도, 하중 및 수평 중 적어도 하나 이상을 센싱하는 센서;
센서에서 출력된 신호를 디지털 신호로 변환하는 신호처리부;
상기 신호처리부의 출력을 패킷으로 변환하여 무선송신하는 제1 유비쿼터스 센서 네트워크 통신 모듈; 및
상기 신호처리부와 상기 제1 유비쿼터스 센서 네트워크 통신 모듈의 동작에 필요한 전원을 공급하는 전원부;를 포함하는 유비쿼터스 센서 네트워크 통신 기반의 고소작업차량 모니터링 시스템.
According to claim 1 or 3, wherein the ubiquitous sensor network module,
A sensor for sensing at least one of the variation length, the variation angle, the load, and the horizontal;
A signal processor converting the signal output from the sensor into a digital signal;
A first ubiquitous sensor network communication module for converting an output of the signal processor into a packet and wirelessly transmitting the packet; And
Ubiquitous sensor network communication-based high-speed vehicle monitoring system comprising a; power supply for supplying power for the operation of the signal processing unit and the first ubiquitous sensor network communication module.
상기 신호처리부는 상기 제1 유비쿼터스 센서 네트워크 통신 모듈을 통하여 상기 유비쿼터스 센서 네트워크 모듈과 유비쿼터스 센서 네트워크를 형성한 후 상기 센서 데이터를 상기 모니터링 모듈로 전송하는 유비쿼터스 센서 네트워크 통신 기반의 고소작업차량 모니터링 시스템.
5. The method of claim 4,
And the signal processor forms the ubiquitous sensor network module and the ubiquitous sensor network through the first ubiquitous sensor network communication module, and then transmits the sensor data to the monitoring module.
상기 유비쿼터스 센서 네트워크 모듈과 통신을 수행하는 제2 유비쿼터스 센서 네트워크 통신 모듈;
메모리;
상기 상태 정보를 출력하는 모니터; 및
상기 제2 유비쿼터스 센서 네트워크 통신 모듈을 통하여 상기 센서 데이터를 수신하여 상기 메모리에 저장하고 상기 센서 데이터들로써 상기 상태 정보를 생성하여 상기 모니터로 제공하는 마이크로 컴퓨터;를 포함하는 유비쿼터스 센서 네트워크 통신 기반의 고소작업차량 모니터링 시스템.
The method of claim 1, wherein the monitoring module,
A second ubiquitous sensor network communication module for communicating with the ubiquitous sensor network module;
Memory;
A monitor for outputting the status information; And
Microcomputer for receiving the sensor data through the second ubiquitous sensor network communication module and storing the sensor data in the memory and generating the state information from the sensor data to provide to the monitor; Vehicle monitoring system.
상기 마이크로 컴퓨터는, 상기 제2 유비쿼터스 센서 네트워크 통신 모듈을 통하여 상기 유비쿼터스 센서 네트워크 모듈과 유비쿼터스 센서 네트워크를 형성한 후 상기 센서 데이터를 수신하여 상기 메모리에 저장하고 상기 센서 데이터들로써 상기 상태 정보를 생성하여 상기 모니터로 제공하는 유비쿼터스 센서 네트워크 통신 기반의 고소작업차량 모니터링 시스템.
The method of claim 6,
The microcomputer forms the ubiquitous sensor network module and the ubiquitous sensor network through the second ubiquitous sensor network communication module, receives the sensor data, stores the sensor data in the memory, and generates the state information using the sensor data. High-level vehicle monitoring system based on ubiquitous sensor network communication provided as a monitor.
상기 마이크로 컴퓨터는 상기 센서 데이터를 수신하여 상기 메모리에 저장하기 전 주기적 리던던시 체킹(CRC)를 수행하여 상기 센서 데이터 내에 에러가 있는지 확인하는 동작을 수행하는 유비쿼터스 센서 네트워크 통신 기반의 고소 작업차량 모니터링 시스템.
The method of claim 7, wherein
And the microcomputer performs a cyclic redundancy checking (CRC) before receiving and storing the sensor data in the memory to check whether there is an error in the sensor data.
상기 유비쿼터스 센서 네트워크 모듈들에서 전송된 상기 센서 데이터를 수신하여 위치별 종류별로 상기 임계치와 비교하여 상기 임계치에 도달한 상기 유비쿼터스 센서 네트워크 모듈이 있는 경우 그에 대응한 상기 상태 정보를 상기 모니터로 제공하고,
상기 센서 데이터들로써 각 위치별 스트레스 지수를 산출한 후 최대 스트레스 인가점을 분석하고 상기 최대 스트레스 인가점의 스트레스를 산출하여 통계적 분석 자료와 대비하여 임계치에 도달한 경우 그에 대응한 상기 상태 정보를 상기 모니터로 제공하는 유비쿼터스 센서 네트워크 통신 기반의 고소 작업차량 모니터링 시스템.
The method of claim 7, wherein the microcomputer,
Receiving the sensor data transmitted from the ubiquitous sensor network modules and compares the threshold value by type for each location and provides the status information corresponding to the monitor when the ubiquitous sensor network module reaches the threshold value.
After calculating the stress index for each position using the sensor data, the maximum stress application point is analyzed, the stress of the maximum stress application point is calculated, and when the threshold is reached in comparison with statistical analysis data, the state information corresponding thereto is monitored. Loft vehicle monitoring system based on ubiquitous sensor network communication.
상기 유비쿼터스 센서 네트워크 모듈들에서 전송된 상기 센서 데이터를 수신하여 위치별 종류별로 상기 임계치와 비교하여 상기 임계치에 도달한 상기 유비쿼터스 센서 네트워크 모듈이 있는 경우 그에 대응한 상기 상태 정보를 상기 모니터로 제공하고,
상기 센서 데이터들로써 각 위치별 스트레스 지수를 산출한 후 최대 스트레스 인가점을 분석하고 상기 최대 스트레스 인가점의 스트레스를 산출하여 통계적 분석 자료와 대비하여 임계치에 도달한 경우 그에 대응한 상기 상태 정보를 상기 모니터로 제공하는 유비쿼터스 센서 네트워크 통신 기반의 고소 작업차량 모니터링 시스템.
The ubiquitous sensor network module of claim 1,
Receiving the sensor data transmitted from the ubiquitous sensor network modules and compares the threshold value by type for each location and provides the status information corresponding to the monitor when the ubiquitous sensor network module reaches the threshold value.
After calculating the stress index for each position using the sensor data, the maximum stress application point is analyzed, the stress of the maximum stress application point is calculated, and when the threshold is reached in comparison with statistical analysis data, the state information corresponding thereto is monitored. Loft vehicle monitoring system based on ubiquitous sensor network communication.
상기 유비쿼터스 센서 네트워크 모듈들에서 전송된 상기 센서 데이터를 수신하여 위치별 종류별로 제1 임계치와 비교하여 상기 제1 임계치에 도달한 상기 유비쿼터스 센서 네트워크 모듈이 있는 경우 그에 대응한 제1 상태 정보를 제공하는 단계; 및
사익 제1 상태 정보의 제공 후 상기 센서 데이터들로써 각 위치별 스트레스 지수를 산출한 후 최대 스트레스 인가점을 분석하고 상기 최대 스트레스 인가점의 스트레스를 산출하여 통계적 분석 자료와 대비하여 제2 임계치에 도달한 경우 그에 대응한 제2 상태 정보를 제공하는 단계;를 포함함을 특징으로 하는 유비쿼터스 센서 네트워크 통신 기반의 고소 작업차량 모니터링 시스템의 모니터링 방법.Ubiquitous sensor network communication base using multiple ubiquitous sensor network modules installed in the multi-stage boom mounted on the vehicle body for each position to sense the variation length and angle of variation according to the operation of the multi-stage boom and transmit sensor data wirelessly In the monitoring method of the aerial vehicle monitoring system,
Receiving the sensor data transmitted from the ubiquitous sensor network modules and comparing the first threshold value by location type to provide the first state information corresponding to the ubiquitous sensor network module when the ubiquitous sensor network module has reached the first threshold value. step; And
After the first state information is provided, the stress index of each position is calculated using the sensor data, the maximum stress application point is analyzed, and the stress of the maximum stress application point is calculated to reach a second threshold in comparison with statistical analysis data. And providing second state information corresponding to the case information. The monitoring method of the aerial work monitoring system according to ubiquitous sensor network communication.
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EP3199486A1 (en) * | 2016-01-28 | 2017-08-02 | MOBA - Mobile Automation AG | Crane mechanism and work platform with a load measuring device and an integrated inclination sensor |
KR101897142B1 (en) * | 2017-03-27 | 2018-09-11 | (주)드림티엔에스 | Safety Management System and Method of High Place Working Vehicles |
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KR101897142B1 (en) * | 2017-03-27 | 2018-09-11 | (주)드림티엔에스 | Safety Management System and Method of High Place Working Vehicles |
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