KR20130070350A - 선박용 무선 진단 시스템 - Google Patents

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박수창
서현규
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박형진
고훈욱
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Abstract

본 발명은 선박의 전자 장비들을 CAN 네트워크로 연결하고 모바일 기기를 이용하여 각종 전자 장비들의 상태를 진단할 수 있는 선박용 무선 진단 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 선박용 무선 진단 시스템에 있어서, 상기 선박 내부에 설치되는 CAN 네트위크; 상기 CAN 네트워크에 연결되며, 내부에 CAN 통신 모듈을 포함하는 다수의 장비; 상기 CAN 네트워크에 연결되어 상기 장비들과 CAN 통신 가능하며, 내부 및 외부의 정보를 무선으로 송수신하는 무선 게이트웨이; 및 상기 무선 게이트웨이와 무선 통신으로 데이터를 송수신하여 사용자에게 상기 장비의 상태를 안내하는 모바일 기기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

선박용 무선 진단 시스템{Wireless diagnosis system for ship}
본 발명은 선박용 무선 진단 시스템에 관한 것으로 더욱 상세하게는 모바일 기기를 이용하여 선박에 설치된 각종 장비들의 상태를 진단할 수 있는 선박용 무선 진단 시스템에 관한 것이다.
선박은 내부에 각종 제어기, 계측기, 모터, 펌프 등 많은 장비들이 탑재되어 있다. 일부 중요 장비, 예를 들면 엔진 및 엔진 주변 기기, 송배전설비 등은 유선으로 연결하여 관제실 등에서 지속적으로 감시하여 그 상태를 확인하고 있다.
상기와 감시 시스템에 대한 특허는 다수 공개되어 있으며, 예를 들면, 공개특허 제1996-21072에는 선박에 장착된 각종 센서들의 정보를 획득하여 해석 및 기록하는 장치가 개시되어 있다.
또한, 공개특허 제2006-26334호에는 웹 카메라를 이용하여 화상 정보를 획득하고 선박을 감시하는 시스템이 개시되어 있다.
상기 특허들은 해당 장치에 대한 감시에는 우수한 효과를 나타내나, 네트워크 및 감시 장치의 한계로 다른 장치들로 확장하기에는 무리가 있다. 특히 장비를 추가하는 경우에는 전반적인 시스템 구조를 수정해야되므로 많은 비용이 추가되어야 하는 단점이 있다. 특허 많은 전자 장비들이 추가로 탑재되는 경우 상기와 같은 시스템으로는 전체를 감시하기에는 무리가 따른다.
한편, 상기와 같은 감시 시스템이 적용되지 않는 장비들은 작업자의 순찰이나 문제가 발생한 경우 고장 부위를 직접 찾아서 교체하거나 수리 등을 통하여 수작업으로 관리하고 있는 실정이다.
통상의 선박은 육지와 멀리 떨어진 곳에서 대부분의 시간을 보내게 되므로 이러한 교체나 수리가 불가능한 장비의 경우에는 그 기능을 중지시키고 운항하는 수밖에 없어 선박의 화재, 선박 기능 정지에 따른 표류 심한 경우에는 침몰 등의 대형사고로 이어질 가능성도 있다.
이때, 무선 통신 단말기를 이용하여 필요한 경우 언제 어디서나 선박 내부 장비 특히 전자 장비들의 상태를 실시간으로 감시하고 그 정보를 저장할 수 있다면, 보다 경제적이고 정확하게 장비의 고장을 빠르게 예측하여 대처할 수 있고 불의의 사고를 미연에 방지할 수 있으므로, 비교적 간단 구성으로 각종 장비들을 감시 및 진단할 수 있는 새로운 시스템이 필요한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래 수동적인 장비 관리 시스템을 극복하기 위하여 안출된 것으로 선박의 전자 장비들을 CAN 네트워크로 연결하고 모바일 기기를 이용하여 각종 전자 장비들의 상태를 진단할 수 있는 선박용 무선 진단 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 선박용 무선 진단 시스템에 있어서, 상기 선박 내부에 설치되는 CAN 네트위크; 상기 CAN 네트워크에 연결되며, 내부에 CAN 통신 모듈을 포함하는 다수의 장비; 상기 CAN 네트워크에 연결되어 상기 장비들과 CAN 통신 가능하며, 내부 및 외부의 정보를 무선으로 송수신하는 무선 게이트웨이; 및 상기 무선 게이트웨이와 무선 통신으로 데이터를 송수신하여 사용자에게 상기 장비의 상태를 안내하는 모바일 기기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 모바일 기기는 특정 장비의 상태 정보를 사용자에게 안내하기 위하여 특정 장비의 정보 요청을 무선으로 송출하고, 상기 무선 게이트웨이는 상기 정보 요청을 수신하여 상기 요청 정보를 CAN 데이터로 변환하여 CAN 네트워크에 송출하고, 상기 특정 장비는 상기 요청 정보를 수신하여 상기 요청 정보에 해당하는 데이터를 상기 CAN 네트워크를 통하여 송출하고, 상기 무선 게이트웨이는 상기 데이터를 수신하여 무선 정보로 변환하여 무선으로 송출하고, 상기 무선 기기는 송출된 정보를 수신하는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 장비는 CAN 네트워크 이외의 네트워크에 연결된 게이트웨이를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 모바일 기기는 스마트폰, 노트북 컴퓨터, PDA 중 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 무선 게이트웨이와 모바일 기기의 무선 통신 방식은 RF, 불루투스, Wi-Fi, WIBRO, CDMA, HSDA 중 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 게이트웨이는 상기 모바일 기기에 정보 요청이 있을 경우, 상기 게이트웨이에 네트워킹된 장비들의 요약 정보를 전송하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 선박용 무선 진단 시스템은 무선으로 각종 장비들의 상태를 감시 및 진단할 수 있으므로, 유지 보수가 편리한 효과가 있으며, 필요한 경우 언제든지 실시간으로 장비들의 상태를 감시할 수 있으므로, 사용이 편리한 효과가 있으며, 더 나아가 경제적이고 정확하게 장비의 고장을 빠르게 예측하여 대처할 수 있어 선박의 불의의 사고를 미연에 방지하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 선박용 무선 진단 시스템의 구성도이며,
도 2는 도 1에서 모바일 기기와 게이트웨이와의 통신 절차를 설명하는 설명도이다.
이하 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
먼저 본 발명에 따른 선박용 무선 진단 시스템(100)은 도 1에 도시된 바와 같이 n개의 장비(10), CAN 네트워크(20), 무선 게이트웨이(30) 및 모바일 기기(40)를 포함하여 구성된다.
상기 장비(10)는 선박 내용 사용되는 전자 장비를 의미하며, 예를 들면 모터 제어기, 밸블 컨트롤러, PLC, DCS, PC 등을 포함하며, 상기 장비(10)들의 내부에는 CAN 네트워크(20)와 연결하기 위한 별도의 CAN 통신 모듈을 포함한다.
또한 상기 장비(10)들은 상호 통신을 위한 선정의된 ID를 메모리에 포함하고 있어, 통신에 의하여 상호 ID를 교환하며, 상기 ID를 통하여 특별한 내용들을 요청 및 응답하는 절차를 수행한다.
또한 상기 장비(10)는 다른 네트워크(예를 들면, 이더넷을 통한 TCP/IP)를 통하여 다수의 장비들이 네트워킹된 시스템을 의미할 수 있다. 이때 상기 장비(10)는 통상의 게이트웨이 역할을 하며, 다른 네트워크에 연결된 또 다른 장치들의 정보를 수집하여 CAN 네트워크(20)로 전송하는 역할을 한다.
한편, 상기 CAN 네트워크(20)는 선박 내부에 설치되는 네트워크로 통상 CAN-H 라인과 CAN-L라인을 포함하는 2개의 라인으로 구성되는 ISO11898 표준인 분산형 직렬 통신 프로토콜 CAN(Conrol Area Network) 인터페이스를 갖는 통신 네트워크이다. 여기서 상기 CAN 네트워크(20)는 다른 자동화 통신망들에 비하여 가격 대 성능비가 우수하며, 지난 수년간 차량 내의 열악한 환경에서 성공적으로 동작되어 신뢰도가 검증된 통신 방식이다. 또한, CAN 네트워크(20)는 마스터/슬래이브(master/slave), 다중 마스터(multiple master), 피어 투 피어(peer to peer) 등을 지원하는 매우 유연성 있는 네트워크이며, 공장의 열악한 환경이나 고온, 충격이나 진동, 노이즈가 많은 환경에서도 잘 견딜 수 있으므로, 자동차나 공장의 환경보다 양호한 선박 내부에 적용되는 경우 상기와 같은 CAN 네트워크(20)의 양호한 특성을 그대로 반영될 수 있다.
한편, 상기 무선 게이트웨이(30)는 역시 내부에 CAN 모듈을 포함하고 있으며, 상기 장비(10)들과 CAN 통신이 가능하며, 필요한 경우 상기에 선정의된 ID를 송출하고, 해당 장비(10)는 접수된 ID의 내용에 따라 해당 데이터를 상기 CAN 네트워크(20)로 전송하면, 상기 무선 게이트웨이(30)가 상기 데이터를 수신한다.
또한 수신된 상기 데이터는 상기 무선 게이트웨이(30)가 무선 통신 방식에 의하여 외부로 송출한다.
상기 무선 통신 방식은 RF, 불루투스, Wi-Fi, WIBRO, CDMA, HSDA 등에서 선택 가능하나 어떠한 형태로도 가능하다.
한편, 상기 모바일 기기(40)는 사용자가 휴대하여 CAN 네트워크(20)에 연결된 특정 장비(10)들의 상태를 상기 무선 게이트웨이(30)와 무선 통신을 통하여 점검 및 감시하는 역할을 한다.
상기 모바일 기기(40)는 스마트폰, 노트북, PDA 등에서 선택되어 사용될 수 있으며, 상기 무선 게이트웨이(30)와 무선 통신이 가능한 통신 모듈을 반드시 포함한다.
가장 바람직하게는 스마트폰으로 진단 및 감시 기능의 앱을 탑재하는 경우 매우 다양한 기능을 구현할 수 있는 장점이 있으며, 또한 개별 사용자들이 대부분 휴대하고 있으므로 긴급 상황 발생시 가정 대처가 빠른 특징이 있다.
상기 모바일 기기(40)의 무선 방식은 상기 무선 게이트웨이(30)의 무선방식과 반드시 동일해야 하므로, 다수의 이기종의 모바일 기기(40)를 운영하는 경우 상기 무선 게이트웨이(30)는 다수의 무선 방식 모듈을 탑재하여 구성할 수 있다.
한편, 상기 모바일 기기(40) 무선 게이트웨이(30) 그리고 장비(10)와 상호 통신 절차는 도 2에 도시된 바와 같이 수행된다.
먼저 모바일 기기(40)에서 선박 내부에 장착된 장비(10) n의 데이터를 요청하는 프레임을 무선으로 송신하다.
상기 무선 신호를 상기 무선 게이트웨이(30)가 수신하여 CAN 데이터로 변경한 후 상기 CAN 데이터를 CAN 네트워크(20)에 송신한다.
선박 내부에 장착된 장비(10) n은 요청 데이터를 수신하고 장치 내부의 상태를 파악하여 다시 CAN 네트워크(20)로 해당 데이터를 송신한다.
상기 무선 게이트웨이(30)는 장비(10) n이 송신한 데이터를 수신하여 해당 데이터를 무선 데이터로 변환하여 무선으로 데이터를 송신한다.
모바일 기기(40)는 상기 무선 게이트웨이(30)에서 송신한 무선 데이터를 수신하여 장비(10) n의 상태를 표시한다.
여기서, 상기 장비(10) n이 송신하는 데이터는 장비(10)의 작동 상태, 장비(10)에서 취득한 정보 등을 포함할 수 있으며, 상기 장비(10)의 중앙처리장치에서 처리하는 어떠한 정보도 가능하며, 필요한 경우 모든 정보를 조합하여 처리할 수도 있다. 또한, 상기 장비(10)에서 감지하는 선박의 상태 정보들을 연속적으로 상기 모바일 기기(40)가 수신하고, 수신된 정보의 적적한 범위 정보를 상기 모바일 기기(40)의 메모리에 선 저장하여 상호 비교하는 경우 선박의 상태를 바로 파악할 수 있는 장점이 있다.
또한 상기 장비(10)가 다른 프로토콜을 갖는 네트워크 시스템의 게이트웨이인 경우에는 상기 네트위크에 연결된 다른 장비의 정보들을 요약하여 지속적으로 수집하고, 상기 모바일 기기(40)의 요청에 따라 상기 요약 정보들을 제공하는 경우 타 기종의 네트워크에 연결된 다른 장비의 상태도 바로 파악이 가능하다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.
10: 장비 20: CAN 네트워크
30: 무선 게이트웨이 40: 모바일 기기
100: 무선 진단 시스템

Claims (6)

  1. 선박용 무선 진단 시스템에 있어서,
    상기 선박 내부에 설치되는 CAN 네트위크;
    상기 CAN 네트워크에 연결되며, 내부에 CAN 통신 모듈을 포함하는 다수의 장비;
    상기 CAN 네트워크에 연결되어 상기 장비들과 CAN 통신 가능하며, 내부 및 외부의 정보를 무선으로 송수신하는 무선 게이트웨이; 및
    상기 무선 게이트웨이와 무선 통신으로 데이터를 송수신하여 사용자에게 상기 장비의 상태를 안내하는 모바일 기기를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 무선 진단 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 모바일 기기는 특정 장비의 상태 정보를 사용자에게 안내하기 위하여 특정 장비의 정보 요청을 무선으로 송출하고, 상기 무선 게이트웨이는 상기 정보 요청을 수신하여 상기 요청 정보를 CAN 데이터로 변환하여 CAN 네트워크에 송출하고, 상기 특정 장비는 상기 요청 정보를 수신하여 상기 요청 정보에 해당하는 데이터를 상기 CAN 네트워크를 통하여 송출하고, 상기 무선 게이트웨이는 상기 데이터를 수신하여 무선 정보로 변환하여 무선으로 송출하고, 상기 무선 기기는 송출된 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 선박용 무선 진단 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 장비는 CAN 네트워크 이외의 네트워크에 연결된 게이트웨이를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 무선 진단 시스템.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 모바일 기기는 스마트폰, 노트북 컴퓨터, PDA 중 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 선박용 무선 진단 시스템.
  5. 청구항 2에 있어서, 상기 무선 게이트웨이와 모바일 기기의 무선 통신 방식은 RF, 불루투스, Wi-Fi, WIBRO, CDMA, HSDA 중 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 선박용 무선 진단 시스템.
  6. 청구항 3에 있어서, 상기 게이트웨이는 상기 모바일 기기에 정보 요청이 있을 경우, 상기 게이트웨이에 네트워킹된 장비들의 요약 정보를 전송하는 것을 특징으로 하는 선박용 무선 진단 시스템.
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US20210171158A1 (en) * 2018-07-05 2021-06-10 Kongsberg Maritime CM AS Vessel secure remote access system and method

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