KR20150117627A - 근거리 통신망과 IoT를 결합한 저고도 원격 탐사체 - Google Patents

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    • B64C2201/127
    • B64C2201/145

Abstract

본 발명은 0.5~2km의 고도에서 기상 정보와 영상 정보를 수집하여 원격으로 제공하는 근거리 통신망과 IoT를 결합한 저고도 원격 탐사체에 관한 것이다.
본 발명은, 전원 장치와 함께 영상 정보 수집을 위한 카메라, 기상 정보 수집을 위한 온도 센서, 기압 센서, 풍향 센서를 포함하는 센서 유닛을 구비하고 GPS 위성으로부터 수신되는 신호로부터 추출되는 위치 정보와 함께 상기 수집된 영상 정보와 기상 정보를 전송하도록 구성되는 근거리 통신망과 IoT를 결합한 저고도 원격 탐사체에 있어서, 공중 부양체(100);와 상기 공중 부양체(100) 측에 연결되어 영상 정보와 기상 정보를 근거리 통신 수단으로 전송하는 탐사 유닛(400); 상기 공중 부양체(100) 및 탐사 유닛(400)을 지지하는 지지 와이어(300);와, 상기 탐사 유닛(400)으로부터 지지 와이어(300)를 따라 일정 간격으로 고정 구비되는 하나 이상의 근거리 통신 리피터(700-1) .... (700-n)를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 근거리 통신망과 IoT를 결합한 저고도 원격 탐사체를 제공함으로써, 정보가 도달되는 거리를 근거리 통신 리피터(700-1) .... (700-n)의 전송 영역 이내로 제한하게 되어 불필요한 지역까지 정보가 전달되는 문제를 해결하고, 상기 근거리 통신망의 IoT 허브(750: internet of things hub)를 통해 모바일 통신망을 경유하거나 또는 직접 분석 서버 시스템(600)에 접속되어 위치 정보와 함께 영상 정보 및 기상 정보를 전송함으로써 원격 모니터링이 가능한 근거리 통신망과 IoT를 결합한 저고도 원격 탐사체를 제공한다.

Description

근거리 통신망과 IoT를 결합한 저고도 원격 탐사체 {Low altitude remote monitoring system combining dedicated communication network and internet of things configuration}
본 발명은 0.5~2km의 고도에서 기상 정보와 영상 정보를 수집하여 원격으로 제공하는 근거리 통신망과 IoT를 결합한 저고도 원격 탐사체에 관한 것이다.
본 발명의 배경 기술로서 도면 제1도에 도시된 대한민국 등록특허 제10-0962615호의 해양환경 관측 시스템 및 무인비행체 및 그 운용방법 기술이 있다. 이 기술은, 해양환경 관측 시스템 및 무인비행체 및 그 운용방법에 관한 것으로, 특히 지정된 항로를 무인으로 자동 비행하고 해상을 관측한 정보와 검출된 비행항로의 정보를 실시간 전송하는 무인비행체; 무인비행체와 셀룰러 방식으로 무선접속하여 제어신호와 정보를 실시간 통신하는 무선망; 무선망에 접속하여 상기 무인비행체가 관측한 정보를 실시간 제공받고 관리하며 비행항로와 정보의 수집을 실시간으로 원격제어하는 관제국; 관제국에 접속하여 상기 무인비행체가 관측하고 측정한 정보를 기록하는 데이터베이스; 관제국의 제어에 의하여 상기 데이터 베이스에 기록된 정보를 인터넷에 실시간 제공하는 웹서버; 및 관제국과 접속하는 통신경로를 제공하는 공중망; 무인비행체와 직접 무선접속하여 비행과 이착륙을 제어하는 무선조정기; 를 포함하는 구성을 특징으로 하여, 넓은 해상을 전문 기술인력의 안전을 도모하면서 관측하고, 악천후 속에서도 해상의 환경 변화를 실시간 관측하며, 적은 비용으로 보다 넓은 해역을 보다 오래 동안 관측하고, 전국 어디에서나 무인 비행체를 원격 제어하고 관측된 정보를 신속하게 수신하는 효과를 제공한다.
본 발명의 다른 배경 기술로서 도면 제2도에 도시된 대한민국 등록특허 10-1217584호의 풍선 및 연을 이용한 해상풍력 관측 시스템 기술이 있다. 이 기술은 해상에 부유하고, 고정와이어로 연결되어 해저에 설치되는 고정부재에 의해 해상의 정해진 위치에 고정되는 부이와, 부이로부터 연결와이어로 연결되고, 일정 고도로의 부상 및 유지가 가능하도록 하며, 서로 일체로 결합되는 풍선 및 연과, 풍선 및 연에 의해 연결되어 공중에 위치하는 장비탑재부와, 장비탑재부에 탑재되고, 전원공급부로부터 전원을 공급받으며, 풍향과 풍속을 측정하는 풍향풍속측정부와 위치정보를 제공하는 GPS를 포함하며, 풍향과 풍속 및 위치정보를 신호로 출력하는 관측부와, 장비탑재부에 탑재되고, 관측부로부터 신호를 수신받아 무선신호로 처리하여 송신하는 무선송신부를 포함하도록 한 풍선 및 연을 이용한 해상풍력 관측 시스템에 관한 것으로서, 풍선 및 연을 활용하여 해상의 다양한 위치와 높이에서 해상 풍력의 관측이 가능하도록 하고, 개발 및 유지에 소요되는 비용을 줄일 수 있으며, 설치가 간편하고, 해상 풍력 단지의 적지 선정을 위한 해상 풍력의 실측 데이터 확보가 용이하도록 하는 특징이 있다.
본 발명의 또 다른 배경 기술로서 도면 제3도에 도시된 대한민국 등록특허 10-1130625호의 고강도 광케이블에 의해 실시간 고화질 영상구현이 가능한 계류형 무인비행체를 이용한 관측시스템 기술이 있다. 이 기술은, 무인비행체에 고강도 케이블을 연결하고, 상기 고강도 케이블에 광케이블을 같이 연결하여 지상에서 비행선을 조정하면서 비행선에 부착된 고화질 촬영장치에서 촬영한 고화질 영상을 광케이블을 통하여 지상에서의 고화질 모니터로 실시간 영상을 확인하면서 동영상 또는 정지 영상을 원하는 대로 얻을 수 있으며, 넓은 해상을 선박과 같이 이동하면서 언제 어느 때나 실시간으로 고화질 관측하므로 해양을 조사 또는 감시하는 측면의 산업적 이용효과를 제공한다.
KR 10-0962615 B1 KR 10-1217584 B1 KR 10-1130625 B1
본 발명은, 소전력의 탐사 유닛(400)으로부터 제공되는 관측 정보를 지지 와이어(300)를 따라 일정 간격으로 고정 구비되는 하나 이상의 근거리 통신 리피터(700-1) .... (700-n)를 통해 근거리 통신망 IoT 허브(750)를 경유하여 분석 서버 시스템(600)으로 정보를 제공하도록 구성함으로써 정보가 도달되는 거리를 근거리 통신 리피터(700-1) .... (700-n)의 전송 영역 이내로 제한하게 되어 불필요한 지역까지 정보가 전달되는 문제를 해결한 근거리 통신망과 IoT를 결합한 저고도 원격 탐사체를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
또한 본 발명은. 근거리 통신망 IoT 허브(750: internet of things hub)를 통해 모바일 통신망을 경유하거나 또는 직접 분석 서버 시스템(600)에 접속되어 위치 정보와 함께 영상 정보 및 기상 정보를 전송함으로써 원격 모니터링이 가능한 근거리 통신망과 IoT를 결합한 저고도 원격 탐사체를 제공하는 것을 또 다른 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기의 과제를 해결하기 위해 본 발명은,
전원 장치와 함께 영상 정보 수집을 위한 카메라, 기상 정보 수집을 위한 온도 센서, 기압 센서, 풍향 센서를 포함하는 센서 유닛을 구비하고 GPS 위성으로부터 수신되는 신호로부터 추출되는 위치 정보와 함께 상기 수집된 영상 정보와 기상 정보를 전송하도록 구성되는 근거리 통신망과 IoT를 결합한 저고도 원격 탐사체에 있어서, 공중 부양체(100);와 상기 공중 부양체(100) 측에 연결되어 영상 정보와 기상 정보를 근거리 통신 수단으로 전송하는 탐사 유닛(400); 상기 공중 부양체(100) 및 탐사 유닛(400)을 지지하는 지지 와이어(300);와, 상기 탐사 유닛(400)으로부터 지지 와이어(300)를 따라 일정 간격으로 고정 구비되는 하나 이상의 근거리 통신 리피터(700-1) .... (700-n)를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 근거리 통신망과 IoT를 결합한 저고도 원격 탐사체를 과제의 해결 수단으로 제공한다.
본 발명의 근거리 통신망과 IoT를 결합한 저고도 원격 탐사체에 의하면,
소전력의 탐사 유닛(400)으로부터 제공되는 관측 정보를 지지 와이어(300)를 따라 일정 간격으로 고정 구비되는 하나 이상의 근거리 통신 리피터(700-1) .... (700-n)를 통해 근거리 통신망 IoT 허브(750)를 경유하여 분석 서버 시스템(600)으로 정보를 제공하도록 구성함으로써 정보가 도달되는 거리를 근거리 통신 리피터(700-1) .... (700-n)의 전송 영역 이내로 제한하게 되어 불필요한 지역까지 정보가 전달되는 문제를 해결하고, 상기 근거리 통신망의 IoT 허브(750: internet of things hub)를 통해 모바일 통신망을 경유하거나 또는 직접 분석 서버 시스템(600)에 접속되어 위치 정보와 함께 영상 정보 및 기상 정보를 전송함으로써 원격 모니터링이 가능한 근거리 통신망과 IoT를 결합한 저고도 원격 탐사체를 제공하는 기술적 효과가 있다.
도면 제1도는 배경 기술로서, 해양환경 관측 시스템 및 무인비행체 및 그 운용방법 기술의 구성
도면 제2도는 다른 배경 기술로서, 풍선 및 연을 이용한 해상풍력 관측 시스템 기술의 구성
도면 제3도는 또 다른 배경 기술로서, 고강도 광케이블에 의해 실시간 고화질 영상구현이 가능한 계류형 무인비행체를 이용한 관측시스템 기술의 구성
도면 제4도는 종래의 저고도 원격 탐사체 구성의 일례
도면 제5도는 본 발명의 근거리 통신망과 IoT를 결합한 저고도 원격 탐사체 구성의 개요
도면 제6도는 본 발명의 근거리 통신망과 IoT를 결합한 저고도 원격 탐사체의 정보 전송 경로
도면 제7도는 본 발명의 탐사 유닛(400)의 구성
도면 제8도는 본 발명의 근거리 통신 리피터(700-1) .... (700-n)의 구성
도면 제9도는 본 발명의 근거리 통신망 IoT 허브(750)의 구성
도면 제10도는 본 발명의 분석 서버 시스템(600)의 구성
이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 이에 따라 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시예들 뿐만 아니라 특정 실시예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다.
상술한 목적, 특징 및 장점들은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 더욱 분명해 질 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
원격탐사기술은 과학의 발전과 함께 다양한 방면에서 지속적인 발전을 하면서 기술의 활용에 대한 요구가 꾸준하게 증대되고 있으며, 인공위성을 이용하는 기술에서 유인항공기와 무인항공기 등과 연계하는 원격탐사 연구가 다양하게 진행되고 있다.
현재 우리나라는 해양관측위성(GOCI, Geostationary Ocean Color Imager)을 정지궤도에 위치시켜 하루 8회의 시간 해상도로 한반도 주변해역을 관측하고 있으나 급증하고 있는 적조, 녹조, 저염수, 해무, 유류유출, 해양투기 등 다양한 현상들을 실시간으로 감시하기에는 많은 어려움이 발생되고 있다. 또한 시공간적으로 다양한 정보획득이 가능한 무인항공기는 빠르고, 정밀한 연안환경 모니터링이 가능하다는 장점이 있으나, 불규칙한 풍향 변화와 급변하는 풍속 등의 기상변화가 심한 해양에서 안정적인 운영에 어려움이 있으며, 연료 소모에 따른 운용시간이 제한적이어서 장시간 다양한 해양변화 관측이 매우 어렵고 관측 영역의 제한이 있다.
따라서 다양한 센서와 고해상도의 감시기기를 수백m ~ 3Km의 상공에서 장기간 운용이 가능하도록 하는 저고도 원격 탐사체 시스템이 필요하다.
도면 제4도는 종래의 저고도 원격 탐사체 구성의 일례를 도시한다. 종래의 저고도 원격 탐사체는 헬리카이트(helikite), 기구(ballon) 등의 공중 부양체(100);와 상기 공중 부양체(100) 측에 연결된 탐사 유닛(400); 그리고 상기 공중 부양체(100) 및 탐사 유닛(400)을 지지하는 지지 와이어(300);를 기본으로 구비한다. 상기 지지 와이어(300)의 종단은 선박이나 차량과 같은 견인 이동체(200), 또는 해상의 부이 내지 지상의 철탑과 같은 지지 수단에 고정 장착되기도 한다. 상기 탐사 유닛(400)에는 전원 장치와 함께 영상 정보 수집을 위한 카메라, 기상 정보 수집을 위한 온도 센서, 기압 센서, 풍향 센서 등을 포함하는 센서 유닛들이 장착된다. 상기 탐사 유닛(400)은 GPS 위성(500)으로부터 수신되는 신호로부터 추출되는 위치 정보와 함께 상기 수집된 영상 정보와 기상 정보를 지상의 데이터 서버로 전송하도록 구성된다.
상기와 같은 종래의 저고도 원격 탐사체는, 수백m의 상공에서 영상 정보와 기상 정보를 수집하여 지상의 데이터 서버로 제공하는 수단으로서 지지 와이어(300)와 함께 구비되는 유선 전송 선로, 또는 무선 전송 수단을 사용한다. 이때 유선 전송 선로는 지지 와이어(300)의 탄성에 따른 변형과 장력, 풍력에 의한 단선, 수백m의 길이에 따른 하중 문제로 인해 기피되고 있으며, 대부분의 경우 무선 전송 수단을 이용한다. 그러나 무선 전송 수단의 경우에는 탐사 유닛(400)이 지상의 데이터 서버까지 장거리 전송을 수행해야 하므로, 전력 소모가 증가하며 또한 적어도 데이터 서버까지의 거리를 도달거리로 설정해야 하므로 불필요한 지역까지 정보가 전달되는 문제가 발생한다. 이를 해결하기 위해 탐사 유닛(400)에 지향성 안테나를 설치하는 방안도 고려될 수 있겠으나, 소형의 탐사 유닛(400)에 비해 상대적으로 큰 지향성 안테나(예를 들면 어레이 안테나 등)를 공중 부양체(100) 및 탐사 유닛(400)에 구비하는 것은 비현실적이다. 아울러 상기의 문제점들은 저고도 원격 탐사체가 2~3Km의 고도에 설치되어야 하는 환경에서는 더욱 큰 제약으로 작용하게 된다.
본 발명은, 공중 부양체(100);와 상기 공중 부양체(100) 측에 연결된 탐사 유닛(400); 그리고 상기 공중 부양체(100) 및 탐사 유닛(400)을 지지하는 지지 와이어(300); 견인 이동체(200);를 구비하고 상기 탐사 유닛(400)은 GPS 위성(500)으로부터 수신되는 신호로부터 추출되는 위치 정보와 함께 상기 수집된 영상 정보와 기상 정보를 지상의 데이터 서버로 전송하도록 구성된 저고도 원격 탐사체에 있어서, 탐사 유닛(400)으로부터 지지 와이어(300)를 따라 근거리 통신망(dedicated communication network)을 구비하고 상기 근거리 통신망의 IoT 허브(750: internet of things hub)를 통해 모바일 통신망을 경유하거나 또는 직접 분석 서버 시스템(600)에 접속되어 위치 정보와 함께 영상 정보 및 기상 정보를 전송함으로써 원격 모니터링이 가능한 근거리 통신망과 IoT를 결합한 저고도 원격 탐사체를 제공한다.
도면 제5도는 본 발명의 근거리 통신망과 IoT를 결합한 저고도 원격 탐사체구성의 개요를 도시한다. 본 발명의 저고도 원격 탐사체는, 헬리카이트(helikite), 기구(ballon) 등의 공중 부양체(100);와 상기 공중 부양체(100) 측에 연결되어 영상 정보와 기상 정보를 근거리 통신 수단으로 전송하는 탐사 유닛(400); 그리고 상기 공중 부양체(100) 및 탐사 유닛(400)을 지지하는 지지 와이어(300);와, 상기 탐사 유닛(400)으로부터 지지 와이어(300)를 따라 일정 간격으로 고정 구비되는 하나 이상의 근거리 통신 리피터(700-1) .... (700-n)를 구비한다. 도면에서는 탐사 유닛(400)이 공중 부양체(100) 측에 연결되어 구성되는 것으로 도시하고 있으나 필요에 따라서는 공중 부양체(100)에 직접 탐사 유닛(400)을 구비하도록 구성하는 것도 가능하다. 상기 지지 와이어(300)의 종단은 선박이나 차량과 같은 견인 이동체(200), 또는 해상의 부이 내지 지상의 철탑과 같은 지지 수단에 고정 장착되며, 상기 지지 와이어(300)의 종단측에는 근거리 통신망 IoT 허브(750)가 구비되어 상기 근거리 통신 리피터(700-1) .... (700-n)를 경유하여 탐사 유닛(400)으로부터 전송되는 영상 정보와 기상 정보를 분석 서버 시스템(600)에 전달한다. 이때 상기 근거리 통신망 IoT 허브(750)는 모바일 통신망을 경유하여 영상 정보와 기상 정보를 분석 서버 시스템(600)에 전달하도록 구성될 수도 있다. 상기 탐사 유닛(400)에는 전원 장치와 함께 영상 정보 수집을 위한 카메라, 기상 정보 수집을 위한 온도 센서, 기압 센서, 풍향 센서 등을 포함하는 센서 유닛(430)들이 장착된다. 상기 탐사 유닛(400)은 GPS 위성(500)으로부터 수신되는 신호로부터 추출되는 위치 정보와 함께 상기 수집된 영상 정보와 기상 정보를 분석 서버 시스템(600)으로 전송하도록 구성된다.
따라서 본 발명의 근거리 통신망과 IoT를 결합한 저고도 원격 탐사체는, 탐사 유닛(400)으로부터 제공되는 영상 정보와 기상 정보 및 위치 정보가 근거리 통신 수단으로 전송되고, 탐사 유닛(400)으로부터 지지 와이어(300)를 따라 일정 간격으로 고정 구비되는 하나 이상의 근거리 통신 리피터(700-1) .... (700-n)를 통해 근거리 통신망 IoT 허브(750)를 경유하여 분석 서버 시스템(600)으로 정보를 제공하도록 구성됨으로써 소전력의 탐사 유닛(400)과 근거리 통신 리피터(700-1) .... (700-n)로 구현될 수 있으며 정보가 도달되는 거리를 근거리 통신 리피터(700-1) .... (700-n)의 전송 영역 이내로 제한함으로써 불필요한 지역까지 정보가 전달되는 문제를 해결한다.
도면 제6도는 본 발명의 근거리 통신망과 IoT를 결합한 저고도 원격 탐사체의 정보 전송 경로를 도시한다. 전술한 바와 같이 본 발명의 근거리 통신망과 IoT를 결합한 저고도 원격 탐사체는, 탐사 유닛(400)의 영상 정보와 기상 정보 및 위치 정보가 근거리 통신 수단으로 전송되고, 탐사 유닛(400)으로부터 지지 와이어(300)를 따라 일정 간격으로 고정 구비되는 하나 이상의 근거리 통신 리피터(700-1) .... (700-n)를 통해 근거리 통신망 IoT 허브(750)를 경유하여 분석 서버 시스템(600)으로 정보를 제공하도록 구성된다. 이때 상기 근거리 통신망 IoT 허브(750)는 모바일 통신망을 경유하여 위치 정보 및 영상 정보와 기상 정보를 분석 서버 시스템(600)에 전달하도록 구성될 수도 있다.
도면 제7도는 전술한 본 발명의 근거리 통신망과 IoT를 결합한 저고도 원격 탐사체에 있어서 탐사 유닛(400)의 구성을 도시한다. 본 발명의 탐사 유닛(400)은, MPU(410: MicroProcessor Unit)을 중심으로, GPS 위성(500)으로부터 수신되는 신호로부터 위치 정보를 추출하는 GPS 유닛(420);과, 온도 센서, 기압 센서, 풍향 센서 를 포함하는 센서 유닛(430); 상기 센서 유닛(430)으로부터 제공되는 전기적 신호를 데이터로 변환하여 상기 MPU(410)에 제공하는 A/D 변환기(440); 영상 입력 수단으로서 카메라(450); 상기 카메라(450)의 영상 신호를 데이터로 변환하는 디지타이저(460); 및 상기 디지타이저(460)로부터 제공되는 영상 데이터를 저장하는 이미지/비디오 버퍼(465);를 구비한다. 또한 상기 MPU(410)에는 패킷 버퍼(470);와 탐사 유닛(400)에 할당되는 고유 IP(internet protocol)를 저장하는 IP 주소 메모리(480);와 근거리 통신 유닛(475);이 접속된다.
상기 MPU(410)는 A/D 변환기(440)를 통해 센서 유닛(430)으로부터 제공되는 온도, 기압, 풍향 정보와 이미지/비디오 버퍼(465)에 저장된 카메라(450)의 영상 데이터를 전송하기 위한 패킷(packet)으로 변환하여 패킷 버퍼(470)에 저장하고, IP 주소 메모리(480)에 저장된 탐사 유닛(400)에 할당된 고유 IP 주소를 IP 주소 메모리(480)로부터 독출하여 근거리 통신 유닛(475)을 통해 상기 패킷 버퍼(470)의 정보와 함께 전송한다.
상기 MPU(410)에는 외부 억세스 유닛(490)이 구비되어 외부 포트(external port)를 통해 탐사 유닛(400) 내부의 각 유닛들을 억세스하도록 구성된다. 이때 외부 억세스 유닛(490)은 외부 포트(external port)를 통해 접속되는 별도의 단말(도시되지 않음)로써 탐사 유닛(400)의 고유 IP 주소를 할당하여 IP 주소 메모리(480)에 저장하거나 각 유닛의 동작 상태를 모니터하고 이상 유무를 진단할 수 있도록 구성된다.
도면 제8도는 본 발명의 근거리 통신망과 IoT를 결합한 저고도 원격 탐사체에 있어서 근거리 통신 리피터(700-1) .... (700-n)의 구성을 도시한다, 전술한 바와 같이 본 발명의 근거리 통신망과 IoT를 결합한 저고도 원격 탐사체는, 탐사 유닛(400)으로부터 지지 와이어(300)를 따라 일정 간격으로 고정 구비되는 하나 이상의 근거리 통신 리피터(700-1) .... (700-n)를 통해 근거리 통신망 IoT 허브(750)를 경유하여 분석 서버 시스템(600)으로 정보를 제공하도록 구성된다. 도시된 바와 같이 근거리 통신 리피터(700-1) .... (700-n)는 인접한 근거리 통신 수단의 신호를 수신하는 수신 유닛(710);과, 상기 수신 유닛(710)으로부터 제공되는 인접한 근거리 통신 수단의 신호를 증폭하는 증폭기(720); 그리고 상기 증폭기(720)의 출력을 전송하는 송신 유닛(470);으로 구성된다. 상기 근거리 통신 리피터(700-1) .... (700-n)는 수신 유닛(710)으로 수신된 신호를 증폭기(720)로써 증폭하여 송신 유닛(470)으로 출력하도록 구성될 수 있다.
또한 상기 근거리 통신 리피터(700-1) .... (700-n)는 수신 유닛(710)으로 수신된 신호를 증폭기(720)로써 증폭한 뒤 송신 유닛(470)에서 디코딩하여 베이스 밴드의 신호로 복호화하고 다시 재전송하도록 구성될 수도 있다. 이때에는 수신 유닛(710)과 송신 유닛(470)의 채널을 달리 구성하여 탐사 유닛(400)으로부터 지지 와이어(300)를 따라 근거리 통신 리피터(700-1) .... (700-n)를 일정 간격으로 교호로 배치할 수도 있다. 즉, 홀수번째의 근거리 통신 리피터의 수신 유닛(710)에 제1채널을 할당하고 송신 유닛(470)에 제2채널을 할당하도록 구성하면, 짝수번째의 근거리 통신 리피터의 수신 유닛(710)에 제2채널을 할당하고 송신 유닛(470)에 제1채널을 할당하도록 구성함으로써 교호로 배치할 수 있다. 또한 상기 근거리 통신 리피터(700-1) .... (700-n)의 간격은 송수신 채널의 전송 범위 이내에서 이격되도록 구성하여 전송의 연속성을 확보한다.
도면 제9도는 본 발명의 근거리 통신망과 IoT를 결합한 저고도 원격 탐사체에 있어서 근거리 통신망 IoT 허브(750)의 구성을 도시한다. 본 발명의 근거리 통신망과 IoT를 결합한 저고도 원격 탐사체는, 탐사 유닛(400)으로부터 지지 와이어(300)를 따라 일정 간격으로 고정 구비되는 하나 이상의 근거리 통신 리피터(700-1) .... (700-n)를 통해 근거리 통신망 IoT 허브(750)를 경유하여 분석 서버 시스템(600)으로 정보를 제공하도록 구성된다. 본 발명의 근거리 통신망 IoT 허브(750)는, 컨트롤러(755)를 중심으로 근거리 통신 리피터로부터의 잔송 신호를 수신하는 근거리 통신 유닛(760);과, 탐사 유닛(400)으로부터 상기 근거리 통신 유닛(760)을 통해 수신된 정보를 컨트롤러(755)를 통해 저장하는 수신 패킷 버퍼(765);를 구비한다. 상기 컨트롤러(755)는 수신 패킷 버퍼(765)의 정보를 판독하여 데이터 디스플레이 드라이버(770)에 제공하고, 상기 디스플레이 드라이버(770)는 근거리 통신망 IoT 허브(750)에 구비된 디스플레이(775)에 데이터를 표시한다. 또한 상기 컨트롤러(755)에는 모바일 통신부(780); 및 분석 서버 시스템(600)과 통신을 수행하는 직접 통신 유닛(790);이 구비되어 모바일 통신부(780) 또는 직접 통신 유닛(790)을 선택적으로 경유하여 탐사 유닛(400)으로부터 제공되는 위치 정보 및 영상 정보와 기상 정보를 분석 서버 시스템(600)에 전송한다.
도면 제10도는 본 발명의 근거리 통신망과 IoT를 결합한 저고도 원격 탐사체에 있어서 분석 서버 시스템(600)의 구성을 도시한다. 상기 분석 서버 시스템(600)은 데이터 분석 유닛(610: Data Processing Unit)을 중심으로, 근거리 통신망 IoT 허브(750)로부터 제공되는 위치 정보 및 영상 정보와 기상 정보를 수신하기 위한 모바일 통신 모듈(620);과 직접 통신 모듈(630);을 구비한다. 또한 상기 데이터 분석 유닛(610)에는 근거리 통신망 IoT 허브(750)로부터 수신된 위치 정보 및 영상 정보와 기상 정보를 일시적으로 저장하는 데이터 버퍼(640); 및 상기 수신된 위치 정보 및 영상 정보와 기상 정보를 기록 저장하는 데이터 로거(650)를 구비한다. 아울러 상기 데이터 분석 유닛(610)은 상기 데이터 버퍼(640)로부터 수신된 위치 정보 및 영상 정보와 기상 정보를 추출하여 모니터(670)에 디스플레이한다.
이상과 같이 설명된 본 발명의 근거리 통신망과 IoT를 결합한 저고도 원격 탐사체에 의하면, 소전력의 탐사 유닛(400)으로부터 제공되는 관측 정보를 지지 와이어(300)를 따라 일정 간격으로 고정 구비되는 하나 이상의 근거리 통신 리피터(700-1) .... (700-n)를 통해 근거리 통신망 IoT 허브(750)를 경유하여 분석 서버 시스템(600)으로 정보를 제공하도록 구성함으로써 정보가 도달되는 거리를 근거리 통신 리피터(700-1) .... (700-n)의 전송 영역 이내로 제한하게 되어 불필요한 지역까지 정보가 전달되는 문제를 해결하고, 상기 근거리 통신망의 IoT 허브(750: internet of things hub)를 통해 모바일 통신망을 경유하거나 또는 직접 분석 서버 시스템(600)에 접속되어 위치 정보와 함께 영상 정보 및 기상 정보를 전송함으로써 원격 모니터링이 가능한 근거리 통신망과 IoT를 결합한 저고도 원격 탐사체를 제공한다.
본 발명의 근거리 통신망과 IoT를 결합한 저고도 원격 탐사체 기술은, 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상과 아래에 기재된 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100: 공중 부양체 200: 견인 이동체
300: 견인 이동체 400: 탐사 유닛
500: GPS 위성 600: 분석 서버 시스템
700-1....700-n: 근거리 통신 리피터
750: 근거리 통신망 IoT 허브

Claims (15)

  1. 전원 장치와 함께 영상 정보 수집을 위한 카메라, 기상 정보 수집을 위한 온도 센서, 기압 센서, 풍향 센서를 포함하는 센서 유닛을 구비하고 GPS 위성으로부터 수신되는 신호로부터 추출되는 위치 정보와 함께 상기 수집된 영상 정보와 기상 정보를 전송하도록 구성되는 근거리 통신망과 IoT를 결합한 저고도 원격 탐사체에 있어서,
    공중 부양체(100);와
    상기 공중 부양체(100) 측에 연결되어 영상 정보와 기상 정보를 근거리 통신 수단으로 전송하는 탐사 유닛(400);
    상기 공중 부양체(100) 및 탐사 유닛(400)을 지지하는 지지 와이어(300);와,
    상기 탐사 유닛(400)으로부터 지지 와이어(300)를 따라 일정 간격으로 고정 구비되는 하나 이상의 근거리 통신 리피터(700-1) .... (700-n)를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 근거리 통신망과 IoT를 결합한 저고도 원격 탐사체
  2. 제1항에 있어서 상기 탐사 유닛(400)은,
    상기 공중 부양체(100)에 구비된 것을 특징으로 하는 근거리 통신망과 IoT를 결합한 저고도 원격 탐사체
  3. 제1항에 있어서 상기 지지 와이어(300)는,
    그 종단이 견인 이동체(200), 또는 해상의 부이 내지 지상의 철탑과 같은 지지 수단에 고정 장착되고,
    상기 지지 와이어(300)의 종단측에는 근거리 통신망 IoT 허브(750)가 구비되어 상기 근거리 통신 리피터(700-1) .... (700-n)를 경유하여 탐사 유닛(400)으로부터 전송되는 영상 정보와 기상 정보를 분석 서버 시스템(600)에 전달하도록 구성된 것을 특징으로 하는 근거리 통신망과 IoT를 결합한 저고도 원격 탐사체
  4. 제1항에 있어서 상기 탐사 유닛(400)은,
    전원 장치와 함께 영상 정보 수집을 위한 카메라, 기상 정보 수집을 위한 온도 센서, 기압 센서, 풍향 센서를 포함하는 센서 유닛(430);들을 구비하고,
    GPS 위성(500)으로부터 수신되는 신호로부터 추출되는 위치 정보와 함께 상기 카메라로부터 수집된 영상 정보와 센서 유닛(430)으로부터 수집된 기상 정보를 분석 서버 시스템(600)으로 전송하도록 구성된 것을 특징으로 하는 근거리 통신망과 IoT를 결합한 저고도 원격 탐사체
  5. 제1항에 있어서 상기 근거리 통신망과 IoT를 결합한 저고도 원격 탐사체는,
    탐사 유닛(400)으로부터 제공되는 영상 정보와 기상 정보 및 위치 정보가 근거리 통신 수단으로 전송되고,
    탐사 유닛(400)으로부터 지지 와이어(300)를 따라 일정 간격으로 고정 구비되는 하나 이상의 근거리 통신 리피터(700-1) .... (700-n)를 통해 근거리 통신망 IoT 허브(750)를 경유하여 분석 서버 시스템(600)으로 정보를 제공하도록 구성된 것을 특징으로 하는 근거리 통신망과 IoT를 결합한 저고도 원격 탐사체
  6. 제1항에 있어서 상기 탐사 유닛(400)은,
    MPU(410: MicroProcessor Unit);와,
    GPS 위성(500)으로부터 수신되는 신호로부터 위치 정보를 추출하는 GPS 유닛(420);과,
    온도 센서, 기압 센서, 풍향 센서를 포함하는 센서 유닛(430);
    상기 센서 유닛(430)으로부터 제공되는 전기적 신호를 데이터로 변환하여 상기 MPU(410)에 제공하는 A/D 변환기(440);
    영상 입력 수단으로서 카메라(450);
    상기 카메라(450)의 영상 신호를 데이터로 변환하는 디지타이저(460); 및 상기 디지타이저(460)로부터 제공되는 영상 데이터를 저장하는 이미지/비디오 버퍼(465);
    를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 근거리 통신망과 IoT를 결합한 저고도 원격 탐사체
  7. 제6항에 있어서 상기 탐사 유닛(400)은,
    상기 MPU(410)에 접속되는 패킷 버퍼(470);와
    탐사 유닛(400)에 할당되는 고유 IP(internet protocol)를 저장하는 IP 주소 메모리(480); 및 근거리 통신 유닛(475);을 구비하고,
    상기 MPU(410)는 A/D 변환기(440)를 통해 센서 유닛(430)으로부터 제공되는 온도, 기압, 풍향 정보와 이미지/비디오 버퍼(465)에 저장된 카메라(450)의 영상 데이터를 전송하기 위한 패킷(packet)으로 변환하여 패킷 버퍼(470)에 저장하고, IP 주소 메모리(480)에 저장된 탐사 유닛(400)에 할당된 고유 IP 주소를 IP 주소 메모리(480)로부터 독출하여 근거리 통신 유닛(475)을 통해 상기 패킷 버퍼(470)의 정보와 함께 전송하도록 구성된 것을 특징으로 하는 근거리 통신망과 IoT를 결합한 저고도 원격 탐사체
  8. 제6항에 있어서 상기 탐사 유닛(400)은,
    외부 억세스 유닛(490)을 구비하여 외부 포트(external port)를 통해 접속되는 별도의 단말로써 탐사 유닛(400)의 고유 IP 주소를 할당하여 IP 주소 메모리(480)에 저장하거나 각 유닛의 동작 상태를 모니터하고 이상 유무를 진단할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 근거리 통신망과 IoT를 결합한 저고도 원격 탐사체
  9. 제1항에 있어서 상기 근거리 통신 리피터(700-1) .... (700-n)는,
    인접한 근거리 통신 수단의 신호를 수신하는 수신 유닛(710);과,
    상기 수신 유닛(710)으로부터 제공되는 인접한 근거리 통신 수단의 신호를 증폭하는 증폭기(720);
    상기 증폭기(720)의 출력을 전송하는 송신 유닛(470);으로
    구성된 것을 특징으로 하는 근거리 통신망과 IoT를 결합한 저고도 원격 탐사체
  10. 제9항에 있어서 상기 근거리 통신 리피터(700-1) .... (700-n)는,
    수신 유닛(710)으로 수신된 신호를 증폭기(720)로써 증폭한 뒤
    송신 유닛(470)에서 디코딩하여 베이스 밴드의 신호로 복호화하고
    다시 재전송하도록 구성된 것을 특징으로 하는 근거리 통신망과 IoT를 결합한 저고도 원격 탐사체
  11. 제9항에 있어서 상기 근거리 통신 리피터(700-1) .... (700-n)는,
    홀수번째의 근거리 통신 리피터의 수신 유닛(710)에 제1채널을 할당하고 송신 유닛(470)에 제2채널을 할당하며,
    짝수번째의 근거리 통신 리피터의 수신 유닛(710)에 제2채널을 할당하고 송신 유닛(470)에 제1채널을 할당하도록 구성함으로써 교호로 배치되도록 구성된 것을 특징으로 하는 근거리 통신망과 IoT를 결합한 저고도 원격 탐사체
  12. 제9항에 있어서 상기 근거리 통신 리피터(700-1) .... (700-n)는,
    탐사 유닛(400)으로부터 지지 와이어(300)를 따라 상기 근거리 통신 리피터(700-1) .... (700-n)의 송수신 채널의 전송 범위 이내에서 이격되도록 구성된 것을 특징으로 하는 근거리 통신망과 IoT를 결합한 저고도 원격 탐사체
  13. 제1항에 있어서 상기 근거리 통신망 IoT 허브(750)는,
    컨트롤러(755)를 중심으로 근거리 통신 리피터로부터의 잔송 신호를 수신하는 근거리 통신 유닛(760);과,
    탐사 유닛(400)으로부터 상기 근거리 통신 유닛(760)을 통해 수신된 정보를 컨트롤러(755)를 통해 저장하는 수신 패킷 버퍼(765);
    상기 컨트롤러(755)에 의해 수신 패킷 버퍼(765)의 정보를 판독된 데이터를 제공받는 데이터 디스플레이 드라이버(770);와,
    상기 디스플레이 드라이버(770)를 통해 제공되는 데이터를 표시하는 디스플레이(775);를 구비하고,
    또한 상기 컨트롤러(755)에는 모바일 통신부(780); 및 분석 서버 시스템(600)과 통신을 수행하는 직접 통신 유닛(790);이 구비되어 모바일 통신부(780) 또는 직접 통신 유닛(790)을 선택적으로 경유하여 탐사 유닛(400)으로부터 제공되는 위치 정보 및 영상 정보와 기상 정보를 분석 서버 시스템(600)에 전송하도록 구성된 것을 특징으로 하는 근거리 통신망과 IoT를 결합한 저고도 원격 탐사체
  14. 제13항에 있어서 상기 분석 서버 시스템(600)은,
    데이터 분석 유닛(610: Data Processing Unit);과,
    근거리 통신망 IoT 허브(750)로부터 제공되는 위치 정보 및 영상 정보와 기상 정보를 수신하기 위한 모바일 통신 모듈(620);과 직접 통신 모듈(630);을 구비한 것을 특징으로 하는 근거리 통신망과 IoT를 결합한 저고도 원격 탐사체
  15. 제13항에 있어서 상기 분석 서버 시스템(600)은,
    데이터 분석 유닛(610);과,
    근거리 통신망 IoT 허브(750)로부터 수신된 위치 정보 및 영상 정보와 기상 정보를 일시적으로 저장하는 데이터 버퍼(640); 및
    상기 수신된 위치 정보 및 영상 정보와 기상 정보를 기록 저장하는 데이터 로거(650);
    상기 데이터 버퍼(640)로부터 수신된 위치 정보 및 영상 정보와 기상 정보를 데이터 분석 유닛(610)에 의해 추출하여 디스플레이하는 모니터(670);
    를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 근거리 통신망과 IoT를 결합한 저고도 원격 탐사체
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