KR20150138010A - 이동통신망과 고기능버퍼링기법을 이용한 상수도 중소구역 유량계데이터 실시간 원격감시장치 및 방법 - Google Patents

이동통신망과 고기능버퍼링기법을 이용한 상수도 중소구역 유량계데이터 실시간 원격감시장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동통신망과 고기능버퍼링기법을 이용한 상수도 중소구역 유량계데이터 실시간 원격감시장치로서, 상수도 중소구역의 지중 상수관로(10)에 설치된 유량계(8)에 지중의 통신선(9)으로 연결된 지상의 현장감시반(12)내에 데이터 검침이 가능하도록 변환하는 유량변환기(14)와 함께 이동통신망(18)을 매개로 한 무선 패킷통신으로 상부의 상수도 지역사업소 서버(20)와 무선접속하는 무선서비스유니트(16)로 구성하되; 상기 무선서비스유니트(16)는, 실시간 보고주기시점에 유량변환기(14)로부터 읽은 실시간 유량데이터를 유량계데이터 전송패킷(60)에 실어 상수도 지역사업소 서버(20)로 패킷전송 제어하고, 실시간 보고주기 시점에서의 호장애에 의한 채널 미할당에 따라 누락된 유량데이터를 미전송 유량데이터로 데이터베이스(50)에 버퍼링 저장하며, 호장애로부터 복구시 실시간 보고주기 시점을 회피하여 상기 버퍼링된 미전송 유량데이터를 유량계데이터 전송패킷(60)에 실어 상수도 지역사업소 서버(20)로 패킷전송되게 제어하는 제어부(30)를 포함하며, 상기의 상수도 지역사업소 서버(20)에서는 누락되어진 상기 미전송 유량데이터가 무선수신되면 수신된 유량데이터의 측정시간정보를 이용하여 이미 수신된 실시간 유량데이터 사이에 조립 정렬하도록 구성한 것이다.

Description

이동통신망과 고기능버퍼링기법을 이용한 상수도 중소구역 유량계데이터 실시간 원격감시장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR REMOTE MONITERING FLOW METER DATA OF WATER SUPPLY MIDDLE AND SMALL BLOCK USING MOBILE COMMUNICATION NETWORK AND HIGH QUALITY BUFFERING TECHNIQUE}
본 발명은 상수도 유량감시 시스템에 관한 것으로, 특히 이동통신망과 고기능버퍼링기법을 이용하여 상수도 중소구역 유량계데이터를 정확하고 신속하며 효율적으로 수집 및 원격 감시할 수 있도록 하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 상수도관망에서 발생하는 누수현상은 수자원의 손실뿐만 아니라 압력손실로 인한 추가적 가압설비의 필요성 및 누수되는 관로 주변의 토질의 약화 등을 초래하여 관망의 유지관리를 어렵게 하고, 심각한 경제적 손실을 야기하고 있다.
이에 따라 효율적인 상수도 상수관망 유지관리를 위해 우리나라 대부분의 지역에서는 그 지역을 구역별(대구역, 중구역, 소구역)로 나누어 각 구역(block)별 유량을 감시하는 구역감시 시스템(block system)을 채택 운용하고 있다. 즉, 구역감시 시스템은 복잡하게 형성되어 있는 시 전역의 송·배·급수구역을 표고별, 지형별 바둑판 형식의 블록으로 구역고립하여 송·배수되는 유수의 흐름을 일방향 유입, 일방향 유출이 되도록 상수관망을 정비하되, 나누어진 각 구역별로는 유량계 및 수압계 등을 각각 설치하여 수압과 유량 등을 관리국에서 상시 모니터링하게 함으로써 누수사고를 적극적인 대처하고 누수발생을 미연에 방지하여 유수율을 향상시킬 수 있게끔 유지관리하는 방식이다. 그러므로 상수관망 유지관리에 있어 1%의 유수율 향상은 거의 1억원 정도의 화폐가치가 있으므로 유수율의 향상은 매우 중요한 사안인 것이다.
상수도 상수관망 유지관리를 위해서, 가압장이나 배수지 또는 대구역 유량계의 유량 값은 공중전용회선을 통해서 시설 관리소에 수집된다. 사설 관리소에 유량값이나 다수의 정수장의 각종 정보들은 행정전산망 등의 내부망을 통해서 상수도 통합데이터베이스가 있는 상수도 본부의 수집서버를 통해서 수집된다.
그리고 중구역이나 소구역의 유량계는 대개 포장도로 상에 맨홀로 덮혀 있는 유량계실에 설치되거나 골목이나 인도 등에 설치되는 경우가 많아서, 현장검침팀이 유량계가 위치한 맨홀이 있는 현장으로 출동하여서 수작업으로 검침하는 경우가 대부분이다. 2~3인 1조 검침자인원과 차량 및 장비 등을 필요로 하며, 각 사업소마다 대략 30~60개의 중소구역이 있는 현장마다 검침원이 직접 방문하여 현장 중소구역 유량계와 연결된 제수변 접속케이블에 검침장비를 접속하여서 검침을 행한다.
검침한 검치원은 상수도 지역사업소로 복귀한후 검침된 유량계데이터를 정리하고 가공한 다음 이메일 등을 통해 상수도 본부로 가공된 유량계데이터를 전송한다. 상수도 본부에서는 모든 지역사업소로부터의 유량계데이터를 수신하여 상수도 통합데이터베이스로 수집을 하게 되는데, 현실적으로는 한달에 한번정도 상수도 중소구역 유량데이터의 자료수집이 가능하다.
그러므로 상수도 중소구역의 유량계데이터를 보다 신속하고 정확하게 받아볼수 있도록 하는 수집 및 검침할 수 있는 방식이 모색된다면 관계자로부터 큰 호응을 얻을 수 있을 것이다.
등록특허 제10-082118호 "유량감시 블록시스템용 유량계 장치"
따라서 본 발명의 목적은 상수도 중소구역의 유량계데이터를 환경에 관계없이 정확하고 원하는 시간에 신속하게 수집 및 검침할 수 있도록 하는 이동통신망과 고기능버퍼링기법을 이용한 상수도 중소구역 유량계데이터 실시간 원격감시장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 상수도 중소구역에서 일시적 과다유량(누수, 관파열) 발생상황을 신속하게 인지하여 대처할 수 있으며 상수도 중소구역의 유량데이터를 손실없이 해당 상수도 지역사업소 서버로 전송할 수 있음과 동시에 실시간으로 유량데이터를 감시할 수 있도록 하는 이동통신망과 고기능버퍼링기법을 이용한 상수도 중소구역 유량계데이터 실시간 원격감시장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적에 따른 본 발명은, 상수도 중소구역 유량계데이터 실시간 원격감시장치에 있어서, 이동통신망(18)과, 데이터수집프로세스를 가지며 상수도 중소구역의 유량계(8)들을 이동통신망(18)을 통해 원격 감시하는 상수도 지역사업소 서버(20)와, 상수도 중소구역의 지중 상수관로(10)에 설치된 유량계(8)에 지중의 통신선(9)으로 연결된 지상의 현장감시반(12)내에 데이터 검침이 가능하도록 변환하는 유량변환기(14)와 함께 이동통신망(18)을 매개로 한 무선 패킷통신으로 상부의 상수도 지역사업소 서버(20)와 무선접속하는 무선서비스유니트(16)로 구성하되;
상기 무선서비스유니트(16)는;
유량데이터의 그래픽 표현이나 유량데이터 수집보고 및 상수도 중소구역에서의 누수방지를 위한 데이터수집프로세스를 갖는 메모리(38)와, 이동통신망(18)을 통한 무선 패킷전송을 위해 필요한 유량계ID에 대응된 이동단말 식별고유정보, 호장애 발생으로 누락된 미전송 유량데이터, 일시적 과다유량(누수, 관파열) 발생 및 누수예상 구역 판별을 위한 유량트렌트패턴을 분석하기 위한 각종 보고용 가공정보들을 저장하는 데이터베이스(50)와, 유량계데이터 전송패킷 포맷으로 이동통신망(18)을 통해 무선 패킷전송하는 무선부(33)와, 실시간 보고주기시점에 유량변환기(14)로부터 읽은 실시간 유량데이터를 유량계데이터 전송패킷(60)에 실어 상수도 지역사업소 서버(20)로 패킷전송 제어하고, 실시간 보고주기 시점에서의 호장애에 의한 채널 미할당에 따라 누락된 유량데이터를 미전송 유량데이터로 데이터베이스(50)에 버퍼링 저장하며, 호장애로부터 복구시 실시간 보고주기 시점을 회피하여 상기 버퍼링된 미전송 유량데이터를 유량계데이터 전송패킷(60)에 실어 상수도 지역사업소 서버(20)로 패킷전송되게 제어하는 제어부(30)로 구성하며,
상기의 상수도 지역사업소 서버(20)에서는 누락되어진 상기 미전송 유량데이터가 무선수신되면 수신된 유량데이터의 측정시간정보를 이용하여 이미 수신된 실시간 유량데이터 사이에 조립 정렬하도록 구성함을 특징으로 하는 구성함을 특징으로 하는 이동통신망과 고기능버퍼링기법을 이용한 상수도 중소구역 유량계데이터 실시간 원격감시장치이다.
상기 무선서비스유니트(16)의 제어부(30)는, 해당 요일의 야간유량패턴과 해당 요일의 야간 최소우량패턴을 비교분석하여서 얻은 누수예상 구역 알람정보나 기준 주간유량트렌드패턴과 금주 유량트렌드패턴을 비교하여서 얻은 일시적 과다유량(누수, 관파열) 발생정보를 보고용 가공데이터로서 유량계데이터 전송패킷(60)에 실어 상수도 지역사업소 서버(20)로 패킷전송케 하는 제어를 더 구비함을 특징으로 한다.
또 본 발명에서 유량계데이터 전송패킷(60)은 헤더구간(62)과 페이로드구간(64)으로 구분되며, 페이로드구간(64)은 실시간 유량데이터를 싣는 실시간데이터필드(66)와 보고용 가공데이터를 싣는 가공데이터필드(68)와 호장애로 누락된 미전송 유량데이터를 싣는 누락데이터필드(70)를 가짐을 특징으로 한다.
또 본 발명에서 이용하는 이동통신망(18)은 와이브로 통신망과 3G통신망중 하나임을 특징으로 한다.
상기의 무선서비스유니트(16)의 데이터베이스(50)는, 이동통신망(18)을 통한 무선 패킷전송을 위해 필요한 유량계ID에 대응된 이동단말 식별고유정보를 저장하는 유량계ID 대응 MIN정보 저장부(54)와, 호장애 발생으로 누락된 미전송 유량데이터를 버퍼링 저장하는 로컬데이터 저장부(52)와, 유량변환기(14)로부터 초단위 수집되는 실시간 유량데이터를 저장하는 실시간 유량데이터 수집부(42)와, 상부의 상수도 지역사업소 서버(20)에서의 그래픽 표현 및 수집보고서 작성에 이용되는 것으로 수집 누적된 유량데이터를 이용한 일별, 주간 요일별 분석을 통한 기준 주간유량트렌드패턴과 해당 요일의 야간유량과 요일별 야간최소유량패턴을 포함한 가공데이터 및 그래픽정보를 저장하는 그래픽 및 수집보고용 데이터 저장부(44)와, 유량데이터의 일별, 주간 요일별로 분석을 통해 추출된 기준 주간유량트렌드패턴을 저장하는 기준 주간유량트렌드패턴저장부(46)와, 유량데이터의 일별, 주간 요일별로 분석을 통해 추출된 요일별 야간최소유량패턴을 저장하는 야간 최소유량패턴 저장부(48)를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 견지로서, 상수도 중소구역 유량계데이터 실시간 원격감시방법에 있어서, 상수도 중소구역의 지중 상수관로(10)에 설치된 유량계(8)에 지중의 통신선(9)으로 연결된 지상의 현장감시반(12)내에 데이터 검침이 가능하도록 변환하는 유량변환기(14)와 함께 이동통신망(18)을 매개로 한 무선 패킷통신으로 상부의 상수도 지역사업소 서버(20)와 무선접속하는 무선서비스유니트(16)가 구비되게 하는 과정과, 무선서비스유니트(16)는 유량데이터 실시간 보고주기시점에 유량계ID에 대응된 이동단말 식별고유정보를 이용해 이동통신망(18)을 통한 호시도로 채널할당을 받는 과정과, 무선서비스유니트(16)는 유량데이터 실시간 보고주기시점에 유량변환기(14)로부터 읽은 실시간 유량데이터를 유량계데이터 전송패킷(60)에 실어 이동통신망(18)을 통해 상수도 지역사업소 서버(20)로 무선 패킷전송하는 과정과, 유량데이터 실시간 보고주기시점에서의 호시도시 호장애가 발생됨에 따라 무선서비스유니트(16)는 다음의 실시간 보고주기 시점 이전까지 재차 호시도를 수행하여 채널할당을 받고 실시간 유량데이터를 상수도 지역사업소 서버(20)로 무선 패킷전송하는 과정과, 재차 호시도에도 호장애로 인한 채널 미할당에 따라 무선서비스유니트(16)는 데이터베이스(50)의 로컬데이터저장부(52)에 누락된 미전송 유량데이터를 버퍼링 저장하는 과정과, 호장애로부터 복구시 무선서비스유니트(16)는 실시간 보고주기시점에는 유량변환기(14)로부터 읽은 실시간 유량데이터를 패킷전송하는 과정과, 호장애로부터 복구시 무선서비스유니트(16)는 실시간 보고주기 시점을 회피하여서 로컬데이터저장부(52)에 버퍼링된 미전송 유량데이터를 유량계데이터 전송패킷(60)에 실어 상수도 지역사업소 서버(20)로 무선 패킷전송하는 과정과, 상수도 지역사업소 서버(20)는 이동통신망(18)을 통해 유량계데이터 전송패킷(60)에 실린 실시간 유량데이터를 읽어서 실시간 모니터링을 수행함과 동시에 누락되어진 상기 미전송 유량데이터가 유량계데이터 전송패킷(600에 실려 무선수신되면 수신된 유량데이터의 측정시간정보를 이용하여 이미 수신된 실시간 유량데이터 사이에 조립 정렬하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 이동통신망과 고기능버퍼링기법을 이용한 상수도 중소구역 유량계데이터 실시간 원격감시방법이다.
본 발명은 상수도 중소구역의 유량계데이터를 수집 및 검침하는데 와이브로나 3G(Generation)통신망과 같은 이동통신망을 이용하는데 이를 위해 무선서비스유니트(WSU)와 같은 통신장비 설치를 위한 초기 사업비가 발생하지만 기존 유인검침방식이 환경에 영향을 많이 받고 인적상항에 따라 검침 차질이 있으며 검침을 위한 인건비, 차량유지비 및 시설 유지관리비가 발생하는 것에 비해서는 장기적으로는 비용이 절감되고 유지보수가 뛰어나며, 기존 한달에 한번 정도 확인할 수 있었던 상수도 중소구역의 유량데이터를 상시 모니터링을 할 수 있기에 중소구역 감시가 원활한 이점이 있다.
또 본 발명은 상수도 중소구역의 유량계의 위치나 검침조건 등과 같은 열악환경에 관계없이 상수도 중소구역의 유량계데이터를 실시간으로 수집 및 원격 감시할 수 있으며, 상수도 중소구역에서 일시적 과다유량(누수, 관파열) 발생상황이나 누수예상 구역도 신속하게 인지하여 원격 전송함으로써 상부 관리자가 신속히 대처할 수 있게 해준다. 더욱이 본 발명은 이동통신망 이용에 따른 통신두절이 발생한 후 복구가 되면 유량데이터의 실시간 전송은 물론이고 고기능버퍼링기법으로 상수도 중소구역의 누락된 유량데이터를 손실없이 전송하여 상부에서 조립할 수 있도록 해주는 장점도 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 상수도 중소구역 유량데이터의 실시간 원격 감시를 위한 개략 구성도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 상수도 지역사업소 서버로 이동통신망을 이용한 무선통신을 하기 위해 상수도 중소구역의 유량계 근처에 구비된 현장감시반에 무선서비스유니트(WSU)를 설치한 블록 구성도,
도 3은 본 발명의 상수도 관리를 위해 무선서비스유니트의 무선네트워크 접속을 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명의 무선서비스유니트의 구체 블록 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 무선서비스유니트에서의 제어 흐름도,
도 6 및 도 7은 상수도 지역사업소 서버에서 해당 중소구역의 유량 트렌드 패턴을 이용하여 활용하는 특성 그래프 도면,
도 8은 보고서 기능으로 상수도 지역사업소 서버로부터 상수도 본부서버로 보고되는 보고서 양식 일예도,
도 9는 본 발명에 따라 3G통신망 환경이나 와이브로 환경의 이동통신망을 이용해 현장감시반의 무선서비스유니트에서 패킷 전송하는 유량계데이터 전송패킷 포맷 구성도,
도 10은 도 9의 유량계데이터 전송패킷의 데이터필드의 구체 예시도,
도 11a 내지 도 11d는 본 발명의 실시 예에 따라 현장감시반의 무선서비스유니트에서 유량데이터를 패킷 전송하는 제어흐름도,
도 12는 도 11a 내지 도 11d에서 현장감시반의 무선서비스유니트에서 전송하는 유량계데이터 전송패킷이 수신됨에 따른 상수도 지역사업소 서버에서의 제어흐름도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에서는 기존 상수도 중소구역에 대한 유량계데이터를 수작업으로 수집 및 검침하던 것을 무선 광대역 인터넷(Wirbro)이나 3세대 이동통신망(3G)과 같은 이동통신망을 이용해서 유량계의 설치 환경에 관계없이 유량계 데이터를 실시간으로 원격감시할 수 있으며 저렴한 유지비용은 물론이고 누락 데이터도 없도록 구현한다.
통상 '와이브로(WiBro: Wireless Broadband Internet)'로 일컬어지는 무선 광대역 인터넷은 휴대폰, 스마트폰의 3G 통신망처럼 언제 어디서나 이동하면서 인터넷을 이용할 수 있다는 점이다. 이론적으로 최대 전송 속도는 10Mbps, 최대 전송 거리는 1km이며, 시속 120km/h로 이동하면서 사용할 수 있다. 무선 광대역 인터넷의 평균적인 속도는 100Mbps급 초고속 인터넷에는 미치지 못하지만, 스마트폰 등의 3G 통신망보다는 빠르다. 넷북이나 노트북으로 인터넷을 사용하는 데 있어 큰 지장은 없을 정도다. 한국에서의 무선 광대역 인터넷은 2011년 3월 2일을 기준으로 서울과 수도권, 5대 광역시를 포함한 전국 82개 도시와 경부·중부·서해안 등 7개 주요 고속도로에서 사용할 수 있다.
이러한 무선 광대역 인터넷을 이용해서 본 발명에서는 상수도 중소구역의 유량계데이터를 상시 모니터링하여 상수도 중소구역 감시가 원활케 한다.
또한 본 발명에서는 무선 광대역 인터넷 서비스(WiBro)가 제공되지 않는 지역 즉 전국 전역에 걸쳐 서비스되는 3G 통신망을 이용한 이동통신망 접속으로 상수도 중소구역의 유량계데이터를 상시 모니터링을 하여서 상수도 중소구역의 감시가 원활케 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 상수도 중소구역 유량데이터의 실시간 원격감시를 위한 개략 구성도이다.
도 1에서와 같이 상수도 중소구역의 지중 상수관로(10)에 설치된 유량계(8)는 도로(2)의 맨홀(4) 아래 유량계실(6)에 주로 위치한다.
본 발명에서는 맨홀(4)의 아래 있는 유량계(8)까지 검침원이 직접가서 검침하는 어려움을 해소하려고 도로주변의 인도와 같은 검침이 안전한 지상에 현장감시반(12)를 설치하고, 그 현장감시반(12)을 맨홀(4) 아래에 설치된 지중의 유량계(8)와 통신선(9)으로 연결하되, 현장감시반(12)내에는 유량계(8)의 유량데이터를 실시간으로 수신하는 유량변환기(14)가 실장되게 구성한다.
이렇게 하면 검침원은 유량계(8)가 설치된 맨홀(4)을 열지 않고 검침 가능한 위치에 구비된 현장감시반(12)에만 접근하고, 필요에 따라 현장감시반(12) 내부의 유량변환기(14)에 검침장비를 접속시켜 중소구역의 해당 유량계(8)를 검침하므로 그 검침작업이 수월해진다.
유량변환기(14)는 유량계(8)에서 계측된 유량정보를 검침장비와 호환 가능한 데이터 변환하는 장치이며, 유량변환기(14)에 접속된 검침장비를 통해 유량계(8)의 유량데이터(적산, 순시유량, 압력정보 등) 수집 및 원격검침이 이루어질 수 있다.
본 발명에서는 이동통신망(18)을 이용해서 상수도 중소구역 유량계(8)의 유량계데이터를 상시 모니터링할 수 있도록 하기 위한 무선서비스유니트(WSU: Wireless Service Unit)(16)를 현장감시반(12)내에 구비하는데, 상기 무선서비스유니트(16)는 유량변환기(14)와 바로 연결되게 구성한다.
본 발명의 무선서비스유니트(WSU)(16)는 와이브로나 3G 통신망과 같은 이동통신망(18) 접속을 통해서 상부의 상수도 지역사업소 서버(20)와 데이터통신을 행할 수 있는 장비로서, 기존 전용회선망의 회선당 소요비용이 훨씬 저렴한 이동통신망(18) 서비스를 사용하면서도 본 발명에 따른 고기능 버퍼링기법으로 상수도 지역사업소서버(20)에서의 데이터 손실이 거의 없게 구현한다.
소요비용의 일 예를 들면, 기존 전용회선망을 사용시에 회선당 50,000원 정도가 소요되는 반면 본 발명의 무선서비스유니트 시스템은 이동통신망(18)의 사용으로 회선당 30,000원 정도가 소요되는바, 상대적으로 많이 저렴하다. 또 본 발명의 무선서비스유니트 시스템은 휴대폰망(이동통신망) 사용 통신요금이 월 5,000원 정도에서 가능하므로 기존에 비해서 획기적인 비용절감이 가능하다.
본 발명의 무선서비스유니트 시스템은 (주)KT와 같은 기존의 이동통신망 사업자의 이동통신망(18)을 그대로 이용함으로써 별도의 통신공사비용이 없으며, 통신 관련 서어지 전압(voltage surge) 및 낙뢰로부터 안전하며 아울러 누수관련 소프트웨어를 무상 제공함으로써 해당 중소 상수도구역에서의 누수, 관파열 등과 같은 발생상황을 신속하게 인지하여 대처할 수 있게 해준다.
그런데 본 발명에서의 무선서비스유니트(WSU)(16)는 무선 광대역 인터넷 서비스(WiBro)이나 전국 전역에 걸쳐 서비스되는 3세대 이동통신망(3G) 등을 이용한 이동통신망 접속이 이루어지는 관계로, 무선서비스유니트(WSU)(16)가 이동단말에 대응되는 단말식별고유번호로서 MIN(Mobile Identification Number)를 가진다.
이러한 이동단말과 같이 단말식별고유번호(MIN)를 부여받는 무선서비스유니트(16)는 기지국과의 접속이 유선교환망과는 달리 무선환경에서 이루어지는 관계로, 무선을 매개로 하는 통신에서 전파의 특성상 음영지역이나 전파(electric waves)의 전파(propagation)중 주위 환경의 영향, 기지국과 단말 사이의 전력제어 문제 등에 의해 호서비스가 불가능한 통신장애 현상이 수시로 발생할 수 있다.
본 발명에서는 비록 이러한 호(call) 통신장애 현상이 수시로 발생하더라도 실시간으로 유량데이터에 대한 실시간 모니터링이 지속적으로 이루어질 수 있게 하고, 상위의 상수도 지역사업소 서버(20)나 상수도본부 서버(24)에서의 개소 유량계들에 대한 전반적인 모니터링과 관리를 위해서 통신장애로 누락된 유량데이터에 대한 복원도 상수도 지역사업소 서버(20)에서 함께 이루어지도록 구현한다.
이를 위해 본 발명에서는 현장감시반(12)의 무선서비스유니트(16)가 통신장애 이전이나 통신장애 복구 후에는 유량데이터 보고 주기(예컨대 15초 내지 3분)에 맞춰서 유량데이터에 대한 실시간 패킷 전송을 수행함과 아울러 통신장애로 인해 누락되어진 유량데이터는 별도로 버퍼링을 하였다가 통신장애가 복구된 후 패킷전송을 해주고, 또 상부의 상수도 지역사업소 서버(20)에서는 실시간 유량계 데이터를 원격 감시할 수 있음과 동시에 누락된 유량데이터도 실시간 보고주기 사이에 받아서 끼워 넣기로 조립함으로써 각 유량계에 대한 원격 감시 및 전반적인 유수율 관리가 용이하게 성취될 수 있다.
도 2에서는 본 발명의 실시예에 따라 상수도 지역사업소 서버(20)와 이동통신망(18)을 이용한 무선 패킷통신을 하기 위해 상수도 중소구역의 유량계(8) 근처에 구비된 현장감시반(12)에 무선서비스유니트(WSU)(16)를 설치한 블록 구성을 보여주고 있다.
현장감시반(12)에 유량변환기(14)와 함께 실장된 무선서비스유니트(16)는 유량변환기(14)에 RS232C나 RS485와 같은 통신인터페이스로 통신 접속됨과 아울러 무선모뎀(26)과 연결되며, 무선 호환성을 갖는 이더넷(22)으로 연결된 지역 관할하는 지역사업소 서버(20)와 와이브로나 3G 통신망과 같은 이동통신망(18)을 통해 무선 접속된다. 또 관리자가 보유한 이동단말(도 1의 21)과도 무선 통신을 수행할 수 있다.
상수도 지역사업소들마다는 해당 지역에 있는 수많은 중소구역 유량계(8)들을 담당하며, 본 발명의 무선서비스유니트(16)와의 이동통신망(18)을 통해 중소구역 유량데이터를 실시간 원격감시하기 위한 데이터수집프로세스를 탑재한 상수도 지역사업소 서버(20)를 구비한다.
각 상수도 지역사업소 서버(20)들은 도 1에서와 같이 통합관리하는 상부 상수도 본부서버(24) 간이나 서로 사이에 행정망과 같은 이더넷(22)을 통해서 통신 접속된다. 또 본 발명에 따라서, 이동통신망(18)에 접속된 이더넷(22)을 통해서 관할 지역사업소 서버(20)가 상수도 중소구역 유량계(8)의 유량데이터를 실시간 수집하게 되면 보고서 기능으로 보고서를 작성하고 이더넷(22)을 통해서 상부의 상수도 본부서버(24)로 보고한다. 그러면 상수도 본부 서버(24)에서는 유량데이터를 수집 관리할 수 있다. 즉 관할하는 모든 중소구역의 유량데이터를 이용해서 유수율을 획득하고 유수율 관리를 할 수 있는 것이다.
본 발명에 따라 현장감시반(12)에 유량변환기(14)에 접속되어 함께 실장된 무선서비스유니트(16)는, 관리자가 시간이나 공간의 제약을 별로 받지 않고 이동통신망(18)을 이용한 무선통신이 가능한 이동단말(도 1의 21) 예컨대 도 3에 도시된 바와 같이 스마트폰(21a), 프린터(21b), 노트북컴퓨터(21c), 데이터스토리지(22d)와 무선접속이 가능하다.
도 4는 현장감시반(12)에 실장되는 본 발명의 무선서비스유니트(16)의 구체 블록 구성도이다.
본 발명의 무선서비스유니트(16)는, 휴대폰 등의 이동단말과 같이 해당 유량계에 상응한 이동단말의 단밀식별고유번호인 MIN(Mobile Identification Number)을 할당받으며, 음성통화기능 없이 데이터통신만을 수행한다.
본 발명의 무선서비스유니트(16)는, 중소구역 유량계(8)의 유량데이터를 수집 및 검침, 상부의 지역사업소 서버(20)로 이동통신망이 포함된 이동통신망(18)을 이용한 실시간 유량데이터의 무선전송과 고성능 버퍼링기법을 이용한 통신두절시의 데이터손실 없는 이동통신망 활용 무선보고를 위한 전반적인 제어를 수행하는 제어부(30)와, 현장감시반(12)에 함께 탑재된 유량변환기(14)와 데이터통신 인터페이스를 위한 통신인터페이스(32)와, 무선모뎀(26)과 인터페이스하며 유량계데이터 전송패킷 포맷으로 이동통신망(18)을 통해 무선 패킷전송하기 위한 무선부(33)와, 간단한 사용자 인터페이스를 위한 리셋부(34) 및 상태표시부(36)를 포함한다. 또 노트북컴퓨터와 같은 외부 기기와의 접속을 위한 통신포트도 구비하고 있으며, 무선모뎀(26)을 통해서 도 2에서와 같은 이동단말(21)이 무선접속된다.
또한 본 발명의 무선서비스유니트(16)는 본 발명에 따른 저장부로서 메모리(38)와 데이터베이스(50)를 구비한다.
메모리(38)는 그래픽 및 수집보고서 기본기능 및 누수방지시스템을 위한 비교, 연산, 알람을 포함된 사용자 정의기능이 포함된 데이터수집프로세스(40)가 있는 데이터수집 프로세스를 저장한다. 메모리(38)에 맵핑된 데이터수집프로세스(40)는 HMI(Human Machine Interface) 툴(tool) 등을 이용하여 프로그램 구현할 수 있는 것으로, 무선서비스유니트(16)와 아울러 상부인 지역사업소 서버(20)에도 동시에 프로그래밍된다. 데이터수집프로세스(40)는 그래픽 작성이나 수집보고서 작성용데이터 가공 등의 수행은 기본기능으로 탑재되게 구현하고, 비교, 연산, 알람 등이 포함된 누수방지시스템은 사용자 정의기능으로서 선택적으로 구현할 수도 있다.
무선서비스유니트(16)의 데이터베이스(50)는 중소구역 유량계(8)의 유량데이터를 수집 및 검침과 상부의 상수도 지역사업소 서버(20)가 유량패턴이나 그에 따른 트렌드를 확인 및 알람할 수 있도록 하기 위한 각종 데이터를 저장하며, 분석 및 상부보고용 데이터를 생성을 위한 가공시에 활용된다.
상기 데이터베이스(50)는, 해당 유량계ID에 대응 할당된 이동단말의 단말식별고유번호인 MIN(Mobile Identification Number)을 저장하는 MIN정보 저장부(52)와, 이동통신망(18)에서의 통신 이상으로 상위로 미전송한 유량계 데이터를 별도로 저장하는 로컬데이터 저장부(54)와, 유량변환기(14)로부터 초단위 수집되는 실시간 유량데이터를 저장하는 실시간 유량데이터 수집부(42)와, 상부의 상수도 지역사업소 서버(20)에서의 그래픽 표현 및 수집보고서 작성에 이용되는 것으로 수집 누적된 유량데이터를 이용한 일별, 주간 요일별 분석을 통한 기준 주간유량트렌드패턴과 해당 요일의 야간유량과 요일별 야간최소유량패턴을 포함한 가공데이터 및 그래픽정보를 저장하는 그래픽 및 수집보고용 데이터 저장부(44)와, 일별, 주간 요일별로 분석을 통해 추출된 기준 주간유량트렌드패턴을 저장하는 기준 주간유량트렌드패턴저장부(46)와, 일별, 주간 요일별로 분석을 통해 추출된 요일별 야간최소유량패턴을 저장하는 야간 최소유량패턴 저장부(48)를 포함한다.
그리고, 무선서비스유니트(16)에서 상태표시부(36)는 하위기기 동작상태램프, 상부기기 동작상태램프, 에러표시램프, 전원표시램프 등으로 구성된다.
본 발명에서 무선서비스유니트(16)에서는 현장감시반(12)에 실장되어 모니터링기능이나 알람기능이 소용없는 관계로 상수도 지역사업소 서버(20)에서 그래픽 모니터링 및 누수예상알람, 사고상황 알람 등을 할 수 있도록 하기 위해서 각종 데이터를 생성하고 3G 통신망과 같은 이동통신망(18)을 이용해 호단절 등과 같은 무선 통신두절에도 유량데이터의 누락없이 상수도 지역사업소 서버(20)에 전송 및 보관되게 한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 무선서비스유니트(16)는, 유량변환기(14)를 통해 유량계(8)의 유량데이터를 미리 설정된 실시간 보고주기(예컨대 15초 내지 3분)에 맞춰서 이동통신망(18)을 이용한 실시간 무선전송을 수행한다. 즉 무선서비스유니트(16)는 미리 설정해둔 실시간 보고주기시점에서 읽은 유량데이터를 본 발명에 따른 유량계데이터 전송패킷 포맷에 맞추고 무선모뎀(26)을 통한 이동통신망(18)을 이용해서 데이터수집프로세스를 갖는 상수도 지역사업소 서버(20)로 실시간 무선 보고한다.
또한 본 발명의 무선서비스유니트(16)는 유량데이터를 실시간 무선전송함과 동시에 데이터수집프로세스(40)를 이용해서 실시간 수집을 하고 또 수집으로 누적된 유량데이터를 이용하여 일별, 주간 요일별로 분석하여 기준 주간유량트렌드패턴과 요일별 야간최소유량패턴을 추출하며, 이를 데이터베이스(50)의 기준 주간유량트렌드패턴저장부(46)와 야간 최소유량패턴저장부(48)에 대응 저장한다.
도 5는 현장감시반(12)에 실장된 본 발명에 따른 무선서비스유니트(16)에서의 제어 흐름도이고, 도 6 및 도 7은 상수도 지역사업소 서버(20)에서 해당 중소구역의 유량 트렌드 패턴을 이용하여 활용하는 특성 그래프 도면이다.
현장감시반(12)의 무선서비스유니트(16)는 유량변환기(14)를 통해서 중소구역의 해당 유량계(8)로부터의 유량데이터(적산, 순시유량, 압력정보 등)를 실시간 수집하여 데이터베이스(50)의 실시간 유량데이터 수집부(42)에 저장한다(도 5의 100단계). 실시간 수집의 일예로는 초단위 예컨대 15초 주기로 할 수 있다.
또 무선서비스유니트(16)는 보고주기(예를 들면, 15초 ~ 3분)마다 유량데이터를 유량계데이터 전송패킷(60) 포맷에 맞춰서 이동통신망(18)을 이용해서 실시간 무선 보고를 한다(도 5의 100단계). 유량데이터를 보고시에는 단순한 실시간 유량데이터뿐만 아니라 무선서비스유니트(16)에서 분석하고 파악후 기저장된 기준 주간유량트렌드패턴이나 야간최소유량패턴, 그래픽기능이나 보고서 기능에 적합하게 가공된 데이터도 함께 될 수 있다.
와이브로나 3G와 같은 이동통신망의 이동통신망(18)을 이용하여 상수도 유량데이터를 현장감시반(12)의 무선서비스유니트(16)에서 상수도 지역사업소(20)로 유량계데이터 전송패킷(60) 포맷에 맞춰서 무선 보고하는 포맷 설명 및 그 상세 동작 설명은 도 9 내지 도 11이 참조되어서 후술될 것이다.
다시 도 5로 돌아오면, 무선서비스유니트(16)는 실시간 유량데이터에 대한 상부 보고, 및 실시간 유량데이터를 데이터베이스(50)의 실시간 유량데이터 수집부(42)에 수집하고 또 1일간 수집데이터도 누적을 행하며(도 5의 102단계), 주간 수집데이터도 누적을 행한다(도 5의 104단계).
현장감시반(12)에 실장된 무선서비스유니트(16)는 데이터베이스(50)에 누적된 수집데이터(1일 수집데이터, 주간수집데이터 등)를 이용해서 유량트렌드패턴을 분석하고 파악하여서 기준 주간유량트렌드패턴 및 야간 최소유량패턴을 추출하여서 기준 주간유량트렌드 패턴저장부(46) 및 야간 최소유량 패턴저장부(48)에 저장한다(도 5의 106단계). 상기 야간 최소유량패턴은 야간의 최소유량값 다수개 예컨대, 5개 내지 6개를 평균하여서 추출할 수 있다.
그리고 본 발명의 무선서비스유니트(16)는 추출된 야간 최소유량패턴을 이용하여서 누수예상 해당 구역여부도 판별하며, 그에 대한 알람정보를 생성한다(도 5의 108단계). 해당 요일의 야간유량패턴을 기저장된 해당 요일의 야간 최소유량패턴과 비교분석하여서 해당 구역이 누수예상여부를 판별하며, 누수 예상된 해당 구역에 대한 알람정보를 생성한다. 누수예상 해당구역 알람정보는 예컨대 1시간 간격마다 이뤄지는 가공데이터 주기보고나 이벤트 상황발생 즉시 유량계데이터 전송패킷(60) 포맷을 이용해서 상부의 상수도 지역사업소 서버(20)로 무선보고한다.
또 본 발명의 무선서비스유니트(16)는 기저장된 기준 주간유량트렌드패턴과 금주 유량트렌드패턴을 비교하되 당일 유량트렌드패턴들을 구체적으로 비교 분석하여서 일시적 과다유량(누수, 관파열) 발생상황을 바로 파악하므로, 해당 중소구역의 배관사고 상황을 예측 검지한다(도 5의 110단계). 상기의 해당 중소구역의 배관사고 상황정보 역시도 1시간 간격마다 이뤄지는 가공데이터 주기보고시 또는 이벤트 상황발생 즉시 상부의 상수도 지역사업소 서버(20)로 무선 보고한다.
도 6 및 도 7은 상수도 지역사업소 서버(20)에서 해당 중소구역의 유량 트렌드 패턴을 이용하여 활용하는 특성 그래프 도면이다.
상수도 지역사업소 서버(20)는 각 무선서비스유니트(16)로부터 이동통신망(18)을 통해 수신된 해당 중소 상수도지역의 유량데이터를 수집 및 저장하는 데이터베이스(20a)를 구비하며, 또 데이터수집프로세스를 이용해서 기본기능 탑재된 그래픽이나 수집보고서 기능이나 누수방지시스템 기능을 이용하여 도 6이나 도 7과 같은 그래픽 모니터링을 할 수 있다.
도 6에서는 무선서비스유니트(16)로부터 수신된 10일간 수집데이터를 그래픽으로 보여주는 그래프이며, 실시간 데이터 수집분석을 통해서 1일간 수집데이터도 시간별 상세 그래프로도 볼 수 있는 것이다.
도 6에 예시된 상수도 해당 중소구역은 대구광역시 검단동 구역으로서 트렌드를 통해서 해당 구역(검단동)의 유량의 패턴 등을 한눈에 파악할 수 있음을 알 수 있다. 해당 구역은 검단공단에 위치한 구역이므로 주말에는 물의 사용량이 급격히 줄어드는 것을 확인 할 수 있다.
도 7은 현장감시반(12)의 무선서비스유니트(16)로부터 무선 전송된 누수예상해당구역 알람정보나 해당 중소구역의 배관사고 상황예측 검지정보를 이용해서 해당 지역사업소 서버(20)에서 비교 그래픽으로 모니터링하는 일예 도면이다.
상수도 지역사업소 서버(20)의 관리자는 해당 중소구역을 선택하고 조회하려는 기간을 지정하고, 예컨대 전주 월요일 유량경향과 금주 월요일 유량경향을 그래프로 비교분석할 수 있으며, 이때 트렌드 비교 분석으로 사고상황예측패턴도 모니터링을 통해 육안으로 발견할 수 있는 것이다.
또 상수도 지역사업소 서버(20)에서는 수집된 데이터를 이용해서 해당 요일의 야간 최소유량을 일정 간격으로 비교 분석하여 누수예상구역에 대한 알람을 발생할 수도 있다.
또 상수도 지역사업소 서버(20)에서는 보고서 기능 및 그 데이터를 이용해 상수도본부에서 사용하는 문서양식(예컨대 엑셀)과 동일한 보고서를 작성하여서 상수도 본부서버(24)로 이더넷(22)을 통해 보고할 수 있다. 도 8에서는 상기 보고서 양식의 일예를 보여준다.
도 9는 본 발명에 따라 3G 통신망 환경이나 와이브로 환경의 이동통신망(18)을 이용해 현장감시반(12)의 무선서비스유니트(16)에서 상수도 지역사업소 서버(20)로 패킷 전송하는 유량계데이터 전송패킷 포맷 구성도이고, 도 10은 도 9의 유량계데이터 전송패킷의 데이터필드의 구체 구성도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 패킷 전송을 위해 이용되는 유량계데이터 전송패킷(60)은 512바이트(Byte)으로 구성된 패킷데이터로서, 헤더구간(62)과 페이로드(payload)구간(64)으로 구분된다.
도 9에서 헤더구간(62)에는 본 발명에 따라 무선 호 장애나 호 실패로 통신두절상태가 됨에 따라 미전송 데이터(누락분)를 페이로드(64)구간에 실어 보냄을 표시하기 위한 누락 플래그비트(F1)와, 그래픽 및 수집보고용 또는 누수예상해당구역 알람정보나 해당 중소구역의 배관사고 상황예측 검지정보를 실어 보냄을 표시하기 위한 가공 플래그비트(F2)를 포함한다.
도 9에서 유량계데이터 전송패킷(60)의 페이로드구간(64)에는 본 발명에 따라 실시간 유량데이터를 싣기 위한 실시간데이터필드(66)와, 그래픽 및 수집보고용 또는 누수예상해당구역 알람정보나 해당 중소구역의 배관사고 상황예측 검지정보와 같은 가공데이터를 싣기 위한 가공데이터필드(68)와, 무선 호 장애나 호 실패로 통신두절상태가 됨에 따라 미전송된 누락데이터를 싣기 위한 누락데이터필드(70)를 포함한다.
도 10에서는 도 9의 유량계데이터 전송패킷(60)의 실시간데이터필드(66)의 구체 구성을 일예로 보여주고 있으며, 구역이름, 데이터베이스이름, 유량계이름, 측정일자, 측정시간, 측정유량, 측정유량단위, 측정정적산, 측정정적산단위, 측정역적산, 측정역적산단위, 측정압력, 측정압력단위 등등이 포함될 수 있다.
도 11a 내지 도 11d는 본 발명의 실시 예에 따라 현장감시반(12)의 무선서비스유니트(16)에서 유량데이터를 이동통신망(18)을 통해 패킷 전송하는 제어 흐름도이다.
구체적으로 설명하면, 도 11a는 현장감시반(12)의 무선서비스유니트(16)로부터 상수도 지역사업소 서버(20)로의 유량계데이터 전송패킷이 정상적으로 무선 전송되는 경우의 제어 흐름도이고, 도 11b는 현장감시반(12)의 무선서비스유니트(16)로부터 상수도 지역사업소 서버(20)로의 유량계데이터 전송패킷(60) 전송시 호장애가 발생될 경우의 루틴 흐름도이며, 도 11c는 호장애와 같은 통신두절 복구 후의 현장감시반(12)의 무선서비스유니트(16)로부터 상수도 지역사업소 서버(20)로의 유량계데이터 전송패킷을 전송하는 루틴 흐름도이다. 그리고, 도 11d는 일시적 과다유랑(누수나 관파열), 누수예상 구역알람 등을 수집보고하는 보고용 가공데이터 전송상황에서의 현장감시반(12)의 무선서비스유니트(16)에서의 제어 흐름도이다.
먼저 도 11a를 참조하여서 와이브로나 3G 통신망과 같은 이동통신망(18)을 이용한 통신이 정상적인 상황인 경우, 현장감시반(12)의 무선서비스유니트(16)과 상수도 지역사업소 서버(20)간 상수도 유량데이터에 대한 실시간 원격감시를 수행하는 절차를 설명하면 하기와 같다.
현장감시반(12)의 무선서비스유니트(16)에서는 실시간 보고주기를 설정한다. 실시간 보고주기는 상부의 상수도 지역사업소 서버(20)로 유량데이터를 실시간 보고하는 주기로서, 현장감시반(12)의 입력부(34)를 통해서 관리자에 의해 설정될 수 있고 또 원격제어를 통해서 관리자의 이동단말(21)이나 상수도 지역사업소 서버(20)에서도 설정할 수 있다. 본 발명의 실시 일예에서는 15초 내지 3분의 범위 내에서 실시간 보고주기를 선택 설정한다(도 11a의 100단계).
그후 무선서비스유니트(16)는 유량변환기(14)를 통해 해당 중소구역 유량계(8)의 유량데이터를 실시간(예를 들면, 15초) 수집 및 임시 저장을 행한다(도 11a의 102단계).
그리고, 실시간 보고주기(예를 들면, 3분)이 되면(도 11a의 104단계), 무선서비스유니트(16)는 보고주기시점에 수집된 유량데이터만을 실시간 전송하기 위해 보고주기시점에 유량변환기(14)로부터 수집한 유량데이터를 선택한다(도 11a의 105단계).
그 다음 무선서비스유니트(16)는 도 11a의 106단계에서 유량계ID에 대응 할당된 MIN(Mobile Identification Number)정보로 호(call) 시도를 한다. 상기 MIN정보는 유량계(8)에 할당된 이동단말 고유인식정보이다.
MIN(Mobile Identification Number)정보로 호(call) 시도후, 무선서비스유니트(16)는 이동통신망(18)내 기지국제어국으로부터 무선서비스유니트(16)와 상수도 지역사업소 서버(20)간의 채널할당이 있는지를 판단한다(도 11a의 108단계).
만일 채널할당이 되지 않으면 통신두절에 대비한 호장애 루틴을 수행하게 되고, 정상적으로 채널할당이 이루어지면 도 11a의 105단계에서 수집한 보고주기시점에서 읽은 실시간 유량데이터를 도 9의 유량계데이터 전송패킷(60)의 실시간데이터필드(66)에 포맷을 맞춰서 도 10에서와 같은 헝태로 싣고 패킷 전송을 한다(도 11a의 110단계).
다음으로 도 11b를 참조하여서 와이브로나 3G 통신망과 같은 이동통신망(18)을 이용한 무선통신이 호장애나 호단절과 같은 상황인 경우, 현장감시반(12)의 무선서비스유니트(16)에서의 수행절차를 설명하면 하기와 같다.
도 11a의 108단계에서 채널할당이 되지 않으면, 무선서비스유니트(16)에서는 도 11b의 호장애루틴으로 진입하여 다음의 실시간 보고주기(3분) 이전에 재차 호시도를 하게된다(도 11b의 112단계).
재차 호시도에 따른 채널할당이 있는지를 무선서비스유니트(16)는 도 11b의 114단계에서 판단하며, 만일 채널할당이 바로 이루어지면 보고주기시점에서 읽은 실시간 유량데이터를 도 9의 유량계데이터 전송패킷(60)의 실시간데이터필드(66)에 포맷을 맞춰서 도 10에서와 같은 형태로 싣고 패킷 전송을 한다(도 11b의 118단계).
하지만 재차 호시도에 따른 채널할당이 다음 실시간 보고주기 직전까지도 없게 되면 무선서비스유니트(16)는 도 11b의 116단계로 진행하여 무선서비스유니트(16)의 데이터베이스(50)내 로컬데이터 저장부(54)에 미전송된 유량데이터를 저장하게 된다. 로컬데이터 저장부(54)에 저장된 미전송 유량데이터에는 도 10의 실시간데이터 필드(66)에 나타난 바와 같이 측정일자와 측정시간 등이 포함되어 있는데 이러한 정보들이 함께 데이터베이스(50)의 로컬데이터 저장부(54)에 저장되는 것이다.
데이터베이스(50)의 로컬데이터 저장부(54)에는 통신두절기간동안 계속해서 미전송되는 유량데이터가 지속적으로 저장된다.
로컬데이터 저장부(54)에 저장된 미전송 유량데이터는 통신두절이 해제된 호장애 복구후에 다시 전송되어지되 본 발명에 따라 유량데이터의 실시간 전송에는 전혀 지장을 주지 않으면서도 전송될 것이고, 누락분을 무선 수신한 상수도 지역사업소 서버(20)에서는 누락된 미전송 유량데이터가 기존에 정상 수신한 유량데이터와 정상적으로 조립될 수 있게끔 조치한다. 이러한 상수도 지역사업소 서버(20)의 제어동작에 대해서는 도 12가 참조되어서 보다 상세히 설명될 것이다.
다음으로 도 11c를 참조하여서 통신두절에서 복구된 상황에서 현장감시반(12)의 무선서비스유니트(16)에서의 수행절차를 설명하면 하기와 같다.
도 11c를 참조하면, 호장애가 복구되면(도 11c의 120단계), 무선서비스유니트(16)는 데이터베이스(50)의 로컬데이터 저장부(52)에 미전송 유량데이터가 있는지를 체크한다(도 11c의 122단계).
로컬데이터 저장부(54)에 미전송 유량데이터가 있으면 그 미전송 유량데이터를 전송을 해야되는데, 이러한 미전송 유량데이터의 전송으로 유량데이터의 실시간 전송이 지장을 받지 않도록 해야한다. 이를 위해 본 발명에서는 실시간 보고주기시점에는 실시간 유량데이터를 전송하고 실시간 보고주기 사이의 기간에 누락된 미전송 유량데이터가 전송되게 구현한다.
본 발명에서 무선서비스유니트(16)는 미전송 유량데이터가 있으면(도 11c의 122단계), 그 다음에는 실시간 보고주기인지를 판단한다(도 11c의 124단계).
만일 실시간 보고주기이면 무선서비스유니트(16)는 도 11c의 126단계 내지 130단계를 수행하여서 보고주기시점에 유량변환기(14)에서 읽은 실시간의 유량데이터만을 유량계데이터 전송패킷(60)의 실시간데이터필드(66)에 실어서 상수도 지역사업소 서버(20)로 패킷 전송한다.
즉, 실시간 보고주기가 되면(도 11c의 124단계), 무선서비스유니트(16)는 도 11c의 126단계로 진행하여 보고주기시점에 유량변환기(14)로부터 수집한 유량데이터만을 선택하고(도 11c의 125단계), 그 다음에는 유량계ID에 대응 할당된 MIN(Mobile Identification Number)정보로 호(call) 시도를 한다(도 11c의 126단계). MIN(Mobile Identification Number)정보에 의한 호(call) 시도로 정상적인 채널할당이 이루어지면(도 11c의 128단계), 무선서비스유니트(16)는 보고주기시점에서 읽은 실시간 유량데이터를 도 9의 유량계데이터 전송패킷(60)의 실시간데이터필드(66)에 포맷을 맞춰서 도 10에서와 같은 헝태로 싣고 상수도 지역사업소 서버(24)로 패킷 전송을 한다(도 11c의 130단계).
한편 도 11c의 124단계의 판단에서 만일 실시간 보고주기가 아니면 무선서비스유니트(16)는 도 11c의 131단계 내지 136단계를 수행하여서 누락된 미전송 유량데이터를 데이터베이스(50)의 로컬데이터 저장부(52)에서 읽고 미리 설정된 송신분량만큼을 유량계데이터 전송패킷(60)의 누락데이터필드(70)에 실어서 상수도 지역사업소 서버(20)로 패킷 전송한다.
즉, 실시간 보고주기시점 사이의 비어있는 시간이 되면, 무선서비스유니트(16)는 도 11c의 131단계로 진행하여서 로컬데이터 저장부(52)에서 누락된 미전송 유량데이터를 선택하고(도 11c의 131단계), 그 다음에는 유량계ID에 대응 할당된 MIN(Mobile Identification Number)정보로 호(call) 시도를 한다(도 11c의 132단계). 그후 MIN(Mobile Identification Number)정보로 호(call) 시도로 정상적인 채널할당이 이루어지면(도 11c의 134단계), 무선서비스유니트(16)는 로컬데이터 저장부(52)에서 읽은 선택된 미전송 유량데이터를 도 9의 유량계데이터 전송패킷(60)의 누락데이터 필드(70)에 싣고 그와 동시에 헤더구간(62)의 누락 플래그비트(F1)를 '셋트(set)'하여서 상수도 지역사업소 서버(24)로 패킷 전송을 한다(도 11c의 136단계).
마지막으로 도 11d를 참조하여, 누수나 관파열과 같은 일시적 과다유량, 누수예상구역 알람 등을 보고하는 보고용 가공데이터 전송상황에서의 현장감시반(12)의 무선서비스유니트(16)에서의 수행절차를 설명하면 하기와 같다.
도 11a의 111단계에서는 무선서비스유니트(16)가 보고용 또는 이벤트발생 가공데이터가 있는지를 데이터베이스(50)의 그래픽 및 수집보고서용 데이터저장부(44)를 체크하여서 판단한다.
만일 누수나 관파열 등과 같은 보고용이나 이벤트발생 가공데이터가 있으면 무선서비스유니트(16)는 도 11d의 140단계 내지 146단계를 수행하여서 보고용이나 이벤트발생 가공데이터를 데이터베이스(50)에서 읽고 유량계데이터 전송패킷(60)의 가공데이터 필드(68)에 실어서 상수도 지역사업소 서버(20)로 패킷 전송한다.
즉, 누수나 관파열과 같은 일시적 과다유량, 누수예상구역 알람 등의 가공데이터가 있으면 무선서비스유니트(16)는 데이터베이스(50)의 그래픽 및 수집보고서용 데이터저장부(44)에서 보고용 가공데이터를 선택하고(도 11d의 140단계), 그 다음에는 유량계ID에 대응 할당된 MIN(Mobile Identification Number)정보로 호(call) 시도를 한다(도 11d의 142단계). 그후 MIN(Mobile Identification Number)정보에 의한 호(call) 시도로 정상적인 채널할당이 이루어지면(도 11d의 144단계), 무선서비스유니트(16)는 그래픽 및 수집보고서용 데이터저장부(44)에서 읽은 선택된 보고용 가공데이터를 도 9의 유량계데이터 전송패킷(60)의 가공데이터 필드(68)에 싣고 그와 동시에 헤더구간(62)의 가공 플래그비트(F2)를 '셋트(set)'하여서 상수도 지역사업소 서버(24)로 패킷 전송을 한다(도 11d의 146단계).
보고용 가공데이터의 전송은 실시간 보고주기시점에 실시간 유량데이터와 함께 실어서 패킷전송을 할 수도 있지만, 바람직하게는 실시간 보고주기시점을 피하여 전송하는 것이 보다 양호하다.
그리고 무선서비스유니트(16)는 도 5와 함께 전술한 바와 같이, 데이터수집프로세스(40)를 구동시켜 유량변환기(14)를 통해 수집 누적된 유량데이터를 이용하여 일별, 주간 요일별로 분석하여 저장하고, 수집 누적된 유량데이터를 이용해서 기준 주간유량트렌드패턴과 요일별 야간최소 유량패턴을 추출하여 데이터베이스(50)의 기준 주간유량트렌드패턴저장부(46)와 야간최소유량패턴저장부(48)에 각기 저장하는 과정을 포함하고 있음을 이해하여야 한다.
도 11a 내지 도 11d에서와 같이 현장감시반(12)의 무선서비스유니트(16)로부터 유량계데이터 전송패킷(60)에 대한 무선전송이 되면 상수도 지역사업소 서버(20)는 도 12에서와 같은 절차로 해당 유량계의 상수도 유량데이터 수집하여서 원격 검침하고 모니터링을 수행한다.
도 12는 도 11a 내지 도 11d에서 현장감시반(12)의 무선서비스유니트(16)에서 전송하는 유량계데이터 전송패킷(60)이 수신됨에 따른 상수도 지역사업소 서버(20)에서의 제어흐름도이다.
도 12를 참조하면, 상수도 지역사업소 서버(20)는 유량계데이터 전송패킷(60)이 수신되면(도 12의 200단계), 도 12의 202단계에서 유량계데이터 전송패킷(60)을 분석한다.
먼저 누락 플래그비트(F1)나 가공 플래그비트(F2)가 있는지를 도 12의 204단계나 210단계에서 체크한다.
누락 플래그비트(F1)나 가공 플래그비트(F2)가 없으면 상수도 지역사업소 서버(20)는 도 12의 214단계로 진행하여서 유량계데이터 전송패킷(60)의 실시간데이터필드(66)를 읽어서 자신의 데이터베이스(20a)에 실시간 유량데이터를 저장한다. 자신의 데이터베이스(20a)에 저장된 실시간 유량데이터는 상수도 지역사업소 서버(20)에서 해당 유량계에 대한 실시간 원격 모니터링에 이용된다(도 12의 208단계).
만일 도 12의 204단계에서 누락 플래그비트(F1)가 있으면 상수도 지역사업소 서버(20)는 도 12의 206단계로 진행하여서 유량계데이터 전송패킷(60)의 누락데이터 필드(70)를 읽어서 자신의 데이터베이스(20a)에 수신된 미전송 유량데이터를 저장하되, 미전송된 유량데이터의 측정시간정보를 이용해 기저장된 실시간 유량데이터 사이에 삽입해줌으로써 온전한 유량데이터로 조립될 수 있게 한다.
이렇게 되면 상수도 지역사업소 서버(20)에서는 실시간 보고주기마다 전송되는 유량데이터를 실시간으로 모니터링을 할 수 있을 뿐더러 통신두절로 인해 수신되지 않았던 누락데이터도 채워넣어 줌으로써 차후 누적된 일련의 유량데이터를 활용한 전체적인 모니터링 및 분석에 이용될 수 있다.
만일 도 12의 210단계의 판단에서 유량계데이터 전송패킷(60)에 가공 플래그비트(F2)가 있으면 상수도 지역사업소 서버(20)는 도 12의 212단계로 진행하여서 유량계데이터 전송패킷(60)의 가공데이터 필드(68)를 읽어서 자신의 데이터베이스(20a)에 원격 수신된 보고용 가공데이터를 저장한다.
이렇게 되면 상수도 지역사업소 서버(20)에서는 실시간 주기마다 전송되는 유량데이터를 실시간으로 모니터링을 할 수 있을 뿐더러 보고용 가공데이터의 기준 주간유량트렌드패턴과 요일별 야간최소유량패턴, 그래픽 표현 및 수집보고서의 데이터를 얻을 수 있으며, 도 6 내지 도 8과 같은 분석에 이용할 수 있다.
한편 해당 상수도 지역사업소 서버(20)에서는 해당 무선서비스유니트(16)로부터의 실시간 보고주기에 맞춰서 유량데이터가 실시간으로 수신되지 않고 또 통신두절체크 임계기간을 경과해도 수신되지 않으면 통신두절됨을 인지하고, 관리자가 조치를 취할 수 있도록 통신두절경보 알람도 발생한다.
상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위 및 그 특허청구범위와 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.
(2)-- 도로 (4)-- 맨홀
(6)-- 유량계실 (8)-- 유량계
(10)-- 상수관로 (12)-- 현장감시반
(14)-- 유량변환기 (16)-- 무선서비스유니트(WSU)
(18)-- 이동통신망 (20)-- 지역사업소 서버
(21)-- 이동단말 (22)-- 이더넷
(24)-- 상수도본부 서버 (26)-- 무선모뎀
(30)-- 제어부 (32)-- 통신인터페이스
(34)-- 리셋부 (36)-- 상태표시부
(38)-- 메모리 (40)-- 데이터수집프로세스
(42)-- 실시간유량수집부
(44)-- 그래픽 및 수집보고용 데이터 저장부
(46)-- 기준 주간유량트랜드패턴 저장부
(48)-- 야간 최소유량패턴 저장부
(50)-- 데이터베이스 (52)-- 로컬데이터 저장부
(54)-- 유량계ID 대응 MIN정보 저장부
(60)-- 유량계데이터 전송패킷 (62)-- 헤더구간
(64)-- 페이로드구간 (66)-- 실시간데이터 필드
(68)-- 가공데이터 필드 (70)-- 누락데이터 필드
(F1)-- 누락 플래그비트 (F2)-- 가공 플래그비트

Claims (10)

  1. 상수도 중소구역 유량계데이터 실시간 원격감시장치에 있어서,
    이동통신망(18)과,
    데이터수집프로세스를 가지며 상수도 중소구역의 유량계(8)들을 이동통신망(18)을 통해 원격 감시하는 상수도 지역사업소 서버(20)와,
    상수도 중소구역의 지중 상수관로(10)에 설치된 유량계(8)에 지중의 통신선(9)으로 연결된 지상의 현장감시반(12)내에 데이터 검침이 가능하도록 변환하는 유량변환기(14)와 함께 이동통신망(18)을 매개로 한 무선 패킷통신으로 상부의 상수도 지역사업소 서버(20)와 무선접속하는 무선서비스유니트(16)로 구성하되;
    상기 무선서비스유니트(16)는;
    유량데이터의 그래픽 표현이나 유량데이터 수집보고 및 상수도 중소구역에서의 누수방지를 위한 데이터수집프로세스를 갖는 메모리(38)와,
    이동통신망(18)을 통한 무선 패킷전송을 위해 필요한 유량계ID에 대응된 이동단말 식별고유정보, 호장애 발생으로 누락된 미전송 유량데이터, 일시적 과다유량(누수, 관파열) 발생 및 누수예상 구역 판별을 위한 유량트렌트패턴을 분석하기 위한 각종 보고용 가공정보들을 저장하는 데이터베이스(50)와,
    유량계데이터 전송패킷 포맷으로 이동통신망(18)을 통해 무선 패킷전송하는 무선부(33)와,
    실시간 보고주기시점에 유량변환기(14)로부터 읽은 실시간 유량데이터를 유량계데이터 전송패킷(60)에 실어 상수도 지역사업소 서버(20)로 패킷전송 제어하고, 실시간 보고주기 시점에서의 호장애에 의한 채널 미할당에 따라 누락된 유량데이터를 미전송 유량데이터로 데이터베이스(50)에 버퍼링 저장하며, 호장애로부터 복구시 실시간 보고주기 시점을 회피하여 상기 버퍼링된 미전송 유량데이터를 유량계데이터 전송패킷(60)에 실어 상수도 지역사업소 서버(20)로 패킷전송되게 제어하는 제어부(30)로 구성하며,
    상기의 상수도 지역사업소 서버(20)에서는 누락되어진 상기 미전송 유량데이터가 무선수신되면 수신된 유량데이터의 측정시간정보를 이용하여 이미 수신된 실시간 유량데이터 사이에 조립 정렬하도록 구성함을 특징으로 하는 구성함을 특징으로 하는 이동통신망과 고기능버퍼링기법을 이용한 상수도 중소구역 유량계데이터 실시간 원격감시장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 무선서비스유니트(16)의 제어부(30)는 해당 요일의 야간유량패턴과 해당 요일의 야간 최소우량패턴을 비교분석하여서 얻은 누수예상 구역 알람정보나 기준 주간유량트렌드패턴과 금주 유량트렌드패턴을 비교하여서 얻은 일시적 과다유량(누수, 관파열) 발생정보를 보고용 가공데이터로서 유량계데이터 전송패킷(60)에 실어 상수도 지역사업소 서버(20)로 패킷전송케 하는 제어를 더 구비함을 특징으로 하는 이동통신망과 고기능버퍼링기법을 이용한 상수도 중소구역 유량계데이터 실시간 원격감시장치.
  3. 제1항에 있어서, 유량계데이터 전송패킷(60)은 헤더구간(62)과 페이로드구간(64)으로 구분되며, 페이로드구간(64)은 실시간 유량데이터를 싣는 실시간데이터필드(66)와 보고용 가공데이터를 싣는 가공데이터필드(68)와 호장애로 누락된 미전송 유량데이터를 싣는 누락데이터필드(70)를 가짐을 특징으로 하는 이동통신망과 고기능버퍼링기법을 이용한 상수도 중소구역 유량계데이터 실시간 원격감시장치.
  4. 제1항 내지 제3항중 어느 한항에 있어서, 이동통신망(18)은 와이브로 통신망과 3G통신망중 하나임을 특징으로 하는 이동통신망과 고기능버퍼링기법을 이용한 상수도 중소구역 유량계데이터 실시간 원격감시장치.
  5. 제1항에 있어서, 무선서비스유니트(16)의 데이터베이스(50)는,
    이동통신망(18)을 통한 무선 패킷전송을 위해 필요한 유량계ID에 대응된 이동단말 식별고유정보를 저장하는 유량계ID 대응 MIN정보 저장부(54)와,
    호장애 발생으로 누락된 미전송 유량데이터를 버퍼링 저장하는 로컬데이터 저장부(52)와,
    유량변환기(14)로부터 초단위 수집되는 실시간 유량데이터를 저장하는 실시간 유량데이터 수집부(42)와,
    상부의 상수도 지역사업소 서버(20)에서의 그래픽 표현 및 수집보고서 작성에 이용되는 것으로 수집 누적된 유량데이터를 이용한 일별, 주간 요일별 분석을 통한 기준 주간유량트렌드패턴과 해당 요일의 야간유량과 요일별 야간최소유량패턴을 포함한 가공데이터 및 그래픽정보를 저장하는 그래픽 및 수집보고용 데이터 저장부(44)와,
    유량데이터의 일별, 주간 요일별로 분석을 통해 추출된 기준 주간유량트렌드패턴을 저장하는 기준 주간유량트렌드패턴저장부(46)와,
    유량데이터의 일별, 주간 요일별로 분석을 통해 추출된 요일별 야간최소유량패턴을 저장하는 야간 최소유량패턴 저장부(48)를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 이동통신망과 고기능버퍼링기법을 이용한 상수도 중소구역 유량계데이터 실시간 원격감시장치.
  6. 상수도 중소구역 유량계데이터 실시간 원격감시방법에 있어서,
    상수도 중소구역의 지중 상수관로(10)에 설치된 유량계(8)에 지중의 통신선(9)으로 연결된 지상의 현장감시반(12)내에 데이터 검침이 가능하도록 변환하는 유량변환기(14)와 함께 이동통신망(18)을 매개로 한 무선 패킷통신으로 상부의 상수도 지역사업소 서버(20)와 무선접속하는 무선서비스유니트(16)가 구비되게 하는 과정과,
    무선서비스유니트(16)는 유량데이터 실시간 보고주기시점에 유량계ID에 대응된 이동단말 식별고유정보를 이용해 이동통신망(18)을 통한 호시도로 채널할당을 받는 과정과,
    무선서비스유니트(16)는 유량데이터 실시간 보고주기시점에 유량변환기(14)로부터 읽은 실시간 유량데이터를 유량계데이터 전송패킷(60)에 실어 이동통신망(18)을 통해 상수도 지역사업소 서버(20)로 무선 패킷전송하는 과정과,
    유량데이터 실시간 보고주기시점에서의 호시도시 호장애가 발생됨에 따라 무선서비스유니트(16)는 다음의 실시간 보고주기 시점 이전까지 재차 호시도를 수행하여 채널할당을 받고 실시간 유량데이터를 상수도 지역사업소 서버(20)로 무선 패킷전송하는 과정과,
    재차 호시도에도 호장애로 인한 채널 미할당에 따라 무선서비스유니트(16)는 데이터베이스(50)의 로컬데이터저장부(52)에 누락된 미전송 유량데이터를 버퍼링 저장하는 과정과,
    호장애로부터 복구시 무선서비스유니트(16)는 실시간 보고주기시점에는 유량변환기(14)로부터 읽은 실시간 유량데이터를 패킷전송하는 과정과,
    호장애로부터 복구시 무선서비스유니트(16)는 실시간 보고주기 시점을 회피하여서 로컬데이터저장부(52)에 버퍼링된 미전송 유량데이터를 유량계데이터 전송패킷(60)에 실어 상수도 지역사업소 서버(20)로 무선 패킷전송하는 과정과,
    상수도 지역사업소 서버(20)는 이동통신망(18)을 통해 유량계데이터 전송패킷(60)에 실린 실시간 유량데이터를 읽어서 실시간 모니터링을 수행함과 동시에 누락되어진 상기 미전송 유량데이터가 유량계데이터 전송패킷(600에 실려 무선수신되면 수신된 유량데이터의 측정시간정보를 이용하여 이미 수신된 실시간 유량데이터 사이에 조립 정렬하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 이동통신망과 고기능버퍼링기법을 이용한 상수도 중소구역 유량계데이터 실시간 원격감시방법.
  7. 제6항에 있어서, 무선서비스유니트(16)는 해당 요일의 야간유량패턴과 해당 요일의 야간 최소우량패턴을 비교분석하여서 얻은 누수예상 구역 알람정보나 기준 주간유량트렌드패턴과 금주 유량트렌드패턴을 비교하여서 얻은 일시적 과다유량(누수, 관파열) 발생정보를 보고용 가공데이터로서 유량계데이터 전송패킷(60)에 실어 상수도 지역사업소 서버(20)로 패킷전송하는 과정을 더 가짐을 특징으로 하는 이동통신망과 고기능버퍼링기법을 이용한 상수도 중소구역 유량계데이터 실시간 원격감시방법.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 실시간 보고주기는 15초 내지 3분임을 특징으로 하는 이동통신망과 고기능버퍼링기법을 이용한 상수도 중소구역 유량계데이터 실시간 원격감시방법.
  9. 제6항 또는 제7항에 있어서, 유량계데이터 전송패킷(60)은 헤더구간(62)과 페이로드구간(64)으로 구분되며, 페이로드구간(64)은 실시간 유량데이터를 싣는 실시간데이터필드(66)와 보고용 가공데이터를 싣는 가공데이터필드(68)와 호장애로 누락된 미전송 유량데이터를 싣는 누락데이터필드(70)를 가짐을 특징으로 하는 이동통신망과 고기능버퍼링기법을 이용한 상수도 중소구역 유량계데이터 실시간 원격감시방법.
  10. 제6항 또는 제7항에 있어서, 이동통신망(18)은 와이브로 통신망과 3G통신망중 하나를 이용함을 특징으로 하는 이동통신망과 고기능버퍼링기법을 이용한 상수도 중소구역 유량계데이터 실시간 원격감시방법.
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