KR20160022553A - 타워램프 상태 모니터링용 무선 타워램프 정보 관리 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선 타워램프를 이용하여 체계적으로 타워램프의 상태 정보를 관리할 수 있는 무선 타워램프 정보 관리 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 설비 타워램프에 대한 상태 모니터링을 무선으로 송수신이 가능하도록 하기 위하여, 타워램프 내에 무선 송수신기를 내장하여 램프의 상태를 실시간으로 상위단 서버 등에 무선으로 전송할 수 있게 함으로써 설비 담당자 뿐만 아니라 관리자도 타워램프에 대한 상태를 실시간으로 파악할 수 있도록 하고 지난 시점의 타워램프 상태를 조회하고 분석할 수 있도록 함과 아울러 타워램프를 통해서 설비 상태까지 알 수 있도록 하는 "타워램프 상태 모니터링용 무선 타워램프 정보 관리 시스템"에 관한 것이다.
본 발명의 무선타워램프는 기본적인 타워램프의 기능에 더하여 무선으로 타워램프의 상태를 PC나 서버로 전달해 주는 것 뿐만 아니라, 무선통신의 최대의 문제점인 통신부하를 최대한 줄이기 위해 역할의 변경이 용이하도록 하여 AP의 다중 역할 지정으로 하여 통신 부하를 분산하도록 하였다. 또한 많은 쓸모없는 점멸신호를 단순화하여 신호를 적게 전송하도록 하여 통신 부하와 데이터 누적을 획기적으로 줄일 수 있도록 하였다.
본 발명의 무선타워램프는 각각의 타워램프의 전후단 순번을 알도록 하여, 타워램프의 상태신호뿐만 아니라, 타워램프 이외의 설비/장비에 대한 명령도 인식하도록 하여, 설비/장비의 전후단 상태까지 제어할 수 있도록 하였다.
이러한 기능들로 인하여 본 발명의 무선타워램프는 무선통신이라는 불완전한 통신신호를 안정적이고 신뢰성 있게 운영이 가능할 뿐만 아니라, 타워램프 이외의 설비/장비의 상태까지 제어할 수 있는 확장성을 가질 수 있다.

Description

타워램프 상태 모니터링용 무선 타워램프 정보 관리 시스템{Tower lamp information managing system for monitoring tower lamp state}

본 발명은 무선 타워램프를 이용하여 체계적으로 타워램프의 상태 정보를 관리할 수 있는 무선 타워램프 정보 관리 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 설비 타워램프에 대한 상태 모니터링을 무선으로 송수신이 가능하도록 하기 위하여, 타워램프 내에 무선 송수신기를 내장하여 램프의 상태를 실시간으로 상위단 서버 등에 무선으로 전송할 수 있게 함으로써 설비 담당자 뿐만 아니라 관리자도 타워램프에 대한 상태를 실시간으로 파악할 수 있도록 하고 지난 시점의 타워램프 상태를 조회하고 분석할 수 있도록 함과 아울러 타워램프를 통해서 설비 상태까지 알 수 있도록 하는 "타워램프 상태 모니터링용 무선 타워램프 정보 관리 시스템"에 관한 것이다.

일반적으로 타워램프는 설비/장비의 몇 가지 상태정보를 타워램프의 램프(燈)을 통해서 장비의 이상 유무를 작업자에게 알려주는 역할을 한다.

이러한 타워램프의 램프는 적색, 황색, 녹색을 기본으로 하여 추가색인 청색과 흰색을 켜거나 또는 점멸하도록 하고 경우에 따라 타워램프에 부착된 부저를 울리는 기능을 수행하는데, 기능은 단순하지만 설비/장비의 이상 유무와 오작동 여부 그리고 작업자의 안전을 책임지는 중요한 역할을 하고 있다.

한편, 타워램프의 램프 점등 상태를 통하여 작업자는 설비/장비의 상태를 즉각 인지할 수 있으나, 관리자 입장에서는 개별 작업자가 인지하는 정보이외에 추가적인 정보에 대하여 관심이 요구되고 있다.

예를 들어, 타워램프의 경고등이 켜져 있거나 부저가 울림에도 작업자가 인지하지 못하거나 무시하는 경향이 발생하게 되는데, 각 작업자가 인지하지 못하는 타워 램프의 정보에 대하여도 관리자는 원격지에서 관리할 수 있는 시스템을 요구하고 있다.

이러한 현실적인 요구사항에 맞추어, 최근에는 유선통신 타워램프가 적용되기도 하고 있으며, 유선통신의 문제점이 배선 문제로 인하여 근자에는 무선 타워램프도 적용되고 있는 추세이다.

그런데 현재 산업계에서 널리 사용되고 있는 무선타워램프는 다음과 같은 장단점을 구비하고 있다.

무선타워램프는 타워램프 본연의 기능(램프의 점멸과 부저의 울림)에 더하여 타워램프의 상태정보를 PC나 서버로 전송하는 기능에 충실하게 구현하고 있다.

무선타워램프는 소규모 사업장에는 WIFI를, 대규모 사업장에는 Zigbee(IEEE 802.15.4)를 적용하도록 하고 있는데 이는 각 무선 통신에 대한 장단점에 기인한 것이다. 예컨대, WIFI를 사용할 경우에는 통신속도가 빠르고 많은 데이터를 전송할 수 있으며 공지된 기술이라 PC와의 연동이 쉽고 구현이 쉽다는 장점이 있으나 채널간 주파수 간섭(겹침)이 심해서 동일 장소에서 많은 장비에 사용하기에는 적합하지 않다는 단점이 있다. 반면, Zigbee(IEEE 802.15.4 규약)는 통신속도가 느리고 소량의 데이터만 전송할 수 있고 PC나 서버에 직접 연결이 되지 않으므로 별도의 리시버를 장착하여야 한다는 단점이 있는 반면 채널간 주파수 겹침이 거의 없고 중계 기능을 사용할 수 있어서 넓은 장소에서 대량의 장비에 적용하기 용이하다는 장점이 있다.

이러한 장단점으로 인하여 사업장의 여건에 맞는 적절한 무선타워램프를 설치할 수는 있지만 무선타워램프의 주요 기능이 대부분이 램프의 점멸과 부저의 울림에 불과하고 타워램프의 상태 정보를 무선 통신을 통하여 서버로 단순 전송하는 단계로 마무리되고 있는 까닭에 타워램프의 상태 정보를 효율적으로 관리할 수 있는 새로운 시스템 내지 방법에 대한 요구가 증대되고 있는 실정이다.

1. 실용신안출원번호 제20-2009-0016599호, 고안의 명칭: "타워램프 ON/OFF 접점신호 무선 송수신 장치 및 상기 타워램프 ON/OFF 접점신호 무선 송수신 장치를 내장한 타워램프"

본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 무선 통신에 대한 신뢰를 확보하고, NFC 설정, 원격설정으로 타워램프 설치 및 조정의 어려움을 해소하고, 타워램프 상태 자료를 실시간으로 받아서 상태정보 저장함과 동시에 타워램프 모니터링 뷰를 사업장 내 어떤 PC, 모바일 기기로도 볼 수 있도록 지원하고, 과거 상태정보를 조회하고 분석할 수 있는 무선 타워램프 정보 관리 시스템 구축 기술을 제안하는 것을 목적으로 한다.

보다 구체적으로, 본 발명은 설비 타워램프에 대한 상태 모니터링을 무선으로 송수신이 가능하도록 하기 위하여, 타워램프 내에 무선 송수신기를 내장하여 램프의 상태를 실시간으로 상위단 서버 등에 무선으로 전송할 수 있게 함으로써 설비 담당자 뿐만 아니라 관리자도 타워램프에 대한 상태를 실시간으로 파악할 수 있도록 하고 지난 시점의 타워램프 상태를 조회하고 분석할 수 있도록 함과 아울러 타워램프를 통해서 설비 상태까지 알 수 있도록 하는 무선 타워램프 정보 관리 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 본 발명의 목적을 구체적, 개별적으로 분설하면 다음과 같을 수 있다.

본 발명의 제1목적은 무선을 통한 타워램프 상태정보를 유선과 같이 빠르고 안정적이며 신뢰할 수 있도록 송수신하고 무선 문제 발생시 빠른 대처가 이루어질 수 있도록 하는데 있다.

본 발명의 제2목적은 무선 타워램프가 정상적으로 부팅이 되었으며 타워램프의 상태정보를 무선으로 송수신을 제대로 하고 있는지를 별도의 추가 작업이 없어도 램프와 LED 그리고 LCD를 통하여 쉽게 확인할 수 있도록 하는데 있다.

본 발명의 제3목적은 무선 타워램프가 꺼져 있든 켜져 있든 상관없이 무전원상태에서 타워램프 설정 및 작동 정보를 NFC를 통하여 확인하거나 설정이 되도록 하고, 원격으로 타워램프의 상태를 조회하거나 조정, 설정이 되도록 하고, 유선을 통하지 않고 무선으로 자동 펨웨어 업데이트가 이루어지도록하여 타워램프의 유지보수업무를 쉽게 할 수 있도록 하는데 있다.

본 발명의 제4목적은 타워램프의 상태정보를 실시간 모니터링 뷰를 제공하여 작업장이 아닌 원격지에서도 관리자가 한 눈에 볼 수 있도록 하며, 상태정보를 데이터베이스화하여 지난 상태에 대한 조회 및 분석을 할 수 있도록 하는데 있다.

본 발명의 제5목적은 타워램프 정보시스템에 대한 각종 로그를 남겨서 고객의 요청이 없더라도 로그를 통한 현상 및 문제점을 파악하여 정보시스템 개선에 적극 활용할 수 있도록 하는데 있다.

본 발명에서 제안하는 타워램프 상태 모니터링용 무선 타워램프 정보 관리 시스템은 Zigbee 모듈과 WIFI 모듈을 구비하는 복수개의 무선타워램프와, 상기 복수개의 무선타워램프와 무선 연동되는 서버를 구비하며, 상기 무선타워램프 상호간 무선 정보 송수신은 상기 복수개의 무선타워램프 각각에 구비된 Zigbee 모듈을 이용한 Zigbee 무선 통신에 의하여 이루어지고, 상기 복수개의 무선타워램프와 상기 서버간 무선 정보 송수신은 상기 복수개의 무선타워램프 각각에 구비된 WIFI모듈을 이용한 WIFI 무선 통신에 의하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 복수개의 무선타워램프 각각은 UART 통신 라인을 통하여 설비/장비연결되며, 상기 설비/장비의 상태정보는 상기 UART 통신 라인을 통하여 상기 무선타워램프로 전송되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 소정의 설비/장비와 개별적으로 연결되어 있는 상기 복수개의 무선타워램프 각각이 제 1 내지 제 N 번째 무선타워램프로 순차적으로 배치되어 있다고 가정하는 경우(N은 2 이상의 자연수), 소정의 k번째(1≤k≤N) 무선타워램프와 연결되어 있는 소정의 설비/장비에 상태정보에 따라서, 상기 k번째 무선타워램프는 상기 k번째 무선타워램프의 전단에 위치하는 무선타워램프 또는 후단에 위치하는 무선타워램프로 작업대기 명령을 무선 송신할 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 복수개의 무선타워램프중 적어도 하나 이상의 무선타워램프는 타 타워램프의 상태정보를 수신하여 상기 서버로 전송할 수 있는 중계 기능을 갖는 AP 기능을 수행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 복수개의 무선타워램프중 적어도 하나 이상의 무선타워램프는 자신을 제외한 모든 무선타워램프의 상태정보 취합 수신하여 상기 서버로 전송할 수 있는 취합 기능을 갖는 AP 기능을 수행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 복수개의 무선타워램프 각각의 상태 정보는 상기 복수개의 무선타워램프 각각에 구비된 메모리에 저장되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 복수개의 무선타워램프 각각은 RF 태그를 더 구비하며, 상기 RF 태그와의 NFC 통신이 가능한 NFC 단말기를 이용하여 상기 복수개의 무선타워램프 각각의 초기 설정값을 변경한 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 제안하는 무선 타워램프 정보 관리 시스템은 다음과 같은 효과를 발휘할 수 있다.

1. 타워램프의 상태를 모니터링하기 위해 외부에 드러나는 별도의 유선 처리를 하지 않아도 되므로 배선의 문제가 없어지면서도 이전에는 알 수 없었던 타워램프의 상태정보를 실시간으로 취합할 수 있으며, 타워램프 상태를 즉시, 시간대별, 램프별 상태 등과 같이 많은 정보를 다양하게 현장 또는 원격지에서 조회 및 분석할 수 있게 되어 현장 근무자 및 관리자에게 편의성을 제공하게 되며, 유선 배선에 대한 비용이 줄어들어 원가절감의 효과를 가져오게 된다.

2. 설비의 상태정보 또는 각종 센스의 상태정보 등과 같이 추가적으로 송신하고 싶은 정보가 필요하면 무선타워램프의 통신선을 이용하여 정보를 전송하면 되므로 별도의 배선이 필요없는 통신 기반을 조성하는 효과가 나타날 뿐만 아니라 추가 정보 취합 구현에 대한 부담과 노력이 줄어들어 상대적으로 경비 절감의 효과를 얻을 수 있다.

3. 무선타워램프의 환경정보의 수정 변경시 또는 타워램프 펌웨어 업그레이드시 별도의 케이블을 연결하지 않고도 노트북, 패드, 스마트폰 등으로 조정이 가능하여, 타워램프를 설비에서 떼어내거나 또는 타워램프를 분해해서 케이블을 연결하여 조정하는 일이 없어지므로, 타워램프 유지보수시간이 절대적으로 줄어들고 안정적으로 운영할 수 있는 효과가 있다.

4. 아울러 타워램프가 꺼져 있더라도 NFC를 이용하여 타워램프의 최종 이력을 확인하거나 환경을 수정할 수 있으므로 유지관리의 편의성 및 간편성을 확보할 수 있다.

도 1은 본 발명에서 제안하는 무선타워램프 및 무선타워램프의 분해도이다.
도 2는 도 1에서 언급된 무선타워램프 컨트롤부(1400)의 기능 블록도이다.
도 3은 본 발명에서 추가로 사용할 수 있는 외부 확장용 AP(Et. AP)에 대한 기능 블록도이다.
도 4는 본 발명에서 제안하는 무선타워램프의 외부 연결회선을 설명하는 도면이다.
도 5는 노트북과 연결된 리시버를 이용하여 원격 유지보수하는 개념을 설명하는 도면이다.
도 6은 도 5에서 설명한 유지 보수 실시예와 유사한 개념으로 아이패드, 태블릿 등과 같은 휴대 단말기(30)에 연결된 리시버를 통하여 원격으로 유지 보수하는 개념을 설명하는 도면이다.
도 7은 도 5와 도 6에서 설명한 유지 보수 실시예와 유사한 또 다른 개념으로 WIFI를 이용하여 원격으로 유지 보수하는 방법을 설명하는 개념도이다.
도 8은 NFC를 이용하여 무선타워램프를 유지 보수하는 개념을 설명하는 도면이다.
도 9는 하나의 Gathering AP를 통하여 서버(PC)로 데이터를 전송하는 개념을 설명하는 도면이다.
도 10은 여러 개의 중계기와 Gathering AP를 통하여 서버(PC)로 데이터를 전송하는 개념을 설명하는 도면이다.
도 11은 다수의 Gathering AP를 통하여 서버(PC)로 데이터를 전송하는 개념을 설명하는 도면이다.
도 12는 전후단 타워램프와 1:1 통신을 수행하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 13은 타워램프 상태정보를 서버(PC)로 보내는 자료 흐름도이다(무선타워램프 AP 사용시)
도 14는 타워램프 상태정보를 서버(PC)로 보내는 자료 흐름도이다 (외부 확장용 AP 사용시)
도 15는 서버(PC)에서 타워램프로 명령을 전송하는 개념을 설명하는 도면이다(무선타워램프 AP 사용시)
도 16은 서버(PC)에서 타워램프로 명령을 전송하는 개념을 설명하는 도면이다(외부 확장용 AP 사용시)

이하, 도면을 참조하여 본 발명에서 제안하는 타원램프 상태 모니터링용 무선 타워램프 정보 관리 시스템에 대하여 설명하기로 한다.

먼저, 도 1 내지 8을 참조하여 본 발명에서 제안하는 무선타워램프의 기본 구성을 설명하고 이를 이용하여 원격 유지 보수를 수행하는 방법에 설명하기로 한다

도 1은 본 발명에서 제안하는 무선타워램프 및 무선타워램프의 분해도이다.

도시된 바와 같이, 무선타워램프(1000)는 부저(1100), 적색, 황색, 녹색으로 이루어지는 경광램프(1200), 경광램프(1200)를 지지하는 본체 하단부(1300), 그리고 본체 하단부(1300) 내부에 설치되어 있는 무선타워램프 컨트롤부(1400)를 포함한다.

도 2는 도 1에서 언급된 무선타워램프 컨트롤부(1400)의 기능 블록도이다.

도시된 바와 같이, 무선타워램프 컨트롤부(1400)는 램프신호부(1410), 메모리부(1420), RF태그부(1430), 1440(정보표시부), 통신부(1450)로 구성되어 있으며, 통신부(1450)는 무선타워램프간의 무선 송수신을 맡는 Zigbee 모듈(1451), 무선타워램프의 정보를 PC(또는 서버)로 전송하거나 PC(또는 서버)의 명령을 수신하는 WIFI 모듈(1452), 그리고 무선타워램프가 장착되어 있는 설비나 장비의 신호를 감지하는 UART 모듈(1453)로 구성되어 있다.

도 3은 본 발명에서 추가로 사용할 수 있는 외부 확장용 AP(Et. AP)에 대한 기능 블록도이다.

도 3에 도시된 외부 확장용 AP는 무선타워램프의 WIFI 모듈를 사용하지 않고, 유선 LAN으로 서버(PC)와 연결할 경우 또는 AP의 성능이 고성능일 필요가 있을 때에 사용될 수 있다.

외부 확장용 AP는 2~3장으로 겹쳐 병렬 연결이 가능하므로, 무선 부하에 대한 부담없이 많은 양의 데이터를 서버(PC)로 전달할 수 있는 장점을 가진다.

도 4는 본 발명에서 제안하는 무선타워램프의 외부 연결회선을 설명하는 도면이다.

도시된 바와 같이, 무선타워램프(1000)의 외부 연결회선은 램프신호를 전송받아 동작하는 램프신호라인(1410)과, 설비/장비의 상태정보를 무선타워램프(1000)를 통해서 서버(PC)로 전송할 수 있도록 확장 연결을 가능하게 하는 UART라인(1453)을 포함한다. 참고로, 램프신호라인(1410)은 무선타워램프에 기본적으로 제공되는 라인이지만, 설비/장비와 연결할 수 있도록 한 확장연결부인 UART라인(1453)은 무선타워램프에 탑재한 무선기능을 어떻게 사용할 것인가에 대한 고민끝에 본 발명에서 제안된 새로운 개념이다.

도 5는 노트북과 연결된 리시버를 이용하여 원격 유지보수하는 개념을 설명하는 도면이다.

기존에는 도 5의 좌측 도면에서와 같이 무선타워램프의 본체 하단부(1300)를 경광램프(1200)으로부터 분리한 후, 본체 하단부(1300)에 탑재된 무선타워램프 콘트롤부(1400)를 노트북(10)과 UART라인(1453)으로 상호 연결하여 점검하는 방식을 사용하였다.

그러나, 본 발명의 경우, 도 5의 우측 도면에 도시된 바와 같이, 무선타워램프(1000)를 분해하지 않고, 노트북(10)과 UART라인(1453)으로 상호 연결되어 있는 리시버(1300)를 통하여 무선타워램프의 설정값을 조회하거나 수정할 수 있다.

즉, Zigbee 모듈(1451)이 내장된 도 5의 리시버(1300)를 통하여 무선타워램프(1000)에 내장된 Zigbee 모듈(1451)과 데이터를 송수신하면서 무선타워램프의 설정값 등을 간편하게 조회하거나 수정할 수 있으므로 원격 유지보수가 가능하다는 이점이 있다.

도 6은 도 5에서 설명한 유지 보수 실시예와 유사한 개념으로 아이패드, 태블릿 등과 같은 휴대 단말기(30)에 연결된 리시버를 통하여 원격으로 유지 보수하는 개념을 설명하는 도면이다.

도 6의 좌측 도면은 도 5에서 설명한 기존의 유지 보수 방법을 설명하는 도면이므로 중복적인 설명은 생략하기로 한다.

도 6의 우측 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 무선타워램프(1000)를 분해하지 않고, 휴대 단말기(30)과 UART라인(1453)으로 상호 연결되어 있는 리시버(1300)를 통하여 무선타워램프의 설정값을 조회하거나 수정할 수 있다.

즉, Zigbee 모듈(1451)이 내장된 도 6의 리시버(1300)를 통하여 무선타워램프(1000)에 내장된 Zigbee 모듈(1451)과 데이터를 송수신하면서 무선타워램프의 설정값 등을 간편하게 조회하거나 수정할 수 있으므로 원격 유지보수가 가능하다는 이점이 있다.

도 7은 도 5와 도 6에서 설명한 유지 보수 실시예와 유사한 또 다른 개념으로 WIFI를 이용하여 원격으로 유지 보수하는 방법을 설명하는 개념도이다.

도 7의 좌측 도면은 도 5와 도 6에서 설명한 기존의 유지 보수 방법을 설명하는 도면이므로 중복적인 설명은 생략하기로 한다.

도 7의 우측 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 무선타워램프(1000)를 분해하지 않고, PC(20)의 WIFI를 통하여 무선타워램프(1000)의 설정값을 조회하거나 수정할 수 있다.

즉, 본 발명의 경우, 무선타워램프(1000)에 내장된 WIFI모듈(1452)를 통하여 PC(20)와 WIFI무선 통신으로 무선타워램프의 설정값을 조회하거나 수정할 수 있으므로 원격으로 유지 보수가 가능하다는 이점이 있다.

도 8은 NFC를 이용하여 무선타워램프를 유지 보수하는 개념을 설명하는 도면이다.

도 8의 좌측 도면은 도 5~도 에서 설명한 기존의 유지 보수 방법을 설명하는 도면이므로 중복적인 설명은 생략하기로 한다.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 무선타워램프(1000)를 분해하지 않고, NFC를 통하여 설정값을 조회하거나 수정할 수 있다는 이점이 있다.

즉, 무선타워램프(1000) 내부에 장착된 RF태그부(1430)와 NFC 통신이 가능한 단말기(40)를 이용하여 원격으로 무선타워램프(1000)의 설정값을 간편하게 조회하거나 수정할 수 있다

본 발명에서와 같이 NFC 통신을 이용하여 원격 제어하는 경우 다음과 같은 이점이 있을 수 있다.

통상, Zigbee 기기의 설정값을 조정함에 있어서 제일 문제되는 부분은 많은 양의 Zigbee 기기에 대한 초기 설정값 변경이었다.

이 때문에 타워램프와 같이 제품 내부에 몰딩을 할 경우, 초기 설정값 변경에 굉장한 애로가 발생하였다. 통상 제품 출하시 설비/장비에 즉시 연결을 하지 못하는 경우도 많았고, 전원을 즉시 사용하지 못할 경우도 종종 있었기 때문이다.

이 때문에, 종래의 경우 초기 설정값을 알 수 없는 Zigbee 기기의 초기 설정값을 변경하기 위해서는 다음과 같은 복잡한 절차를 거쳐야 했다.

(1) 코디네이트 Zigbee를 준비하고 전원을 인가한 후, 변경하고자 하는 Zigbee 기기 근처에 놓아둔다.

(2) 변경하고자 하는 Zigbee 기기에 전원을 인가함과 동시에 초기화 동작 버튼을 선택하여 코디네이터 Zigbee와 연결시킨다.

(3) 코디네이터 Zigbee를 통하여 변경하고자 하는 Zigbee 기기의 설정값을 변경한 후 새로이 작동시킨다.

그러나, 위에서 언급한 이러한 문제는 NFC 통신을 사용할 경우 간단히 해결할 수 있다. 전원 연결과 무관하게 접촉식으로 내부 설정값을 조회, 수정하고 저장하기만 하면 되기 때문이다. 참고로, 현재 NFC 개념을 사용하는 무선타워램프는 산업계에 적용되지 아니하고 있다.

이하에서는, 도 1 내지 도 8의 구성과 기능을 갖는 본 발명에 따른 무선타워램프를 이용하여 본 발명에서 새로이 제안하는 개선 사항에 대하여 구체적으로 설명하고자 한다.

주지된 바와 같이, 종래의 무선타워램프는 일반 타워램프의 기본 기능인 램프의 점멸과 부저의 알림에 부가하여 램프의 상태정보를 서버로 전송하는 기능에 국한된다.

그러나, 본 발명에서는 이러한 종래의 무선타워램프의 기본 기능에 부가하여 다음과 같은 개선 사항을 더 제공하는 것을 목적으로 한다.

(1) 종래 무선타워램프의 기본 기능 보장한다.

(2) 규모에 관계없는 무선통신 지원 제공 : 기본 무선통신은 무선타워램프내의 Zigbee모듈을 이용한 Zigbee 통신을 사용하여, 대량의 설비/장비가 있는 넓은 장소에서 타워램프 상태정보를 안정적으로 무선 송수신할 수 있도록 하였다.

(3) 무선 통신 부하를 줄일 수 있는 방안 제공 : 반복적인 동일 데이터 전송을 자제하도록 구성하여 통신 부하를 줄이도록 하였다.

(4) 서버(PC)로의 데이터 전송시 별도의 리시버 사용 배제 : 무선타뤄램프와 서버(PC)와의 통신은 WIFI를 사용하도록 함으로써 별도의 리시버를 사용하지 않도록 하였다.

(5) 무선타워램프를 통한 설비/장비의 상태정보를 전송할 수 있도록 확장 기능 제공 : 무선타워램프에 추가 통신 회선(UART)을 제공하였으며, 이 회선을 인터페이스가 구성된 설비/장비와 연결함으로써 설비/장비의 상태정보가 무선타워램프를 통하여 서버로 전송될 수 있도록 하였다.

(6) 무선타워램프의 자신의 위치 파악 및 전후 무선타워램프간 통신 가능하도록 제공 : 무선타워램프의 순서를 지정(자신의 위치 파악)하여 전후 무선타워램프로 데이터 및 명령을 보낼 수 있도록 하였다.

(7) 무선타워램프의 정보 저장 및 갱신의 편의성 제공 : 무선타워램프의 정보 저장을 위해 다양한 방법으로 접근이 가능하도록 하였다.

이러한 본 발명의 개선 사항을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

1. 반복적인 동일 데이터 전송을 간략화하기

타워램프는 램프의 꺼짐과 켜짐, 그리고 점멸(1초마다 켜짐과 꺼짐 반복)과 함께 부저 울림(1초마다 울림)이 반복적으로 발생하는데, 이 중복되는 점멸신호(Flashing signal)나 부저신호를 순간적으로 분석, 간이신호로 변경하여 약 15초 간격으로 재송신하는 기능이 있다. 물론 점멸이 끝나는 순간 바로 점멸해제 신호를 발송하게 되며, 이렇게 함으로써 무선통신부하를 줄이는 효과를 볼 뿐만 아니라 및 다량의 쓸모없는 데이터 누적을 줄이는 효과를 가지게 된다. 일반적인 점멸신호나 부저신호는 1초에 한번씩 반복하도록 되어 있어서, 만약 10대의 타워램프의 적색등이 1분간 점멸이 된다고 가정한다면, 대당 60회의 점멸 x 10대 = 600회의 패킷이 무선으로 송신이 되지만, 간이신호로 송신하는 경우에는 대당 4회 x 10대 = 40회의 패킷이 무선으로 송신되므로 15배 이상의 통신부하를 줄일 수 있고, 데이터 누적도 600개 대 40개와 같이 15배 이상의 가비지 데이터의 누적을 방지하게 된다.

2. 서버(PC) 자체 리시버 사용

타워램프의 상태정보를 WIFI가 아닌 Zigbee를 사용하여 데이터를 전송할 경우, 서버(PC)에는 리시버 기능을 수행할 코디네이터용 Zigbee가 반드시 필요하다. 그렇다고 리시버가 필요없는 WIFI를 사용할 경우 대규모 사업장에는 적용하기 힘든 단점이 생긴다.

이러한 이유로 본 발명에서는 무선타워램프간 통신은 Zigbee 통신을 사용하고, 무선타워램프에서 서버(PC)로 데이터를 전송할 경우에는 WIFI를 통하도록 하여, 대규모 사업장에서도 사용이 가능하고 서버(PC)에 별도의 Zigbee 리시버를 설치하지 않아도 되게끔 하였다. 즉, 본 발명에서는 서버(PC)에 자체 구비되는 WIFI 또는 LAN으로 리시버 기능을 대신하도록 하였다.

3. 설비/장비의 상태정보 전송을 위한 추가 회선 제공

설비/장비의 상태정보를 무선타워램프를 통하여 전송할 수 있도록 별도의 추가 회선(UART)을 마련했다. 설비/장비의 인터페이스에서 프로토콜에 맞추어 상태정보를 무선타워램프로 전송하면, 무선타워램프는 이를 수신하여 서버(PC)로 전송한다.

4. 무선타워램프의 자기 위치 파악 및 전후간 명령 처리

본 발명의 무선타워램프는 자신을 기준으로 앞(전단)과 뒤(후단)를 구별하여 무선타워램프의 상태정보 이외의 명령신호에 대해 응답 또는 요청을 수행한다.

즉, 무선타워램프 상태정보가 아닌, 전후단의 설비/장비에 대해 어떤 명령을 내리거나 또는 명령에 대한 응답을 수행할 수 있다는 의미이다.

예를 들어, 후단의 설비/장비에 제품을 보내어야 하나, 후단이 바쁜 경우에 후단의 무선타워램프에서는 전단의 무선타워램프로 제품을 받을 수 없다는 명령신호를 송신하고, 이러한 명령신호를 수신받은 전단의 무선타워램프는 자신은 물론 자신을 기준으로 한 전단 설비/장비까지 소정의 대기 명령을 전송할 수 있을 뿐만 아니라, 이러한 명령신호(대기 명령 포함)는 각각의 무선타워램프에서 서버로 전송할 수 있도록 함으로써 관리자가 다양한 정보를 용이하게 파악할 수 있도록 하였다.

5. 부하 분산을 위한 멀티 플레이 기능

본 발명의 모든 무선타워램프는 기본적인 상태정보를 송수신할 수 있는 본연의 역할과 함께 다른 타워램프의 상태정보를 중계할 수 있는 중계 AP(액세스 포인트, Access Point) 기능을 갖거나 모든 타워램프의 상태정보를 서버로 전달해 주는 Gathering AP(취합용 AP)와 같은 기능을 이중으로 가질 수 있게 하여 부하분산을 할 수 있도록 한다. 예를 들어 하나의 중계 AP에 통신부하가 많이 걸릴 경우, 다른 일반 무선타워램프의 역할과 함께 중계 AP 역할까지 수행하도록 추가하여 통신부하를 여러 군데로 분산시키는 기능을 가지게 할 수 있다.

6. 다중 Gathering AP 지정 기능

본 발명의 무선타워램프는 하나의 그룹내에서라도 Gathering AP를 두 개 이상 다중으로 지정할 수 있다. 통상 한 그룹내에서의 중계 AP는 여러 개가 될 수 있지만, 통신규약의 제약으로 인해 Gathering AP는 반드시 하나이어야만 하지만, 본 발명의 모든 무선타워램프는 다른 발명에는 없는 Gathering AP를 두 개 이상 지정할 수 있다. 일반적인 다른 발명에서 Gathering AP를 두 개로 지정할 경우, 다른 그룹으로 인식하게 되어, 그룹간 통신이 불가능하게 된다. 이렇게 Gathering AP를 다중으로 둘 수 있게 되면 만약에 발생할 수 있는 부하 집중을 쉽게 분산시킬 수 있게 되는 것이다.

7. 램프 상태정보 손실 방지 기능

본 발명의 무선타워램프는 타워램프 상태정보 전송의 안정성과 신뢰성을 위해서 내부 메모리에 상태정보를 순환적으로 누적 보관하는 기능이 있다. 어떤 외부 요인으로 인해 타워램프 상태 정보를 무선으로 전송할 수 없을 경우, 약 한달 분량의 상태정보를 보관할 수 있게 하여, 무선통신이 가능할 때 재송신할 수 있게 하여, 데이터 분석 및 가공에 문제가 없도록 대비가 되어 있다.

8. 무선타워램프의 유지보수 편의성 제공

일반적인 무선타워램프의 설정값을 갱신하기 위해서는 (1)타워램프를 분리하여 디버거 유선을 통한 수정, (2)PC에 연결된 리시버를 통해서 타워램프의 설정값을 변경하도록 하는 정도이다.

본 발명의 무선타워램프는 Gathering AP, 외부 확장용 AP, WIFI 등을 통한 설정값 변경을 지원한다. 그런데 이런 일반적인 방법이 아닌, 타 무선타워램프에서는 볼 수 없는 NFC를 통하여 타워램프의 설정값을 갱신할 수 있도록 하였다. 이 때에 무선타워램프에는 전원이 인가되어 있든 아니든 상관없이 설정값을 갱신할 수 있도록 하였다.

대량의 기기에 대한 설정값 변경은 유선, 무선, 또는 기기에 스위치 등을 달아서 해결을 시도해 왔으나, NFC로의 시도는 없었다. NFC는 스마트폰의 사용으로 조금씩 알려져 있기는 하나, Zigbee 통신을 하는 기기에의 적용은 아주 획기적인 전환점을 마련해 주었다. 전기가 있건 없건, 설비/장비가 있건 없건 장소에 구애받지 않아도 되므로 설정값 변경 절차를 간소화시켜서 시간적 낭비를 2배이상 줄여주는 효과를 발휘한다.

유선 또는 무선으로 설정값을 변경하려면, (1) 코디네이터 Zigbee가 달린 타워램프 준비 또는 리시버(이하 CO-타워램프) 준비, (2) CO-타워램프에 전원 인가, (3) End Point인 설정값 변경할 타워램프(이하 ED-타워램프) 준비, (4) ED-타워램프 전원 인가, (5) CO-타워램프와 ED-타워램프 연결 대기 및 연결 확인, (4) CO-타워램프를 통해 ED-타워램프로 설정값 전송 과 같은 과정을 거쳐야 하나, NFC를 사용할 경우 (1) ED-타워램프 준비(전원 인가 불필요), (2) ED-타워램프에 NFC 접촉, (3) ED-타워램프 설정값 변경 의 과정과 같이 간단하게 처리를 할 수 있다.

스위치와 같은 것으로 설정할 수 있는 것은, 아주 간단한 채널 정도의 변경은 가능하지만, 결국 유무선의 도움을 받아서 작업을 진행해야 원하는 작업을 완료할 수 있다.

도 9는 본 발명에서 제안하는 하나의 Gathering AP를 통하여 서버(PC)로 데이터를 전송하는 방법을 설명하는 도면이다.

도시된 바와 같이 지그비 모듈(1451)을 내장한 복수개의 무선타워램프(1000)중 하나를 Gathering AP로 지정한 경우, Gathering AP 역할을 무선타워램프는 인접한 복수개의 무선타워램프(1000)들로부터 소정의 데이터 정보를 수신하여 서버(20)로 무선 전송할 수 있다.

도 9의 위 도면은 리시버(1500)을 이용하여 서버(20)로 전송하는 경우를 나타내고, 아래 도면은 WIFI 모듈(1452)을 이용하여 무선으로 서버(20)로 전송하는 경우를 나타낸다.

도 10은 여러 개의 중계기와 Gathering AP를 통한 서버(PC)로의 데이터 전송

도 11은 도 9와 달리 적어도 2 개 이상으로 이루어지는 Gathering AP를 통하여 무선타워램프의 데이터 정보를 취합하여 서버(PC)로 전송하는 개념을 설명하는 도면이다.

즉, 도 11의 경우, 무선타워램프는 하나의 그룹내에서라도 Gathering AP를 두 개 이상 다중으로 지정할 수 있는 방법을 설명한다.

통상 한 그룹내에서의 중계 AP는 여러 개가 될 수 있지만, 통신규약의 제약으로 인해 Gathering AP는 반드시 하나이어야만 하지만, 본 발명의 모든 무선타워램프는 Gathering AP를 두 개 이상 지정할 수 있게 할 수 있기 때문에 만약에 사태시 발생할 수 있는 부하 집중을 쉽게 분산시킬 수 있다는 이점이 있다.

도 12는 전후단 무선타워램프와의 1:1 통신을 설명하는 도면이다.

도 12의 경우, 각각의 무선타워램프의 전후단 순번을 알도록 하였고, 각 무선타워램프간 1:1 통신이 되도록 함으로써, 타워램프의 상태신호뿐만 아니라, 타워램프 이외의 설비/장비에 대한 명령도 인식하도록 하여, 설비/장비의 전후단 상태까지 제어할 수 있도록 하였다.

도 13은 타워램프 상태정보를 서버(PC)로 보내는 자료 흐름도이다.(무선타워램프 AP 사용시)

도 13은 각각의 타워램프에서 보내어 온 램프 상태 또는 설비/장비의 신호를 Gathering AP에서 받아서 서버(PC)로 보내는 방식을 설명한다.

여기서 중요한 것은 Zigbee에서 통신을 한 뒤에, 서버(PC)로 보내는 취합 자료는 WIFI를 통해서 전달하도록 한 것이다. 이렇게 함으로써 서버(PC)에 별도 장비의 부착없이 바로 통신이 가능하도록 한 장점이 있다.

도 14는 타워램프 상태정보를 서버(PC)로 보내는 자료 흐름도이다.(외부 확장용 AP 사용시)

도 14의 경우, 각각의 타워램프에서 보내어 온 램프 상태 또는 설비/장비의 신호를 외부 확장용 AP에서 받아서 서버(PC)로 보내는 그림이다.

여기서 중요한 것은, 도 13과 같이, 역시 Zigbee 통신을 한 뒤에, 서버(PC)로 보내는 취합 자료는 일반 LAN을 통해서 전달하도록 한 것인데, 이렇게 함으로써 서버(PC)에 별도 장비의 부착없이 바로 통신이 가능하도록 한 장점이 있다.

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도 15는 서버(PC)에서 타워램프로의 명령 전송도이다.(무선타워램프 AP 사용시)

도 15의 경우, 서버(PC)에서 타워램프로 명령을 전송할 때 Gathering AP의 WIFI를 통해서 명령을 전달하는 그림이다. 도 13과 도 14에서와 같이 서버(PC)에서 별도의 장비의 부착없이 WIFI로 명령을 보내고, Gathering AP에서는 WIFI로 받은 명령을 Zigbee로 전달해 주는 작업이 포인트이다

도 16은 서버(PC)에서 타워램프로의 명령 전송도이다, (외부 확장용 AP 사용시)

도 16은 서버(PC)에서 타워램프로 명령을 전송할 때 외부 확장용 AP의 일반 LAN을 통해서 명령을 전달하는 도면이다. 도 15에서와 같이 서버(PC)에서 별도의 장비의 부착없이 일반 LAN으로 명령을 보내고, 외부 확장용 AP에서는 일반 LAN으로 받은 명령을 Zigbee로 전달해 주는 작업이 포인트이다.

지금까지 설명한 본 발명에 따른 타워램프 상태 모니터링용 무선 타워램프 정보 관리 시스템은 다음과 같은 효과를 가진다.

본 발명의 무선타워램프는 기본적인 타워램프의 기능에 더하여 무선으로 타워램프의 상태를 PC나 서버로 전달해 주는 것 뿐만 아니라, 무선통신의 최대의 문제점인 통신부하를 최대한 줄이기 위해 역할의 변경이 용이하도록 하여 AP의 다중 역할 지정으로 하여 통신 부하를 분산하도록 하였다. 또한 많은 쓸모없는 점멸신호를 단순화하여 신호를 적게 전송하도록 하여 통신 부하와 데이터 누적을 획기적으로 줄일 수 있도록 하였다.

본 발명의 무선타워램프는 각각의 타워램프의 전후단 순번을 알도록 하여, 타워램프의 상태신호뿐만 아니라, 타워램프 이외의 설비/장비에 대한 명령도 인식하도록 하여, 설비/장비의 전후단 상태까지 제어할 수 있도록 하였다.

이러한 기능들로 인하여 본 발명의 무선타워램프는 무선통신이라는 불완전한 통신신호를 안정적이고 신뢰성 있게 운영이 가능할 뿐만 아니라, 타워램프 이외의 설비/장비의 상태까지 제어할 수 있는 확장성을 가지게 된다.

Claims (7)

1. 타워램프 상태 모니터링용 무선 타워램프 정보 관리 시스템으로서,
   Zigbee 모듈과 WIFI 모듈을 구비하는 복수개의 무선타워램프와,
   상기 복수개의 무선타워램프와 무선 연동되는 서버를 구비하며,
   상기 무선타워램프 상호간 무선 정보 송수신은 상기 복수개의 무선타워램프 각각에 구비된 Zigbee 모듈을 이용한 Zigbee 무선 통신에 의하여 이루어지고,
   상기 복수개의 무선타워램프와 상기 서버간 무선 정보 송수신은 상기 복수개의 무선타워램프 각각에 구비된 WIFI모듈을 이용한 WIFI 무선 통신에 의하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 타워램프 상태 모니터링용 무선 타워램프 정보 관리 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수개의 무선타워램프 각각은 UART 통신 라인을 통하여 설비/장비연결되며, 상기 설비/장비의 상태정보는 상기 UART 통신 라인을 통하여 상기 무선타워램프로 전송되는 것을 특징으로 하는 타워램프 상태 모니터링용 무선 타워램프 정보 관리 시스템.
3. 제 1 항에 있어서,
   소정의 설비/장비와 개별적으로 연결되어 있는 상기 복수개의 무선타워램프 각각이 제 1 내지 제 N 번째 무선타워램프로 순차적으로 배치되어 있다고 가정하는 경우(N은 2 이상의 자연수),
   소정의 k번째(1≤k≤N) 무선타워램프와 연결되어 있는 소정의 설비/장비에 상태정보에 따라서, 상기 k번째 무선타워램프는 상기 k번째 무선타워램프의 전단에 위치하는 무선타워램프 또는 후단에 위치하는 무선타워램프로 작업대기 명령을 무선 송신할 수 있는 것을 특징으로 하는 타워램프 상태 모니터링용 무선 타워램프 정보 관리 시스템.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수개의 무선타워램프중 적어도 하나 이상의 무선타워램프는 타 타워램프의 상태정보를 수신하여 상기 서버로 전송할 수 있는 중계 기능을 갖는 AP 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 타워램프 상태 모니터링용 무선 타워램프 정보 관리 시스템.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수개의 무선타워램프중 적어도 하나 이상의 무선타워램프는 자신을 제외한 모든 무선타워램프의 상태정보 취합 수신하여 상기 서버로 전송할 수 있는 취합 기능을 갖는 AP 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 타워램프 상태 모니터링용 무선 타워램프 정보 관리 시스템.
6. 제 1 항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 복수개의 무선타워램프 각각의 상태 정보는 상기 복수개의 무선타워램프 각각에 구비된 메모리에 저장되는 것을 특징으로 하는 타워램프 상태 모니터링용 무선 타워램프 정보 관리 시스템.
7. 제 1 항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 복수개의 무선타워램프 각각은 RF 태그를 더 구비하며,
   상기 RF 태그와의 NFC 통신이 가능한 NFC 단말기를 이용하여 상기 복수개의 무선타워램프 각각의 초기 설정값을 변경한 것을 특징으로 하는 타워램프 상태 모니터링용 무선 타워램프 정보 관리 시스템.

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