KR20190035014A - 저전력 소형화 스마트 무선계측 및 데이터의 관리 시스템 - Google Patents

저전력 소형화 스마트 무선계측 및 데이터의 관리 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 저전력 소형화 스마트 무선계측 및 데이터의 관리 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 타이머를 이용하여 필요한 경우에만 데이터를 기록하고 컴퓨팅 보드 메모리의 데이터 스토리지가 채워지면 주기적으로 통신사 서버를 이용하여 데이터 베이스에 데이터를 전송하도록 하는 저전력 소형화 스마트 무선계측 및 데이터의 관리 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 일 실시예는 타이머 및 CPU가 구성되는 컴퓨팅 보드와, 컴퓨팅 보드에 연결된 복수의 계측 센서와, 컴퓨팅 보드에 전원을 공급하는 배터리와, 컴퓨팅 보드에 연결되어 계측 센서에서 계측된 계측 데이터를 저장하는 메모리와, 컴퓨팅 보드에 연결되어 계측 센서에서 계측된 계측 데이터를 송신하는 통신모듈로 이루어지는 계측부와; 계측부에서 계측된 계측 데이터를 통신모듈로 무선으로 통신사 서버를 통하여 전송받아 누적하는 데이터 베이스와; 데이터 베이스에 누적된 계측 데이터를 통신사 서버를 통하여 전송받는 사용자 단말;로 이루어지며, 계측부의 컴퓨팅 보드의 타이머를 이용하여 메모리에 계측 센서에 의해 계측된 데이터 누적시 일정 시간마다 계측 데이터를 실시간으로 데이터 베이스로 전송하도록 한다.

Description

저전력 소형화 스마트 무선계측 및 데이터의 관리 시스템{MEASUREMENT SYSTEM}
본 발명은 저전력 소형화 스마트 무선계측 및 데이터의 관리 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 타이머를 이용하여 필요한 경우에만 데이터를 기록하고 컴퓨팅 보드 메모리의 데이터 스토리지가 채워지면 주기적으로 통신사 서버를 이용하여 데이터 베이스에 데이터를 전송하도록 하는 저전력 소형화 스마트 무선계측 및 데이터의 관리 시스템에 관한 것이다.
종래의 기술은 계측센서와 데이터를 취합하는 장치인 로거(Logger)로 구성되어 있으며, 로거를 유지하기 위한 전원과 무선으로 데이터를 보내주기 위한 통신모듈로 구성되어 있다. 따라서, 원거리 통신모듈로 취합하지 않을 경우, 주기적으로 데이터를 수집해 주어야 하며, 또한 종래의 계측기술은 상시전원으로 계측 값이 생길 때마다, 반복적으로 누적을 하고 있으며, 데이터를 취득한 이후에 유효한 데이터를 선별하고 사용하여야 하였다.
본 발명의 배경이 되는 기술로는 특허등록 제0757257호 "원자력 발전소의 계측 시스템 및 이를 이용한 계측 방법"(특허문헌 1)이 있다. 상기 배경기술에서는 '원자력 발전소 격납건물 내부에 설치되어 내부 온도 및 습도를 측정하여 무선으로 데이터 신호를 전송하는 다수의 무선 계측기와; 상기 다수의 무선 계측기에서 측정된 온도 및 습도 데이터를 전송받아 상기 격납건물 내부의 공기질량을 계산하고 이전에 측정된 값과 비교하여 분석하는 및 상기 다수의 무선 계측기에 동기 신호를 전송하는 서버 및; 상기 무선 계측기에서 전송된 무선 신호를 수신하여 상기 서버로 공급하고, 상기 서버로부터의 동기 신호를 상기 다수의 무선 계측기로 공급하는 중계기를 구비한 것을 특징으로 하는 원자력 발전소의 계측 시스템'을 제안한다.
그러나 상기 배경기술과 같이, 상시적으로 가동되는 계측시스템은 전원문제가 발생하며, 누적되는 데이터의 량이 많아져서 취합 후, 필요한 데이터를 고르고, 분석하는 작업이 필요하기 때문에 데이터 취득주기가 짧아야 하는 문제점이 있었다.
특허등록 제0757257호 "원자력 발전소의 계측 시스템 및 이를 이용한 계측 방법"
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 타이머를 이용하여 필요한 경우에만 데이터를 기록하고 컴퓨팅 보드 메모리의 데이터 스토리지가 채워지면 주기적으로 통신사 서버를 이용하여 데이터 베이스에 데이터를 전송하도록 하는 것으로, 계측데이터가 발생하는 순간 자체 필터링 조건에서 판단하여, 유효한 데이터일 경우만 누적하며, 타이머와 Sleep 기능을 사용하여 이벤트가 발생하는 순간만 가동함으로써 저전력을 유지할 수 있는 효과가 있으며, 커버리지가 넓은 통신사의 5G, 인터넷 서비스 등의 통신사 서버를 이용하여 데이터 베이스에 계측 데이터를 주기적으로 누적함으로써, 계측기기의 소형화 및 서비스를 원활하게 제공할 수 있고 필터링 조건을 원격으로 유지관리 할 수 있는 저전력 소형화 스마트 무선계측 및 데이터의 관리 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 타이머 및 CPU가 구성되는 컴퓨팅 보드와, 컴퓨팅 보드에 연결된 복수의 계측 센서와, 컴퓨팅 보드에 전원을 공급하는 배터리와, 컴퓨팅 보드에 연결되어 계측 센서에서 계측된 계측 데이터를 저장하는 메모리와, 컴퓨팅 보드에 연결되어 계측 센서에서 계측된 계측 데이터를 송신하는 통신모듈로 이루어지는 계측부와; 계측부에서 계측된 계측 데이터를 통신모듈로 무선으로 통신사 서버를 통하여 전송받아 누적하는 데이터 베이스와; 데이터 베이스에 누적된 계측 데이터를 통신사 서버를 통하여 전송받는 사용자 단말;로 이루어지며, 계측부의 컴퓨팅 보드의 타이머를 이용하여 메모리에 계측 센서에 의해 계측된 데이터 누적시 일정 시간마다 계측 데이터를 실시간으로 데이터 베이스로 전송하도록 하는 것을 특징으로 하는 저전력 소형화 스마트 무선계측 및 데이터의 관리 시스템을 제공하고자 한다.
또한, 컴퓨팅 보드의 CPU에서 자체연산하여 계측 센서로 계측 데이터 취득시, 계측 데이터가 유효한지 여부를 판단하여 메모리에 저장하는 것을 특징으로 하는 저전력 소형화 스마트 무선계측 및 데이터의 관리 시스템을 제공하고자 한다.
또한, 배터리는 직접 외부 전원공급 또는 태양광 발전장치를 연결하여 전원 공급하도록 하는 것을 특징으로 하는 저전력 소형화 스마트 무선계측 및 데이터의 관리 시스템을 제공하고자 한다.
또한, 통신사 서버를 통하여 계측 데이터 정보를 수신받는 사용자 이동단말이 추가 구성되며, 이동단말을 통하여 사용자가 통신사 서버를 통하여 데이터 베이스를 직접 제어할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 저전력 소형화 스마트 무선계측 및 데이터의 관리 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 저전력 소형화 스마트 무선계측 및 데이터의 관리 시스템은 타이머를 이용하여 필요한 경우에만 데이터를 기록하고 컴퓨팅 보드 메모리의 데이터 스토리지가 채워지면 주기적으로 통신사 서버를 이용하여 데이터 베이스에 데이터를 전송하도록 하는 것으로, 계측데이터가 발생하는 순간 자체 필터링 조건에서 판단하여, 유효한 데이터일 경우만 누적하며, 타이머와 Sleep 기능을 사용하여 이벤트가 발생하는 순간만 가동함으로써 저전력을 유지할 수 있는 효과가 있으며, 커버리지가 넓은 통신사의 5G, 인터넷 서비스 등의 통신사 서버를 이용하여 데이터 베이스에 계측 데이터를 주기적으로 누적함으로써, 계측기기의 소형화 및 서비스를 원활하게 제공할 수 있고 필터링 조건을 원격으로 유지관리 할 수 있는 매우 유용한 효과가 있다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 저전력 소형화 스마트 무선계측 및 데이터의 관리 시스템의 개략적인 구성을 도시한 구성도이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
이하 바람직한 실시예에 따라 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 저전력 소형화 스마트 무선계측 및 데이터의 관리 시스템의 개략적인 구성을 도시한 구성도이다.
도 1에서와 같이, 본 발명은 저전력 소형화 스마트 무선계측 및 데이터의 관리 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 계측부(10)의 컴퓨팅 보드(11)에서 타이머(111)를 이용하여 필요한 경우에만 계측 센서(12)에 의해 계측된 계측 데이터를 메모리(14)에 기록하고 메모리(14)의 데이터 스토리지가 채워지면 통신모듈(15)을 통하여 주기적으로 통신사 서버(50)를 이용하여 데이터 베이스(20)에 데이터를 전송하고 사용자 단말(30)에서 데이터 베이스(20)에 접속할 수 있도록한다.
본 발명의 저전력 소형화 스마트 무선계측 및 데이터의 관리 시스템의 계측부(10)는 컴퓨팅 보드(11)와, 복수의 계측 센서(12)와, 배터리(13)와, 메모리(14)와 통신모듈(15)로 이루어진다.
컴퓨팅 보드(11)는 MCU(Micro Control Unit) 보드 또는 소형컴퓨터유닛(SBC ; Single-Board Computers) 등 소형제품을 사용할 수 있으며, 이와 같은 컴퓨팅 보드(11)에는 타이머(111)와 자체연산이 가능한 CPU(112)가 구성된다.
이때, 컴퓨팅 보드(11)에는 공지의 다양한 복수의 계측 센서(12)가 구성되어 데이터를 계측할 수 있도록 하며, 컴퓨팅 보드(11)에 연결되어 계측 센서(12)에서 계측된 계측 데이터를 저장하도록 메모리(14)가 구성된다.
이와 같은 컴퓨팅 보드(11)에는 전원 공급을 위하여 별도의 배터리(13)가 구성되는데, 배터리(13)는 직접 외부 전원을 연결하여 배터리(13)로 전원을 공급할 수도 있으며, 배터리(13)의 일측에 태양광 발전장치(131)를 연결하여 태양광에 의하여 지속적으로 배터리(13)에 전원을 공급하도록 할 수도 있다. 본 발명이 주로 적용되는 발전소, 배수로, 최종 방류구 등 플랜트는 본 시설과 떨어진 상시전원이 공급 및 관리가 어려운 곳이기 때문에, 이와 같이 태양광 충전 등을 이용하여 상시계측 관리하기 용이하도록 할 수 있다.
이와 같이, 배터리(13)에 외부 전원 공급 충전 또는 태양광 충전을 구성하여배터리 교체주기를 길게 유지함으로써 운영기간을 늘리고 배터리의 수명을 연장하도록 할 수 있다.
이와 같은 계측부(10)에서는 데이터를 계측하고 저장하는 역할을 하며, 계측부(10)에서 계측된 데이터를 데이터 베이스(30)에 전송할 수 있도록 별도의 통신모듈(15)이 컴퓨팅 보드(11)에 구성되도록 한다.
통신모듈(15)은 3g, LTE 등의 통신망을 이용하여 통신사 서버(50)로 계측 데이터를 무선송신하도록 한다.
통신모듈(15)에서 전송된 계측 데이터는 통신사 서버(50)를 통하여 통신사 서버(50)와 연결된 데이터 베이스(20)로 전송하여 저장하도록 한다.
통신사 서버(50)는 커버리지(coverage)가 넓은 5g 통신모듈로 통신사 서버를 활용할 수 있다.
이와 같이, 데이터 베이스(20)에 계측 데이터가 누적되며, 통신사 서버(50)를 통하여 사용자가 사용자 단말(30)로 WEB, 인터넷 접속등을 통하여 접속하여 계측 데이터를 이용할 수 있도록 한다.
사용자 단말(30)은 컴퓨터 등이 될 수도 있고, 특히, 사용자 단말(30)과는 별도로 스마트폰, 태블릿 등의 사용자 이동단말(40)이 추가 구성되도록 하여, 이동단말(40)을 통하여 사용자가 데이터 베이스(20)를 직접 제어 하거나, 문자메세지, 인터넷, 알람 등으로 상황정보를 수신할 수 있도록 할 수도 있다.
사용자 단말(30)이나 이동단말(40)은 누적된 데이터를 사용자에게 서비스하는 서버측SW(FTP, WEB서비스 등)이 구비될 수 있으며, 이를 접속하여 확인하도록 별도의 사용자측 UI SW가 공지의 다양한 방법 등에 의하여 구성될 수 있다.
이와 같이 구성되는 본 발명의 저전력 소형화 스마트 무선계측 및 데이터의 관리 시스템은, 계측부(10)의 컴퓨팅 보드(11)의 타이머(111)를 이용하여 메모리(14)에 계측 센서(11)에 의해 계측된 데이터 누적시 일정 시간마다 계측 데이터를 실시간으로 데이터 베이스(20)로 전송하도록 하여, 메모리(14)에 데이터 누적시 정기적으로 계측 데이터를 비워낼 수 있도록 한다.
또한, 타이머(111)의 슬립(sleep)기능을 유지시킴으로써 일정조건에 도달하면 슬립기능을 해제하고 계측 데이터를 전송하도록 하여 전력소모를 최소화할 수 있는 것이다.
특히, 계측 센서(12)에서 계측된 데이터는 실시간으로 컴퓨팅 보드(11)의 CPU(112)에서 자체연산하여 계측 데이터가 유효한지 여부를 판단하여 메모리(14)에 저장하도록 하여, 조건 필터링으로 걸러서 저장함으로써 보다 유효한 데이터를 컴팩트 하게 취득할 수 있도록 할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 저전력 소형화 스마트 무선계측 및 데이터의 관리 시스템은 타이머를 이용하여 필요한 경우에만 데이터를 기록하고 컴퓨팅 보드 메모리의 데이터 스토리지가 채워지면 주기적으로 통신사 서버를 이용하여 데이터 베이스에 데이터를 전송하도록 하는 것으로, 계측데이터가 발생하는 순간 자체 필터링 조건에서 판단하여, 유효한 데이터일 경우만 누적하며, 타이머와 Sleep 기능을 사용하여 이벤트가 발생하는 순간만 가동함으로써 저전력을 유지할 수 있는 효과가 있으며, 커버리지가 넓은 통신사의 5G, 인터넷 서비스 등의 통신사 서버를 이용하여 데이터 베이스에 계측 데이터를 주기적으로 누적함으로써, 계측기기의 소형화 및 서비스를 원활하게 제공할 수 있고 필터링 조건을 원격으로 유지관리 할 수 있는 매우 유용한 효과가 있다.
지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
10 : 계측부
11 : 컴퓨팅 보드
111 : 타이머
112 : CPU
13 : 배터리
14 : 메모리
15 : 통신모듈
20 : 데이터 베이스
30 : 사용자 단말
40 : 이동단말
50 : 통신사 서버

Claims (4)

  1. 타이머(111) 및 CPU(112)가 구성되는 컴퓨팅 보드(11)와, 컴퓨팅 보드(11)에 연결된 복수의 계측 센서(12)와, 컴퓨팅 보드(11)에 전원을 공급하는 배터리(13)와, 컴퓨팅 보드(11)에 연결되어 계측 센서(12)에서 계측된 계측 데이터를 저장하는 메모리(14)와, 컴퓨팅 보드(11)에 연결되어 계측 센서(12)에서 계측된 계측 데이터를 송신하는 통신모듈(15)로 이루어지는 계측부(10)와;
    계측부(10)에서 계측된 계측 데이터를 통신모듈(15)로 무선으로 통신사 서버(50)를 통하여 전송받아 누적하는 데이터 베이스(20)와;
    데이터 베이스(20)에 누적된 계측 데이터를 통신사 서버(50)를 통하여 전송받는 사용자 단말(30);로 이루어지며,
    계측부(10)의 컴퓨팅 보드(11)의 타이머(111)를 이용하여 메모리(14)에 계측 센서(11)에 의해 계측된 데이터 누적시 일정 시간마다 계측 데이터를 실시간으로 데이터 베이스(20)로 전송하도록 하는 것을 특징으로 하는 저전력 소형화 스마트 무선계측 및 데이터의 관리 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    컴퓨팅 보드(11)의 CPU(112)에서 자체연산하여 계측 센서(12)로 계측 데이터 취득시, 계측 데이터가 유효한지 여부를 판단하여 메모리(14)에 저장하는 것을 특징으로 하는 저전력 소형화 스마트 무선계측 및 데이터의 관리 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    배터리(13)는 직접 외부 전원공급 또는 태양광 발전장치(131)를 연결하여 전원 공급하도록 하는 것을 특징으로 하는 저전력 소형화 스마트 무선계측 및 데이터의 관리 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    통신사 서버(50)를 통하여 계측 데이터 정보를 수신받는 사용자 이동단말(40)이 추가 구성되며,
    이동단말(40)을 통하여 사용자가 통신사 서버(50)를 통하여 데이터 베이스(20)를 직접 제어할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 저전력 소형화 스마트 무선계측 및 데이터의 관리 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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