KR20190102806A - 무선 ＩｏＴ 기반 원격 진단장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 IoT 기반 원격 진단장치에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 무선 IoT 기반 원격 진단장치는, 냉동기에 전원을 공급 또는 차단하는 전원부와, 외부의 관리서버와 통신하는 통신부와, 상기 냉동기의 전류 또는 전압을 감지하는 전력감지부와, 기 설정된 시간 스케줄로 상기 냉동기의 전력정보를 획득하여 상기 통신부를 통해 상기 관리서버로 전송하고, 상기 전력정보가 기 설정된 범위를 벗어나는 경우 상기 관리서버로부터 제어신호를 수신하여 상기 전원부를 통해 상기 냉동기의 전원을 차단시키는 제어부를 포함한다. 이에 따라, 냉동기의 전력량을 감시하여 신속하게 고장진단을 할 수 있다.

Description

무선 ＩｏＴ 기반 원격 진단장치{APPARATUS FOR MONITORING BASED WIRELESS IoT}
본 발명은 무선 IoT 기반 원격 진단장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실시간으로 냉동기의 상태를 감시하여 오작동을 조기에 파악하는 기술이 개시된다.
일반적으로 고기를 숙성 저장하는 숙성용 냉장고로 판매되는 제품의 경우 온도를 주요 제어요인으로 삼고 있다. 기존 업소용 냉장고와 비교하여 송풍기능이 강화되어 있으나, 건조 숙성에 요구되는 풍속 조건에는 미달하여 해당 제품 내에서 건조 숙성을 진행할 경우 해당 고기를 소비자에게 판매하기 어려운 수준이다. 또한, 냉동기기 등은 정전이나 전력고장으로 인해 짧은 시간에도 저장된 식재료가 상하게 되는 문제가 종종 발생하곤 한다.
종래의 기술 중 대한민국등록허 제1261405호(2013. 05. 10 공고)는 "육류의 건조숙성장치"에 관한 것으로, 육류를 저장하여 숙성시키는 숙성부와, 이 숙성부 내에 냉기를 공급하는 냉기공급부와, 숙성부 내에 가습하는 가습부와, 숙성부 내에 제습하거나 온도를 상승시키는 제습부를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다. 그러나, 상기 종래의 기술은 냉동기 등에 전력장치에 고장이 발생한 경우 등 복합적인 원인을 파악하기 어렵다는 한계가 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 기술적 과제는 냉동기의 전력량을 감시하여 신속하게 고장진단을 할 수 있는 무선 IoT 기반 원격 진단장치를 제공하기 위함이다.
또한, 냉동기 내부의 온도정보를 감시하여 신속하게 고장진단을 할 수 있는 무선 IoT 기반 원격 진단장치를 제공하기 위함이다.
또한, 냉동기 주변의 소리정보를 감시하여 신속하게 고장진단을 할 수 있는 무선 IoT 기반 원격 진단장치를 제공하기 위함이다.
또한, 냉동기 내부의 가스정보를 감시하여 신속하게 고장진단을 할 수 있는 무선 IoT 기반 원격 진단장치를 제공하기 위함이다.
본 발명의 실시예에 따른 무선 IoT 기반 원격 진단장치는, 냉동기에 전원을 공급 또는 차단하는 전원부와, 외부의 관리서버와 통신하는 통신부와, 상기 냉동기의 전류 또는 전압을 감지하는 전력감지부와, 기 설정된 시간 스케줄로 상기 냉동기의 전력정보를 획득하여 상기 통신부를 통해 상기 관리서버로 전송하고, 상기 전력정보가 기 설정된 범위를 벗어나는 경우 상기 관리서버로부터 제어신호를 수신하여 상기 전원부를 통해 상기 냉동기의 전원을 차단시키는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 냉동기의 응축기, 압축기, 증발기 및 팽창밸브 중 적어도 하나 이상의 온도를 감지하는 온도감지부를 더 포함하고, 상기 제어부는 기 설정된 시간 스케줄로 상기 냉동기의 온도정보를 획득하여 상기 통신부를 통해 상기 관리서버로 전송하고, 상기 관리서버로부터 상기 전력정보와 상기 온도정보를 이용하여 고장판단시 상기 냉동기의 전원을 차단시킬 수 있다.
또한, 상기 냉동기의 소음을 감지하는 소리감지부를 더 포함하고, 상기 제어부는 기 설정된 시간 스케줄로 상기 냉동기의 소리정보를 획득하여 상기 통신부를 통해 상기 관리서버로 전송하고, 상기 관리서버로부터 상기 전력정보와 상기 소리정보를 이용하여 고장판단시 상기 냉동기의 전원을 차단시킬 수 있다.
이에 따라, 냉동기의 전력량을 감시하여 신속하게 고장진단을 할 수 있다.
또한, 냉동기 내부의 온도정보를 감시하여 신속하게 고장진단을 할 수 있다.
또한, 냉동기 주변의 소리정보를 감시하여 신속하게 고장진단을 할 수 있다.
또한, 냉동기 내부의 가스정보를 감시하여 신속하게 고장진단을 할 수 있다.
도 1은 무선 IoT 기반 냉동기 오작동 감시시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선 IoT 기반 원격 진단장치의 개략적인 구성도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 사용되는 용어들은 실시예에서의 기능을 고려하여 선택된 용어들로서, 그 용어의 의미는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 후술하는 실시예들에서 사용된 용어의 의미는, 본 명세서에 구체적으로 정의된 경우에는 그 정의에 따르며, 구체적인 정의가 없는 경우는 당업자들이 일반적으로 인식하는 의미로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 무선 IoT 기반 냉동기 오작동 감시시스템의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 무선 IoT 기반 냉동기 오작동 감시시스템은 냉동기(10), 관리서버(20), 사용자 단말(30) 및 원격 진단장치(100)를 포함한다.
냉동기(10)는 내부에 음식물을 저장하는 저장장치를 포괄하는 개념으로 사용된다. 예를 들어, 냉동기(10)에는 냉장고, 저장고, 숙성고, 냉동고 등을 모두 포함할 수 있다. 냉동기(10)는 원격 진단장치(100)와 연결되어 전원을 공급받는다. 냉동기(10)는 일반적으로 냉매를 이용하여 응축기, 압축기, 증발기 등을 구비하여 열교환에 의해 내부의 온도를 저온으로 유지할 수 있다. 냉동기(10)는 내부에 온도센서나 가스센서가 설치될 수 있다.
관리서버(20)는 원격 진단장치(100)와 통신을 하여 모니터링하는 서버이다. 관리서버(20)는 기 설정된 시간 스케줄로 원격 진단장치(100)로부터 냉동기(10)의 현재 전력정보, 온도정보, 소리정보 및 가스정보 중 적어도 하나 이상을 획득할 수 있다. 관리서버(20)는 획득한 냉동기(10)의 정보들을 이용하여 냉동기(10)의 상태를 진단하고, 이상이 있는 경우 원격 진단장치(100)를 이용하여 냉동기(10)의 전원을 차단하도록 하는 것도 가능하다. 또한, 관리서버(20)는 정전시 원격 진단장치(100)의 내부전원을 이용하여 임시로 전원을 공급하도록 하거나, 고장신호를 출력하도록 하는 것도 가능하다.
사용자 단말(30)은 관리서버(20) 또는 원격 진단장치(100)와 통신을 통해 고장정보를 제공받을 수 있다. 또한, 사용자 단말(30)로부터 제어신호를 입력하여 원격 진단장치(100)를 제어하는 것도 가능하다. 사용자는 원격에서 자신의 사용자 단말(30)을 이용하여 관리서버(20)로부터 제공되는 모니터링 상황에 따라 냉동기(10)의 상태를 감시할 수 있다. 사용자 단말(30)은 관리서버(20)에서 관리하는 어플리케이션을 설치하여 이용할 수 있으며, 고정형 또는 이동형 단말을 모두 포함할 수 있다.
원격 진단장치(100)는 냉동기(10)와 연결되어 전원을 공급한다. 원격 진단장치(100)는 콘센트에 연결되어 외부로부터 공급되는 전원을 냉동기(10)로 전달한다. 이 경우, 냉동기(10)에서 소비되는 전력정보, 냉동기(10) 내부의 온도정보, 냉동기(10)의 응축기, 압축기, 증발기 등을 통해 발생하는 소리정보, 냉동기(10) 내부의 가스정보를 획득할 수 있다. 원격 진단장치(100)는 냉동기(10)의 정보를 기 설정된 시간 스케줄로 관리서버(20)로 전송할 수 있다. 원격 진단장치(100)는 냉동기(10)의 고장이 발생시 전원을 차단할 수 있다. 또한, 원격 진단장치(100)는 정전시 내부전원을 이용하여 관리서버(20)와 통신하는 것도 가능하다.
이하, 도 2를 참조하여 원격 진단장치(100)에 대해 구체적으로 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선 IoT 기반 원격 진단장치의 개략적인 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 무선 IoT 기반 원격 진단장치(100)는 전원부(110), 통신부(120), 전력감지부(130) 및 제어부(140)를 포함한다.
전원부(110)는 냉동기에 전원을 공급 또는 차단한다. 전원부(110)는 콘센트와 연결되어 외부의 전원을 공급다고, 냉동기와 연결되어 외부의 전원을 전달한다. 전원부(110)는 스위치 제어를 통해 냉동기에 공급되는 전원을 차단할 수 있다. 전원부(110)는 내부배터리를 이용하여 외부의 전원이 공급시 내부배터리를 충전할 수 있다. 이는 외부의 전원이 차단되는 경우 임시로 내부배터리를 이용하여 통신을 하도록 하기 위함이다. 전원부(110)는 외부의 전원 공급이 중단되는 경우 즉시 내부배터리를 통해 자체 전원으로 고장신호를 관리서버에 전송하도록 할 수 있다.
통신부(120)는 외부의 관리서버 또는 사용자 단말과 통신한다. 통신부(120)는 지그비(Zigbee), 저전력 무선통신 기술인 LoRa 또는 CDMA와 같은 무선통신으로 관리서버, 사용자 단말, 제어부(140)와 데이터 및 신호를 송수신할 수 있다. 통신부(120)는 냉동기에 대한 전력정보, 온도정보, 소리정보 및 가스정보 중 적어도 하나 이상에 대한 감지신호를 관리서버, 사용자 단말로 전송할 수 있다. 통신부(120)는 유선 또는 무선 방식으로 통신이 가능하다. 통신부(120)는 신호를 전송하는 것외에 자기유도방식으로 무선 전력을 충전하는 것도 가능하다.
전력감지부(130)는 냉동기의 전류 또는 전압을 감지한다. 전력감지부(130)는 기 설정된 시간 스케줄로 냉동기에서 소비되는 전류, 전압을 감지한다. 이 경우, 평균적으로 냉동기가 설정된 온도에서 소비하는 전력정보가 기 설정된 것이 바람직하다. 전력감지부(130)는 냉동기의 소비전력이 기 설정치 미만이거나 초과하는 경우 고장신호를 출력하는 것도 가능하다. 전력감지부(130)는 감지된 전력정보를 제어부(140)로 출력한다. 이 경우, 제어부(140)는 전력정보를 기초로 고장여부를 판단하거나, 외부의 관리서버로 전송하여 고장여부를 판단받도록 하는 것도 가능하다.
제어부(140)는 기 설정된 시간 스케줄로 냉동기의 전력정보를 획득하여 통신부(120)를 통해 관리서버로 전송한다. 이 경우, 냉동기의 전력정보는 저전력 무선통신 기술인 LoRa 방식으로 전송될 수 있으나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다. 제어부(140)는 전력정보가 기 설정된 범위를 벗어나는 경우 관리서버로부터 제어신호를 수신하여 전원부(110)를 통해 냉동기의 전원을 차단시킬 수 있다. 또한, 제어부(140)는 전력정보에 대하여 직접 판단하여 전원부(110)로 하여금 전원을 차단시키도록 하는 것도 가능하다. 또한, 제어부(140)는 전원부(110)를 통해 외부의 전원이 차단되거나, 냉동기 내부에서 소비되는 전력이 차단되는 경우 관리서버로 고장신호를 출력하도록 할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 무선 IoT 기반 원격 진단장치(100)는 온도감지부(150)를 더 포함할 수 있다. 온도감지부(150)는 냉동기 내부의 온도를 기 설정된 시간 스케줄로 감지할 수 있다. 이 경우, 온도감지부(150)는 냉동기 외부의 온도를 감지하는 것도 가능하며, 더욱 상세하게는 응축기, 압축기, 증발기 주변의 온도를 감지하여 화재 여부를 감지하는 것도 가능하다. 온도감지부(150)는 기 설정된 온도편차 이상으로 온도가 하강하거나 상승하는 경우 이를 제어부(140)로 온도정보를 출력할 수 있다. 온도감지부(150)는 냉동기 내부가 복수의 구역으로 서로 다른 온도가 설정된 경우 복수개로 나누어서 온도를 감지할 수도 있다.
이 경우, 제어부(140)는 기 설정된 시간 스케줄로 냉동기의 온도정보를 획득하여 통신부(120)를 통해 관리서버로 전송할 수 있다. 냉동기의 온도정보는 설정온도 및 현재 감지된 온도정보를 모두 포함할 수 있다. 제어부(140)는 관리서버로부터 전력정보와 온도정보를 이용하여 고장판단시 냉동기의 전원을 차단시키도록 할 수 있다. 온도정보는 냉동기 안에 보관되는 음식물의 상태에 직접적인 영향을 미치므로 온도정보의 확인주기는 사용자 설정에 의해 달라질 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 무선 IoT 기반 원격 진단장치(100)는 소리감지부(160)를 더 포함할 수 있다. 소리감지부(160)는 냉동기의 소음을 감지하여 제어부(140)로 출력한다. 소리감지부(160)는 냉동기로부터 기 설정된 소음 이상이 감지되면 이를 녹음하여 제어부(140)로 출력할 수 있다. 예를 들어, 소리감지부(160)는 냉동기의 응축기, 압축기, 증발기 부근의 소음을 감지할 수 있다. 이는 냉동기의 이상이 발생시 응축기, 압축기, 증발기에서 고장인 경우 평소와는 다른 소음이 발생하는 것을 감지하기 위함이다. 소리감지부(160)는 초음파정보도 추가로 수신하는 것도 가능하다. 초음파정보는 냉동기로부터 발생하는 미세한 소리정보로 고장 여부를 사전에 감지할 수 있다.
이 경우, 제어부(140)는 기 설정된 시간 스케줄로 냉동기의 소리정보를 획득하여 통신부(120)를 통해 관리서버로 전송한다. 제어부(140)는 관리서버로부터 전력정보와 소리정보를 이용하여 고장판단시 냉동기의 전원을 차단시킬 수 있다. 예를 들어, 제어부(140)는 전력정보와 소리정보를 이용하여 고장 여부에 대한 판단을 보다 정확하게 할 수 있다. 또한, 제어부(140)는 전력정보, 온도정보 및 소리정보 중 적어도 하나 이상을 이용하여 고장 여부를 판단할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 무선 IoT 기반 원격 진단장치(100)는 가스감지부를 더 포함할 수 있다. 가스감지부는 냉동기 내부의 일산화탄소, 이산화탄소, 질소 등의 농도를 감지할 수 있다. 가스감지부는 냉동기 내부의 음식물로부터 발생하는 가스와 전기화학적으로 반응하여 가스를 감지한다. 여기서, 가스는 음식물이 유기체에 의해 부패되어 가스가 발생하는 물질을 포괄하는 의미로 사용된다. 또한, 가스감지부는 가스와 반응하는 서로 다른 복수의 특성 반도체 칩 어레이로 구성될 수 있다. 이 경우, 복수의 반도체칩은 MOS(metal oxide semiconductor) 또는 MOSFET(metal oxide semiconductor field effect transistor), CP(conducting organic polymer), PC(piezoelectric crystals)이 사용될 수 있으나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.
또한, 가스감지부는 감지된 가스의 구성 성분을 통계적 학습 알고리즘을 이용하여 분류한다. 예를 들어, 가스분류부(122)는 ANN(Artificial Neural Network), SVM(Support Vector Machine) 및 K-nearest 알고리즘 중 적어도 하나의 방식을 이용하여 감지된 가스의 구성 성분을 분류할 수 있다. 예를 들어, ANN 학습알고리즘 중 멀티 레이어 ANN은 입력 레이어, 히든 레이어 및 출력 레이어로 구성되며, 입력 레이어의 뉴런의 개수는 반도체 칩의 어레이의 개수에 대응하며, 히든 레이어의 뉴런의 개수는 실험에 의해 결정되며, 출력 레이어의 뉴런의 개수는 클래스의 개수에 대응한다. 이와 같이, 가스분류부(122)는 학습 알고리즘을 이용하여 감지된 가스의 구성 성분을 분류하게 된다
이 경우, 제어부(140)는 기 설정된 시간 스케줄로 냉동기의 가스정보를 획득하여 통신부(120)를 통해 관리서버로 전송한다. 제어부(140)는 관리서버로부터 전력정보와 가스정보를 이용하여 고장판단시 냉동기의 전원을 차단시킬 수 있다. 기 설정된 가스밀도 이상으로 가스가 발생시 내부 온도 증가에 따른 음식물이 부폐하는 것을 나타내므로 냉동기의 고장으로 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어부(140)는 전력정보와 가스정보를 이용하여 고장 여부에 대한 판단을 보다 정확하게 할 수 있다. 또한, 제어부(140)는 전력정보, 온도정보, 소리정보 및 가스정보 중 적어도 하나 이상을 이용하여 고장 여부를 판단할 수 있다.
이상에서 본 발명은 도면을 참조하면서 기술되는 바람직한 실시예를 중심으로 설명되었지만 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 본 발명은 기재된 실시예로부터 도출 가능한 자명한 변형예를 포괄하도록 의도된 특허청구범위의 기재에 의해 해석되어져야 한다.
100 : 원격 진단장치
110 : 전원부
120 : 통신부
130 : 전력감지부
140 : 제어부
150 : 온도감지부
160 : 소리감지부

Claims (3)

  1. 냉동기에 전원을 공급 또는 차단하는 전원부;
    외부의 관리서버와 통신하는 통신부;
    상기 냉동기의 전류 또는 전압을 감지하는 전력감지부;
    복수의 상기 냉동기로부터 기 설정된 시간 스케줄로 전력정보를 획득하여 상기 통신부를 통해 상기 관리서버로 전송하여 고장진단정보를 생성하고, 상기 전력정보가 기 설정된 고장진단범위를 벗어나는 경우 상기 관리서버로부터 제어신호를 수신하여 상기 전원부를 통해 상기 냉동기의 전원을 차단시키는 제어부를 포함하는 무선 IoT 기반 원격 진단장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 냉동기의 응축기, 압축기, 증발기 및 팽창밸브 중 적어도 하나 이상의 온도를 감지하는 온도감지부를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    기 설정된 시간 스케줄로 상기 냉동기의 온도정보를 획득하여 상기 통신부를 통해 상기 관리서버로 전송하고, 상기 관리서버로부터 상기 전력정보와 상기 온도정보를 이용하여 고장판단시 상기 냉동기의 전원을 차단시키는 무선 IoT 기반 원격 진단장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 냉동기의 소음을 감지하는 소리감지부를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    기 설정된 시간 스케줄로 상기 냉동기의 소리정보를 획득하여 상기 통신부를 통해 상기 관리서버로 전송하고, 상기 관리서버로부터 상기 전력정보와 상기 소리정보를 이용하여 고장판단시 상기 냉동기의 전원을 차단시키는 무선 IoT 기반 원격 진단장치.
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