KR20200090652A - 통합 IoT 모듈 및 이를 이용한 IoT 기반의 설비 환경 통합 관리 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 IoT(Internet of things) 기반의 통합 관리 장치와 정보를 송수신하는 통합 IoT 모듈은, 서로 다른 통신 프로토콜을 사용하는 복수의 센서를 연결하는 센서 인터페이스부; 외부 장치와의 통신을 위한 외부 장치 인터페이스부; 상기 센서 인터페이스부를 통해 연결된 센서들 또는 설비의 작동 상태를 문자, 영상, 소리, 빛 중 적어도 하나를 통해 출력하는 출력부; 및 상기 센서 인터페이스부에 교체 또는 추가되는 센서 또는 설비를 자동으로 인식하고, 상기 센서 인터페이스부를 통해 연결된 센서들이 감지한 각 센서 데이터의 통신 프로토콜을 기 설정된 통합 프로토콜로 변환하고, 상기 통합 프로토콜로 변환된 센서 데이터를 암호화하여 상기 외부 장치 인터페이스부를 통해 상기 통합 관리 장치로 전송하고, 상기 통합 관리 장치로부터 제어명령이 수신되는 경우 제어명령에 따라 상기 센서의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 센서 인터페이스부를 통해 전송받은 측정값을 이용하여 해당 센서 또는 설비의 작동상태 및 장애 발생 여부를 판단하고, 장애 발생 시 해당 센서 또는 설비를 리셋시키고, 상기 작동상태를 상기 출력부를 통해 나타내도록 제어하고, 상기 통합 관리 장치와의 통신 단절시 미리 저장된 알고리즘을 통하여 제어하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 통합 IoT(Internet of things) 모듈 및 이를 이용한 IoT 기반의 설비 환경 통합 관리 시스템에 관한 것으로, 특히 서로 다른 통신 프로토콜을 사용하는 복수의 센서가 장착된 통합 IoT 모듈을 통해 감지된 센서 데이터들의 통신 프로토콜을 통합 프로토콜로 변환하여 분석하고, 그 분석결과에 근거하여 각 설비 환경의 이상 징후를 판단하는 통합 IoT 모듈 및 이를 이용한 IoT 기반의 설비 환경 통합 관리 시스템에 관한 것이다.
산업 현장에서 설비를 보호하고, 시설물 현장의 작업자를 보호하기 위하여 유비쿼터스 센서 네트워크(USN: Ubiquitous Sensor Network) 또는 무선 센서 네트워크 시스템 기반의 시설물 관리 기술들이 보급화되고 있다.
무선 센서 네트워크 시스템은 설비 상태 또는 설비 환경을 감지하여 센서 데이터를 생성하는 복수 개의 센서 및 센서 데이터에 기반하여 설비를 원격 모니터링하는 원격 제어 장치를 포함한다.
한편, 최근 출시된 실내외 환경관련 요소의 측정이 가능한 센서는 각각의 독립적인 모듈로, 각 센서들에서 출력되는 데이터들의 인터페이스가 다르다.
이로 인해, 다양한 종류의 환경 데이터를 수집하기 위해서는 센싱장치에 맞는 여러가지 모듈을 사용할 수 밖에 없어서, 비용이 증가하고 센서 모듈의 통합을 최적화하기 위한 시간도 많이 발생되는 문제점이 있었다.
또한, 기존의 센서 장치는 특정의 설비의 대상과만 통신할 수 있도록 회로가 설계되어 있기 때문에, 이러한 경우에는 제어 계측 대상의 사물이 추가될 때, 그 추가된 사물들에 맞게 센서 장치를 재설계 및 개발을 해야 하는 문제점이 있었다.
또한, 근거리에 위치한 장치로, 센싱된 데이터를 전송하더라도, 외부간섭으로 인해 끊김현상이 자주 발생되어, 실시간 데이터전송이 어려운 문제점이 있었다.
또한, 센서는 중계 노드를 통하여 원격 제어 시스템과 통신하나, 중계 노드의 노후 또는 고장 등의 이유로 정상적으로 동작하지 않는 경우, 중계 노드에 속한 센서 장치와의 통신이 중단되는 문제점이 있었다.
따라서, 서로 다른 통신 프로토콜을 가지는 센서들의 센싱 데이터를 하나의 통신 프로토콜로 변환하여 제공하고, 그 센싱 데이터를 통해 산업 현장의 환경 또는 설비를 통합적으로 관리할 수 있는 기술 개발이 요구되고 있다.
이에 관련하여, 발명의 명칭이 "누수 센서 운용 방법, 이를 수행하는 누수 센서 및 이를 저장하는 기록매체"인 한국등록특허 제10-1447920호가 존재한다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 서로 다른 통신 프로토콜을 가지는 센서들의 센서 데이터를 하나의 통신 프로토콜로 변환하여 제공하고, 그 센서 데이터를 통해 산업 현장의 환경 또는 설비를 통합적으로 관리할 수 있는 통합 IoT 모듈 및 이를 이용한 IoT 기반의 설비 환경 통합 관리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT(Internet of things) 기반의 통합 관리 장치와 정보를 송수신하는 통합 IoT 모듈은, 서로 다른 통신 프로토콜을 사용하는 복수의 센서를 연결하는 센서 인터페이스부; 외부 장치와의 통신을 위한 외부 장치 인터페이스부; 상기 센서 인터페이스부를 통해 연결된 센서들 또는 설비의 작동 상태를 문자, 영상, 소리, 빛 중 적어도 하나를 통해 출력하는 출력부; 및 상기 센서 인터페이스부에 교체 또는 추가되는 센서 또는 설비를 자동으로 인식하고, 상기 센서 인터페이스부를 통해 연결된 센서들이 감지한 각 센서 데이터의 통신 프로토콜을 기 설정된 통합 프로토콜로 변환하고, 상기 통합 프로토콜로 변환된 센서 데이터를 암호화하여 상기 외부 장치 인터페이스부를 통해 상기 통합 관리 장치로 전송하고, 상기 통합 관리 장치로부터 제어명령이 수신되는 경우 제어명령에 따라 상기 센서의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 센서 인터페이스부를 통해 전송받은 측정값을 이용하여 해당 센서 또는 설비의 작동상태 및 장애 발생 여부를 판단하고, 장애 발생 시 해당 센서 또는 설비를 리셋시키고, 상기 작동상태를 상기 출력부를 통해 나타내도록 제어하고, 상기 통합 관리 장치와의 통신 단절시 미리 저장된 알고리즘을 통하여 제어하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 외부장치 인터페이스부는 근거리 무선 통신이 이중화로 구현 또는 유선 통신으로 구현된 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 측정값은 장애발생 여부를 판단할 수 있는 출력전류, 출력전압, 핑-데이터(Ping data) 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 제어부는, 상기 센서 데이터들을 분석하여 설비 환경의 이상 징후를 판단하고, 이상 징후 판단시 또는 상기 통합 관리 장치로부터 이상 징후 정보 수신 시 이상 징후 발생을 알리는 알람 정보를 상기 출력부를 통해 출력하는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 IoT 기반의 설비 환경 통합 관리 시스템은 서로 다른 통신 프로토콜을 사용하는 복수의 센서가 연결되도록 구성되며, 상기 복수의 센서를 통해 감지된 각 센서 데이터의 통신 프로토콜를 통합 프로토콜로 변환하는 적어도 하나 이상의 통합 IoT(Internet of things) 모듈; 및 상기 통합 IoT 모듈로부터 통합 프로토콜로 변환된 센서 데이터를 수신하고, 상기 센서 데이터를 분석하여 각 설비 환경의 이상 징후를 판단하며, 이상 징후로 판단된 설비의 구동을 제어하는 통합 관리 장치를 포함하고, 상기 통합 IoT 모듈은 교체 또는 추가되는 센서 또는 설비를 자동으로 인식하고, 상기 통합 관리 장치로부터 제어명령이 수신되는 경우 제어명령에 따른 센서의 동작을 제어하며, 해당 센서 또는 설비의 작동상태 및 장애 발생 여부를 판단하고, 장애 발생 시 해당 센서 또는 설비를 리셋시키고, 상기 작동상태를 문자, 영상, 소리, 빛 중 적어도 하나를 통해 출력하고, 상기 통합 관리 장치와의 통신 단절시 미리 저장된 알고리즘을 통하여 제어하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, IoT 기반의 설비 환경 통합 관리 시스템은 데이터베이스 서버를 더 포함하고, 상기 통합 관리 장치는 상기 센서 데이터, 센서 데이터 분석 결과의 포맷을 기 설정된 일정한 포맷으로 변환하여 상기 데이터베이스 서버에 저장하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 통합 IoT 모듈은, 서로 다른 통신 프로토콜을 사용하는 복수의 센서를 연결하는 센서 인터페이스부; 외부 장치와의 통신을 위한 외부 장치 인터페이스부; 상기 센서 인터페이스부를 통해 연결된 센서들 또는 설비의 작동 상태를 문자, 영상, 소리, 빛 중 적어도 하나를 통해 출력하는 출력부; 및 상기 센서 인터페이스부를 통해 연결된 센서들이 감지한 각 센서 데이터의 통신 프로토콜을 기 설정된 통합 프로토콜로 변환하고, 상기 통합 프로토콜로 변환된 센서 데이터를 암호화하여 상기 외부 장치 인터페이스부를 통해 상기 통합 관리 장치로 전송하고, 상기 통합 관리 장치로부터 제어명령이 수신되는 경우 제어명령에 따라 상기 센서의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 통합 관리 장치는, 해당 시설물에 설치된 복수의 통합 IoT 모듈 또는 복수의 IoT 센서를 등록 및 관리하는 센서 관리부; 상기 통합 IoT 모듈 또는 복수의 IoT 센서로부터 센서 데이터를 수신하는 통신부; 상기 센서 데이터를 분석하여 각 설비 환경의 이상 징후 여부를 판단하고, 이상 징후로 판단된 경우 이상 징후 발생을 알리는 알람 정보의 출력을 제어하며, 이상 징후로 판단된 설비의 담당자에게 알리는 제어부; 및 상기 알람 정보를 문자, 소리, 램프 중 적어도 하나를 통해 출력하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 통합 IOT 모듈을 통해 서로 다른 통신 프로토콜을 가지는 센서들의 센싱 데이터를 하나의 통신 프로토콜로 변환하여 제공함으로써, 다양한 종류의 환경 데이터를 수집할 수 있다.
또한, 통합 IOT 모듈을 통해 다양한 설비와 통신할 수 있고, 제어 계측 대상의 사물이 추가되어도 통합 IOT 모듈에서 구비된 여유 인터페이스를 통해 추가된 사물들을 쉽게 연결하여 그 설비를 관리할 수 있다.
이처럼, 본 발명에 따르면, 산업 현장의 환경 또는 설비를 통합적으로 관리함으로써, 산업 현장에서는 각종 안전 사고를 조기에 감지하여 양산 설비의 정지 및 인사사고에 대응할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반의 설비 환경 통합 관리 시스템을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 IoT 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 IoT 모듈의 외관을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 관리 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 IoT 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 IoT 모듈의 외관을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 관리 장치를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반의 설비 환경 통합 관리 시스템을 설명하기 위한 개념도이다.
IoT 기반의 설비 환경 통합 관리 시스템은 산업 현장의 환경 또는 설비를 관리한다. 예컨대, IoT 기반의 설비 환경 통합 관리 시스템은 공장의 자동화 설비를 포함하는 산업용 시설물과 환경을 관리할 수 있고, 전기, 가스, 태양열, 상하수도, 풍력 발전 등 에너지 설비를 포함하는 산업용 시설물과 환경을 관리할 수 있으며, 빌딩 및 홈 댁네 설비를 포함하는 일반용 시설물과 환경을 관리할 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반의 설비 환경 통합 관리 시스템은 수집장치(10), 통합 관리 장치(200), DB 서버(300), 원격 제어 장치(400)를 포함한다.
수집장치(10)는 산업 현장에 설치되어 그 공간의 환경을 센싱하거나 설비의 상태를 센싱하는 구성으로, IoT 센서(20), 센서(30), 통합 IoT 모듈(100) 등을 포함한다.
IoT 센서(20)는 설비의 표면, 내부 또는 주변에 배치되어 온도, 습도, 압력, 가스, 화재, 피사체, 변형률, 기울기, 진동 등의 설비 환경을 감지한다. 이러한 IoT 센서(20)는 온도 센서, 조도 센서, 습도 센서, 누설 센서, 진동 센서, 지자기 센서 등의 다양한 센서들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 누설 센서의 경우, 설비가 설치된 현장에서 액체, 가스 등의 누설을 감지한다. 이러한 누설 센서는 예컨대, 필름형 또는 지능형 누설센서일 수 있다.
IoT 센서(20)는 해당 공간에서 감지된 센싱 데이터를 근거리 무선 통신 또는 유선 통신을 통해 통합 관리 장치(200)로 전송한다. IoT 센서(20)는 마이크로 프로세서를 가지고 있어 센싱 데이터를 무선 혹은 유선으로 전송할 수 있다. 따라서 IoT 센서는 스마트 센서 또는 IoT Controller라 할 수 있다. IoT 센서(20)에 내장된 마이크로프로세서는 용도에 따라 전원없이 사용하는 간단한 것(Passive RFID)으로 부터, 다수의 코어를 장착한 강력한 CPU(예, 쿼드코어)까지 다양한 다양하다.
통합 IoT 모듈(100)은 서로 통신 프로토콜이 다른 복수의 센서가 장착되도록 구성되며, 장착된 센서들을 통해 감지된 각 센서 데이터의 통신 프로토콜을 통합 프로토콜로 변환하여 통합 관리 장치(200)로 전송한다. 이때, 센서는 접촉 또는 비접촉식으로 통합 IoT 모듈(100)에 연결될 수 있다.
통합 IoT 모듈(100)은 현장에 복수개 설치되어 센서 네트워크를 구성할 수 있으며, 접속된 센서 및 설비를 개별적 또는 통합적으로 제어할 수 있는 어플리케이션 (Application)이 저장될 수 있다.
통합 IoT 모듈(100)은 센서 및 설비를 플러그 형태로 교체나 추가가 가능한 구조이고, 센서 또는 설비의 교체 또는 추가 시 그 센서 또는 설비를 자동으로 인식한다. 이때, 통합 IoT 모듈(100)에 장착되는 센서는 IoT 센서일 수도 있으나, IoT 센서가 아니여도 가능하다. 예컨대, 센서는 공장에 설치된 다양한 종류의 설비에 부착되어 각 설비의 온도를 센싱하는 온도센서, 압력을 센싱하는 압력센서, 설비의 진동을 센싱하는 진동센서, 조도를 센싱하는 조도센서, 누설을 센싱하는 누설센서 등일 수 있다.
또한, 통합 IoT 모듈(100)은 전원이나 배터리 전원 공급이 가능하게 구성된다.
또한, 통합 IoT 모듈(100)은 적어도 하나 이상의 센서와 통신부가 하나로 결합된 구조로서, 센서를 통해 측정된 센서 데이터를 통합 관리 장치(200)에 전달한다. 따라서, 통합 IoT 모듈(100)은 장착된 복수의 센서가 감지한 센싱 데이터를 통합 관리 장치(200)로 송신하고, 통합 관리 장치(200)는 수신한 센싱 데이터에 관련된 센서 연동의 응용 프로그램을 구동하여 각 센서의 작동을 제어하도록 하며, 각 센서의 작동상태 및 감지 대상물의 상태를 프로그램을 이용하여 디스플레이의 화면 컬러를 빨간색 또는 여러 가지 색상으로 표현하거나 스피커(미도시)를 통하여 소리로 나타내는 등 다양한 방법으로 경고하도록 할 수 있다.
또한, 통합 IoT 모듈(100)은 적어도 하나 이상의 액추에이터와 통신부가 결합된 구조로서, 통합 관리 장치(200)로부터 전달받은 메시지(즉, 제어신호)에 따라 해당 액추에이터(예 : 창문 제어, 팬(FAN), 물분사 제어, 햇빛가림 제어, 인공조명 제어, 공기 조성비 조절 제어, 물 조성비 조절 제어, 사운드 제어, 난방제어, 냉방 제어 등)를 제어할 수 있다.
또한 통합 IoT 모듈(100)은 통합 관리 장치(200)와의 네트워크 단절(즉, 통신 단절) 등의 긴급 상황에 대비하여 미리 저장된 알고리즘을 통한 제어가 가능하며, 관리자에 의한 제어(원격제어, 수동제어)도 가능하게 설계된다.
또한 통합 IoT 모듈(100)은 유지 보수에 대비하여 자신의 상태 및 연결된 센서의 상태를 내부 메모리(미도시)에 지속적으로 저장 및 유지한다.
통합 IoT 모듈(100)은 인터페이스를 통해 통합 IoT 모듈(100)에서 관리하는 해당 설비의 정보를 통신선 또는 전력선을 통해 수집할 수 있다. 여기에서 통합 IoT 모듈(100)을 통하여 설비의 상태정보를 수집하는 것으로 설명하고 있으나, 설비에 별도로 설치된 센서로부터 측정된 상태정보를 직접 수신할 수도 있다.
상술한 통합 IoT 모듈(100)은 여러 종류의 센서의 센싱 데이터를 분석할 수 있는 기능을 가지므로, 산업 현장, 광고시장, 의료분야, 교육분야, 가정, 재난방지가 요구되는 현장에서 저렴하고 간단하게 사용할 수 있는 솔루션을 제공할 수 있다. 즉, 가정에서 화재감시 및 알람, 가스누출 감지 및 알람, 온/습도 알림, 외부에서 실내 모니터링 기능 등에 활용하거나, 산업/공공현장에서 물체접근 인식, 충격 감시, 유리깨짐 인지, 침입자 감시, 재질(종이, 물, 철, 나무 등)을 인지하여 보고하는 시스템에 적용하거나, 또는 광고 분야에서 인터랙티브(interactive)한 터치 기능과 사용자 접근 시 동작하도록 센서 연동형 동작시스템에 적용하여 사운드 및 디스플레이 화면 컬러를 변화시키는 등 용이하고 저비용으로 광고 시스템을 구축하는 것이 가능하도록 한다.
본 발명은 다양한 IoT 서비스를 제공하기 위하여 센서와 통합 IoT 모듈(100) 사이에 센서 데이터를 효율적으로 송수신하기 위한 센서 데이터 패킷 형식을 제공하고, 이를 이용한 데이터 송수신 절차 및 방법을 제공한다. 이를 통하여 통합 IoT 모듈(100)에 접속하는 센서를 통합 IoT 모듈(100)이 자동으로 인식하여 센서를 제어 및 관리할 수 있고, 센서의 종류 및 관리 정보를 사용자에게 제공할 수 있다.
통합 IoT 모듈(100)에 대한 상세한 설명은 도 2를 참조하기로 한다.
통합 관리 장치(200)는 기 할당된 통합 IoT 모듈들 및 센서들을 관리 및 제어한다. 이때 통합 관리 장치(200)에 의해 할당된 통합 IoT 모듈들 및 센서들은 동일한 건축물에 설치되는 것을 의미한다. 즉, 통합 관리 장치(200)는 현장 내부 통합 IoT 모듈들 및 센서들로부터 설비 및 환경 정보를 모니터링하며, 설비 및 환경 제어를 수행할 수 있다.
통합 관리 장치(200)는 복수의 통합 IoT 모듈(100)의 등록 및 관리를 지원하고, 복수의 통합 IoT 모듈(100)로부터 통합 프로토콜로 센서 데이터를 수신 받는다.
통합 관리 장치(200)는 관리자로부터 제어 명령을 수신하여 통합 IoT 모듈(100) 또는 설비의 동작을 제어한다. 복수의 통합 IoT 모듈과 연결된 설비의 각각에 ID를 부여하고 복수의 통합 IoT 모듈로부터 통합 프로토콜로 변환된 센서 데이터를 수신하여 저장한다.
통합 관리 장치(200)는 실시간으로 수집된 정보 및 정보 분석에 따른 모니터링 결과를 제공할 수 있다. 예를 들면, 통합 관리 장치(200)는 실시간으로 수집된 설비에 대한 정보 및 수집된 센싱 데이터를 분석한 모니터링 결과를 출력할 수 있다.
또한, 통합 관리 장치(200)는 실시간 데이터를 분석하여 설비 또는 장치의 고장을 사전에 예측할 수도 있다.
또한, 통합 관리 장치(200)는 통합 IoT 모듈(100)로부터 통합 프로토콜로 변환된 센싱 데이터를 수신하고, 센싱 데이터를 분석하여 각 설비 환경의 이상 징후를 판단하며, 이상 징후로 판단된 설비의 구동을 제어한다. 또한, 통합 관리 장치(200)는 센서로부터 센싱 데이터가 수신된 경우, 그 센싱 데이터의 통신 프로토콜을 통합 프로토콜로 변환하고, 그 변환된 센싱 데이터를 분석하여 각 설비 환경의 이상 징후를 판단할 수도 있다.
또한, 통합 관리 장치(200)는 이상 징후 판단 시, 경보 메시지, 버저, 타워 램프 등의 경고 표시를 할 수 있다. 예를 들어, 누설 감지 정보가 기 설정된 기준값 이상인 경우, 통합 관리 장치는 해당 센서의 위치에 누설이 발생한 것으로 판단하여 경보 메시지, 버저, 타워 램프 등의 경고 표시를 할 수 있다.
또한, 통합 관리 장치(200)는 기 설정된 구성 정책에 기술된 무선 센서 네트워크의 토폴로지 구성 방식, 무선 센서 네트워크의 위치, 선정된 구성 정책의 정책 ID, 무선 채널 번호, 주파수 대역, 무선 센서 네트워크의 위치좌표, 무선 센서 네트워크의 범위 등의 관리 정보를 관리 테이블로 관리한다.
또한, 통합 관리 장치(200)는 통합 IoT 모듈들 및 센서들로부터 측정값을 전송받으면 전송받은 측정값을 분석하여 장애 여부를 판단하고, 장애가 발생되었다고 판단되면, 해당 통합 IoT 모듈 또는 센서로 리셋 명령을 전송한다. 이때 측정값이란, 출력전류, 출력전압, 핑-데이터(Ping data) 등과 같이 통합 IoT 모듈 및 센서에 장애가 발생되었는지를 판단할 수 있는 데이터로 정의된다. 통합 관리 장치로부터 리셋 명령을 수신한 통합 IoT 모듈 또는 센서는 자신을 리셋(재부팅) 시킴으로써 일시적인 부하로 인한 장애를 신속하게 해결할 수 있다.
또한, 통합 관리 장치(200)는 복수의 센서 또는 통합 IoT 모듈로부터 수신한 센싱 정보와 그 분석 결과를 통신망을 통해 DB 서버로 저장할 수 있다. 이때, 통합 관리 장치(200)는 센서에 대한 정보, 센싱 데이터, 센싱 데이터 분석 결과 등의 포맷을 기 설정된 일정한 포맷으로 변환하여 DB 서버에 저장할 수 있다. 예컨대, 통합 관리 장치는 POI(Poor Obfuscation Implementation)로 저장할 수 있다.
예를 들어, 통합 관리 장치(200)는 통합 IoT 모듈(100)로부터 수신한 디지털 신호를 분석하여 해당 현장의 누설 유무를 판단하거나 누설 위치를 검출할 수 있다.
통합 관리 장치(200)는 복수의 센서 또는 복수의 통합 IoT 모듈과 센서 네트워크를 형성하면서 다채널 근거리 무선통신으로 연결시키고, 현장 설비의 고장진단체크데이터, 배터리체크데이터, 그리고, 현장 설비의 이벤트신호를 해당 현장의 관리자에게 송신시키며, 현장 설비의 상황에 적합한 IoT 환경을 지능적으로 제공하는 역할을 한다.
이러한 통합 관리 장치(200)에 대한 상세한 설명은 도 4를 참조하기로 한다.
DB 서버(300)는 통합 관리 장치(200)로부터 전송된 통합 IoT 모듈 또는 복수의 IoT 센서에 대한 정보, 센싱 데이터, 센싱 데이터 분석 결과 등을 저장한다. DB 서버(300)에 저장된 정보는 관리자에 의해 열람, 삭제, 추가, 편집 등이 가능하다.
DB 서버(300)는 통신망을 통해 원격 제어 장치와 연결되고 지역 및 위치별 각 센서의 센싱 데이터에 대한 기준값이 설정, 원격 제어 장치로부터 요청되는 정보를 제공할 수 있다.
원격 제어 장치(400)는 설비 환경에 대한 센싱 데이터, 분석결과 등을 수신하여 설비 환경 이상 징후에 따른 대응정보를 원격 조정 정보로 송출하여 사물통신을 통해 해당 이상 징후를 발생시킨 설비를 원격 제어할 수 있다.
이러한, 원격 제어 장치(400)는 사용자 단말로 구현될 수 있고, 사용자 단말은 관리자가 휴대하는 스마트단말기(예 : 어플리케이션을 다운로드 받아 설치할 수 있는 단말기로서, 스마트폰, 스마트패드, 스마트워치 등)를 포함한다. 물론, 상기 스마트단말기는 노트북 컴퓨터나 데스크탑 컴퓨터를 포함하는 개념이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 IoT 모듈을 설명하기 위한 도면, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 IoT 모듈의 외관을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 IoT 모듈(100)은 센서 인터페이스부(110), 외부 장치 인터페이스부(120), 출력부(130), 저장부(140), 제어부(150)를 포함한다.
센서 인터페이스부(110)는 복수의 센서들을 연결시키기 위한 구성으로, 온도센서, 습도센서, 조도 센서, 진동센서, Ionzer 센서, RPM 센서 등의 센서를 연결시킬 수 있다. 이때, 센서 인터페이스부(110)는 유선통신(접촉) 또는 근거리 무선통신(비접촉)으로 구현될 수 있다.
또한, 센서 인터페이스부(110)는 각 설비와의 통신을 위한 구성일 수 있다. 이때, 센서 인터페이스부(110)는 설비 본체의 센서 신호 연동용, 센서 소자 확장용, 기능 추가시 연동용, 설비 PLC 신호, 비전신호, 안전 센서 신호, 인터록 신호 등을 구성일 수 있다.
센서 인터페이스부(110)는 도 3에 도시된 바와 같이 슬롯 또는 커넥터 형태로 구현될 수 있다. 이러한 센서 인터페이스부(110)의 경우 슬롯의 순서와 상관없이 센서를 장착하고, 장착 시 개별 카드가 고유 ID가 있어 센서 종류를 자동으로 인식할 수 있다.
센서 인터페이스부(110)는 교체 또는 추가 가능한 구조이고, 제어부(150)는 센서 인터페이스부(110)를 통해 교체 또는 추가된 센서를 자동으로 인식할 수 있다.
상술한 센서 인터페이스부(110)는 센서 또는 설비와 연동할 수 있는 다양한 주변부 입출력(Peripheral InPut/OutPut)용의 인터페이스이며, 이러한 인터페이스로서는 예를 들어, GPIOs, RS-232C, UARTs, USBs, SPIs, SDIOs, ADCs(A/D Converter), PCM, EAR, MIC 와 같은 다양한 규격의 인터페이스를 채용할 수 있다. 또한, 센서 인터페이스부(110)는 WAN/LAN 통신부용 인터페이스로서 예를 들어, RJ-45 이더넷(Ethernet) 인터페이스를 채용할 수 있다. 이때, 센서 인터페이스부(110)의 인터페이스 방식은 센서들의 인터페이스 방식에 따라서 결정된다.
외부 장치 인터페이스부(120)는 통합 관리 장치와의 통신을 위한 구성으로, 센서 인터페이스부(110)를 통해 수신한 센싱 데이터를 통합 관리장치로 전송한다. 이때, 외부장치 인터페이스부(120)는 근거리 무선 통신, 유선 통신 등을 이용할 수 있고, 근거리 무선 통신은 블루투스, 지그비, 와이파이 등을 포함할 수 있고, 유선 통신은 BACNET TCP/IP, BACNET MS/TP, Modbus RTU 등을 포함할 수 있다.
출력부(130)는 센서 인터페이스부(110)를 통해 접속된 센서들 또는 설비의 작동 상태를 문자, 소리, 램프 중 적어도 하나를 통해 출력한다. 이러한 출력부(130)는 문자 또는 영상을 출력하는 디스플레이부(미도시), 비상벨을 출력하는 스피커(미도시), 빛을 발생하는 램프(미도시) 등을 포함할 수 있다.
저장부(140)는 연결이 허용되어 지속적으로 연결을 유지해야 하는 센서 및 외부장치에 대한 연결등록정보이 저장된다. 이 연결등록정보는 센서 인터페이스부(110)에서 해당 연결을 구분하고 연결을 유지하는데 사용된다.
또한, 저장부(140)에는 통합 센서들을 관리 및 제어하기 위한 프로그램이 저장된다.
제어부(150)는 센서 인터페이스부(110)를 통해 접속된 센서들 또는 설비의 센서 데이터의 통신 프로토콜을 통합 프로토콜로 변환하고, 통합 프로토콜로 변환된 센서 데이터를 암호화하여 외부 장치 인터페이스부(120)를 통해 통합 관리 장치로 전송한다.
이하 제어부(150)의 동작에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
제어부(150)는 복수 개의 통신 프로토콜 필드가 포함된 필드 테이블을 참조하여 각각의 센서 데이터의 통신 프로토콜 필드를 통합 필드로 변환한다. 즉, 설비의 상태를 감지하는 센서를 설치하는 업체마다 통신 프로토콜 체계가 다를 수 있으므로, 제어부(150)는 상이한 통신 프로토콜 체계를 통합하기 위해 참조되는 복수 개의 통신 프로토콜 필드가 포함된 필드 테이블을 저장부에 저장하여 두고, 서로 다른 통신 프로토콜을 기 설정된 통합 프로토콜로 변환할 수 있다.
예컨대, 센서 인터페이스부(1100)는 Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee 등의 다양한 근거리 무선 통신 인터페이스, GPIOs, RS-232C, UARTs, USBs, SPIs, SDIOs, ADCs(A/D Converter), PCM, EAR, MIC 등의 유선 통신 인터페이스를 이용할 수 있으므로, 제어부(150)는 TCP, UDP, IPv6, 6LowPAN 등의 IoT 및 센서 네트워크에서 활용되는 다양한 프로토콜에 대하여 호환성을 제공할 수 있으며, 프로토콜이 상이할 경우, 단순히 포워딩하는 것이 아니라 fragmentation, re-assembly, repackaging, capsulation 등의 기법을 통한 프로토콜 변환을 수행할 수 있다.
또한, 제어부(110)는 센싱 데이터의 프로토콜이 통합 프로토콜로 변환되면, 그 센싱 데이터를 미리 정해진 암호화 알고리즘을 적용하여 암호화하여 외부장치 인터페이스부(120)를 통해 송신하고, 외부장치 인터페이스부(120)를 통해 수신되는 데이터가 암호화되어 있는 경우 미리 정해진 복호화 알고리즘을 이용하여 데이터를 복호화한다.
또한, 제어부(150)는 통합 IOT 모듈(100)의 O.S(Operating System)이며, 제어대상 센서들을 관리 및 제어한다.
또한, 제어부(150)는 센서 인터페이스부(110)를 통해 전송받은 측정값을 이용하여 해당 센서 또는 설비의 장애 발생 여부를 판단하고, 장애 발생 시 해당 센서 또는 설비를 리셋시킨다. 이때, 제어부(150)는 센서 인터페이스부(110)를 통해 연결된 센서 또는 설비의 작동상태를 판단하고, 그 작동 상태를 출력부(130)를 통해 출력되도록 제어한다.
또한, 제어부(150)는 센싱 데이터들을 분석하여 설비 환경의 이상 징후를 판단하고, 이상 징후 판단시 또는 통합 관리 장치로부터 이상 징후 정보 수신 시 이상 징후 발생을 알리는 알람 정보가 출력부(140)를 통해 출력되도록 제어한다. 예를 들어, 누설센서의 센싱 데이터가 기 설정된 기준값 이상인 경우, 제어부(150)는 해당 센서의 위치에 누설이 발생한 것으로 판단하여 경보 메시지, 버저, 타워 램프 등의 경고 표시를 할 수 있다.
또한, 제어부(150)는 센서 인터페이스부(110)를 통해 수집된 센서 데이터, 설비 환경 이상 징후 정보 등을 외부장치 인터페이스부(120)를 통해 전송하거나, 설비 환경 이상 여부 감지에 필요한 제반적인 동작을 제어하도록 구성된다.
또한, 제어부(150)는 통합 관리 장치로부터 제어명령이 수신된 경우, 제어 명령에 따른 센서의 동작을 제어한다.
또한, 제어부(150)는 센서 인터페이스부(예컨대, 플러그 앤 플레이(Plug & Play))를 통해 설비를 인식할 수 있다. 여기서 플러그 앤 플레이는 설비 시스템에 포함된 적어도 하나의 설비의 추가 또는 변경을 적어도 하나의 연결 모듈을 통해 인식하고, 인식된 설비의 추가 또는 변경을 자동으로 인지하여, 인지된 정보를 화면에 표시하는 기능이다.
전원부(미도시)는 통합 IoT 모듈(100)의 전원 공급을 제어한다.
본 발명 실시예의 통합 IoT 모듈(100)은 다양한 외부의 센서장비와 연동할 수 있도록 다양한 인터페이스 커넥터를 구비한 구조를 나타내고 있다. 즉, 통합 IoT 모듈(100)과 내부적으로 접속된 인터페이스커넥터를 매게로 하여 RS-232C Serial 커넥터, 확장가능한(Extensional) I/O 커넥터(1802), USB 커넥터, SDIO 커넥터, EAR/MIC 커넥터, LAN 및 WAN Ethernet 커넥터 등이 구비된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 관리 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 관리 장치(200)는 센서 관리부(210), 통신부(220), 출력부(230), 저장부(240), 제어부(150)를 포함한다.
센서 관리부(210)는 해당 시설물에 설치된 복수의 통합 IoT 모듈 또는 복수의 IoT 센서를 등록 및 관리한다.
센서 관리부(210)는 산업 현장에 설치된 복수의 센서 및 설비에 설치된 센서를 주기적으로 탐색하여 탐색된 센서의 동작 여부 및 사용 권한 중 적어도 하나에 관한 정보를 획득할 수 있다.
또한, 센서 관리부(210)는 획득된 정보에 기초하여 센서의 동작 및 보안 상태 중 적어도 하나를 제어할 수 있다. 예를 들어, 센서 관리부(210)는 탐색된 센서가 동작하지 않거나 오동작 한다는 정보를 획득하는 경우, 해당 현장에 설치된 복수의 센서 및 복수의 설비에 탑재된 센서의 설정을 초기화시키는 신호를 통합 IoT 모듈로 전송한다. 이를 통해 센서가 오프(off)되어 있는 상황에서 위험 상황이 발생되어 위험 상황을 적시에 파악하지 못하는 경우를 방지할 수 있다. 또한, 위험 상황에 대한 정확한 센싱이 이루어지지 않는 경우, 초기의 상태로 세팅되도록 설정함으로써, 센서가 올바른 센싱을 수행하도록 할 수 있다.
센서 관리부(210)는 센서의 아이덴티티(identity)에 관한 정보를 지속적으로 업데이트하여 개체 인증(Entity Authentication) 또는 데이터 무결성(Data Integrity)과 같은 기능을 수행함으로써, 악의적인 의도로 접근하는 사용자 또는 디바이스의 연결시도를 방지할 수도 있다.
통신부(220)는 통합 IoT 모듈 또는 복수의 IoT 센서로부터 센서 데이터를 수신한다. 통신부(220)는 근거리 무선 통신 또는 유선 통신을 통해 통합 IoT 모듈과 연결되며, 통합 IoT 모듈에 연결된 센서들의 센서 데이터를 수신한다.
출력부(230)는 설비 환경의 이상 징후 시, 이상 징후 발생 정보를 문자, 소리, 램프 중 적어도 하나를 통해 출력한다. 이러한 출력부(230)는 문자 또는 영상을 출력하는 디스플레이부, 비상벨을 출력하는 스피커, 비상등을 발생하는 램프 등을 포함할 수 있다.
저장부(240)는 등록된 센서 정보, 센서 데이터, 분석 결과 등이 저장된다.
제어부(250)는 센싱 데이터를 분석하여 각 설비 환경의 이상 징후 여부를 판단하고, 이상 징후로 판단된 경우 이상 징후 발생을 알리는 알람 정보의 출력을 제어하며, 이상 징후로 판단된 설비의 담당자에게 알린다. 이때, 센싱 데이터가 암호화된 데이터인 경우, 제어부(250)는 암호화된 센싱 데이터를 복호화하여 분석할 수 있다. 예를 들면, 제어부(250)는 누설 감지 정보를 분석하여 기 설정된 기준값 이상의 값을 감지한 센서의 위치에 누설이 발생한 것으로 판단하여 경보 메시지, 버저, 타워 램프 등의 경고 표시를 할 수 있고, 문자 메시지, 이메일 등을 이용하여 해당 담당자에게 알릴 수 있다.
구체적으로, 제어부(250)는 머신케어 빅데이터를 참조하여 센서 데이터를 분석한다. 예를 들어, 제어부(250)는 센서 데이터의 가스 감지량을 참조하여 설비의 폭발 위험에 대한 이상 징후를 분석할 수 있다. 제어부는 센서 데이터에 대한 분석 정보에 기반하여 각각의 설비의 이상 징후를 판별하며, 애플리케이션 기반의 이동통신 단말기 또는 데스크톱 단말기에게 각각의 설비를 통합적으로 모니터링하기 위한 인터페이스를 제공한다. 예를 들어, 제어부(250)는 애플리케이션 기반으로 구현되어 이동통신 단말기에게 제공되거나, 응용 프로그램 기반으로 구현되어 데스크톱 단말기에게 제공된다. 그러면, 애플리케이션 기반의 이동통신 단말기 또는 데스크톱 단말기에서 원격으로 인터페이스를 제공하여 실시간으로 시설물을 통합적으로 모니터링할 수 있다.
또한, 제어부(250)는 통합 IoT 모듈 또는 복수의 IoT 센서에 대한 정보, 센싱 데이터, 센싱 데이터 분석 결과 등을 데이터베이스 서버에 저장한다. 이때, 제어부(250)는 센서에 대한 정보, 센싱 데이터, 센싱 데이터 분석 결과 등의 포맷을 기 설정된 일정한 포맷으로 변환하여 저장할 수 있다. 예컨대, 제어부(250)는 POI(Poor Obfuscation Implementation)로 저장할 수 있다.
또한, 제어부(250)는 기 설정된 핑-테스트 알고리즘을 이용하여 통합 IoT 모듈과의 통신 장애 여부를 판단하고, 통신 장애 발생 시 해당 통합 IoT 모듈을 리셋시킬 수 있다. 즉, 제어부(250)는 핑-테스트 알고리즘을 이용하여 통합 IoT 모듈들 각각에 대한 핑-테스트(Ping-test)를 수행하여 핑 데이터를 검출하고, 검출된 핑 데이터를 기 설정된 임계값과 비교하며, 그 비교결과 핑 데이터가 임계값을 벗어나는 경우 통신장애가 발생하였다고 판단한다. 제어부(250)는 장애가 발생되었다고 판단되면, 해당 통합 IoT 모듈을 리셋시키기로 결정하여 리셋 명령데이터를 생성한다. 이때 생성된 리셋 명령데이터는 해당 통합 IoT 모듈로 전송되고, 해당 통합 IoT 모듈은 리셋 명령데이터를 전송받으면 재부팅을 수행하여 일시적인 부하로 인한 장애가 해결될 수 있게 된다.
이와 같이 본 발명의 일실시예인 IoT 기반의 설비 환경 통합 관리 시스템은 산업 현장에 설치되는 통합 IoT 모듈을 이용하여 다양한 이상 징후 상황을 통합적으로 모니터링 함으로써 판단의 정확성 및 신뢰도를 높일 수 있을 뿐만 아니라 안전성을 높일 수 있게 된다.
또한 본 발명의 IoT 기반의 설비 환경 통합 관리 시스템은 이상 징후 발생 시 경보장치를 이용하여 외부로 표출하도록 구성됨으로써 설비 환경 이상으로 인한 인명사고를 절감시킬 수 있게 된다.
또한 본 발명의 IoT 기반의 설비 환경 통합 관리 시스템은 일반 건축물 및 건축시설물 안전관리에 대한 종합적·선제적 대응의 IOT 기반 시설물 통합 모니터링 체계구축이 가능하게 된다.
또한 IoT 기반의 설비 환경 통합 관리 시스템은 통합 IoT 모듈에서 측정된 측저값들을 이용하여 통합 IoT 모듈의 장애를 1차적으로 점검하되, 통합 관리 장치가 해당 통합 IoT 모듈의 장애를 2차로 점검하도록 구성됨으로써 장애 판단의 정확성 및 신뢰도를 높일 수 있다.
또한 IoT 기반의 설비 환경 통합 관리 시스템은 공지된 핑-테스트(Ping-test)를 이용하여 통합 IoT 모듈 및 통합 관리 장치와의 통신 상태를 주기적으로 점검하며, 만약 통신 장애가 발생되었다고 판단하는 경우 통합 IoT 모듈 또는 자기 자신을 재부팅(리셋) 시키도록 구성됨으로써 장비의 일시적인 부하로 인한 오류를 절감시켜 장애 복구 효율성을 획기적으로 높일 수 있게 된다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 수집장치
100 : 통합 IoT 모듈
110 : 센서 인터페이스부
120 : 외부 장치 인터페이스부
130, 230 : 출력부
140, 240 : 저장부
150, 250 : 제어부
200 : 통합 관리 장치
210 : 센서 관리부
220 : 통신부
300 : DB 서버
400 : 원격 제어 장치
100 : 통합 IoT 모듈
110 : 센서 인터페이스부
120 : 외부 장치 인터페이스부
130, 230 : 출력부
140, 240 : 저장부
150, 250 : 제어부
200 : 통합 관리 장치
210 : 센서 관리부
220 : 통신부
300 : DB 서버
400 : 원격 제어 장치
Claims (8)
- IoT(Internet of things) 기반의 통합 관리 장치와 정보를 송수신하는 통합 IoT 모듈로서,
서로 다른 통신 프로토콜을 사용하는 복수의 센서를 연결하는 센서 인터페이스부;
외부 장치와의 통신을 위한 외부 장치 인터페이스부;
상기 센서 인터페이스부를 통해 연결된 센서들 또는 설비의 작동 상태를 문자, 영상, 소리, 빛 중 적어도 하나를 통해 출력하는 출력부; 및
상기 센서 인터페이스부에 교체 또는 추가되는 센서 또는 설비를 인식하고, 상기 센서 인터페이스부를 통해 연결된 센서들이 감지한 각 센서 데이터의 통신 프로토콜을 기 설정된 통합 프로토콜로 변환하고, 상기 통합 프로토콜로 변환된 센서 데이터를 암호화하여 상기 외부 장치 인터페이스부를 통해 상기 통합 관리 장치로 전송하고, 상기 통합 관리 장치로부터 제어명령이 수신되는 경우 제어명령에 따라 상기 센서의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는, 상기 센서 인터페이스부를 통해 전송받은 측정값을 이용하여 해당 센서 또는 설비의 작동상태 및 장애 발생 여부를 판단하고, 장애 발생 시 해당 센서 또는 설비를 리셋시키고, 상기 작동상태를 상기 출력부를 통해 나타내도록 제어하고, 상기 통합 관리 장치와의 통신 단절시 미리 저장된 알고리즘을 통하여 제어하는 것을 특징으로 하는 통합 IoT 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 외부장치 인터페이스부는 근거리 무선 통신이 이중화로 구현 또는 유선 통신으로 구현된 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 통합 IoT 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 측정값은 장애발생 여부를 판단할 수 있는 출력전류, 출력전압, 핑-데이터(Ping data) 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 IoT 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 센서 데이터들을 분석하여 설비 환경의 이상 징후를 판단하고, 이상 징후 판단시 또는 상기 통합 관리 장치로부터 이상 징후 정보 수신 시 이상 징후 발생을 알리는 알람 정보를 상기 출력부를 통해 출력하는 것을 특징으로 하는 통합 IoT 모듈. - 서로 다른 통신 프로토콜을 사용하는 복수의 센서가 연결되도록 구성되며, 상기 복수의 센서를 통해 감지된 각 센서 데이터의 통신 프로토콜를 통합 프로토콜로 변환하는 적어도 하나 이상의 통합 IoT(Internet of things) 모듈; 및
상기 통합 IoT 모듈로부터 통합 프로토콜로 변환된 센서 데이터를 수신하고, 상기 센서 데이터를 분석하여 각 설비 환경의 이상 징후를 판단하며, 이상 징후로 판단된 설비의 구동을 제어하는 통합 관리 장치
를 포함하고,
상기 통합 IoT 모듈은 교체 또는 추가되는 센서 또는 설비를 자동으로 인식하고, 상기 통합 관리 장치로부터 제어명령이 수신되는 경우 제어명령에 따른 센서의 동작을 제어하며, 해당 센서 또는 설비의 작동상태 및 장애 발생 여부를 판단하고, 장애 발생 시 해당 센서 또는 설비를 리셋시키고, 상기 작동상태를 문자, 영상, 소리, 빛 중 적어도 하나를 통해 출력하고, 상기 통합 관리 장치와의 통신 단절시 미리 저장된 알고리즘을 통하여 제어하는 것을 특징으로 하는 IoT 기반의 설비 환경 통합 관리 시스템. - 제5항에 있어서,
데이터베이스 서버를 더 포함하고,
상기 통합 관리 장치는 상기 센서 데이터, 센서 데이터 분석 결과의 포맷을 기 설정된 일정한 포맷으로 변환하여 상기 데이터베이스 서버에 저장하는 것을 특징으로 하는 IoT 기반의 설비 환경 통합 관리 시스템. - 제5항에 있어서,
상기 통합 IoT 모듈은,
서로 다른 통신 프로토콜을 사용하는 복수의 센서를 연결하는 센서 인터페이스부;
외부 장치와의 통신을 위한 외부 장치 인터페이스부;
상기 센서 인터페이스부를 통해 연결된 센서들 또는 설비의 작동 상태를 문자, 영상, 소리, 빛 중 적어도 하나를 통해 출력하는 출력부; 및
상기 센서 인터페이스부를 통해 연결된 센서들이 감지한 각 센서 데이터의 통신 프로토콜을 기 설정된 통합 프로토콜로 변환하고, 상기 통합 프로토콜로 변환된 센서 데이터를 암호화하여 상기 외부 장치 인터페이스부를 통해 상기 통합 관리 장치로 전송하고, 상기 통합 관리 장치로부터 제어명령이 수신되는 경우 제어명령에 따라 상기 센서의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 IoT 기반의 설비 환경 통합 관리 시스템. - 제5항에 있어서,
상기 통합 관리 장치는,
해당 시설물에 설치된 복수의 통합 IoT 모듈 또는 복수의 IoT 센서를 등록 및 관리하는 센서 관리부;
상기 통합 IoT 모듈 또는 복수의 IoT 센서로부터 센서 데이터를 수신하는 통신부;
상기 센서 데이터를 분석하여 각 설비 환경의 이상 징후 여부를 판단하고, 이상 징후로 판단된 경우 이상 징후 발생을 알리는 알람 정보의 출력을 제어하며, 이상 징후로 판단된 설비의 담당자에게 알리는 제어부; 및
상기 알람 정보를 문자, 소리, 램프 중 적어도 하나를 통해 출력하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 IoT 기반의 설비 환경 통합 관리 시스템.
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| KR1020200084377A KR102231915B1 (ko) | 2020-07-08 | 2020-07-08 | 통합 IoT 모듈 및 이를 이용한 IoT 기반의 설비 환경 통합 관리 시스템 |
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