KR20200106266A - 인접 사회기반시설을 활용한 스마트 클린 시티용 환경정보 제공시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 인접 사회기반시설을 활용한 스마트 클린 시티용 환경정보 제공시스템에 관한 것으로서, 도시의 거리에 기 구축되어있는 가로등 배전반 또는 교통신호등 제어반의 상면에 설치함으로써 시민이 실제 호흡하고 체감하는 높이에 배치하되, 배선 연결을 통해 가로등 배전반 또는 교통신호등 제어반으로부터 사용전원을 공급받도록 설치되며, 설치현장의 외기(外氣)에 형성되는 지역별 미세먼지를 비롯한 환경데이터를 실시간으로 측정하기 위한 IoT 스마트 환경센서 통합디바이스; 상기 IoT 스마트 환경센서 통합디바이스와 무선 통신하여 실시간으로 측정되는 환경데이터를 전송받아 디스플레이함으로써 시민들에게 지역별 환경정보를 실시간으로 전달하는 수단으로 사용하기 위한 것으로서, 상기 IoT 스마트 환경센서 통합디바이스가 설치된 가로등 배전반 또는 교통신호등 제어반에 인접하여 기 구축된 교통신호등 또는 버스정류장에 설치되는 환경정보표시수단; 상기 IoT 스마트 환경센서 통합디바이스와 무선 통신하여 실시간으로 측정되는 지역별 환경데이터를 전송받아 수집하고, 지역별 도시 환경상태를 중앙에서 실시간으로 모니터링 및 통합 관리하기 위한 환경관제센터 서버;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 가로등 설비와 교통신호등 설비 및 버스정류장 디스플레이장치 등의 도시에 기 구축된 지역사회의 인접한 사회기반시설을 활용하여 시스템을 구현함으로써 경제성 있는 시스템을 제공할 수 있으며, 도시 내에서의 지역별 환경정보를 수집한 후 해당지역 시민들에게 바로 전달하여 알림으로써 지역별 환경정보를 실시간으로 지역 시민들과 공유할 수 있고 그 수집된 환경정보를 기초로 보다 정확하게 원인을 분석하고 그에 따른 저감 대책을 강구하는데 사용할 수 있어 삶의 질을 높이고 건강한 삶을 영위할 수 있는 스마트 클린 시티를 구현할 수 있으며, 특히 도시의 시민들이 실제 생활하는 곳에서의 눈높이에 맞고 실제 체감할 수 있는 실측 환경에서 환경정보를 실시간으로 수집하므로 정확하고 신뢰성 있는 환경정보를 인근 지역 시민들과 공유 및 도시 환경을 모니터링할 수 있는 장점을 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 가로등 설비와 교통신호등 설비 및 버스정류장 디스플레이장치 등의 도시에 기 구축된 지역사회의 인접한 사회기반시설을 활용하여 시스템을 구현함으로써 경제성 있는 시스템을 제공할 수 있으며, 도시 내에서의 지역별 환경정보를 수집한 후 해당지역 시민들에게 바로 전달하여 알림으로써 지역별 환경정보를 실시간으로 지역 시민들과 공유할 수 있고 그 수집된 환경정보를 기초로 보다 정확하게 원인을 분석하고 그에 따른 저감 대책을 강구하는데 사용할 수 있어 삶의 질을 높이고 건강한 삶을 영위할 수 있는 스마트 클린 시티를 구현할 수 있으며, 특히 도시의 시민들이 실제 생활하는 곳에서의 눈높이에 맞고 실제 체감할 수 있는 실측 환경에서 환경정보를 실시간으로 수집하므로 정확하고 신뢰성 있는 환경정보를 인근 지역 시민들과 공유 및 도시 환경을 모니터링할 수 있는 장점을 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 인접 사회기반시설을 활용한 스마트 클린 시티용 환경정보 제공시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가로등 설비와 교통신호등 설비 및 버스정류장 디스플레이장치 등의 기 구축된 지역사회의 인접한 사회기반시설을 활용하여 도시 내에서의 지역별 대기오염원이나 유해가스 등의 환경정보를 수집한 후 해당지역 시민들에게 바로 전달하여 알림으로써 각 지역별 환경정보를 실시간으로 해당지역 시민들과 공유할 수 있도록 하고 그 수집된 환경정보를 기초로 보다 정확하게 원인을 분석하고 저감 대책을 강구하는데 사용할 수 있도록 함으로써 삶의 질을 높이고 건강한 삶을 영위할 수 있는 스마트 클린 시티를 구현할 수 있도록 한 인접 사회기반시설을 활용한 스마트 클린 시티용 환경정보 제공시스템에 관한 것이다.
일반적으로 환경은 인간의 생활에 영향을 미치는 자연적 및 사회적 조건을 의미하는 것으로서, 크게 자연환경과 인문환경으로 나눌 수 있다.
건물이나 공장 또는 교통 등의 사회시설로 구성되는 인문환경은 산업기술의 발달에 따라 비약적으로 발전하는 추세에 있고, 이와 구분되는 공기나 물 등의 자연환경은 오존 파괴의 영향이나 무분별한 개발 등에 의해 급속도로 나빠지는 추세에 있으며, 이러한 환경의 변화는 도시(city)에서 더욱 가속적으로 진행되고 있다.
특히, 최근에는 미세먼지나 황사 또는 이산화탄소 등의 각종 환경오염원이나 유해가스 등의 발생량이 증대되고 있고, 그 발생횟수도 잦아지고 있으며, 이로 인해 실외에서의 활동에 지대한 악영향을 미치고 있을 뿐만 아니라 호흡기 등 각종 폐질환을 유발하는 요인이 되고 있다.
한편, 지자체 등 각 도시에서는 전자기술의 발달에 따라 미세먼지나 황사 또는 이산화탄소 등의 각종 환경오염원이나 유해가스의 발생량을 측정하여 전광판 등을 통해 시민들에 알리는 환경정보 제공서비스를 시행하고 있다.
하지만, 종래 시행되고 있는 환경정보 제공서비스는 대표적인 지역에 환경센서를 설치한 상태에서 환경정보를 측정한 후 이를 표본으로 삼아 기 설치된 연계 전광판을 통해 그 수치를 단순히 디스플레이하는 정도에 그치고 있다.
또한, 종래 환경정보 제공서비스를 위해 설치되어 사용되고 있는 전광판은 도시의 활동인구가 많은 장소에만 일부 개별적으로 설치하고 있는 형편으로서, 도시에서 생활하는 시민이 일상생활 속에서 쉽게 확인하는데 어려움이 있고, 특정 위치에 설치된 장소로 이동하여야만 대기오염원이나 유해가스 등의 환경정보를 확인할 수 있으며, 그것도 표본으로 수집한 일부 샘플링 데이터일 뿐이므로 표본 오차가 클 수 있고 정확성 및 신뢰성이 높지 않다 할 수 있다.
무엇보다 종래에는 환경정보 제공서비스를 위해 설치되는 각종 환경센서를 건물의 옥상이나 공중에 주로 설치하여 환경정보를 수집하는데, 도시 내 시민들이 직접 호흡하고 생활하는 설치높이가 아닌 관계로 시민들이 실제 체감하기 어려운 환경정보를 측정하여 수집하고 이를 알리고 있는 형편에 있다 할 것으로서, 대기오염원이나 유해가스 등의 환경정보를 수집하는 곳과 사람들이 실제 체감하는 실측 환경과는 근본적으로 차이가 있어 환경정보 계측에 따른 신뢰성이 높지 않다 할 수 있다.
즉, 종래에 시행하고 있는 도시의 환경정보 제공서비스는 매우 취약한 정보를 갖는다 할 수 있고, 특히 환경센서가 설치되는 대표지역 이외의 지역까지 세세하게 구분하여 커버하지 못하는 등 단점이 있으며, 시민들이 생활하는 곳에서의 실측 환경정보를 제대로 서비스하지 못하는 실정에 있다.
또한, 종래 시행하고 있는 도시의 환경정보 제공서비스는 미세먼지나 황사 또는 일산화탄소 등의 각종 대기오염원이나 유해가스에 대한 환경정보를 단순하게 측정하여 알리는 수단으로만 사용할 뿐이고, 이렇게 수집된 환경정보에 따른 대책을 강구하고 시민을 자발적으로 참여하게 하는 수준까지는 도달하지 못하고 있으며, 도시의 환경오염에 따른 원인 파악 및 저감 대책에 활용하는 데에도 미흡한 실정에 있다.
부연하여, 미세먼지나 황사 또는 일산화탄소 등의 각종 대기오염원이나 유해가스가 도시 내 어느 지역에서 발생하는지 또는 외부에서 유입되고 있는지를 제대로 분석하지 못하는 한계에 있다.
더불어, 종래 환경정보 제공서비스는 기존 도시의 인프라를 전혀 활용하지 않고 새로운 시설만을 구축하는 사업만을 진행하므로 예산이 많이 소요되는 등 경제성이 떨어지고 실제 사용에 불편함이 많이 존재하는 등 실용성을 추구하지 못하는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해소 및 이를 감안하여 안출된 것으로서, 가로등 설비와 교통신호등 설비 및 버스정류장 디스플레이장치 등의 도시에 기 구축된 지역사회의 인접한 사회기반시설을 활용하여 도시 내에서의 지역별 환경정보를 수집한 후 해당지역 시민들에게 바로 전달하여 알림으로써 지역별 환경정보를 실시간으로 지역 시민들과 공유할 수 있도록 하고 그 수집된 환경정보를 기초로 보다 정확하게 원인을 분석하고 그에 따른 저감 대책을 강구하는데 사용할 수 있도록 함으로써 삶의 질을 높이고 건강한 삶을 영위할 수 있는 스마트 클린 시티를 구현할 수 있도록 한 인접 사회기반시설을 활용한 스마트 클린 시티용 환경정보 제공시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 도시의 시민들이 실제 생활하는 곳에서의 눈높이에 맞고 실제 체감할 수 있는 실측 환경에서 환경정보를 실시간으로 수집하고 이를 주변에 위치한 인접 사회기반시설을 통해 실시간으로 디스플레이함으로써 정확하고 신뢰성 있는 환경정보를 인근 지역 시민들과 공유 및 도시 환경을 모니터링 할 수 있도록 함은 물론 정보공유에 의한 소통수단으로서 기능할 수 있도록 한 인접 사회기반시설을 활용한 스마트 클린 시티용 환경정보 제공시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 도시의 거리에 설치되어 기 구축되어있고 시민이 일상생활에서 쉽게 접할 수 있는 가로등 설비와 교통신호등 설비 및 버스정류장 디스플레이장치 등의 사회기반시설을 활용하여 간단하게 설치 및 설치비용을 절감할 수 있는 등 경제성을 추구함은 물론 실제 생활상에서의 체감률을 높여 실용성을 추구하면서 신뢰성을 높일 수 있도록 하며, 미세먼지나 황사 또는 일산화탄소 등의 각종 대기오염원이나 유해가스가 도시 내 어느 지역에서 발생하는지 또는 외부에서 유입되고 있는지를 정확하게 판단 및 그에 따른 저감 대책 등을 강구하는데 사용할 수 있도록 한 인접 사회기반시설을 활용한 스마트 클린 시티용 환경정보 제공시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인접 사회기반시설을 활용한 스마트 클린 시티용 환경정보 제공시스템은, 도시의 거리에 기 구축되어있는 가로등 배전반 또는 교통신호등 제어반의 상면에 설치함으로써 시민이 실제 호흡하고 체감하는 높이에 배치하되, 배선 연결을 통해 가로등 배전반 또는 교통신호등 제어반으로부터 사용전원을 공급받도록 설치되며, 설치현장의 외기(外氣)에 형성되는 지역별 미세먼지를 비롯한 환경데이터를 실시간으로 측정하기 위한 IoT 스마트 환경센서 통합디바이스; 상기 IoT 스마트 환경센서 통합디바이스와 무선 통신하여 실시간으로 측정되는 환경데이터를 전송받아 디스플레이함으로써 시민들에게 지역별 환경정보를 실시간으로 전달하는 수단으로 사용하기 위한 것으로서, 상기 IoT 스마트 환경센서 통합디바이스가 설치된 가로등 배전반 또는 교통신호등 제어반에 인접하여 기 구축된 교통신호등 또는 버스정류장에 설치되는 환경정보표시수단; 상기 IoT 스마트 환경센서 통합디바이스와 무선 통신하여 실시간으로 측정되는 지역별 환경데이터를 전송받아 수집하고, 지역별 도시 환경상태를 중앙에서 실시간으로 모니터링 및 통합 관리하기 위한 환경관제센터 서버;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 IoT 스마트 환경센서 통합디바이스는, 상기 가로등 배전반 또는 교통신호등 제어반의 상면에 설치되는 케이스 구조의 본체; 상기 본체에 장착되어 설치현장의 외기(外氣)에 형성되는 국부적인 대기오염의 환경데이터를 측정하기 위한 것으로서, 미세먼지를 측정하기 위한 미세먼지센서, 일산화탄소(CO)를 측정하기 위한 일산화탄소센서, 오존(O3)을 측정하기 위한 오존센서, 이산화질소(NO2)를 측정하기 위한 이산화질소센서, 이산화황(SO2)을 측정하기 위한 이산화황센서 중에서 어느 하나 이상이 장착되는 대기오염환경센서; 상기 본체에 장착되어 대기오염환경센서에서 측정된 환경데이터 값을 디지털화하고 분석하며, 환경데이터의 무선 전송에 사용되는 통신프로토콜을 컨트롤하는 마이크로컨트롤유닛(MCU); 상기 본체에 장착되어 설치현장의 외기(外氣)에 형성되는 국부적인 환경상태를 측정하기 위한 것으로서, 풍속, 풍향, 온도, 습도를 측정하여 지역별 환경분석 및 환경예측에 사용하기 위한 환경상태측정센서; 상기 본체에 장착되어 상기 대기오염환경센서 및 환경상태측정센서로부터 측정된 환경데이터를 상기 환경정보표시수단으로 무선 전송 및 양방향 데이터 교환을 가능하게 하는 제1통신모듈; 상기 본체에 장착되어 상기 대기오염환경센서 및 환경상태측정센서로부터 측정된 환경데이터를 상기 환경관제센터 서버로 전송 및 양방향 데이터 교환을 가능하게 하는 제2통신모듈; 상기 본체에 장착되고, 상기 가로등 배전반 또는 교통신호등 제어반으로부터 공급되는 사용전원을 마이크로컨트롤유닛, 대기오염환경센서, 환경상태측정센서, 제1통신모듈, 제2통신모듈에 필요한 동작전원으로 공급하는 파워드라이버;를 포함하는 구성을 갖게 할 수 있다.
여기에서, 상기 환경정보표시수단은, 차량용 교통신호등이 설치된 지지대에 설치되는 LED 디스플레이장치, 횡단보도용 교통신호등이 설치된 지지대에 설치되는 LED 디스플레이장치, 버스정류장에 설치되어 차량운행정보 디스플레이용으로 사용되고 있는 LED 디스플레이장치 중에서 어느 하나 이상으로 구성하며; 상기 각각의 LED 디스플레이장치에는 상기 IoT 스마트 환경센서 통합디바이스와의 무선통신을 가능하게 하는 무선통신 송수신기 및 LED에 의한 환경정보 표시를 제어하기 위한 LED 표시제어기를 포함하며; 상기 각각의 LED 디스플레이장치에는 햇빛차단갓을 구비하여 실시간으로 표시되는 환경정보가 낮에도 선명하게 표출 및 시민의 시야에 잘 보일 수 있도록 하는 구성을 갖게 할 수 있다.
여기에서, 상기 환경관제센터 서버는, 상기 IoT 스마트 환경센서 통합디바이스로부터 환경데이터를 수신 및 필요에 따라 데이터를 송신하기 위한 서버통신모듈; 상기 IoT 스마트 환경센서 통합디바이스로부터 환경데이터를 수신하여 수집 및 관리하기 위한 데이터베이스; 상기 IoT 스마트 환경센서 통합디바이스로부터 수신된 지역별 국부적인 환경데이터를 분석하고, 지역별 국부적인 환경데이터를 모아서 도시의 전체적인 환경상태 및 지역별 환경상태를 한눈에 파악할 수 있도록 환경데이터에 기준한 환경등고선 맵(Map)을 작성하기 위한 환경분석 및 맵작성 엔진;을 포함하는 구성을 갖게 할 수 있다.
여기에서, 상기 IoT 스마트 환경센서 통합디바이스는, 도시에 기 구축되어있는 인접 IoT 스마트 LED 가로등과의 통신을 통해 스마트 LED 가로등의 정보를 수신하여 환경관제센터 서버로 데이터를 전송하거나 환경관제센터 서버에서 가로등을 제어하는 제어명령을 전달하기 위한 게이트웨이(Gateway)로서의 기능을 겸하도록 하는 구성을 갖게 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 가로등 설비와 교통신호등 설비 및 버스정류장 디스플레이장치 등의 도시에 기 구축된 지역사회의 인접한 사회기반시설을 활용하여 시스템을 구현함으로써 경제성 있는 시스템을 제공할 수 있으며, 도시 내에서의 지역별 환경정보를 수집한 후 해당지역 시민들에게 바로 전달하여 알림으로써 지역별 환경정보를 실시간으로 지역 시민들과 공유할 수 있고 그 수집된 환경정보를 기초로 보다 정확하게 원인을 분석하고 그에 따른 저감 대책을 강구하는데 유용하게 사용할 수 있고, 이를 통해 삶의 질을 높이고 건강한 삶을 영위할 수 있는 스마트 클린 시티를 구현할 수 있으며, 특히 도시의 시민들이 실제 생활하는 곳에서의 눈높이에 맞고 실제 체감할 수 있는 실측 환경에서 환경정보를 실시간으로 수집하므로 정확하고 신뢰성 있는 환경정보를 인근 지역 시민들과 공유 및 도시 환경을 모니터링할 수 있는 유용함을 제공할 수 있다.
본 발명은 환경정보의 공유에 의한 시민과의 소통수단으로 기능할 수 있으며, 도시의 거리에 설치되어 기 구축되어있고 시민이 일상생활에서 쉽게 접할 수 있는 가로등 설비와 교통신호등 설비 및 버스정류장 디스플레이장치 등의 사회기반시설을 활용하여 간단하게 설치할 수 있고 설치비용을 절감할 수 있는 등 경제성과 실용성을 추구할 수 있으며, 미세먼지나 황사 또는 일산화탄소 등의 각종 대기오염원이나 유해가스가 도시 내 어느 지역에서 발생하는지 또는 외부에서 유입되고 있는지를 정확하게 판단 및 그에 따른 저감 대책 등을 강구하고 대기오염이 심한 지역에 우선하여 조치할 수 있는 유용함을 달성할 수 있다.
본 발명은 대기오염이 심한 지역에 저감장치 등을 설치하는 등 저감 조치를 취한 후 그에 따른 저감 조치지역에 대기오염 저감효과가 있는지를 빠르고 정확하게 파악할 수 있으며, 스마트 클린 시티 구현을 위한 유용한 효과를 달성할 수 있다.
본 발명은 시민들에게 내 생활권역 내의 실측 환경데이터를 측정하여 전달 및 공유토록 하므로 환경 개선에 참여를 유도할 수 있고, 기존에 비해 도시의 환경 문제를 보다 적극적으로 해결할 수 있는 유용한 효과를 달성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인접 사회기반시설을 활용한 스마트 클린 시티용 환경정보 제공시스템을 나타낸 전체 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 인접 사회기반시설을 활용한 스마트 클린 시티용 환경정보 제공시스템을 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 인접 사회기반시설을 활용한 스마트 클린 시티용 환경정보 제공시스템에 있어 IoT 스마트 환경센서 통합디바이스의 설치상태를 나타낸 일 예시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 인접 사회기반시설을 활용한 스마트 클린 시티용 환경정보 제공시스템에 있어 IoT 스마트 환경센서 통합디바이스를 나타낸 예시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 인접 사회기반시설을 활용한 스마트 클린 시티용 환경정보 제공시스템에 있어 환경정보표시수단의 설치상태를 나타낸 일 예시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 인접 사회기반시설을 활용한 스마트 클린 시티용 환경정보 제공시스템을 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 인접 사회기반시설을 활용한 스마트 클린 시티용 환경정보 제공시스템에 있어 IoT 스마트 환경센서 통합디바이스의 설치상태를 나타낸 일 예시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 인접 사회기반시설을 활용한 스마트 클린 시티용 환경정보 제공시스템에 있어 IoT 스마트 환경센서 통합디바이스를 나타낸 예시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 인접 사회기반시설을 활용한 스마트 클린 시티용 환경정보 제공시스템에 있어 환경정보표시수단의 설치상태를 나타낸 일 예시도이다.
본 발명에 대해 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같으며, 이와 같은 상세한 설명을 통해서 본 발명의 목적과 구성 및 그에 따른 특징들을 보다 잘 이해할 수 있게 될 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 인접 사회기반시설을 활용한 스마트 클린 시티용 환경정보 제공시스템은 도 1 내지 도 5에 나타낸 바와 같이, IoT 스마트 환경센서 통합디바이스(100), 환경정보표시수단(200), 환경관제센터 서버(300), 및 클라우드 컴퓨터(400)를 포함하는 구성으로 이루어진다.
상기 IoT 스마트 환경센서 통합디바이스(100)는 도시의 거리에 기 구축되어있는 가로등 배전반 또는 교통신호등 제어반(1)의 상면에 설치함으로써 시민이 실제 호흡하고 체감하는 높이에 배치하되, 배선 연결을 통해 가로등 배전반 또는 교통신호등 제어반(1)으로부터 사용전원을 공급받도록 설치되며, 설치현장의 외기(外氣)에 형성되는 지역별 미세먼지를 비롯한 환경데이터를 실시간으로 측정하기 위한 구성요소이다.
이를 위해, 상기 IoT 스마트 환경센서 통합디바이스(100)는 본체(110), 대기오염환경센서(120), 마이크로컨트롤유닛(130), 환경상태측정센서(140), 제1통신모듈(150), 제2통신모듈(160), 및 파워드라이버(170)를 포함하는 구성을 갖게 할 수 있다.
상기 본체(110)는 상기 가로등 배전반 또는 교통신호등 제어반(1)의 상면에 설치되는 케이스 구조를 갖는 몸체로 구비되며, 테스크탑 등의 컴퓨터본체와 같이 슬롯을 이용하여 필요 구성부품을 장착 및 전기적으로 연결하여 사용할 수 있도록 구성할 수 있다.
이때, 상기 본체(110)는 실외에 설치되는 것으로서, 방수 구조를 충분하게 확보하도록 구성하는 것이 바람직하다.
상기 대기오염환경센서(120)는 상기 본체에 장착되어 설치현장의 외기(外氣)에 형성되는 지역별 국부적인 대기오염의 환경데이터를 측정하기 위한 것으로서, 미세먼지를 측정하기 위한 미세먼지센서(121), 일산화탄소(CO)를 측정하기 위한 일산화탄소센서(122), 오존(O3)을 측정하기 위한 오존센서(123), 이산화질소(NO2)를 측정하기 위한 이산화질소센서(124), 이산화황(SO2)을 측정하기 위한 이산화황센서(125) 중에서 어느 하나 이상이 장착될 수 있다.
이때, 상기 대기오염환경센서(120)는 상기 나열한 다수의 환경센서 이외에도 시민 또는 도시가 원하는 다양한 환경센서를 추가하여 구성할 수도 있다 할 것이다.
여기에서, 상기 미세먼지센서(121)는 센싱부의 앞단에 습기제거장치를 설치하는 구성을 갖게 함이 바람직한데, 이를 통해서는 비오는 날이나 습기가 많은 날 등 미세먼지가 습기를 머금음으로써 발생될 수 있는 미세먼지 측정 에러를 방지 및 최소화할 수 있는 장점을 제공할 수 있다.
상기 마이크로컨트롤유닛(MCU)(130)은 상기 본체에 장착되어 대기오염환경센서(120)에서 측정된 환경데이터 값을 디지털화하고 분석하는 기능을 하며, 환경데이터의 무선 전송에 사용되는 통신프로토콜을 맞춤 컨트롤하는 기능을 한다.
상기 환경상태측정센서(140)는 상기 본체에 장착되어 설치현장의 외기(外氣)에 형성되는 지역별 국부적인 환경상태를 측정하기 위한 것으로서, 풍속, 풍향, 온도, 습도를 측정하여 지역별 환경분석 및 환경예측에 사용하기 위함이다.
이때, 상기 환경상태측정센서(140)는 풍속, 풍향, 온도, 습도 측정을 개별적으로 실시할 수도 있으나, 이들 모두를 동시에 측정 가능한 디바이스로 구성함이 더욱 바람직하다 할 수 있다.
여기에서, 상기 환경상태측정센서(140)를 통해서는 풍속, 풍향, 온도, 습도에 따른 환경데이터 값의 변화를 빅데이터 분석에 활용하며, 풍속, 풍향, 온도, 습도 관련 기상청 측 데이터를 활용하여 분석하고 인공지능(AI) 기술을 이용하여 환경데이터를 분석함으로써 지역별 환경을 예측하는데 사용할 수 있다.
상기 제1통신모듈(150)은 상기 본체에 장착되어 상기 대기오염환경센서(120) 및 환경상태측정센서(140)로부터 측정된 환경데이터를 상기 환경정보표시수단(200)으로 무선 전송 및 양방향 데이터 교환을 가능하게 하는 구성요소이다.
이때, 상기 제1통신모듈(150)은 LoRa 통신이 가능한 LoRa 통신모듈로 구성할 수 있고, 필요에 따라 NB-IoT 통신모듈, Wi-SUN 통신모듈 BoT(BoT; Broadcasting of Thing) 통신모듈 중에서 어느 하나로 구성할 수도 있다 할 것이다.
상기 제2통신모듈(160)은 상기 본체에 장착되어 상기 대기오염환경센서(120) 및 환경상태측정센서(140)로부터 측정된 환경데이터를 상기 환경관제센터 서버(300)로 전송 및 양방향 데이터 교환을 가능하게 하는 구성요소이다.
이때, 상기 제2통신모듈(160)은 LTE 통신모듈 또는 인터넷 통신모듈로 구성할 수 있으며, 때로는 통신환경이 미진한 저개발국가 등의 경우 2G나 3G 통신모듈을 사용할 수도 있다 할 것이다.
상기 파워드라이버(170)는 상기 본체에 장착되고, 상기 가로등 배전반 또는 교통신호등 제어반(1)으로부터 공급되는 사용전원을 대기오염환경센서(120), 마이크로컨트롤유닛(130), 환경상태측정센서(140), 제1통신모듈(150), 제2통신모듈(160)에 필요한 동작전원으로 전환하여 공급하기 위한 구성요소이다.
또한, 상기 IoT 스마트 환경센서 통합디바이스(100)는 도시에 기 구축되어있는 인접 IoT 스마트 LED 가로등(500)과의 통신을 통해 도시에 기 구축된 스마트 LED 가로등(500)의 정보를 수신하여 환경관제센터 서버(300)로 데이터를 전송하거나 환경관제센터 서버(300)에서 가로등(500)을 제어하는 제어명령을 전달하기 위한 게이트웨이(Gateway)로서의 기능을 겸하도록 하는 구성을 갖게 할 수 있다.
여기에서, 상기 IoT 스마트 LED 가로등(500)은 사물인터넷(IoT) 등 스마트센서(Smart Sensor)를 활용하여 전력 데이터를 MCU(마이컴)으로 분석하고 제어하며 정보를 수집할 수 있도록 한 구성을 갖는 것으로서, 이러한 제어신호 및 수집 정보를 스마트 LED 가로등과 일체형으로 구성할 수 있는 IoT(LoRa) 통신 Module을 통해 게이트웨이(Gateway)로 전송하고, 상기 게이트웨이와 가로등 관제센터 간에 인터넷망 또는 LTE망을 이용하여 스마트 LED 가로등을 제어 및 각종 정보를 수집할 수 있도록 하는 구성을 갖는 것이다.
이와 같은 상기 IoT 스마트 LED 가로등(500)은 기존 LED 가로등과 달리 도시 전체의 가로등을 동시에 ON/OFF 제어할 수 있고 Dimming(밝기조절) 제어를 수행할 수 있으며, 각자마다 고유번호가 있어 이상이 발생되면 고장이 난 것인지 또는 파워케이블에 문제가 있는지도 알려주고, 배전반의 누전차단기가 OFF되는 것도 알려주어 A/S를 쉽게 하는 기능도 가지며, 고장이나 이상 발생 정보에 대한 누적 정보 또한 확인할 수 있어 이를 빅데이터(Big data) 자료로 활용 가능하며, 실제 사용되는 전기사용량도 알려주는 기능을 가지므로 어느 정도를 절감하였는지 전기절감액도 정확하게 확인할 수 있는 시스템 구성을 갖는 것이다.
즉, 상기 IoT 스마트 환경센서 통합디바이스(100)를 상기 IoT 스마트 LED 가로등(500)과 연계하여 통합 사용 및 관리할 수 있는 시스템을 제공할 수도 있다.
일 예로서, 상기 IoT 스마트 환경센서 통합디바이스(100)는 도시의 거리에 기 구축되어있는 사회기반시설에 인접하여 1~2Km 단위로 설치하여 운영 및 관리할 수 있다.
상기 환경정보표시수단(200)은 상기 IoT 스마트 환경센서 통합디바이스(100)와 무선 통신하여 실시간으로 측정되는 지역별 환경데이터를 전송받아 디스플레이함으로써 시민들에게 지역별 환경정보를 실시간으로 전달하는 수단으로 사용하기 위한 것으로서, 상기 IoT 스마트 환경센서 통합디바이스(100)가 설치된 가로등 배전반 또는 교통신호등 제어반(1)에 인접하여 기 구축된 교통신호등 또는 버스정류장 등에 설치되는 구성요소이다.
이를 위해, 상기 환경정보표시수단(200)은 LED 디스플레이장치(210)를 포함하는 구성을 갖게 하는데, 횡단보도용 교통신호등이 설치된 지지대(2)에 설치되는 LED 디스플레이장치, 차량용 교통신호등이 설치된 지지대(3)에 설치되는 LED 디스플레이장치, 버스정류장에 설치되어 차량운행정보 디스플레이용으로 사용되고 있는 LED 디스플레이장치 중에서 어느 하나 이상으로 구성할 수 있다.
상기 LED 디스플레이장치(210)에는 상기 IoT 스마트 환경센서 통합디바이스(100)와의 무선통신을 가능하게 하는 무선통신 송수신기(220) 및 LED에 의한 환경정보 표시를 제어하기 위한 LED 표시제어기(230)를 포함한다.
상기 LED 디스플레이장치(210)에는 햇빛차단갓(211)을 구비하여 실시간으로 표시되는 환경정보가 낮에도 선명하게 표출 및 시민의 시야에 잘 보일 수 있도록 하는 구성을 갖게 할 수 있다.
상기 환경관제센터 서버(300)는 상기 IoT 스마트 환경센서 통합디바이스(100)와 무선 통신하여 실시간으로 측정되는 지역별 환경데이터를 전송받아 수집하고, 지역별 도시 환경상태를 중앙에서 실시간으로 모니터링 및 통합 관리하기 위한 구성요소이다.
이를 위해, 상기 환경관제센터 서버(300)는 서버통신모듈(310), 데이터베이스(320), 및 환경분석 및 맵작성 엔진(330) 등을 포함하는 구성을 갖게 할 수 있다.
상기 서버통신모듈(310)은 상기 IoT 스마트 환경센서 통합디바이스(100)로부터 지역별 환경데이터를 수신 및 필요에 따라 데이터를 송신하고, 상기 클라우드 컴퓨터(400)와도 양방향으로 데이터를 송수신하기 위한 통신모듈이다.
이때, 상기 서버통신모듈(310)은 LTE통신모듈 또는 인터넷통신모듈로 구성하여 데이터를 송수신 가능하게 할 수 있다.
상기 데이터베이스(320)는 IoT 스마트 환경센서 통합디바이스(100)로부터 환경데이터를 수신하여 수집 및 관리하기 위한 저장매체이다.
상기 환경분석 및 맵작성 엔진(330)은 상기 IoT 스마트 환경센서 통합디바이스(100)로부터 수신된 지역별 국부적인 환경데이터를 분석하고, 지역별 국부적인 환경데이터를 모아서 도시의 전체적인 환경상태 및 지역별 환경상태를 한눈에 파악할 수 있도록 환경데이터에 기준한 환경등고선 맵(Map)을 작성하기 위한 프로그램엔진이다.
이때, 상기 환경분석 및 맵작성 엔진(330)을 통해 작성되는 환경등고선 맵을 통해서 도시 전체 또는 지역별 환경분포를 용이하게 파악할 수 있게 되므로 대기오염원이 도시 내 어디에서 발생하는지 또는 외부에서 유입되는지 등을 판단할 수 있으며, 보다 정확하면서 빠르게 해당 지역에 대한 대기오염 저감 대책 등을 시행 또는 우선 지역을 선정할 수 있을 뿐만 아니라 저감장치를 어느 지역에 우선 배치하여야 하는지 등을 쉽게 파악 및 판단할 수 있는 중요 자료를 제공할 수 있다.
일 예로, 상기 환경관제센터 서버(300)에서는 상기 IoT 스마트 환경센서 통합디바이스(100)로부터 수집되는 지역별 환경데이터를 분석하고, 도시의 지역별 200~400개 지역의 환경데이터를 모아 환경분포지도를 작성하여 대기오염이 가장 심한 지역을 지정하고 필요한 저감 대책을 지시하는 등의 기능을 수행하게 할 수 있다.
상기 클라우드 컴퓨터(400)는 상기 환경관제센터 서버(300)와 유선 또는 무선으로 연결되고, 실시간으로 수집된 환경데이터의 빅데이터(Big data) 환경을 제공하는 구성요소이다.
상기 환경관제센터 서버(300)에서는 상기 클라우드 컴퓨터(400)와의 연계를 통해 빅데이터 및 인공지능(AI) 기술을 사용하여 지역별 환경 예측, 대기오염 원인분석, 저감 대책을 서비스할 수 있다.
상기 환경관제센터 서버(300)에서는 상기 클라우드 컴퓨터(400)와의 연계를 통해 시민이 소유한 스마트폰을 통해 정보를 실시간으로 공유하도록 환경정보를 제공하는 앱 서비스를 실시할 수도 있다.
이와 같은 상술한 구성으로 이루어지는 본 발명에 따른 인접 사회기반시설을 활용한 스마트 클린 시티용 환경정보 제공시스템을 통해서는 가로등 설비와 교통신호등 설비 및 버스정류장 디스플레이장치 등의 도시에 기 구축된 지역사회의 인접한 사회기반시설을 활용하여 시스템을 구현함으로써 경제성 있는 시스템을 제공할 수 있으며, 도시 내에서의 지역별 환경정보를 수집한 후 해당지역 시민들에게 바로 전달하여 알림으로써 지역별 환경정보를 실시간으로 지역 시민들과 공유할 수 있고 그 수집된 환경정보를 기초로 보다 정확하게 원인을 분석하고 그에 따른 저감 대책을 강구하는데 사용할 수 있어 삶의 질을 높이고 건강한 삶을 영위할 수 있는 스마트 클린 시티를 구현할 수 있으며, 특히 도시의 시민들이 실제 생활하는 곳에서의 눈높이에 맞고 실제 체감할 수 있는 실측 환경에서 환경정보를 실시간으로 수집하므로 정확하고 신뢰성 있는 환경정보를 인근 지역 시민들과 공유 및 도시 환경을 모니터링할 수 있는 장점을 제공할 수 있다.
이상에서 설명한 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고 이러한 실시예에 극히 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 청구범위 내에서 이 기술분야의 당해업자에 의하여 다양한 수정과 변형 등이 이루어질 수 있다 할 것이며, 이는 본 발명의 기술적 범위에 속한다 할 것이다.
100: IoT 스마트 환경센서 통합디바이스
200: 환경정보표시수단
300: 환경관제센터 서버
400: 클라우드 컴퓨터
500: IoT 스마트 LED 가로등
200: 환경정보표시수단
300: 환경관제센터 서버
400: 클라우드 컴퓨터
500: IoT 스마트 LED 가로등
Claims (5)
- 도시의 거리에 기 구축되어있는 가로등 배전반 또는 교통신호등 제어반의 상면에 설치함으로써 시민이 실제 호흡하고 체감하는 높이에 배치하되, 배선 연결을 통해 가로등 배전반 또는 교통신호등 제어반으로부터 사용전원을 공급받도록 설치되며, 설치현장의 외기(外氣)에 형성되는 미세먼지를 비롯한 지역별 환경데이터를 실시간으로 측정하기 위한 IoT 스마트 환경센서 통합디바이스;
상기 IoT 스마트 환경센서 통합디바이스와 무선 통신하여 실시간으로 측정되는 지역별 환경데이터를 전송받아 디스플레이함으로써 시민들에게 환경정보를 실시간으로 전달하는 수단으로 사용하기 위한 것으로서, 상기 IoT 스마트 환경센서 통합디바이스가 설치된 가로등 배전반 또는 교통신호등 제어반에 인접하여 기 구축된 교통신호등 또는 버스정류장에 설치되는 환경정보표시수단;
상기 IoT 스마트 환경센서 통합디바이스와 무선 통신하여 실시간으로 측정되는 지역별 환경데이터를 전송받아 수집하고, 지역별 도시 환경상태를 중앙에서 실시간으로 모니터링 및 통합 관리하기 위한 환경관제센터 서버; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 인접 사회기반시설을 활용한 스마트 클린 시티용 환경정보 제공시스템. - 제 1항에 있어서,
상기 IoT 스마트 환경센서 통합디바이스는,
상기 가로등 배전반 또는 교통신호등 제어반의 상면에 설치되는 케이스 구조의 본체;
상기 본체에 장착되어 설치현장의 외기(外氣)에 형성되는 국부적인 대기오염의 환경데이터를 측정하기 위한 것으로서, 미세먼지를 측정하기 위한 미세먼지센서, 일산화탄소(CO)를 측정하기 위한 일산화탄소센서, 오존(O3)을 측정하기 위한 오존센서, 이산화질소(NO2)를 측정하기 위한 이산화질소센서, 이산화황(SO2)을 측정하기 위한 이산화황센서 중에서 어느 하나 이상이 장착되는 대기오염환경센서;
상기 본체에 장착되어 대기오염환경센서에서 측정된 환경데이터 값을 디지털화하고 분석하며, 환경데이터의 무선 전송에 사용되는 통신프로토콜을 컨트롤하는 마이크로컨트롤유닛(MCU);
상기 본체에 장착되어 설치현장의 외기(外氣)에 형성되는 국부적인 환경상태를 측정하기 위한 것으로서, 풍속, 풍향, 온도, 습도를 측정하여 지역별 환경분석 및 환경예측에 사용하기 위한 환경상태측정센서;
상기 본체에 장착되어 상기 대기오염환경센서 및 환경상태측정센서로부터 측정된 환경데이터를 상기 환경정보표시수단으로 무선 전송 및 양방향 데이터 교환을 가능하게 하는 제1통신모듈;
상기 본체에 장착되어 상기 대기오염환경센서 및 환경상태측정센서로부터 측정된 환경데이터를 상기 환경관제센터 서버로 전송 및 양방향 데이터 교환을 가능하게 하는 제2통신모듈;
상기 본체에 장착되고, 상기 가로등 배전반 또는 교통신호등 제어반으로부터 공급되는 사용전원을 마이크로컨트롤유닛, 대기오염환경센서, 환경상태측정센서, 제1통신모듈, 제2통신모듈에 필요한 동작전원으로 공급하는 파워드라이버; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 인접 사회기반시설을 활용한 스마트 클린 시티용 환경정보 제공시스템. - 제 1항에 있어서,
상기 환경정보표시수단은,
차량용 교통신호등이 설치된 지지대에 설치되는 LED 디스플레이장치, 횡단보도용 교통신호등이 설치된 지지대에 설치되는 LED 디스플레이장치, 버스정류장에 설치되어 차량운행정보 디스플레이용으로 사용되고 있는 LED 디스플레이장치 중에서 어느 하나 이상으로 구성하며;
상기 각각의 LED 디스플레이장치에는 상기 IoT 스마트 환경센서 통합디바이스와의 무선통신을 가능하게 하는 무선통신 송수신기 및 LED에 의한 환경정보 표시를 제어하기 위한 LED 표시제어기를 포함하며;
상기 각각의 LED 디스플레이장치에는 햇빛차단갓을 구비하여 실시간으로 표시되는 환경정보가 낮에도 선명하게 표출 및 시민의 시야에 잘 보일 수 있도록 구성하는 것을 특징으로 하는 인접 사회기반시설을 활용한 스마트 클린 시티용 환경정보 제공시스템. - 제 1항에 있어서,
상기 환경관제센터 서버는,
상기 IoT 스마트 환경센서 통합디바이스로부터 환경데이터를 수신 및 필요에 따라 데이터를 송신하기 위한 서버통신모듈;
상기 IoT 스마트 환경센서 통합디바이스로부터 환경데이터를 수신하여 수집 및 관리하기 위한 데이터베이스;
상기 IoT 스마트 환경센서 통합디바이스로부터 수신된 지역별 국부적인 환경데이터를 분석하고, 지역별 국부적인 환경데이터를 모아서 도시의 전체적인 환경상태 및 지역별 환경상태를 한눈에 파악할 수 있도록 환경데이터에 기준한 환경등고선 맵(Map)을 작성하기 위한 환경분석 및 맵작성 엔진; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 인접 사회기반시설을 활용한 스마트 클린 시티용 환경정보 제공시스템. - 제 1항에 있어서,
상기 IoT 스마트 환경센서 통합디바이스는,
도시에 기 구축되어있는 인접 IoT 스마트 LED 가로등과의 통신을 통해 스마트 LED 가로등의 정보를 수신하여 환경관제센터 서버로 데이터를 전송하거나 환경관제센터 서버에서 가로등을 제어하는 제어명령을 전달하기 위한 게이트웨이(Gateway)로서 기능을 겸하도록 구성한 것을 특징으로 하는 인접 사회기반시설을 활용한 스마트 클린 시티용 환경정보 제공시스템.
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| KR102213996B1 (ko) | 2021-02-09 |
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