KR20200145042A - System and method for diagnosing safety of facility using rfid communication - Google Patents

System and method for diagnosing safety of facility using rfid communication Download PDF

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KR20200145042A
KR20200145042A KR1020190073426A KR20190073426A KR20200145042A KR 20200145042 A KR20200145042 A KR 20200145042A KR 1020190073426 A KR1020190073426 A KR 1020190073426A KR 20190073426 A KR20190073426 A KR 20190073426A KR 20200145042 A KR20200145042 A KR 20200145042A
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Abstract

The present invention relates to a facility safety diagnosis system using RFID communication, and specifically to a facility safety diagnosis system using RFID communication, wherein a plurality of sensing devices including load cells, temperature sensors, vibration sensors, microcontroller units (MCUs), and RFID are installed in the facility, a monitoring device which communicates with the sensing device is mounted on the vehicle to supply power to the plurality of sensing devices to activate the sensing device, a stress detection signal, a temperature detection signal, and a vibration detection signal are received from a plurality of sensing devices, and the stability of the facility is analyzed, and the result value is displayed.

Description

ＲＦＩＤ 통신을 이용한 시설물 안전 진단 시스템{SYSTEM AND METHOD FOR DIAGNOSING SAFETY OF FACILITY USING RFID COMMUNICATION} Facility safety diagnosis system using RX communication {SYSTEM AND METHOD FOR DIAGNOSING SAFETY OF FACILITY USING RFID COMMUNICATION}

본 발명은 RFID(Radio-Frequency Identification) 통신을 이용한 시설물 안전 진단 시스템에 관한 것으로서, 특히 로드셀, 온도센서, 진동센서, MCU(Micro controller Unit) 및 RFID를 포함하는 감지 장치를 시설물에 복수개 장착하고, 이 감지 장치와 RFID 통신하는 모니터링 장치를 차량에 장착하여 복수개의 감지 장치에 전원을 공급하여 활성화시키고 복수개의 감지 장치로부터 응력 감지 신호, 온도 감지 신호 및 진동 감지 신호를 인가받아 시설물의 안정성을 분석하여 그 결과 값을 디스플레이하는, RFID 통신을 이용한 시설물 안전 진단 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a facility safety diagnosis system using RFID (Radio-Frequency Identification) communication, and in particular, a plurality of sensing devices including a load cell, a temperature sensor, a vibration sensor, a micro controller unit (MCU), and an RFID are mounted on a facility, A monitoring device that communicates with this sensing device and RFID is installed in the vehicle to supply power to a plurality of sensing devices to activate it, and by receiving a stress detection signal, a temperature detection signal, and a vibration detection signal from the plurality of detection devices, the stability of the facility is analyzed. It relates to a facility safety diagnosis system using RFID communication that displays the result value.

일반적으로 교량, 대형시설물, 지하 매설물 등의 시설물들은 사회가 발전하면서 사회 구성원들의 다양한 요구에 부응하기 위하여 점점 대형화 및 첨단화되고 있다. 이에 따라 여러 가지 신기술, 신공법, 신소재 등이 도입되고 있으며, 이러한 새로운 기술을 도입하기 위한 선결 조건인 안전성 등의 검증에 대한 필요성이 요구되고 있다. 한편, 준공 후 수 십년이 지난 노후 된 구조물의 수는 점차 늘어나고 있으며, 구조물의 현재 상태를 평가하기 위한 정밀안전진단 기술이나 유지관리를 위한 계측 시스템의 도입이 가속화되고 있다. 지금까지는 구조물의 안전진단을 위하여 직접 인력의 투입이 요구되는 육안검사가 보편적으로 이용되어 왔지만, 인건비가 점점 늘어나고 있고, 검사에 요구되는 시간 역시 적지 않아 안전진단을 위한 비용이 늘어남에 따라 새로운 구조물 안전진단 시스템에 대한 요구가 발생하였다. 이러한 요구에 따라 구조물에 각종 센서를 부착하고 그 센서를 이용한 계측 결과에 기초한 구조물 안전진단 시스템의 사용이 점차 보편화되고 있다. 계측 장치를 이용하는 경우 변형률 계나, 로드셀, 가속도계, 속도계 등의 센서부와 상기 센서부에 의한 계측결과를 측정하는 계측부 등으로 구성되는데, 종래에는 센서부와 계측부 사이를 케이블을 이용하여 연결하여 사용하였다. 케이블을 이용한 계측의 경우 센서부를 계속해서 옮겨야 하는 경우 케이블을 함께 이동해야 하므로 계측을 위한 인력소모가 많고 계측결과가 케이블에 의해 전송되는 과정에서 감쇠되고 왜곡되는 문제가 발생하였으며, 이를 개선하기 위하여 무선 계측시스템이 개발되었다.In general, facilities such as bridges, large-sized facilities, and underground buried facilities are becoming larger and more advanced in order to meet the diverse needs of members of society as society develops. Accordingly, various new technologies, new construction methods, and new materials are being introduced, and there is a need for verification of safety, which is a prerequisite for introducing these new technologies. On the other hand, the number of deteriorated structures that have passed decades after completion is gradually increasing, and the introduction of precision safety diagnosis technology for evaluating the current state of the structure or measurement system for maintenance is accelerating. Until now, visual inspections that require direct manpower input for the safety diagnosis of structures have been commonly used, but labor costs are increasing and the time required for inspections is also not small, so new structures are safe as the cost for safety diagnosis increases. A demand has arisen for a diagnostic system. In accordance with these demands, various sensors are attached to structures, and the use of a structure safety diagnosis system based on measurement results using the sensors is becoming increasingly common. In the case of using a measurement device, it is composed of a sensor unit such as a strain gauge, a load cell, an accelerometer, and a speedometer, and a measurement unit that measures the measurement result by the sensor unit, and conventionally, the sensor unit and the measurement unit are connected by using a cable. . In the case of measurement using a cable, if the sensor unit has to be moved continuously, the cable must be moved together, so there is a lot of labor consumption for measurement, and a problem of attenuation and distortion occurred in the process of transmitting the measurement result by the cable. The measurement system was developed.

그러나 이와 같은 무선 계측시스템은 무선센서 장치에 별도의 외부 전원을 필요로 하므로 전원이 공급되기 어려운 환경에서는 배터리를 사용해야 하는 데 그 경우 정기적으로 교체해야 하므로 추가적인 인력이 필요하게 되어 유지비용 상승의 원인이 되었다.However, since such a wireless measurement system requires a separate external power source for the wireless sensor device, it is necessary to use a battery in an environment where power is difficult to be supplied. In that case, additional manpower is required, which causes an increase in maintenance cost. Became.

한국 공개 특허 2005-0051577호 공보Korean Patent Publication No. 2005-0051577

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 시설물에 별도의 전원 장치를 설치할 필요 없고 신속하게 시설물에 대한 안전을 진단할 수 있는, RFID 통신을 이용한 시설물 안전 진단 시스템에 관한 것이다.Accordingly, the present invention has been made to solve the conventional problems as described above, and an object of the present invention is to provide a facility safety using RFID communication that can quickly diagnose the safety of the facility without the need to install a separate power supply device in the facility. It relates to a diagnostic system.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시형태에 의한, RFID 통신을 이용한 시설물 안전 진단 시스템은 시설물의 외벽 또는 내벽에 서로 겹치지 않도록 복수개 설치되어 외부에서 자기장이 인가되었을 때 활성화되어 각각의 위치에서 응력, 온도, 진동을 감지하고 이들 감지 정보와 고유 위치 정보를 RF 신호로 변조하여 송신하는 감지 장치; 및 차량에 장착되어 상기 감지 장치와 RFID 통신하면서 자기장을 제공하고, 복수개의 상기 감지 장치로부터 RF 신호를 인가받아 복조하여 시설물의 각각의 위치에서의 응력, 온도 및 진동의 정보를 기초로 시설물의 안정성을 분석하고 그 결과 값을 디스플레이하는 모니터링 장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, a plurality of facility safety diagnosis systems using RFID communication according to an embodiment of the present invention are installed so as not to overlap each other on the outer wall or inner wall of the facility, and are activated when a magnetic field is applied from the outside, and stress at each location , A sensing device that senses temperature and vibration and modulates and transmits these sensing information and unique location information into an RF signal; And it is mounted on a vehicle to provide a magnetic field while communicating with the sensing device in RFID, and by receiving and demodulating RF signals from a plurality of the sensing devices, the stability of the facility based on information of stress, temperature, and vibration at each location of the facility. It characterized in that it includes; a monitoring device that analyzes and displays the result value.

상기 실시형태에 의한, RFID 통신을 이용한 시설물 안전 진단 시스템에 있어서, 상기 감지 장치는 중심 위치를 기준으로 한 상측, 하측, 좌측 및 우측의 응력을 감지하도록 구성된 제 1, 2, 3, 4 로드셀; 상기 중심 위치를 기준으로 한 상측, 하측, 좌측 및 우측의 온도를 감지하도록 구성된 제 1, 2, 3, 4 온도센서; 상기 중심 위치를 기준으로 한 상측, 하측, 좌측 및 우측의 진동을 감지하도록 구성된 제 1, 2, 3, 4 진동센서; 상기 모니터링 장치와 RFID 통신하면서 자기장을 인가받아 전력신호로 변환하는 한편, 상측, 하측, 좌측 및 우측의 응력 감지 정보, 온도 감지 정보 및 진동 감지 정보와 고유 위치 정보를 변조하여 상기 모니터링 장치에 제공하도록 구성된 시설물 측 RFID; 및 상기 시설물 측 RFID로부터 전력신호를 인가받아 상기 제 1, 2, 3, 4 로드셀, 제 1, 2, 3, 4 온도센서 및 제 1, 2, 3, 4 진동센서에 구동 전원으로서 제공하고, 상기 제 1, 2, 3, 4 로드셀, 제 1, 2, 3, 4 온도센서 및 제 1, 2, 3, 4 진동센서로부터 상측, 하측, 좌측 및 우측의 응력 감지 정보, 온도 감지 정보 및 진동 감지 정보를 인가 받아 상기 시설물측 RFID에 제공하도록 구성된 MCU(M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7, M8, M9);를 포함할 수 있다.In the facility safety diagnosis system using RFID communication according to the above embodiment, the detection device includes: first, second, third, and fourth load cells configured to detect stresses in upper, lower, left and right sides based on a central position; 1st, 2nd, 3rd, 4th temperature sensors configured to detect upper, lower, left and right temperatures based on the central position; First, second, third, and fourth vibration sensors configured to sense vibrations of upper, lower, left and right sides based on the central position; While RFID communication with the monitoring device is applied, a magnetic field is applied and converted into a power signal, while stress detection information, temperature detection information, vibration detection information, and unique location information of upper, lower, left and right are modulated and provided to the monitoring device. Configured facility-side RFID; And receiving a power signal from the RFID of the facility and providing the first, 2, 3, 4 load cells, 1st, 2nd, 3rd, 4th temperature sensors and 1st, 2nd, 3rd, 4th vibration sensors as driving power, Stress detection information, temperature detection information and vibration of the upper, lower, left and right sides from the first, 2, 3, 4 load cells, 1st, 2nd, 3rd, 4th temperature sensor and 1st, 2nd, 3rd, 4th vibration sensor It may include an MCU (M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7, M8, M9) configured to receive sensing information and provide it to the facility-side RFID.

상기 실시형태에 의한, RFID 통신을 이용한 시설물 안전 진단 시스템에 있어서, 상기 모니터링 장치는 상기 시설물 측 RFID와 RFID 통신하면서 자기장을 제공하는 한편, 상기 시설물 측 RFID로부터 RF 변조된 상측, 하측, 좌측 및 우측의 응력 감지 정보, 온도 감지 정보 및 진동 감지 정보와 고유 위치 정보를 인가받아 복조하도록 구성된 차량 측 RFID; 및 상기 차량 측 RFID로부터 상측, 하측, 좌측 및 우측의 응력 감지 정보, 온도 감지 정보 및 진동 감지 정보와 고유 위치 정보를 인가받아 시설물의 고유 위치에서의 상측, 하측, 좌측 및 우측의 응력, 온도 및 진동의 정보를 기초로 시설물의 안정성을 분석하고 그 결과 값을 디스플레이하도록 구성된 모니터링부;를 포함할 수 있다.In the facility safety diagnosis system using RFID communication according to the above embodiment, the monitoring device provides a magnetic field while communicating with the facility side RFID, while RF modulated upper, lower, left and right sides from the facility side RFID A vehicle-side RFID configured to receive and demodulate stress detection information, temperature detection information, vibration detection information, and unique location information of the vehicle; And the upper, lower, left and right stress detection information, temperature detection information, vibration detection information, and unique location information from the vehicle-side RFID, and the upper, lower, left and right stress, temperature, and It may include; a monitoring unit configured to analyze the stability of the facility based on the vibration information and display the result value.

상기 실시형태에 의한, RFID 통신을 이용한 시설물 안전 진단 시스템에 있어서, 상기 시설물은 건물, 터널 및 교량 중 어느 하나일 수 있다.In the facility safety diagnosis system using RFID communication according to the above embodiment, the facility may be any one of a building, a tunnel, and a bridge.

상기 실시형태에 의한, RFID 통신을 이용한 시설물 안전 진단 시스템에 있어서, 상기 모니터링부는 분석된 시설물의 안정성 결과값을 3D 그래프로 디스플레이 할 수 있다.In the facility safety diagnosis system using RFID communication according to the above embodiment, the monitoring unit may display a stability result value of the analyzed facility as a 3D graph.

본 발명의 실시형태에 의한, RFID 통신을 이용한 시설물 안전 진단 시스템에 의하면, 시설물의 외벽 또는 내벽에 서로 겹치지 않도록 복수개 설치되어 외부에서 자기장이 인가되었을 때 활성화되어 각각의 위치에서 응력, 온도, 진동을 감지하고 이들 감지 정보와 고유 위치 정보를 RF 신호로 변조하여 송신하는 감지 장치; 및 차량에 장착되어 상기 감지 장치와 RFID 통신하면서 자기장을 제공하고, 복수개의 상기 감지 장치로부터 RF 신호를 인가받아 복조하여 시설물의 각각의 위치에서의 응력, 온도 및 진동의 정보를 기초로 시설물의 안정성을 분석하고 그 결과 값을 디스플레이하는 모니터링 장치;를 포함하여 구성됨으로써, 시설물에 별도의 전원 장치를 설치할 필요 없고 신속하게 시설물에 대한 안전을 진단할 수 있다는 뛰어난 효과가 있다.According to the facility safety diagnosis system using RFID communication according to an embodiment of the present invention, a plurality of facilities are installed so as not to overlap each other on the outer wall or the inner wall of the facility, and are activated when a magnetic field is applied from the outside to reduce stress, temperature, and vibration at each location. A sensing device that senses and modulates and transmits the sensing information and the unique position information into an RF signal; And it is mounted on a vehicle to provide a magnetic field while communicating with the sensing device in RFID, and by receiving and demodulating RF signals from a plurality of the sensing devices, the stability of the facility based on information of stress, temperature, and vibration at each location of the facility. By including a monitoring device that analyzes and displays the result value, there is an excellent effect that there is no need to install a separate power supply device in the facility, and the safety of the facility can be quickly diagnosed.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한, RFID 통신을 이용한 시설물 안전 진단 시스템의 개략적인 시스템 구성도이다.
도 2는 도 1의 터널 내, 외벽에 복수개 설치된 감지 장치의 상세구성도이다.
도 3은 도 1의 감지 장치와 모니터링 장치의 통신 연결도이다.
도 4는 도 1의 RFID 통신을 이용한 시설물 안전 진단 시스템의 동작을 설명하기 위한 플로우챠트이다.
도 5는 도 3의 모니터링부에서 파이썬 3D 그래프를 이용해 시설물의 안정성 분석 결과를 시각화한 도면이다.1 is a schematic system configuration diagram of a facility safety diagnosis system using RFID communication according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a detailed configuration diagram of a plurality of sensing devices installed on the inner and outer walls of the tunnel of FIG. 1.
3 is a communication connection diagram between the sensing device and the monitoring device of FIG. 1.
FIG. 4 is a flowchart illustrating the operation of the facility safety diagnosis system using RFID communication of FIG. 1.
FIG. 5 is a diagram of a visualization of a stability analysis result of a facility using a Python 3D graph in the monitoring unit of FIG. 3.

본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시예를 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적으로 해석되어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하는 것으로 해석되어서는 안 된다.In describing the embodiments of the present invention, when it is determined that a detailed description of known technologies related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary depending on the intention or custom of users or operators. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout this specification. The terms used in the detailed description are only for describing the embodiments of the present invention and should not be construed as limiting. Unless explicitly used otherwise, expressions in the singular form include the meaning of the plural form. In this description, expressions such as "comprising" or "feature" are intended to refer to certain features, numbers, steps, actions, elements, some or combination thereof, and one or more other than those described. It should not be construed as excluding the presence or possibility of other features, numbers, steps, actions, elements, any part or combination thereof.

도면에서 도시된 각 시스템에서, 몇몇 경우에서의 요소는 각각 동일한 참조 번호 또는 상이한 참조 번호를 가져서 표현된 요소가 상이하거나 유사할 수가 있음을 시사할 수 있다. 그러나 요소는 상이한 구현을 가지고 본 명세서에서 보여지거나 기술된 시스템 중 몇몇 또는 전부와 작동할 수 있다. 도면에서 도시된 다양한 요소는 동일하거나 상이할 수 있다. 어느 것이 제1 요소로 지칭되는지 및 어느 것이 제2 요소로 불리는지는 임의적이다.In each of the systems shown in the drawings, the elements in some cases each have the same reference number or a different reference number, suggesting that the elements represented may be different or similar. However, elements may have different implementations and operate with some or all of the systems shown or described herein. The various elements shown in the figures may be the same or different. Which is referred to as the first element and which is referred to as the second element is arbitrary.

본 명세서에서 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소로 데이터 또는 신호를 '전송', '전달' 또는 '제공'한다 함은 어느 한 구성요소가 다른 구성요소로 직접 데이터 또는 신호를 전송하는 것은 물론, 적어도 하나의 또 다른 구성요소를 통하여 데이터 또는 신호를 다른 구성요소로 전송하는 것을 포함한다.In the present specification, "transmitting", "transmitting" or "providing" data or signals by one component to another component means that one component directly transmits data or signals to another component, as well as It includes transmitting data or signals to other components through at least one other component.

이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한, RFID 통신을 이용한 시설물 안전 진단 시스템의 개략적인 시스템 구성도이고, 도 2는 도 1의 터널 내, 외벽에 복수개 설치된 감지 장치의 상세구성도이며, 도 3은 도 1의 감지 장치와 모니터링 장치의 통신 연결도이다.1 is a schematic system configuration diagram of a facility safety diagnosis system using RFID communication according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a detailed configuration diagram of a plurality of sensing devices installed in the tunnel and on the outer wall of FIG. 1, and FIG. 3 1 is a communication connection diagram between the sensing device and the monitoring device.

본 발명의 실시예에 의한, RFID 통신을 이용한 시설물 안전 진단 시스템은, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 시설물(건물, 터널, 교량 등)에 바둑판 모양으로 복수개 설치된 감지 장치(100) 및 차량에 장착되어 이들 감지 장치(100)와 RFID 통신하는 모니터링 장치(200)를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, a facility safety diagnosis system using RFID communication includes a plurality of detection devices 100 installed in a checkerboard shape in a facility (building, tunnel, bridge, etc.), as shown in FIGS. 1 to 3, and It includes a monitoring device 200, which is mounted on a vehicle and communicates with these sensing devices 100 by RFID.

감지 장치(100)는 시설물의 외벽 또는 내벽에 서로 겹치지 않도록 일정거리 이격되어 복수개 설치되고[예컨대, 감지 장치(100) 각각의 MCU(M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7, M8, M9)가 바둑판 모양으로 배치되어 있음], 모니터링 장치(200)가 일정 거리 이내로 접근하여 자기장이 인가되었을 때 활성화되어 복수개의 위치 각각에서 응력, 온도, 진동을 감지하고, 이들 감지 정보와 고유 위치 정보(RFID에 저장된 식별 위치 정보)를 RF 신호로 변조하여 모니터링 장치(200)에 송신하는 역할을 한다.A plurality of sensing devices 100 are spaced apart from each other so as not to overlap each other on the outer wall or inner wall of the facility (e.g., the sensing device 100, each MCU (M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7, M8, M9) is arranged in a checkerboard shape], when the monitoring device 200 approaches within a certain distance and a magnetic field is applied, it is activated to detect stress, temperature, and vibration at each of a plurality of locations, and these detection information and unique location information It modulates (identification location information stored in the RFID) into an RF signal and transmits it to the monitoring device 200.

복수개의 감지 장치(100) 각각은 제 1, 2, 3, 4 로드셀(1201, 1202, 1203, 1204), 제 1, 2, 3, 4 온도센서(1401, 1402, 1403, 1404), 제 1, 2, 3, 4 진동센서(1301, 1302, 1303, 1304), MCU(M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7, M8, M9), 및 시설물 측 RFID(110)를 포함한다.Each of the plurality of sensing devices 100 includes first, second, third, and fourth load cells 120 1 , 120 2 , 120 3 , 120 4 , first, 2, 3, and 4 temperature sensors 140 1 , 140 2 , 140 3 , 140 4 ), 1st, 2nd, 3rd, 4th vibration sensor (130 1 , 130 2 , 130 3 , 130 4 ), MCU (M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7, M8, M9) , And a facility-side RFID (110).

제 1, 2, 3, 4 로드셀(1201, 1202, 1203, 1204)은 각각 중심 위치(O)를 기준으로 한 상측, 하측, 좌측 및 우측의 응력을 감지하여 MCU(M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7, M8, M9)에 감지 정보를 제공하는 역할을 한다. The 1st, 2nd, 3rd, 4th load cells (120 1 , 120 2 , 120 3 , 120 4 ) detect the stresses of the upper, lower, left and right sides based on the center position (O), respectively, and the MCU (M1, M2) , M3, M4, M5, M6, M7, M8, M9) serves to provide sensing information.

제 1, 2, 3, 4 온도센서(1401, 1402, 1403, 1404)는 각각 중심 위치(O)를 기준으로 한 상측, 하측, 좌측 및 우측의 온도를 감지하여 MCU(M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7, M8, M9)에 감지 정보를 제공하는 역할을 한다.The 1st, 2nd, 3rd, 4th temperature sensors (140 1 , 140 2 , 140 3 , 140 4 ) detect the temperature of the upper, lower, left and right based on the center position (O), respectively, and the MCU (M1, It serves to provide sensing information to M2, M3, M4, M5, M6, M7, M8, M9).

제 1, 2, 3, 4 진동센서(1301, 1302, 1303, 1304)는 각각 중심 위치(O)를 기준으로 한 상측, 하측, 좌측 및 우측의 진동을 감지하여 MCU(M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7, M8, M9)에 감지 정보를 제공하는 역할을 한다.The 1st, 2nd, 3rd, 4th vibration sensors (130 1 , 130 2 , 130 3 , 130 4 ) detect vibrations of the upper, lower, left and right based on the center position (O), respectively, and the MCU (M1, It serves to provide sensing information to M2, M3, M4, M5, M6, M7, M8, M9).

MCU(M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7, M8, M9)는 시설물 측 RFID(110)로부터 전력신호를 인가받아 제 1, 2, 3, 4 로드셀(1201, 1202, 1203, 1204), 제 1, 2, 3, 4 온도센서(1401, 1402, 1403, 1404) 및 제 1, 2, 3, 4 진동센서(1301, 1302, 1303, 1304)에 구동 전원으로서 제공하고, 제 1, 2, 3, 4 로드셀(1201, 1202, 1203, 1204), 제 1, 2, 3, 4 온도센서(1401, 1402, 1403, 1404) 및 제 1, 2, 3, 4 진동센서(1301, 1302, 1303, 1304)로부터 중심 위치(O)를 기준으로 한 상측, 하측, 좌측 및 우측의 응력 감지 정보, 온도 감지 정보 및 진동 감지 정보를 인가 받아 시설물 측 RFID(110)에 제공하는 역할을 한다.The MCU (M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7, M8, M9) receives power signals from the RFID 110 on the facility side and receives the first, second, third, and fourth load cells (120 1 , 120 2 , 120 ). 3 , 1 2 4 ), 1st, 2nd, 3rd, 4th temperature sensor (140 1 , 140 2 , 140 3 , 140 4 ) and 1st, 2nd, 3rd, 4th vibration sensor (130 1 , 130 2 , 130 3 , 130 4 ) is provided as a driving power source, and the 1st, 2nd, 3rd, 4th load cells (120 1 , 120 2 , 120 3 , 120 4 ), 1st, 2, 3, 4 temperature sensors (140 1 , 140 2 , 140 3 , 140 4 ) and 1st, 2nd, 3rd, 4th vibration sensor (130 1 , 130 2 , 130 3 , 130 4 ) to detect upper, lower, left and right stresses based on the center position (O) It serves to provide information, temperature sensing information, and vibration sensing information to the RFID 110 on the facility side.

시설물 측 RFID(110)는 모니터링 장치(200)의 차량측 RFID(210)와 RFID 통신하면서 차량 측 RFID(210)로부터 자기장을 인가받아 전력신호로 변환하여 MCU(M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7, M8, M9)에 제공하는 한편, MCU(M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7, M8, M9)로부터 중심 위치(O)를 기준으로 한 상측, 하측, 좌측 및 우측의 응력 감지 정보, 온도 감지 정보 및 진동 감지 정보와 고유 위치 정보를 인가받아 RF 변조하여 모니터링 장치(200)의 차량 측 RFID(210)에 제공하는 역할을 한다.The facility-side RFID 110 communicates with the vehicle-side RFID 210 of the monitoring device 200 and receives a magnetic field from the vehicle-side RFID 210 and converts it into a power signal, and the MCU (M1, M2, M3, M4, M5) , M6, M7, M8, M9), while providing the upper, lower, left, and relative to the center position (O) from the MCU (M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7, M8, M9) The stress detection information on the right side, temperature detection information, vibration detection information, and unique location information are received, RF-modulated, and provided to the vehicle-side RFID 210 of the monitoring device 200.

모니터링 장치(200)는 차량에 장착되어 복수개의 감지 장치(100)와 RFID 통신하면서 자기장을 제공하고, 복수개의 감지 장치(100)로부터 RF 신호를 인가받아 복조하여 시설물의 각각의 위치에서의 응력, 온도 및 진동의 정보를 기초로 시설물의 안정성을 분석하고 그 결과 값을 예컨대 3D 그래프로 디스플레이하는 역할을 한다. The monitoring device 200 is mounted on a vehicle to provide a magnetic field while communicating with the plurality of sensing devices 100 and RFID, and demodulates the received RF signals from the plurality of sensing devices 100 to reduce stress at each location of the facility, It analyzes the stability of the facility based on the information of temperature and vibration, and displays the result value in a 3D graph, for example.

모니터링 장치(200)는 차량 측 RFID(210) 및 모니터링부(220)를 포함한다.The monitoring device 200 includes a vehicle-side RFID 210 and a monitoring unit 220.

차량 측 RFID(210)는 시설물 측 RFID(110)와 RFID 통신하면서 시설물 측 RFID(110)에 자기장을 제공하는 한편, 시설물 측 RFID(110)로부터 RF 변조된 중심 위치(O)를 기준으로 한 상측, 하측, 좌측 및 우측의 응력 감지 정보, 온도 감지 정보 및 진동 감지 정보와 고유 위치 정보를 인가받아 복조하여 모니터링부(220)에 제공하는 역할을 한다.The vehicle-side RFID 210 provides a magnetic field to the facility-side RFID 110 while communicating with the facility-side RFID 110, while the upper side based on the RF modulated center position (O) from the facility-side RFID 110 , Lower, left and right stress detection information, temperature detection information, vibration detection information, and unique location information are received and demodulated, and then provided to the monitoring unit 220.

모니터링부(220)는 차량 측 RFID(110)로부터 중심 위치(O)를 기준으로 한 상측, 하측, 좌측 및 우측의 응력 감지 정보, 온도 감지 정보 및 진동 감지 정보와 고유 위치 정보를 인가받아, 시설물의 고유 위치에서의 상측, 하측, 좌측 및 우측의 응력, 온도 및 진동의 정보를 기초로 시설물의 안정성을 분석하고 그 결과 값을 예컨대, 파이썬(Python)을 통해 3D 그래프로 디스플레이하는 역할을 한다. 도 5는 도 3의 모니터링부(220)에서 파이썬 3D 그래프를 이용해 시설물의 안정성 분석 결과를 시각화한 도면이다.The monitoring unit 220 receives the upper, lower, left and right stress detection information, temperature detection information, vibration detection information and unique location information based on the center position O from the vehicle-side RFID 110, and It analyzes the stability of the facility based on the information of the stress, temperature, and vibration of the upper, lower, left and right at its own position, and displays the result value as a 3D graph through, for example, Python. FIG. 5 is a diagram of a visualization of a stability analysis result of a facility using a Python 3D graph in the monitoring unit 220 of FIG. 3.

상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 의한, RFID 통신을 이용한 시설물 안전 진단 시스템을 이용한 시설물 안전 진단 방법에 대해 설명하기로 한다.A facility safety diagnosis method using a facility safety diagnosis system using RFID communication according to an embodiment of the present invention configured as described above will be described.

도 4는 도 1의 RFID 통신을 이용한 시설물 안전 진단 시스템의 동작을 설명하기 위한 플로우챠트로서, 여기서 S는 스텝(step)을 의미한다.FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the facility safety diagnosis system using RFID communication of FIG. 1, where S denotes a step.

먼저, 차량에 장착된 모니터링 장치(200)가 시설물에 설치된 복수개의 감지 장치(100)에 일정 거리 이내로 접근하게 되어 모니터링 장치(200)의 차량측 RFID(210)로부터 자기장이 발생하게 되면(S1), 시설물에 장착된 감지 장치(100)의 시설물 측 RFID(110)에서 자기장을 수신하여 전력신호로 변환하고, MCU(M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7, M8, M9), 제 1, 2, 3, 4 로드셀(1201, 1202, 1203, 1204), 제 1, 2, 3, 4 진동 센서(1301, 1302, 1303, 1304) 및 제 1, 2, 3, 4 온도 센서(1401, 1402, 1403, 1404)에 공급하여서 이에 따라 MCU(M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7, M8, M9), 제 1, 2, 3, 4 로드셀(1201, 1202, 1203, 1204), 제 1, 2, 3, 4 진동 센서(1301, 1302, 1303, 1304) 및 제 1, 2, 3, 4 온도 센서(1401, 1402, 1403, 1404)는 활성화된다(S3).First, when the monitoring device 200 installed in the vehicle approaches the plurality of sensing devices 100 installed in the facility within a certain distance, a magnetic field is generated from the vehicle-side RFID 210 of the monitoring device 200 (S1). , The magnetic field is received from the RFID 110 on the facility side of the sensing device 100 mounted on the facility and converted into a power signal, and the MCU (M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7, M8, M9), 1, 2, 3, 4 load cells (120 1 , 120 2 , 120 3 , 120 4 ), the first, 2, 3, 4 vibration sensors (130 1 , 130 2 , 130 3 , 130 4 ) and the first and second , 3, 4 supply to the temperature sensor (140 1 , 140 2 , 140 3 , 140 4 ), and accordingly, MCU (M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7, M8, M9), 1st, 2nd, 3, 4 load cells (120 1 , 120 2 , 120 3 , 120 4 ), first, 2, 3, 4 vibration sensors (130 1 , 130 2 , 130 3 , 130 4 ) and the first, 2, 3, 4 The temperature sensors 140 1 , 140 2 , 140 3 , 140 4 are activated (S3).

이때, 제 1, 2, 3, 4 로드셀(1201, 1202, 1203, 1204), 제 1, 2, 3, 4 진동 센서(1301, 1302, 1303, 1304) 및 제 1, 2, 3, 4 온도 센서(1401, 1402, 1403, 1404)는 시설물의 특정 위치에서 응력, 진동 및 온도를 감지하고, 감지된 특정 위치에서의 응력, 진동 및 온도 정보는 MCU(M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7, M8, M9)에 전달된다(S4).At this time, the 1st, 2nd, 3rd, 4th load cell (120 1 , 120 2 , 120 3 , 120 4 ), the 1st, 2nd, 3rd, 4th vibration sensor (130 1 , 130 2 , 130 3 , 130 4 ) and the first 1, 2, 3, 4 temperature sensors (140 1 , 140 2 , 140 3 , 140 4 ) detect stress, vibration and temperature at a specific location of the facility, and stress, vibration and temperature information at the detected specific location are It is transmitted to the MCU (M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7, M8, M9) (S4).

이후, MCU(M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7, M8, M9)에서 감지된 특정 위치에서의 응력, 진동 및 온도 정보를 시설물 측 RFID(110)를 통해 RF 변조된 감지 신호를 전송하면(S5), 차량측 RFID(210)에서 RF 변조된 감지 신호를 수신하여 복조하여 감지된 특정 위치에서의 응력, 진동 및 온도 정보를 획득한다(S6).Thereafter, the information on the stress, vibration and temperature at a specific location detected by the MCU (M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7, M8, M9) is transmitted to the RF-modulated detection signal through the RFID 110 on the facility side. Upon transmission (S5), the vehicle-side RFID 210 receives and demodulates the RF-modulated detection signal to obtain information on the stress, vibration, and temperature at the detected specific position (S6).

이어서, 획득된 특정 위치에서의 응력, 진동 및 온도 정보는 모니터링부(220)에 입력되고, 모니터링부(220)에서는 이 특정 위치에서의 응력, 진동 및 온도 정보를 기초로 시설물의 안정성을 분석하여 그 결과를 3D 그래프로 디스플레이하게 된다(S7). Subsequently, the obtained stress, vibration, and temperature information at a specific location is input to the monitoring unit 220, and the monitoring unit 220 analyzes the stability of the facility based on the stress, vibration, and temperature information at the specific location. The result is displayed as a 3D graph (S7).

상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 의한, RFID 통신을 이용한 시설물 안전 진단 시스템에 의하면, 시설물의 외벽 또는 내벽에 서로 겹치지 않도록 복수개 설치되어 외부에서 자기장이 인가되었을 때 활성화되어 각각의 위치에서 응력, 온도, 진동을 감지하고 이들 감지 정보와 고유 위치 정보를 RF 신호로 변조하여 송신하는 감지 장치; 및 차량에 장착되어 상기 감지 장치와 RFID 통신하면서 자기장을 제공하고, 복수개의 상기 감지 장치로부터 RF 신호를 인가받아 복조하여 시설물의 각각의 위치에서의 응력, 온도 및 진동의 정보를 기초로 시설물의 안정성을 분석하고 그 결과 값을 디스플레이하는 모니터링 장치;를 포함하여 구성됨으로써, 시설물에 별도의 전원 장치를 설치할 필요 없고 신속하게 시설물에 대한 안전을 진단할 수 있다.According to the facility safety diagnosis system using RFID communication according to the embodiment of the present invention configured as described above, a plurality of facilities are installed so as not to overlap each other on the outer wall or the inner wall of the facility, and are activated when a magnetic field is applied from the outside, and stress at each location, A sensing device that senses temperature and vibration and modulates and transmits the sensing information and unique position information into an RF signal; And it is mounted on a vehicle to provide a magnetic field while communicating with the sensing device in RFID, and by receiving and demodulating RF signals from a plurality of the sensing devices, the stability of the facility based on information of stress, temperature, and vibration at each location of the facility. By including a monitoring device that analyzes and displays the result value, it is not necessary to install a separate power supply device in the facility, and it is possible to quickly diagnose the safety of the facility.

도면과 명세서에는 최적의 실시예가 개시되었으며, 특정한 용어들이 사용되었으나 이는 단지 본 발명의 실시형태를 설명하기 위한 목적으로 사용된 것이지 의미를 한정하거나 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.In the drawings and specification, an optimal embodiment has been disclosed, and specific terms are used, but these are used only for the purpose of describing the embodiments of the present invention, and are used to limit the meaning or the scope of the present invention described in the claims. Was not done. Therefore, those of ordinary skill in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

100: 감지 장치
110: 시설물 측 RFID
1201, 1202, 1203, 1204: 제 1, 2, 3, 4 로드셀
1301, 1302, 1303, 1304: 제 1, 2, 3, 4 진동센서
1401, 1402, 1403, 1404: 제 1, 2, 3, 4 온도센서
M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7, M8, M9: MCU
200: 모니터링 장치
210: 차량 측 RFID
220: 모니터링 부100: detection device
110: Facility side RFID
120 1 , 120 2 , 120 3 , 120 4 : 1st, 2nd, 3rd, 4th load cell
130 1 , 130 2 , 130 3 , 130 4 : 1st, 2nd, 3rd, 4th vibration sensor
140 1 , 140 2 , 140 3 , 140 4 : 1st, 2nd, 3rd, 4th temperature sensor
M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7, M8, M9: MCU
200: monitoring device
210: vehicle-side RFID
220: monitoring unit

Claims (5)

시설물의 외벽 또는 내벽에 서로 겹치지 않도록 복수개 설치되어 외부에서 자기장이 인가되었을 때 활성화되어 각각의 위치에서 응력, 온도, 진동을 감지하고 이들 감지 정보와 고유 위치 정보를 RF 신호로 변조하여 송신하는 감지 장치(100); 및
차량에 장착되어 상기 감지 장치와 RFID 통신하면서 자기장을 제공하고, 복수개의 상기 감지 장치로부터 RF 신호를 인가받아 복조하여 시설물의 각각의 위치에서의 응력, 온도 및 진동의 정보를 기초로 시설물의 안정성을 분석하고 그 결과 값을 디스플레이하는 모니터링 장치(200);를 포함하는, RFID 통신을 이용한 시설물 안전 진단 시스템.
A sensing device that is installed so as not to overlap each other on the exterior or interior walls of the facility, is activated when a magnetic field is applied from the outside, detects stress, temperature, and vibration at each location, and modulates and transmits these sensing information and unique location information with RF signals (100); And
It is mounted on a vehicle to provide a magnetic field while communicating with the sensing device by RFID, and by receiving and demodulating RF signals from a plurality of the sensing devices, the stability of the facility is determined based on information of stress, temperature, and vibration at each location of the facility. A monitoring device 200 for analyzing and displaying the result value; including, a facility safety diagnosis system using RFID communication.
 제 1 항에 있어서,
상기 감지 장치(100)는
중심 위치(O)를 기준으로 한 상측, 하측, 좌측 및 우측의 응력을 감지하도록 구성된 제 1, 2, 3, 4 로드셀(1201, 1202, 1203, 1204);
상기 중심 위치를 기준으로 한 상측, 하측, 좌측 및 우측의 온도를 감지하도록 구성된 제 1, 2, 3, 4 온도센서(1401, 1402, 1403, 1404);
상기 중심 위치를 기준으로 한 상측, 하측, 좌측 및 우측의 진동을 감지하도록 구성된 제 1, 2, 3, 4 진동센서(1301, 1302, 1303, 1304);
상기 모니터링 장치와 RFID 통신하면서 자기장을 인가받아 전력신호로 변환하는 한편, 상측, 하측, 좌측 및 우측의 응력 감지 정보, 온도 감지 정보 및 진동 감지 정보와 고유 위치 정보를 변조하여 상기 모니터링 장치에 제공하도록 구성된 시설물 측 RFID(110); 및
상기 시설물 측 RFID로부터 전력신호를 인가받아 상기 제 1, 2, 3, 4 로드셀, 제 1, 2, 3, 4 온도센서 및 제 1, 2, 3, 4 진동센서에 구동 전원으로서 제공하고, 상기 제 1, 2, 3, 4 로드셀, 제 1, 2, 3, 4 온도센서 및 제 1, 2, 3, 4 진동센서로부터 상측, 하측, 좌측 및 우측의 응력 감지 정보, 온도 감지 정보 및 진동 감지 정보를 인가 받아 상기 시설물측 RFID에 제공하도록 구성된 MCU(M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7, M8, M9);를 포함하는, RFID 통신을 이용한 시설물 안전 진단 시스템.
The method of claim 1,
The sensing device 100 is
1st, 2nd, 3rd, 4th load cells 120 1 , 120 2 , 120 3 , 120 4 configured to sense stresses of the upper, lower, left and right sides based on the center position O;
1st, 2nd, 3rd, 4th temperature sensors (140 1 , 140 2 , 140 3 , 140 4 ) configured to sense the temperature of the upper, lower, left and right sides based on the center position;
1st, 2nd, 3rd, 4th vibration sensors (130 1 , 130 2 , 130 3 , 130 4 ) configured to detect vibrations of the upper, lower, left and right sides based on the central position;
While RFID communication with the monitoring device is applied, a magnetic field is applied and converted into a power signal, while stress detection information, temperature detection information, vibration detection information, and unique location information of upper, lower, left and right are modulated and provided to the monitoring device. The configured facility-side RFID 110; And
It receives a power signal from the RFID of the facility and provides it as a driving power source to the first, second, third, and fourth load cells, the first, second, third, and fourth temperature sensors and the first, second, third, and fourth vibration sensors, and the From the 1st, 2nd, 3rd, 4th load cell, 1st, 2nd, 3rd, 4th temperature sensor and 1st, 2nd, 3rd, 4th vibration sensor, upper, lower, left and right stress detection information, temperature detection information and vibration detection An MCU (M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7, M8, M9) configured to receive information and provide it to the facility-side RFID; a facility safety diagnosis system using RFID communication.
 제 2 항에 있어서,
상기 모니터링 장치는
상기 시설물 측 RFID와 RFID 통신하면서 자기장을 제공하는 한편, 상기 시설물 측 RFID로부터 RF 변조된 상측, 하측, 좌측 및 우측의 응력 감지 정보, 온도 감지 정보 및 진동 감지 정보와 고유 위치 정보를 인가받아 복조하도록 구성된 차량 측 RFID(210); 및
상기 차량 측 RFID로부터 상측, 하측, 좌측 및 우측의 응력 감지 정보, 온도 감지 정보 및 진동 감지 정보와 고유 위치 정보를 인가받아 시설물의 고유 위치에서의 상측, 하측, 좌측 및 우측의 응력, 온도 및 진동의 정보를 기초로 시설물의 안정성을 분석하고 그 결과 값을 디스플레이하도록 구성된 모니터링부(220);를 포함하는, RFID 통신을 이용한 시설물 안전 진단 시스템.
The method of claim 2,
The monitoring device
While providing a magnetic field while communicating with the facility-side RFID, RF modulated upper, lower, left and right stress detection information, temperature detection information, vibration detection information, and unique location information are received and demodulated from the facility-side RFID. A vehicle-side RFID 210 configured; And
The upper, lower, left and right stress detection information, temperature detection information, vibration detection information, and unique location information are applied from the vehicle-side RFID, and the upper, lower, left and right stress, temperature and vibration at the unique location of the facility A monitoring unit 220 configured to analyze the stability of the facility based on the information of and display a result value thereof; including, a facility safety diagnosis system using RFID communication.
 제 1 항에 있어서,
상기 시설물은
건물, 터널 및 교량 중 어느 하나인, RFID 통신을 이용한 시설물 안전 진단 시스템.
The method of claim 1,
The above facilities are
A facility safety diagnosis system using RFID communication, which is any one of buildings, tunnels and bridges.
 제 3 항에 있어서,
상기 모니터링부는
분석된 시설물의 안정성 결과값을 3D 그래프로 디스플레이 하는, RFID 통신을 이용한 시설물 안전 진단 시스템. The method of claim 3,
The monitoring unit
A facility safety diagnosis system using RFID communication that displays the analyzed facility stability results in a 3D graph.
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