KR20210004037A - ＩｏＴ 기반의 유해화학물질 누출 모니터링 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 IoT 기반의 유해화학물질 누출 모니터링 시스템에 관한 것으로, 유해화학물질 누출 위험이 있는 지역 또는 공장 내부에 복수의 행렬 어레이로 배치되고, 적어도 하나의 유해화학물질 누출감지센서를 통해 공기 중 적어도 하나의 유해화학물질 농도를 측정하며, 상기 측정된 각 유해화학물질 농도데이터와 함께 미리 저장된 고유식별정보를 전송하는 적어도 하나의 IoT(Internet of Things) 디바이스와, 각 IoT 디바이스로부터 전송된 각 유해화학물질 농도데이터와 함께 고유식별정보를 제공받아 이를 기반으로 각 유해화학물질 농도데이터의 종류와 크기에 따라 서로 다른 비트율로 인코딩된 다채널을 통해 메타데이터를 부여하고, 메타데이터가 부여된 각 유해화학물질 농도데이터를 클라우드 호환 프로토콜에 해당하는 각 유해화학물질의 농도상태 정보데이터로 변환 및 전송하는 데이터 처리장치와, 데이터 처리장치로부터 변환 및 전송된 각 유해화학물질의 농도상태 정보데이터를 제공받아 이를 기반으로 관리자가 각 유해화학물질의 누출 상태를 시각적으로 모니터링할 수 있도록 디스플레이 화면에 표시함과 아울러 부여된 메타데이터에 따라 각 유해화학물질의 농도상태 정보데이터를 분류하여 상태정보데이터 DB에 저장 및 관리하는 클라우드 서버를 포함함으로써, 유해화학물질의 누출에 따른 신속한 유해화학물질 확산을 효과적으로 방지함과 아울러 유해 화학물질 누출 시 인명 및 시설 피해를 신속하게 예방할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 유해화학물질 누출 위험이 있는 지역 및/또는 공장 내부에서 누출되는 유해화학물질을 효과적으로 모니터링(Monitoring)할 수 있도록 한 IoT(Internet of Things) 기반의 유해화학물질 누출 모니터링 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 화학 공장, 제조 공장, 제철 공장 등의 산업시설을 가동하는 과정에서 필연적으로 유해화학물질을 사용하게 된다.
이러한 유해화학물질은 다양한 유해 물질, 수분 그리고 유분 등이 포함되어 있을 수 있으며, 독립적인 공간에 마련된 챔버에 저장 및 관리되어 사용 또는 처리될 수 있다.
전술한 유해화학물질은 챔버 외부로의 누출에 의한 인적 피해 및 환경 파괴 등의 문제점을 야기할 수 있으며, 심각한 경우에는 폭발에 의한 대형 사고로 이어질 수 있다.
따라서, 산업시설에는 유해화학물질을 관리하고 이에 대한 감지를 수행함으로써, 안정성을 향상시키는 유해화학물질 관리 시스템이 채택되어야 한다.
현재 전 세계적으로 1,500만 여종 이상의 화학물질이 상업적으로 이용되고 있으며, 국내에서는 약 43,000 종의 화학물질이 유통되고 있다. 화학 물질은 현대 인류에게 많은 이로움을 선물하지만, 자연기상에 의한 사고나 인간의 관리 부주의로 인해 발생되는 화학물질 누출 사고로 인한 피해는 지속적으로 증가하고 있다.
국내에서는 반도체, 디스플레이, 태양광 등 국가 신성장동력 산업과 기술이 발전하여 국내 유독물 및 화학물질의 사용량이 지속적으로 증가하고 있으므로 누출, 화재 폭발 등의 형태와 위험물질의 종류에 따른 표준 행동 절차를 효율적으로 현장에 적용할 수 있고, 관련 기관 및 현장 인원에게 빠르게 전달할 수 있는 통합적인 시스템이 필요한 실정이다.
또한, 산업 단지 내에서 유해화학물질이 누출되는 재난 사고가 발생할 경우에 누출 당시의 해당 지역에서의 직접적인 인적 및 물적 피해에 대한 1차적 사고와 시간이 지남에 따라 확산되는 인근 지역의 2차적 피해를 모두 고려할 수 있는 시스템도 필요하다.
산업의 다변화로 화학물질 사용은 지속적으로 증가하고 있으며, 다른 분야에 비해 빠르게 성장하고 있지만 매년 각종 화학사고로 인해 체계적인 관리에 대한 필요성이 증대되고 있다.
국내 산업단지의 대표적인 누출사례인 구미공장 불산 누출사고는 공장 근로자뿐만 아니라 인근지역까지 확산되어 농작물과 가축 그리고 인근주민에게 피해가 발생하여 대규모 화학사고에 대한 대책 수립이 요구되고 있다.
정부에서는 화학사고 발생시 해당물질을 관리하는 소관부처가 사고의 대응과 수습의 주관부처 역할을 수행하여, 일관성 있고 신속한 사고대응을 위한 정책을 추진하고 있으며, 이에 관련된 종래기술은, 국내 공개특허 제10-2011-0035075호(폐가스 누출 감시시스템과 이를 이용한 제어방법, 2011.4.6. 공개)가 있었다.
하지만, 기존의 대기오염물질 확산모델은 영향예측 결과의 정확도에 중점을 가지고 개발되어, 복잡한 입력자료를 필요로 하므로, 유해화학물질 누출사고와 같은 긴박한 상황에서 영향범위 예측에 시간이 소요되어, 즉각적인 대응이 어려운 문제가 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 유해화학물질 누출 위험이 있는 지역 및/또는 공장 내부에 설치된 적어도 하나의 IoT(Internet of Things) 디바이스를 이용하여 유해화학물질의 누출에 따른 신속한 유해화학물질 확산을 효과적으로 방지함과 아울러 유해 화학물질 누출 시 인명 및 시설 피해를 신속하게 예방할 수 있도록 한 IoT 기반의 유해화학물질 누출 모니터링 시스템을 제공하는데 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면은, 유해화학물질 누출 위험이 있는 지역 또는 공장 내부에 복수의 행렬 어레이로 배치되고, 적어도 하나의 유해화학물질 누출감지센서를 통해 공기 중 적어도 하나의 유해화학물질 농도를 측정하며, 상기 측정된 각 유해화학물질 농도데이터와 함께 미리 저장된 고유식별정보를 전송하는 적어도 하나의 IoT(Internet of Things) 디바이스; 각 IoT 디바이스로부터 전송된 각 유해화학물질 농도데이터와 함께 고유식별정보를 제공받아 이를 기반으로 각 유해화학물질 농도데이터의 종류와 크기에 따라 서로 다른 비트율로 인코딩된 다채널을 통해 메타데이터를 부여하고, 상기 메타데이터가 부여된 각 유해화학물질 농도데이터를 클라우드 호환 프로토콜에 해당하는 각 유해화학물질의 농도상태 정보데이터로 변환 및 전송하는 데이터 처리장치; 및 상기 데이터 처리장치와 통신망을 통해 연결되며, 상기 데이터 처리장치로부터 변환 및 전송된 각 유해화학물질의 농도상태 정보데이터를 제공받아 이를 기반으로 관리자가 각 유해화학물질의 누출 상태를 시각적으로 모니터링할 수 있도록 디스플레이 화면에 표시함과 아울러 상기 부여된 메타데이터에 따라 각 유해화학물질의 농도상태 정보데이터를 분류하여 상태정보데이터 DB에 저장 및 관리하는 클라우드 서버를 포함하는 IoT 기반의 유해화학물질 누출 모니터링 시스템을 제공하는 것이다.
여기서, 각 IoT 디바이스는, 상기 측정된 각 유해화학물질 농도데이터에 따라 이상 또는 위험 신호를 시각적인 경보표시 또는 청각적인 경보음으로 출력하는 경보모듈이 더 포함됨이 바람직하다.
바람직하게, 상기 데이터 처리장치는, 각 IoT 디바이스로부터 전송된 각 유해화학물질 농도데이터를 기반으로 각 유해화학물질 농도값이 기 설정된 기준 유해농도값이하이면서 일정시간동안 각 유해화학물질 농도값의 변화량이 기 설정된 기준 농도변화량이상일 경우 이상 신호를 생성하여 각 IoT 디바이스의 경보모듈로 전송하며, 각 유해화학물질 농도값이 기 설정된 기준 유해농도값이상일 경우 위험 신호를 생성하여 각 IoT 디바이스의 경보모듈로 전송할 수 있다.
바람직하게, 각 IoT 디바이스는, 유해화학물질 누출 위험이 있는 지역 또는 공장 내부의 적어도 하나의 배관 상에 설치된 적어도 하나의 압력센서를 통해 유해화학물질이 이송되는 각 배관의 압력을 측정하고, 상기 측정된 각 배관의 압력데이터와 함께 미리 저장된 고유식별정보를 상기 데이터 처리장치로 전송할 수 있다.
바람직하게, 상기 데이터 처리장치는, 각 IoT 디바이스로부터 전송된 각 배관의 압력데이터와 함께 고유식별정보를 제공받아 이를 기반으로 각 배관의 압력데이터의 종류와 크기에 따라 서로 다른 비트율로 인코딩된 다채널을 통해 메타데이터를 부여하고, 상기 메타데이터가 부여된 각 배관의 압력데이터를 클라우드 호환 프로토콜에 해당하는 각 배관의 압력상태 정보데이터로 변환하여 상기 클라우드 서버로 전송할 수 있다.
바람직하게, 상기 클라우드 서버는, 상기 데이터 처리장치로부터 변환 및 전송된 각 배관의 압력상태 정보데이터를 제공받아 이를 기반으로 관리자가 각 배관의 압력 상태를 시각적으로 모니터링할 수 있도록 디스플레이 화면에 표시함과 아울러 상기 부여된 메타데이터에 따라 각 배관의 압력상태 정보데이터를 분류하여 상태정보데이터 DB에 저장 및 관리할 수 있다.
바람직하게, 각 IoT 디바이스는, 상기 측정된 각 배관의 압력데이터에 따라 이상 또는 위험 신호를 시각적인 경보표시 또는 청각적인 경보음으로 출력하는 경보모듈이 더 포함될 수 있다.
바람직하게, 상기 데이터 처리장치는, 각 IoT 디바이스로부터 전송된 각 배관의 압력데이터를 기반으로 각 배관의 압력값이 기 설정된 기준 압력값이하이면서 일정시간동안 각 배관의 압력값의 변화량이 기 설정된 기준 압력변화량이상일 경우 이상 신호를 생성하여 각 IoT 디바이스의 경보모듈로 전송하며, 각 배관의 압력값이 기 설정된 기준 압력값이상일 경우 위험 신호를 생성하여 각 IoT 디바이스의 경보모듈로 전송할 수 있다.
바람직하게, 각 IoT 디바이스는, 유해화학물질 누출 위험이 있는 지역 또는 공장 내부의 특정 구획에 설치된 적어도 하나의 열화상 카메라를 통해 특정 구획의 열화상 이미지를 측정하고, 상기 측정된 특정 구획의 열화상 이미지데이터와 함께 미리 저장된 고유식별정보를 상기 데이터 처리장치로 전송할 수 있다.
바람직하게, 상기 데이터 처리장치는, 각 IoT 디바이스로부터 전송된 특정 구획의 열화상 이미지데이터와 함께 고유식별정보를 제공받아 이를 기반으로 특정 구획의 이미지데이터의 종류와 크기에 따라 서로 다른 비트율로 인코딩된 다채널을 통해 메타데이터를 부여하고, 상기 메타데이터가 부여된 특정 구획의 열화상 이미지데이터를 클라우드 호환 프로토콜에 해당하는 특정 구획의 열화상 이미지상태 정보데이터로 변환하여 상기 클라우드 서버로 전송할 수 있다.
바람직하게, 상기 클라우드 서버는, 상기 데이터 처리장치로부터 변환 및 전송된 특정 구획의 열화상 이미지상태 정보데이터를 제공받아 이를 기반으로 관리자가 특정 구획의 열화상 이미지 상태를 시각적으로 모니터링할 수 있도록 디스플레이 화면에 표시함과 아울러 상기 부여된 메타데이터에 따라 특정 구획의 열화상 이미지상태 정보데이터를 분류하여 상태정보데이터 DB에 저장 및 관리할 수 있다.
바람직하게, 각 IoT 디바이스는, 특정 구획의 열화상 이미지데이터에 따라 이상 또는 위험 신호를 시각적인 경보표시 또는 청각적인 경보음으로 출력하는 경보모듈이 더 포함될 수 있다.
바람직하게, 상기 데이터 처리장치는, 각 IoT 디바이스로부터 전송된 특정 구획의 열화상 이미지데이터를 기반으로 특정 구획의 열화상 이미지상에 온도값이 기 설정된 기준 온도값이하이면서 일정시간동안 특정 구획의 열화상 이미지상에 온도값의 변화량이 기 설정된 기준 온도변화량이상일 경우 이상 신호를 생성하여 각 IoT 디바이스의 경보모듈로 전송하며, 특정 구획의 열화상 이미지상에 온도값이 기 설정된 기준 온도값이상일 경우 위험 신호를 생성하여 각 IoT 디바이스의 경보모듈로 전송할 수 있다.
바람직하게, 상기 데이터 처리장치는, 각 IoT 디바이스의 고유식별정보와 대응되는 각 IoT 디바이스에 대한 구획정보데이터를 저장하는 구획정보 DB; 각 IoT 디바이스로부터 전송된 각 유해화학물질 농도데이터, 각 배관의 압력데이터, 또는 특정 구획의 열화상 이미지데이터 중 적어도 하나의 데이터와 함께 고유식별정보를 제공받아 상기 구획정보 DB에 저장된 각 IoT 디바이스의 고유식별정보와 대응되는 각 IoT 디바이스에 대한 구획정보데이터와 비교하여 일치할 경우, 각 IoT 디바이스로부터 전송된 각 데이터를 데이터의 종류와 크기에 따라 채널별로 분리한 후, 서로 다른 비트율을 갖도록 병렬로 인코딩된 각 채널을 통해 전송하는 데이터 처리모듈; 및 상기 데이터 처리모듈로부터 전송된 각 유해화학물질 농도데이터, 각 배관의 압력데이터, 또는 특정 구획의 열화상 이미지데이터 중 적어도 하나의 데이터에 대하여 데이터 종류별로 메타데이터를 부여하고, 각 IoT 디바이스의 프로토콜과 상기 클라우드 서버의 프로토콜을 확인하여 클라우드 호환 프로토콜에 해당하는 각 유해화학물질의 농도상태 정보데이터, 각 배관의 압력상태 정보데이터, 또는 특정 구획의 열화상 이미지상태 정보데이터 중 적어도 하나의 상태 정보데이터로 변환하여 상기 클라우드 서버로 전송하는 데이터 변환모듈을 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 데이터 처리모듈로부터 전송된 각 유해화학물질 농도데이터, 각 배관의 압력데이터, 또는 특정 구획의 열화상 이미지데이터 중 적어도 하나의 데이터를 기반으로 각 유해화학물질 농도값, 각 배관의 압력값, 또는 특정 구획의 열화상 이미지상에 온도값 중 적어도 하나의 값이 기 설정된 기준 유해농도값, 기준 압력값, 또는 기준 온도값 중 적어도 하나의 기준 값이하이면서 일정시간동안 각 유해화학물질 농도값의 변화량, 각 배관의 압력값의 변화량, 또는 특정 구획의 열화상 이미지상에 온도값의 변화량 중 적어도 하나의 변화량이 기 설정된 기준 농도변화량, 기준 압력변화량, 또는 기준 온도변화량 중 적어도 하나의 기준 변화량이상일 경우 이상 신호를 생성하여 각 IoT 디바이스로 전송하며, 각 유해화학물질 농도값, 각 배관의 압력값, 또는 특정 구획의 열화상 이미지상에 온도값 중 적어도 하나의 값이 기 설정된 기준 유해농도값, 기준 압력값, 또는 기준 온도값 중 적어도 하나의 기준 값이상일 경우 위험 신호를 생성하여 각 IoT 디바이스로 전송하는 데이터 분석모듈이 더 포함될 수 있다.
바람직하게, 상기 클라우드 서버는, 외부의 클라이언트 단말에 의해 상기 상태정보데이터 DB의 데이터 접근 시 데이터 접근 경로가 서로 분리되게 특정 액세스 키마다 미리 부여된 사용자 접근권한 레벨별로 접근가능 데이터를 각각 분류하여 상기 클라우드 서버의 상태정보데이터 DB에 저장되도록 관리할 수 있다.
바람직하게, 상기 클라우드 서버는, 상기 데이터 처리장치로부터 변환 및 전송된 각 유해화학물질의 농도상태 정보데이터, 각 배관의 압력상태 정보데이터, 또는 특정 구획의 열화상 이미지상태 정보데이터 중 적어도 하나의 상태 정보데이터를 제공받아 이를 기반으로 상기 부여된 메타데이터에 따라 각 유해화학물질의 농도상태 정보데이터, 각 배관의 압력상태 정보데이터, 또는 특정 구획의 열화상 이미지상태 정보데이터 중 적어도 하나의 상태 정보데이터를 분류하는 상태데이터 분석모듈; 각 유해화학물질의 농도상태 정보데이터, 각 배관의 압력상태 정보데이터, 또는 특정 구획의 열화상 이미지상태 정보데이터 중 적어도 하나의 상태 정보데이터를 데이터베이스(DB)화하여 저장 및 관리하는 상태정보데이터 DB; 및 상기 상태데이터 분석모듈로부터 분류된 각 유해화학물질의 농도상태 정보데이터, 각 배관의 압력상태 정보데이터, 또는 특정 구획의 열화상 이미지상태 정보데이터 중 적어도 하나의 상태 정보데이터를 상기 상태정보데이터 DB에 저장되도록 제어하는 서버 제어장치를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 상태정보데이터 DB에 해당하는 데이터를 백업 저장하는 백업 상태정보데이터 DB가 더 포함될 수 있다.
바람직하게, 상기 서버 제어장치는, 기 설정된 관리자만 접근 가능하도록 상기 상태정보데이터 DB에 저장된 각 유해화학물질의 농도상태 정보데이터, 각 배관의 압력상태 정보데이터, 또는 특정 구획의 열화상 이미지상태 정보데이터 중 적어도 하나의 상태 정보데이터를 주기적으로 백업하여 상기 백업 상태정보데이터 DB에 저장되도록 제어할 수 있다.
바람직하게, 상기 클라우드 서버는, 외부의 클라이언트 단말의 요청에 응답해서 클라우드 컴퓨팅 서비스를 제공할 수 있다.
바람직하게, 상기 클라이언트 단말은, 상기 클라우드 서버의 클라이언트 회원 로그인 클라우드 웹서비스를 이용하여, 상기 클라우드 서버의 상태정보데이터 DB에 저장된 각 유해화학물질의 농도상태 정보데이터, 각 배관의 압력상태 정보데이터, 또는 특정 구획의 열화상 이미지상태 정보데이터 중 적어도 하나의 상태 정보데이터를 실시간으로 검색 및 디스플레이 화면에 표시할 수 있다.
바람직하게, 상기 클라우드 서버는, 각 유해화학물질의 농도상태 정보데이터, 각 배관의 압력상태 정보데이터, 또는 특정 구획의 열화상 이미지상태 정보데이터 중 적어도 하나의 상태 정보데이터를 상기 상태정보데이터 DB에 데이터베이스(DB)화하여 저장할 경우, 대칭 또는 비대칭 암호화 방식을 이용하여 각 유해화학물질의 농도상태 정보데이터, 각 배관의 압력상태 정보데이터, 또는 특정 구획의 열화상 이미지상태 정보데이터 중 적어도 하나의 상태 정보데이터를 암호화하여 저장함과 아울러 상기 암호화된 각 유해화학물질의 농도상태 정보데이터, 각 배관의 압력상태 정보데이터, 또는 특정 구획의 열화상 이미지상태 정보데이터 중 적어도 하나의 상태 정보데이터를 복호화할 수 있는 복호화 키가 상기 클라이언트 단말로 전송되도록 서비스를 제공할 수 있다.
바람직하게, 상기 클라이언트 단말은, 해당 클라이언트 회원 로그인 정보와 함께 상기 클라우드 서버로부터 전송된 복호화 키를 이용하여 상기 클라우드 서버의 상태정보데이터 DB에 암호화되어 저장된 각 유해화학물질의 농도상태 정보데이터, 각 배관의 압력상태 정보데이터, 또는 특정 구획의 열화상 이미지상태 정보데이터 중 적어도 하나의 상태 정보데이터를 복호화하고 이를 실시간으로 검색 및 디스플레이 화면에 표시할 수 있다.
바람직하게, 상기 클라우드 서버는, 상기 클라이언트 단말을 통해 상기 상태정보데이터 DB에 저장된 각 유해화학물질의 농도상태 정보데이터, 각 배관의 압력상태 정보데이터, 또는 특정 구획의 열화상 이미지상태 정보데이터 중 적어도 하나의 상태 정보데이터를 다운로드받을 수 있도록 클라우드 웹서비스를 제공할 수 있다.
바람직하게, 상기 클라이언트 단말은, 상기 클라우드 서버에서 다운로드된 유해화학물질 누출관련 클라우드 어플리케이션을 통해 상기 클라우드 서버의 상태정보데이터 DB에 저장된 각 유해화학물질의 농도상태 정보데이터, 각 배관의 압력상태 정보데이터, 또는 특정 구획의 열화상 이미지상태 정보데이터 중 적어도 하나의 상태 정보데이터를 실시간 검색 및 디스플레이 화면에 표시할 수 있다.
바람직하게, 각 IoT 디바이스의 고유식별정보는, 각 IoT 디바이스의 이름, 각 IoT 디바이스의 비밀번호, 각 IoT 디바이스의 일련번호, 각 IoT 디바이스의 종류, 각 IoT 디바이스의 제조회사, 각 IoT 디바이스의 MAC(Media Access Control) 주소, 각 IoT 디바이스의 고유 IP(Internet Protocol) 주소, 각 IoT 디바이스의 모델 및 각 IoT 디바이스의 버전, 각 IoT 디바이스의 비밀키 또는 PKI 기반의 개인키에 의해 생성된 장치의 인증 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 IoT 기반의 유해화학물질 누출 모니터링 시스템에 따르면, 유해화학물질 누출 위험이 있는 지역 및/또는 공장 내부에 설치된 적어도 하나의 IoT(Internet of Things) 디바이스를 이용하여 유해화학물질의 누출에 따른 신속한 유해화학물질 확산을 효과적으로 방지함과 아울러 유해 화학물질 누출 시 인명 및 시설 피해를 신속하게 예방할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반의 유해화학물질 누출 모니터링 시스템을 설명하기 위한 전체적인 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 적용된 IoT 디바이스를 설명하기 위한 구체적인 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 적용된 데이터 처리장치를 설명하기 위한 구체적인 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 적용된 클라우드 서버를 설명하기 위한 구체적인 블록 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 적용된 클라이언트 단말을 설명하기 위한 구체적인 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 적용된 IoT 디바이스를 설명하기 위한 구체적인 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 적용된 데이터 처리장치를 설명하기 위한 구체적인 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 적용된 클라우드 서버를 설명하기 위한 구체적인 블록 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 적용된 클라이언트 단말을 설명하기 위한 구체적인 블록 구성도이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 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. 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 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다.
첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들(실행 엔진)에 의해 수행될 수도 있으며, 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다.
그리고, 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명되는 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능들을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있으며, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하며, 또한 그 블록들 또는 단계들이 필요에 따라 해당하는 기능의 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반의 유해화학물질 누출 모니터링 시스템을 설명하기 위한 전체적인 블록 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 적용된 IoT 디바이스를 설명하기 위한 구체적인 블록 구성도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 적용된 데이터 처리장치를 설명하기 위한 구체적인 블록 구성도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 적용된 클라우드 서버를 설명하기 위한 구체적인 블록 구성도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 적용된 클라이언트 단말을 설명하기 위한 구체적인 블록 구성도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반의 유해화학물질 누출 모니터링 시스템은, 크게 적어도 하나의 IoT(Internet of Things) 디바이스(100-1 내지 100-N), 데이터 처리장치(200), 및 클라우드 서버(300) 등을 포함하여 이루어진다. 한편, 도 1 내지 도 5에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반의 유해화학물질 누출 모니터링 시스템은 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 가질 수도 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반의 유해화학물질 누출 모니터링 시스템의 구성요소들에 대해 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
각 IoT 디바이스(100-1 내지 100-N)는 유해화학물질(예컨대, 한국 화학물질 관리협회에서 발행한 유해화학물질 목록에 포함된 물질 등) 누출 위험이 있는 지역 및/또는 공장 내부에 복수의 행렬 어레이로 배치되어 있으며, 적어도 하나의 유해화학물질 누출감지센서(110)를 통해 공기 중 적어도 하나의 유해화학물질 농도를 측정하며, 상기 측정된 각 유해화학물질 농도데이터와 함께 미리 저장된 고유식별정보를 데이터 처리장치(200)로 전송하는 기능을 수행한다.
여기서, 화학물질 누출감지센서(110)는 누수 및/또는 누유시에 누수 및/또는 누유를 감지하기 위한 센서로서, 대표적으로 케이블형(Cable type) 리크센서 및 밴드타입(Band type) 누출감지센서 등을 사용할 수 있다.
상기 케이블형 누출감지센서는 각종 액체(예컨대, 물, 오일 등)의 노출을 감지하여 액체가 누출되는 지점까지 정확하고 신속하게 알려주는 누출감지센서로서, 누수 및 누유의 감지는 도선을 따라 흐르는 전류가 누출된 물 또는 오일의 저항에 의하여 전위차가 발생되는 것을 감지선으로 감지하여 누수 및 누유의 확인이 가능하다.
상기 밴드타입 누출감지센서는 전선을 통해 전류가 흐르는 동안 물이 전선에 닿게 되면 저항값이 변하게 되어 그 저항값의 변화에 따라 누수 여부를 감지할 수 있는 센서로서, 저가의 비용으로 넓은 면적의 누수를 감지할 수 있고, 설치가 간편한 장점이 있다.
한편, 화학물질 누출감지센서(110)는 전술한 누수 및/또는 누유시에 누수 및/또는 누유를 감지하기 위한 센서이외에 가스 형태의 유해화학물질 등을 감지할 수 있는 센서로 구현될 수도 있다.
또한, 이러한 각 IoT 디바이스(100-1 내지 100-N)는 각 유해화학물질 누출감지센서(110)이외에도 도 2에 도시된 바와 같이, 압력센서(120), 열화상 카메라(130), 및/또는 경보모듈(140) 중 적어도 하나의 구성요소를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
즉, 각 IoT 디바이스(100-1 내지 100-N)는 유해화학물질 누출 위험이 있는 지역 및/또는 공장 내부의 적어도 하나의 배관(미도시) 상에 설치된 적어도 하나의 압력센서(120)를 통해 유해화학물질이 이송되는 각 배관의 압력을 측정하고, 상기 측정된 각 배관의 압력데이터와 함께 미리 저장된 고유식별정보를 데이터 처리장치(200)로 전송하는 기능을 수행할 수 있다.
또한, 각 IoT 디바이스(100-1 내지 100-N)는 유해화학물질 누출 위험이 있는 지역 및/또는 공장 내부의 특정 구획(예컨대, 화학물질 누출감지센서가 설치된 영역 등)에 설치된 적어도 하나의 열화상 카메라(130)를 통해 특정 구획의 열화상 이미지를 측정하고, 상기 측정된 특정 구획의 열화상 이미지데이터와 함께 미리 저장된 고유식별정보를 데이터 처리장치(200)로 전송하는 기능을 수행할 수 있다.
또한, 각 IoT 디바이스(100-1 내지 100-N)는 유해화학물질 누출 위험이 있는 지역 및/또는 공장 내부에 설치된 적어도 하나의 경보모듈(140)을 통해 데이터 처리장치(200)로부터 전송된 이상 신호 및/또는 위험 신호에 따라 시각적인 경보표시 및/또는 청각적인 경보음으로 출력하는 기능을 수행할 수 있다.
한편, 각 IoT 디바이스(100-1 내지 100-N)에는 예컨대, 풍향 센서, 풍속 센서, 입체영상 센서, 적외선 센서, 온도 센서, 습도 센서, 먼지 센서, 연기 센서, 조도 센서, 일산화탄소 센서, 이산화탄소 센서, 오존 센서, 초음파 센서, 움직임 감지, 조명 센서, 및/또는 조도 센서 중 적어도 하나의 구성요소를 더 포함하여 이루어질 수도 있다.
또한, 각 IoT 디바이스(100-1 내지 100-N)의 고유식별정보는 예컨대, 각 IoT 디바이스의 이름, 각 IoT 디바이스의 비밀번호, 각 IoT 디바이스의 일련번호, 각 IoT 디바이스의 종류, 각 IoT 디바이스의 제조회사, 각 IoT 디바이스의 MAC(Media Access Control) 주소, 각 IoT 디바이스의 고유 IP(Internet Protocol) 주소, 각 IoT 디바이스의 모델 및 각 IoT 디바이스의 버전, 각 IoT 디바이스의 비밀키 또는 PKI 기반의 개인키에 의해 생성된 각 IoT 디바이스의 인증 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함함이 바람직하다.
데이터 처리장치(200)는 각 IoT 디바이스(100-1 내지 100-N)로부터 전송된 각 유해화학물질 농도데이터와 함께 고유식별정보를 제공받아 이를 기반으로 각 유해화학물질 농도데이터의 종류와 크기에 따라 서로 다른 비트율로 인코딩된 다채널을 통해 메타데이터를 부여하고, 상기 메타데이터가 부여된 각 유해화학물질 농도데이터를 클라우드 호환 프로토콜에 해당하는 각 유해화학물질의 농도상태 정보데이터로 변환하여 클라우드 서버(300)로 전송하는 기능을 수행한다.
또한, 데이터 처리장치(200)는 각 IoT 디바이스(100-1 내지 100-N)로부터 전송된 각 유해화학물질 농도데이터를 기반으로 각 유해화학물질 농도값이 기 설정된 기준 유해농도값이하이면서 일정시간동안 각 유해화학물질 농도값의 변화량이 기 설정된 기준 농도변화량이상일 경우 이상 신호를 생성하여 각 IoT 디바이스(100-1 내지 100-N)의 경보모듈(140)로 전송하는 기능을 수행할 수 있다.
또한, 데이터 처리장치(200)는 각 IoT 디바이스(100-1 내지 100-N)로부터 전송된 각 유해화학물질 농도데이터를 기반으로 각 유해화학물질 농도값이 기 설정된 기준 유해농도값이상일 경우 위험 신호를 생성하여 각 IoT 디바이스(100-1 내지 100-N)의 경보모듈(140)로 전송하는 기능을 수행할 수 있다.
또한, 데이터 처리장치(200)는 각 IoT 디바이스(100-1 내지 100-N)로부터 전송된 각 배관의 압력데이터와 함께 고유식별정보를 제공받아 이를 기반으로 각 배관의 압력데이터의 종류와 크기에 따라 서로 다른 비트율로 인코딩된 다채널을 통해 메타데이터를 부여하고, 상기 메타데이터가 부여된 각 배관의 압력데이터를 클라우드 호환 프로토콜에 해당하는 각 배관의 압력상태 정보데이터로 변환하여 클라우드 서버(300)로 전송하는 기능을 수행할 수 있다.
또한, 데이터 처리장치(200)는 각 IoT 디바이스(100-1 내지 100-N)로부터 전송된 각 배관의 압력데이터를 기반으로 각 배관의 압력값이 기 설정된 기준 압력값이하이면서 일정시간동안 각 배관의 압력값의 변화량이 기 설정된 기준 압력변화량이상일 경우 이상 신호를 생성하여 각 IoT 디바이스(100-1 내지 100-N)의 경보모듈(140)로 전송하는 기능을 수행할 수 있다.
또한, 데이터 처리장치(200)는 각 IoT 디바이스(100-1 내지 100-N)로부터 전송된 각 배관의 압력데이터를 기반으로 각 배관의 압력값이 기 설정된 기준 압력값이상일 경우 위험 신호를 생성하여 각 IoT 디바이스(100-1 내지 100-N)의 경보모듈(140)로 전송하는 기능을 수행할 수 있다.
또한, 데이터 처리장치(200)는 각 IoT 디바이스(100-1 내지 100-N)로부터 전송된 특정 구획의 열화상 이미지데이터와 함께 고유식별정보를 제공받아 이를 기반으로 특정 구획의 이미지데이터의 종류와 크기에 따라 서로 다른 비트율로 인코딩된 다채널을 통해 메타데이터를 부여하고, 상기 메타데이터가 부여된 특정 구획의 열화상 이미지데이터를 클라우드 호환 프로토콜에 해당하는 특정 구획의 열화상 이미지상태 정보데이터로 변환하여 클라우드 서버(300)로 전송하는 기능을 수행할 수 있다.
또한, 데이터 처리장치(200)는 각 IoT 디바이스(100-1 내지 100-N)로부터 전송된 특정 구획의 열화상 이미지데이터를 기반으로 특정 구획의 열화상 이미지상에 온도값이 기 설정된 기준 온도값이하이면서 일정시간동안 특정 구획의 열화상 이미지상에 온도값의 변화량이 기 설정된 기준 온도변화량이상일 경우 이상 신호를 생성하여 각 IoT 디바이스(100-1 내지 100-N)의 경보모듈(140)로 전송하는 기능을 수행할 수 있다.
또한, 데이터 처리장치(200)는 각 IoT 디바이스(100-1 내지 100-N)로부터 전송된 특정 구획의 열화상 이미지데이터를 기반으로 특정 구획의 열화상 이미지상에 온도값이 기 설정된 기준 온도값이상일 경우 위험 신호를 생성하여 각 IoT 디바이스(100-1 내지 100-N)의 경보모듈(140)로 전송하는 기능을 수행할 수 있다.
이러한 데이터 처리장치(200)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 크게 구획정보 DB(210), 데이터 처리모듈(220), 데이터 변환모듈(230), 및/또는 데이터 분석모듈(240) 등을 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 구획정보 DB(210)는 각 IoT 디바이스(100-1 내지 100-N)의 고유식별정보와 대응되는 각 IoT 디바이스(100-1 내지 100-N)에 대한 구획정보데이터(예컨대, 각 IoT 디바이스의 위치 정보 등을 포함함)를 데이터베이스(DB)화하여 저장 및 관리하는 기능을 수행한다.
데이터 처리모듈(220)은 각 IoT 디바이스(100-1 내지 100-N)로부터 전송된 각 유해화학물질 농도데이터, 각 배관의 압력데이터, 및/또는 특정 구획의 열화상 이미지데이터 중 적어도 하나의 데이터와 함께 고유식별정보를 제공받아 구획정보 DB(210)에 저장된 각 IoT 디바이스(100-1 내지 100-N)의 고유식별정보와 대응되는 각 IoT 디바이스(100-1 내지 100-N)에 대한 구획정보데이터와 비교하여 일치할 경우, 각 IoT 디바이스(100-1 내지 100-N)로부터 전송된 각 데이터를 데이터의 종류와 크기에 따라 채널별로 분리한 후, 서로 다른 비트율을 갖도록 병렬로 인코딩된 각 채널을 통해 전송하는 기능을 수행한다.
데이터 변환모듈(230)은 데이터 처리모듈(220)로부터 전송된 각 유해화학물질 농도데이터, 각 배관의 압력데이터, 및/또는 특정 구획의 열화상 이미지데이터 중 적어도 하나의 데이터에 대하여 데이터 종류별로 메타데이터를 부여하고, 각 IoT 디바이스(100-1 내지 100-N)의 프로토콜과 클라우드 서버(300)의 프로토콜을 확인하여 클라우드 호환 프로토콜에 해당하는 각 유해화학물질의 농도상태 정보데이터, 각 배관의 압력상태 정보데이터, 및/또는 특정 구획의 열화상 이미지상태 정보데이터 중 적어도 하나의 상태 정보데이터로 변환하여 클라우드 서버(300)로 전송하는 기능을 수행한다.
데이터 분석모듈(240)은 데이터 처리모듈(230)로부터 전송된 각 유해화학물질 농도데이터, 각 배관의 압력데이터, 및/또는 특정 구획의 열화상 이미지데이터 중 적어도 하나의 데이터를 기반으로 각 유해화학물질 농도값, 각 배관의 압력값, 및/또는 특정 구획의 열화상 이미지상에 온도값 중 적어도 하나의 값이 기 설정된 기준 유해농도값, 기준 압력값, 및/또는 기준 온도값 중 적어도 하나의 기준 값이하이면서 일정시간동안 각 유해화학물질 농도값의 변화량, 각 배관의 압력값의 변화량, 및/또는 특정 구획의 열화상 이미지상에 온도값의 변화량 중 적어도 하나의 변화량이 기 설정된 기준 농도변화량, 기준 압력변화량, 및/또는 기준 온도변화량 중 적어도 하나의 기준 변화량이상일 경우 이상 신호를 생성하여 각 IoT 디바이스(100-1 내지 100-N)로 전송하는 기능을 수행한다.
또한, 데이터 분석모듈(240)은 데이터 처리모듈(230)로부터 전송된 각 유해화학물질 농도데이터, 각 배관의 압력데이터, 및/또는 특정 구획의 열화상 이미지데이터 중 적어도 하나의 데이터를 기반으로 각 유해화학물질 농도값, 각 배관의 압력값, 및/또는 특정 구획의 열화상 이미지상에 온도값 중 적어도 하나의 값이 기 설정된 기준 유해농도값, 기준 압력값, 및/또는 기준 온도값 중 적어도 하나의 기준 값이상일 경우 위험 신호를 생성하여 각 IoT 디바이스(100-1 내지 100-N)로 전송하는 기능을 수행한다.
그리고, 클라우드 서버(300)는 데이터 처리장치(200)와 통신망(10)을 통해 연결되어 있으며, 이때, 통신망(10)은 대용량, 장거리 음성 및 데이터 서비스가 가능한 대형 통신망의 고속 기간 망인 통신망이며, 인터넷(Internet) 또는 고속의 멀티미디어 서비스를 제공하기 위한 와이파이(WiFi), 와이기그(WiGig), 와이브로(Wireless Broadband Internet, Wibro), 와이맥스(World Interoperability for Microwave Access, Wimax) 등을 포함하는 차세대 무선 통신망일 수 있다.
상기 인터넷은 TCP/IP 프로토콜 및 그 상위계층에 존재하는 여러 서비스, 즉 HTTP(Hyper Text Transfer Protocol), Telnet, FTP(File Transfer Protocol), DNS(Domain Name System), SMTP(Simple Mail Transfer Protocol), SNMP(Simple Network Management Protocol), NFS(Network File Service), NIS(Network Information Service) 등을 제공하는 전 세계적인 개방형 컴퓨터 네트워크 구조를 의미하며, 데이터 처리장치(200)가 클라우드 서버(300)에 접속될 수 있게 하는 환경을 제공한다. 한편, 상기 인터넷은 유선 또는 무선 인터넷일 수도 있고, 이외에도 유선 공중망, 무선 이동 통신망, 또는 휴대 인터넷 등과 통합된 코어망 일 수도 있다.
만약, 통신망(10)이 이동 통신망일 경우 동기식 이동 통신망일 수도 있고, 비동기식 이동 통신망일 수도 있다. 상기 비동기식 이동 통신망의 실시 예로서, WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 방식의 통신망을 들 수 있다. 이 경우 도면에 도시되진 않았지만, 상기 이동 통신망은 예컨대, RNC(Radio Network Controller) 등을 포함할 수 있다. 한편, 상기 WCDMA망을 일 예로 들었지만, 셀룰러(cellular) 기반의 3G망, LTE망, 4G망, 5G망 등 차세대 통신망, 그 밖의 IP를 기반으로 한 IP 망일 수 있다. 이러한 통신망(10)은 데이터 처리장치(200)와 클라우드 서버(300)의 신호 및 데이터를 상호 전달하는 역할을 수행한다.
또한, 클라우드 서버(300)는 데이터 처리장치(200)로부터 변환 및 전송된 각 유해화학물질의 농도상태 정보데이터를 제공받아 이를 기반으로 관리자가 각 유해화학물질의 누출 상태를 시각적으로 모니터링할 수 있도록 디스플레이 화면에 표시함과 아울러 상기 부여된 메타데이터에 따라 각 유해화학물질의 농도상태 정보데이터를 분류하여 상태정보데이터 DB(320)에 저장 및 관리하는 기능을 수행한다.
또한, 클라우드 서버(300)는 데이터 처리장치(200)로부터 변환 및 전송된 각 배관의 압력상태 정보데이터를 제공받아 이를 기반으로 관리자가 각 배관의 압력 상태를 시각적으로 모니터링할 수 있도록 디스플레이 화면에 표시함과 아울러 상기 부여된 메타데이터에 따라 각 배관의 압력상태 정보데이터를 분류하여 상태정보데이터 DB(320)에 저장 및 관리하는 기능을 수행할 수 있다.
또한, 클라우드 서버(300)는 데이터 처리장치(200)로부터 변환 및 전송된 특정 구획의 열화상 이미지상태 정보데이터를 제공받아 이를 기반으로 관리자가 특정 구획의 열화상 이미지 상태를 시각적으로 모니터링할 수 있도록 디스플레이 화면에 표시함과 아울러 상기 부여된 메타데이터에 따라 특정 구획의 열화상 이미지상태 정보데이터를 분류하여 상태정보데이터 DB(320)에 저장 및 관리하는 기능을 수행할 수 있다.
또한, 클라우드 서버(300)는 통신망(10)을 통해 연결된 외부의 클라이언트 단말(20)에 의해 상태정보데이터 DB(320)의 데이터 접근 시 데이터 접근 경로가 서로 분리되게 특정 액세스 키마다 미리 부여된 사용자 접근권한 레벨별로 접근가능 데이터를 각각 분류하여 상태정보데이터 DB(320)에 저장되도록 관리하는 기능을 수행할 수 있다.
이러한 클라우드 서버(300)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 상태데이터 분석모듈(310), 상태정보데이터 DB(320), 백업 상태정보데이터 DB(330), 및/또는 서버 제어장치(340) 등을 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 상태데이터 분석모듈(310)은 서버 제어장치(340)의 제어에 따라 데이터 처리장치(200)로부터 변환 및 전송된 각 유해화학물질의 농도상태 정보데이터, 각 배관의 압력상태 정보데이터, 및/또는 특정 구획의 열화상 이미지상태 정보데이터 중 적어도 하나의 상태 정보데이터를 제공받아 이를 기반으로 상기 부여된 메타데이터에 따라 각 유해화학물질의 농도상태 정보데이터, 각 배관의 압력상태 정보데이터, 및/또는 특정 구획의 열화상 이미지상태 정보데이터 중 적어도 하나의 상태 정보데이터를 분류하는 기능을 수행한다.
상태정보데이터 DB(320)는 서버 제어장치(340)의 제어에 따라 각 유해화학물질의 농도상태 정보데이터, 각 배관의 압력상태 정보데이터, 및/또는 특정 구획의 열화상 이미지상태 정보데이터 중 적어도 하나의 상태 정보데이터를 데이터베이스(DB)화하여 저장 및 관리하는 기능을 수행한다.
백업 상태정보데이터 DB(330)는 서버 제어장치(340)의 제어에 따라 상태정보데이터 DB(320)에 해당하는 데이터를 백업 저장 및 관리하는 기능을 수행한다.
서버 제어장치(340)는 클라우드 서버(300)의 전체적인 제어를 담당하는 바, 특히 상태데이터 분석모듈(310)로부터 분류된 각 유해화학물질의 농도상태 정보데이터, 각 배관의 압력상태 정보데이터, 및/또는 특정 구획의 열화상 이미지상태 정보데이터 중 적어도 하나의 상태 정보데이터를 상태정보데이터 DB(320)에 저장되도록 제어하는 기능을 수행한다.
또한, 서버 제어장치(340)는 기 설정된 관리자만 접근 가능하도록 상태정보데이터 DB(320)에 저장된 각 유해화학물질의 농도상태 정보데이터, 각 배관의 압력상태 정보데이터, 및/또는 특정 구획의 열화상 이미지상태 정보데이터 중 적어도 하나의 상태 정보데이터를 주기적으로 백업하여 백업 상태정보데이터 DB(330)에 저장되도록 제어하는 기능을 수행할 수 있다.
여기에 설명되는 다양한 실시예는 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.
하드웨어적인 구현에 의하면, 여기에 설명되는 실시예는 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs (digital signal processors), DSPDs (digital signal processing devices), PLDs (programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기능 수행을 위한 전기적인 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 일부의 경우에 그러한 실시예들이 서버 제어장치(340)에 의해 구현될 수 있다.
소프트웨어적인 구현에 의하면, 절차나 기능과 같은 실시예들은 적어도 하나의 기능 또는 작동을 수행하게 하는 별개의 소프트웨어 모듈과 함께 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 애플리케이션에 의해 구현될 수 있다. 또한, 소프트웨어 코드는 별도의 저장장치(미도시)에 저장되고, 서버 제어장치(340)에 의해 실행될 수 있다.
또한, 클라우드 서버(300)는 외부의 클라이언트 단말(20)의 요청에 응답해서 클라우드 컴퓨팅 서비스를 제공할 수 있다.
또한, 클라우드 서버(300)는 각 유해화학물질의 농도상태 정보데이터, 각 배관의 압력상태 정보데이터, 및/또는 특정 구획의 열화상 이미지상태 정보데이터 중 적어도 하나의 상태 정보데이터를 상태정보데이터 DB(320)에 데이터베이스(DB)화하여 저장할 경우, 대칭 또는 비대칭 암호화 방식을 이용하여 각 유해화학물질의 농도상태 정보데이터, 각 배관의 압력상태 정보데이터, 및/또는 특정 구획의 열화상 이미지상태 정보데이터 중 적어도 하나의 상태 정보데이터를 암호화하여 저장함과 아울러 상기 암호화된 각 유해화학물질의 농도상태 정보데이터, 각 배관의 압력상태 정보데이터, 및/또는 특정 구획의 열화상 이미지상태 정보데이터 중 적어도 하나의 상태 정보데이터를 복호화할 수 있는 복호화 키가 클라이언트 단말(20)로 전송되도록 서비스를 제공하는 기능을 수행할 수 있다.
또한, 클라우드 서버(300)는 클라이언트 단말(20)을 통해 상태정보데이터 DB(320)에 저장된 각 유해화학물질의 농도상태 정보데이터, 각 배관의 압력상태 정보데이터, 및/또는 특정 구획의 열화상 이미지상태 정보데이터 중 적어도 하나의 상태 정보데이터를 다운로드(Download)받을 수 있도록 클라우드 웹서비스(Cloud Web Service)를 제공하는 기능을 수행할 수 있다.
즉, 클라우드 서버(300)는 네트워크상에서 관리자가 소지한 복수의 클라이언트 단말(20)과 통신망(10)을 통해 연결되어 복수의 클라이언트 단말(20)에게 시스템 자원(이는 OS, CPU, 메모리, 저장장치 등을 포함하는 개념이다)을 제공하는 물리적 장비로, 클라우드 서비스 환경에서는 복수의 서버가 네트워크상에서 복수의 클라이언트 단말(20)과 연결되며, 이때 클라우드 서버(300)는 다수의 서버들을 포함하는 개념으로 도시된 것이며, 예컨대, 가상화 기술을 통해 생성된 가상 공간상의 게스트 머신을 통해 복수의 클라이언트 단말(20)이 시스템 자원을 사용할 수 있도록 분배하게 된다. 이러한 사항들은 공지의 일반적인 개념들로 이해될 수 있다.
이때, 상기 클라우드(Cloud) 서비스 환경이란, 인터넷 기반(클라우드)의 컴퓨팅(Computing) 기술을 의미한다. 이러한 클라우드 컴퓨팅(Cloud Computing)은 컴퓨터 네트워크 구성도에서 인터넷을 구름으로 표현하는 것으로, 숨겨진 복잡한 인프라(Infra) 구조를 가지며 IT 관련된 기능들이 서비스 형태로 제공되는 컴퓨팅 스타일을 갖는다. 사용자들은 인터넷을 이용하여 클라우드 컴퓨팅으로부터 제공되는 서비스를 이용할 수 있다.
또한, 상기 클라우드 컴퓨팅이란 가상화 컴퓨팅, 유틸리티 컴퓨팅, 주문형 서비스(on-demand) 컴퓨팅 등과 같이 다양한 컴퓨팅 개념과 통신 기술이 혼합되어 적용된 것으로, 통상적으로 다수의 컴퓨터들로 구성되는 복수의 데이터센터를 가상화 기술로 통합하여 하나의 가상 컴퓨터 또는 서비스를 구현하고, 사용자가 이에 접속하여 각종 소프트웨어, 보안 솔루션 및 컴퓨팅 능력 등을 주문형 서비스(on-demand) 방식으로 제공하는 기술을 의미한다.
즉, 상기 클라우드 컴퓨팅이란 '인터넷을 통한 IT자원의 온디맨드 아웃소싱 서비스'로서, 개인용 컴퓨터나 기업의 서버에 개별적으로 저장하던 프로그램이나 문서를 인터넷 기반의 가상 서버(Server) 또는 스토리지(Storage)에 저장하고, 개인용 컴퓨터를 비롯한 다양한 단말을 이용하여 웹브라우저 등의 클라우드 어플리케이션(Application)을 구동함으로써, 사용자가 원하는 작업을 수행할 수 있도록 하는 방식이다.
이때, 사용자들은 클라우드 어플리케이션, 스토리지, OS 및 보안 등의 컴퓨팅 자원을 원하는 시점에 원하는 만큼만 골라서 사용할 수 있고, 사용량에 기반하여 대가를 지불하면 된다.
상기와 같은 클라우드 서버(300)는 적어도 하나의 클라이언트 단말(20)의 요청에 응답해서 클라우드 컴퓨팅 서비스(Cloud Computing Service)를 제공하는 기능을 수행할 수 있다.
즉, 클라우드 서버(300)는 적어도 하나의 클라이언트 단말(20)에 클라우드 컴퓨팅 서비스를 제공하는 서버로서, 적어도 하나의 클라이언트 단말(20)이 요청하는 컴퓨팅 자원을 통신망(10)을 통해 제공해준다. 클라우드 서버(300)는 적어도 하나의 클라이언트 단말(20)이 요청하는 디바이스(Device)를 이용하도록 하기 위한 컴퓨팅 서비스를 제공할 수 있다.
이러한 클라우드 서버(300)에는 예컨대, 애플리케이션 프로그램 파일, 게임 프로그램 파일, 텍스트 데이터 파일, 문서 파일, 그림 파일, 음악 파일, 동영상 파일 및 바코드 파일 등과 같은 대용량 데이터를 제공하는 사업자(콘텐츠 제공자)로부터 제공된 파일들을 저장하는 다수의 저장장치 즉, 스토리지(Storage)를 구비한다.
그리고, 클라이언트 단말(20)은 클라우드 서버(300)의 클라이언트 회원 로그인 클라우드 웹서비스를 이용하여, 클라우드 서버(300)의 상태정보데이터 DB(320)에 저장된 각 유해화학물질의 농도상태 정보데이터, 각 배관의 압력상태 정보데이터, 및/또는 특정 구획의 열화상 이미지상태 정보데이터 중 적어도 하나의 상태 정보데이터를 실시간으로 검색 및 디스플레이 화면에 표시하는 기능을 수행할 수 있다.
또한, 클라이언트 단말(20)은 해당 클라이언트 회원 로그인 정보와 함께 클라우드 서버(300)로부터 전송된 복호화 키를 이용하여 클라우드 서버(300)의 상태정보데이터 DB(320)에 암호화되어 저장된 각 유해화학물질의 농도상태 정보데이터, 각 배관의 압력상태 정보데이터, 및/또는 특정 구획의 열화상 이미지상태 정보데이터 중 적어도 하나의 상태 정보데이터를 복호화하고 이를 실시간으로 검색 및 디스플레이 화면에 표시하는 기능을 수행할 수 있다.
또한, 클라이언트 단말(20)은 클라우드 서버(300)에서 다운로드된 유해화학물질 누출관련 클라우드 어플리케이션을 통해 클라우드 서버(300)의 상태정보데이터 DB(320)에 저장된 각 유해화학물질의 농도상태 정보데이터, 각 배관의 압력상태 정보데이터, 및/또는 특정 구획의 열화상 이미지상태 정보데이터 중 적어도 하나의 상태 정보데이터를 실시간 검색 및 디스플레이 화면에 표시하는 기능을 수행할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 적용된 클라이언트 단말(20)은 무선 인터넷 또는 휴대 인터넷을 통하여 통신하는 스마트폰(Smart Phone), 스마트 패드(Smart Pad) 또는 스마트 노트(Smart Note) 중 적어도 하나의 이동 단말 장치로 이루어짐이 바람직하며, 이외에도 개인용 PC, 노트북 PC, 팜(Palm) PC, 모바일 게임기(Mobile play-station), 통신 기능이 있는 DMB(Digital Multimedia Broadcasting)폰, 태블릿 PC, 아이패드(iPad) 등 클라우드 서버(300)에 접속하기 위한 사용자 인터페이스를 갖는 모든 유무선 가전/통신 장치를 포괄적으로 의미할 수 있다.
이러한 클라이언트 단말(20)은 도 5에 도시된 바와 같이, 무선 통신모듈(21), A/V(Audio/Video) 입력모듈(22), 사용자 입력모듈(23), 센싱모듈(24), 출력모듈(25), 저장모듈(26), 인터페이스 모듈(27), 단말 제어모듈(28) 및 전원모듈(29) 등을 포함할 수 있다. 한편, 도 5에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 클라이언트 단말(20)은 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 가질 수도 있다.
이하, 클라이언트 단말(20)의 구성요소들에 대해 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
무선 통신모듈(21)은 클라이언트 단말(20)과 클라우드 서버(300) 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 예컨대, 무선 통신모듈(21)은 방송 수신 모듈(21a), 이동 통신 모듈(21b), 무선 인터넷 모듈(21c), 근거리 통신 모듈(21d) 및 위치 정보 모듈(21e) 등을 포함할 수 있다.
방송 수신 모듈(21a)은 다양한 방송채널(예컨대, 위성채널, 지상파채널 등)을 통하여 외부의 방송 관리 서버로부터 방송신호(예컨대, TV 방송신호, 라디오 방송신호, 데이터 방송신호 등) 및/또는 방송관련 정보를 수신한다.
이동 통신 모듈(21b)은 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 상기 무선 신호는 음성 콜(call) 신호, 화상 통화 콜 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.
무선 인터넷 모듈(21c)은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈로서, 클라이언트 단말(20)에 내장되거나 외장될 수 있다. 상기 무선 인터넷 기술로는 예컨대, WLAN(Wi-Fi), Wibro, Wimax, HSDPA, LTE 등이 이용될 수 있다.
근거리 통신 모듈(21d)은 근거리 통신을 위한 모듈로서, 예컨대, 블루투스(Bluetooth) 통신, 지그비(ZigBee) 통신, UWB(Ultra Wideband) 통신, RFID(Radio Frequency Identification) 통신 또는 적외선(IR) 통신 등이 이용될 수 있다.
위치 정보 모듈(21e)은 클라이언트 단말(20)의 위치를 확인하거나 얻기 위한 모듈로서, GPS(Global Position System) 등을 이용하여 클라이언트 단말(20)의 현재 위치 정보를 획득할 수 있다.
한편, 단말 제어모듈(28)의 제어에 따라 전술한 무선 통신모듈(21) 및/또는 유선 통신모듈(미도시)을 통해 저장모듈(26)에 저장된 특정 어플리케이션 프로그램을 이용하여 클라우드 서버(300)와 데이터 송수신을 수행할 수 있다.
A/V 입력모듈(22)은 오디오 신호 또는 비디오 신호 입력을 위한 모듈로서, 기본적으로 카메라부(22a)와 마이크부(22b) 등이 포함될 수 있다. 카메라부(22a)는 화상통화모드 또는 촬영모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리한다. 마이크부(22b)는 통화모드 또는 녹음모드, 음성인식모드 등에서 마이크로폰에 의해 외부의 음향신호를 입력받아 전기적인 음성데이터로 처리한다.
사용자 입력모듈(23)은 클라이언트 단말(20)의 동작 제어를 위한 입력 데이터를 발생시키는 모듈로서, 특히 출력모듈(25)의 디스플레이부(25a)를 통해 표시되는 유해화학물질 누출관련 정보들 중 어느 하나에 대한 선택 신호를 입력하는 기능을 수행하며, 예컨대, 사용자의 터치에 의하여 입력되는 터치 패널(정압/정전) 형식이거나 별도의 입력 장치(예컨대, 키 패드 돔 스위치, 조그 휠, 조그 스위치 등)를 이용하여 입력될 수 있다.
센싱모듈(24)은 클라이언트 단말(20)의 개폐 상태, 클라이언트 단말(20)의 위치, 사용자 접촉 유무, 특정 부위에 대한 사용자의 터치 동작, 클라이언트 단말(20)의 방위, 클라이언트 단말(20)의 가속/감속 등과 같이 클라이언트 단말(20)의 현 상태를 감지하여 클라이언트 단말(20)의 동작을 제어하기 위한 센싱 신호를 발생시킨다. 이러한 센싱 신호는 단말 제어모듈(28)에 전달되어, 단말 제어모듈(28)이 특정 기능을 수행하는 기초가 될 수 있다.
출력모듈(25)은 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 모듈로서, 기본적으로 디스플레이부(25a), 음향출력부(25b), 알람부(25c) 및 햅틱부(25d) 등이 포함될 수 있다.
디스플레이부(25a)는 클라이언트 단말(20)에서 처리되는 정보를 표시 출력하기 위한 것으로서, 예컨대, 클라이언트 단말(20)이 통화모드인 경우 통화와 관련된 UI(User Interface) 또는 GUI(Graphical User Interface)를 표시하고, 화상통화모드 또는 촬영모드인 경우에는 촬영 및/또는 수신된 영상 또는 UI, GUI를 표시한다.
음향출력부(25b)는 예컨대, 콜 신호수신, 통화모드 또는 녹음모드, 음성인식모드, 방송수신모드 등에서 무선 통신모듈(21)로부터 수신되거나 저장모듈(26)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수도 있다.
알람부(25c)는 클라이언트 단말(20)의 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력할 수 있다. 클라이언트 단말(20)에서 발생되는 이벤트의 예로는 콜 신호 수신, 메시지 수신, 키 신호 입력, 터치 입력 등이 있다.
햅틱부(25d)는 사용자가 느낄 수 있는 다양한 촉각 효과를 발생시킨다. 햅틱부(25d)가 발생시키는 촉각 효과의 대표적인 예로는 진동이 있다. 햅택부(25d)가 발생하는 진동의 세기와 패턴 등은 제어 가능하다.
저장모듈(26)은 단말 제어모듈(28)의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 폰북, 메시지, 정지영상, 동영상 등)을 임시 저장할 수도 있다.
또한, 저장모듈(26)은 터치스크린 상의 터치 입력시 출력되는 다양한 패턴의 진동 및 음향에 관한 데이터를 저장할 수 있으며, 유해화학물질 누출관련 클라우드 어플리케이션 프로그램을 저장할 수 있다.
또한, 저장모듈(26)은 유해화학물질 누출관련 정보의 형성을 위한 소스 데이터가 저장될 수 있는 바, 유해화학물질 누출관련 데이터가 영상 및 소리로 구성된 형태로 이루어질 수 있으며, 유해화학물질 누출관련에 대한 관련데이터 생성의 진행 과정 및 결과도 함께 저장될 수 있다.
이러한 저장모듈(26)은 플래시 메모리 타입, 하드디스크 타입, 멀티미디어 카드 마이크로 타입, 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(RAM), SRAM, 롬(ROM), EEPROM, PROM, 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
인터페이스 모듈(27)은 클라이언트 단말(20)에 연결되는 모든 외부기기와의 통로 역할을 한다. 인터페이스 모듈(27)은 외부기기로부터 데이터를 전송 받거나 전원을 공급받아 클라이언트 단말(20) 내부의 각 구성요소에 전달하거나 클라이언트 단말(20) 내부의 데이터가 외부기기로 전송되도록 한다.
단말 제어모듈(28)은 통상적으로 클라이언트 단말(20)의 전반적인 동작을 제어하는 것으로서, 예컨대, 음성통화, 데이터통신, 화상통화, 각종 어플리케이션 실행 등을 위한 관련된 제어 및 처리를 수행한다.
즉, 단말 제어모듈(28)은 저장모듈(26)에 저장된 유해화학물질 누출관련 클라우드 어플리케이션 프로그램이 실행되도록 제어하고, 유해화학물질 누출관련 클라우드 어플리케이션 프로그램의 실행을 통해 유해화학물질 누출관련 데이터의 생성을 요청하고 이에 대한 유해화학물질 누출관련 데이터를 제공받을 수 있도록 제어하는 기능을 수행한다.
또한, 단말 제어모듈(28)은 유해화학물질 누출관련 클라우드 어플리케이션 프로그램의 실행을 통해 사용자가 원하는 유해화학물질 누출관련 데이터의 생성 과정에서 영상, 음성 또는 음향 중 적어도 하나를 포함하는 보조 요소들을 디스플레이부(25a) 및 다른 출력장치(예컨대, 음향출력부(25b), 알람부(25c), 햅틱부(25d) 등) 중 적어도 하나를 통해 출력되도록 제어하는 기능을 수행한다.
또한, 단말 제어모듈(28)은 배터리부(29a)의 충전 전류와 충전 전압을 상시적으로 모니터링하고, 모니터링 값을 저장모듈(26)에 임시 저장할 수 있다. 이때, 저장모듈(26)은 모니터링 된 충전 전류와 충전 전압과 같은 배터리 충전상태정보뿐만 아니라 배터리 사양정보(제품 코드, 정격 등)도 함께 저장함이 바람직하다.
전원모듈(29)은 단말 제어모듈(28)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다. 전원모듈(29)은 내장되어 있는 배터리부(29a)의 전원을 각 구성요소들로 공급하여 동작하도록 하며, 충전단자(미도시)를 사용하여 배터리의 충전이 가능하다.
여기에 설명되는 다양한 실시예는 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.
하드웨어적인 구현에 의하면, 여기에 설명되는 실시예는 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs (digital signal processors), DSPDs (digital signal processing devices), PLDs (programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기능 수행을 위한 전기적인 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 일부의 경우에 그러한 실시예들이 단말 제어모듈(28)에 의해 구현될 수 있다.
소프트웨어적인 구현에 의하면, 절차나 기능과 같은 실시예들은 적어도 하나의 기능 또는 작동을 수행하게 하는 별개의 소프트웨어 모듈과 함께 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션에 의해 구현될 수 있다. 또한, 소프트웨어 코드는 저장모듈(26)에 저장되고, 단말 제어모듈(28)에 의해 실행될 수 있다.
한편, 클라이언트 단말(20)이 스마트폰으로 이루어질 경우, 상기 스마트폰은 일반 핸드폰(일명 피처폰(feature phone))과는 달리 사용자가 원하는 다양한 어플리케이션(Application) 프로그램을 다운로드받아 자유롭게 사용하고 삭제가 가능한 오픈 운영체제를 기반으로 한 폰(Phone)으로서, 일반적으로 사용되는 음성/영상통화, 인터넷 데이터통신 등의 기능뿐만 아니라, 모바일 오피스 기능을 갖춘 모든 모바일 폰 또는 음성통화 기능이 없으나 인터넷 접속 가능한 모든 인터넷폰 또는 테블릿 PC(Tablet PC)를 포함하는 통신기기로 이해함이 바람직하다.
이러한 스마트폰은 다양한 개방형 운영체제를 탑재한 스마트폰으로 구현될 수 있으며, 상기 개방형 운영체제로는 예컨대, 노키아(NOKIA)사의 심비안, 림스(RIMS)사의 블랙베리, 애플(Apple)사의 아이폰, 마이크로소프트사(MS)의 윈도즈 모바일, 구글(Google)사의 안드로이드, 삼성전자의 바다 등으로 이루어질 수 있다.
이와 같이 스마트폰은 개방형 운영체제를 사용하므로 폐쇄적인 운영체제를 가진 휴대폰과 달리 사용자가 임의로 다양한 어플리케이션 프로그램을 설치하고 관리할 수 있다.
즉, 전술한 상기 스마트폰은 기본적으로 제어부, 메모리부, 화면출력부, 키입력부, 사운드 출력부, 사운드 입력부, 카메라부, 무선망 통신모듈, 근거리 무선 통신모듈 및 전원 공급을 위한 배터리 등을 구비한다.
상기 제어부는 스마트폰의 동작을 제어하는 기능 구성의 총칭으로서, 적어도 하나의 프로세서와 실행 메모리를 포함하며, 스마트폰에 구비된 각 기능 구성부와 버스(BUS)를 통해 연결된다.
이러한 상기 제어부는 상기 프로세서를 통해 스마트폰에 구비되는 적어도 하나의 프로그램 코드를 상기 실행 메모리에 로딩하여 연산하고, 그 결과를 상기 버스를 통해 적어도 하나의 기능 구성부로 전달하여 스마트폰의 동작을 제어한다.
상기 메모리부는 스마트폰에 구비되는 비휘발성 메모리의 총칭으로서, 상기 제어부를 통해 실행되는 적어도 하나의 프로그램 코드와, 상기 프로그램 코드가 이용하는 적어도 하나의 데이터 셋트를 저장하여 유지한다. 상기 메모리부는 기본적으로 스마트폰의 운영체제에 대응하는 시스템 프로그램 코드와 시스템 데이터 셋트, 스마트폰의 무선 통신 연결을 처리하는 통신 프로그램 코드와 통신 데이터 셋트 및 적어도 하나의 응용프로그램 코드와 응용 데이터 셋트를 저장하며, 본 발명을 구현하기 위한 프로그램 코드와 데이터 셋트 역시 상기 메모리부에 저장된다.
상기 화면 출력부는 화면출력 장치(예컨대, LCD(Liquid Crystal Display) 장치)와 이를 구동하는 출력 모듈로 구성되며, 상기 제어부와 버스로 연결되어 상기 제어부의 각종 연산 결과 중 화면 출력에 대응하는 연산 결과를 상기 화면출력 장치로 출력한다.
상기 키입력부는 적어도 하나의 키 버튼을 구비한 키 입력장치(또는 상기 화면 출력부와 연동하는 터치스크린 장치)와 이를 구동하는 입력 모듈로 구성되며, 상기 제어부와 버스로 연결되어 상기 제어부의 각종 연산을 명령하는 명령을 입력하거나, 또는 상기 제어부의 연산에 필요한 데이터를 입력한다.
상기 사운드 출력부는 사운드 신호를 출력하는 스피커와 상기 스피커를 구동하는 사운드 모듈로 구성되며, 상기 제어부와 버스로 연결되어 상기 제어부의 각종 연산 결과 중 사운드 출력에 대응하는 연산 결과를 상기 스피커를 통해 출력한다. 상기 사운드 모듈은 기 스피커를 통해 출력할 사운드 데이터를 디코딩(Decoding)하여 사운드 신호로 변환한다.
상기 사운드 입력부는 사운드 신호를 입력받는 마이크로폰과 상기 마이크로폰을 구동하는 사운드 모듈로 구성되며, 상기 마이크로폰을 통해 입력되는 사운드 데이터를 상기 제어부로 전달한다. 상기 사운드 모듈은 상기 마이크로폰을 통해 입력되는 사운드 신호를 엔코딩(Encoding)하여 부호화한다.
상기 카메라부는 광학부와 CCD(Charge Coupled Device)와 이를 구동하는 카메라 모듈로 구성되며, 상기 광학부를 통해 상기 CCD에 입력된 비트맵 데이터를 획득한다. 상기 비트맵 데이터는 정지 영상의 이미지 데이터와 동영상 데이터를 모두 포함할 수 있다.
상기 무선망 통신모듈은 무선 통신을 연결하는 통신 구성의 총칭으로서, 특정 주파수 대역의 무선 주파수 신호를 송수신하는 안테나, RF모듈, 기저대역모듈, 신호처리모듈을 적어도 하나 포함하여 구성되며, 상기 제어부와 버스로 연결되어 상기 제어부의 각종 연산 결과 중 무선 통신에 대응하는 연산 결과를 무선 통신을 통해 전송하거나, 또는 무선 통신을 통해 데이터를 수신하여 상기 제어부로 전달함과 동시에, 상기 무선 통신의 접속, 등록, 통신, 핸드오프의 절차를 유지한다.
또한, 상기 무선망 통신모듈은 CDMA/WCDMA 규격에 따라 이동 통신망에 접속, 위치등록, 호처리, 통화연결, 데이터통신, 핸드오프를 적어도 하나 수행하는 이동 통신 구성을 포함한다. 한편, 당업자의 의도에 따라 상기 무선망 통신모듈은 IEEE 802.16 규격에 따라 휴대인터넷에 접속, 위치등록, 데이터통신, 핸드오프를 적어도 하나 수행하는 휴대 인터넷 통신 구성을 더 포함할 수 있으며, 상기 무선망 통신모듈이 제공하는 무선 통신 구성에 의해 본 발명이 한정되지 아니함을 명백히 밝혀두는 바이다.
상기 근거리 무선 통신모듈은 일정 거리 이내에서 무선 주파수 신호를 통신매체로 이용하여 통신세션을 연결하는 근거리 무선 통신모듈로 구성되며, 바람직하게는 ISO 180000 시리즈 규격의 RFID 통신, 블루투스 통신, 와이파이 통신, 공중 무선 통신 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 근거리 무선 통신모듈은 상기 무선망 통신모듈과 통합될 수 있다.
이와 같이 구성된 스마트폰은 무선 통신이 가능한 단말기를 의미하며, 스마트폰 이외에도 인터넷을 포함한 네트워크를 통하여 데이터의 송수신이 가능한 단말기라면 어떠한 장치라도 적용이 가능할 것이다. 즉, 상기 스마트폰은 단문 메시지 전송 기능과 네트워크 접속 기능을 가지는 노트북 PC, 태블릿 PC, 그 외에도 휴대 및 이동이 가능한 휴대 단말을 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
전술한 본 발명에 따른 IoT 기반의 유해화학물질 누출 모니터링 시스템에 대한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.
100-1 내지 100-N : IoT 디바이스,
200 : 데이터 처리장치,
300 : 클라우드 서버
200 : 데이터 처리장치,
300 : 클라우드 서버
Claims (16)
- 유해화학물질 누출 위험이 있는 지역 또는 공장 내부에 복수의 행렬 어레이로 배치되고, 적어도 하나의 유해화학물질 누출감지센서를 통해 공기 중 적어도 하나의 유해화학물질 농도를 측정하며, 상기 측정된 각 유해화학물질 농도데이터와 함께 미리 저장된 고유식별정보를 전송하는 적어도 하나의 IoT(Internet of Things) 디바이스;
각 IoT 디바이스로부터 전송된 각 유해화학물질 농도데이터와 함께 고유식별정보를 제공받아 이를 기반으로 각 유해화학물질 농도데이터의 종류와 크기에 따라 서로 다른 비트율로 인코딩된 다채널을 통해 메타데이터를 부여하고, 상기 메타데이터가 부여된 각 유해화학물질 농도데이터를 클라우드 호환 프로토콜에 해당하는 각 유해화학물질의 농도상태 정보데이터로 변환 및 전송하는 데이터 처리장치; 및
상기 데이터 처리장치와 통신망을 통해 연결되며, 상기 데이터 처리장치로부터 변환 및 전송된 각 유해화학물질의 농도상태 정보데이터를 제공받아 이를 기반으로 관리자가 각 유해화학물질의 누출 상태를 시각적으로 모니터링할 수 있도록 디스플레이 화면에 표시함과 아울러 상기 부여된 메타데이터에 따라 각 유해화학물질의 농도상태 정보데이터를 분류하여 상태정보데이터 DB에 저장 및 관리하는 클라우드 서버를 포함하는 IoT 기반의 유해화학물질 누출 모니터링 시스템.
- 제1 항에 있어서,
각 IoT 디바이스는, 상기 측정된 각 유해화학물질 농도데이터에 따라 이상 또는 위험 신호를 시각적인 경보표시 또는 청각적인 경보음으로 출력하는 경보모듈이 더 포함되되,
상기 데이터 처리장치는, 각 IoT 디바이스로부터 전송된 각 유해화학물질 농도데이터를 기반으로 각 유해화학물질 농도값이 기 설정된 기준 유해농도값이하이면서 일정시간동안 각 유해화학물질 농도값의 변화량이 기 설정된 기준 농도변화량이상일 경우 이상 신호를 생성하여 각 IoT 디바이스의 경보모듈로 전송하며, 각 유해화학물질 농도값이 기 설정된 기준 유해농도값이상일 경우 위험 신호를 생성하여 각 IoT 디바이스의 경보모듈로 전송하는 것을 특징으로 하는 IoT 기반의 유해화학물질 누출 모니터링 시스템.
- 제1 항에 있어서,
각 IoT 디바이스는, 유해화학물질 누출 위험이 있는 지역 또는 공장 내부의 적어도 하나의 배관 상에 설치된 적어도 하나의 압력센서를 통해 유해화학물질이 이송되는 각 배관의 압력을 측정하고, 상기 측정된 각 배관의 압력데이터와 함께 미리 저장된 고유식별정보를 상기 데이터 처리장치로 전송하며,
상기 데이터 처리장치는, 각 IoT 디바이스로부터 전송된 각 배관의 압력데이터와 함께 고유식별정보를 제공받아 이를 기반으로 각 배관의 압력데이터의 종류와 크기에 따라 서로 다른 비트율로 인코딩된 다채널을 통해 메타데이터를 부여하고, 상기 메타데이터가 부여된 각 배관의 압력데이터를 클라우드 호환 프로토콜에 해당하는 각 배관의 압력상태 정보데이터로 변환하여 상기 클라우드 서버로 전송하며,
상기 클라우드 서버는, 상기 데이터 처리장치로부터 변환 및 전송된 각 배관의 압력상태 정보데이터를 제공받아 이를 기반으로 관리자가 각 배관의 압력 상태를 시각적으로 모니터링할 수 있도록 디스플레이 화면에 표시함과 아울러 상기 부여된 메타데이터에 따라 각 배관의 압력상태 정보데이터를 분류하여 상태정보데이터 DB에 저장 및 관리하는 것을 특징으로 하는 IoT 기반의 유해화학물질 누출 모니터링 시스템.
- 제3 항에 있어서,
각 IoT 디바이스는, 상기 측정된 각 배관의 압력데이터에 따라 이상 또는 위험 신호를 시각적인 경보표시 또는 청각적인 경보음으로 출력하는 경보모듈이 더 포함되되,
상기 데이터 처리장치는, 각 IoT 디바이스로부터 전송된 각 배관의 압력데이터를 기반으로 각 배관의 압력값이 기 설정된 기준 압력값이하이면서 일정시간동안 각 배관의 압력값의 변화량이 기 설정된 기준 압력변화량이상일 경우 이상 신호를 생성하여 각 IoT 디바이스의 경보모듈로 전송하며, 각 배관의 압력값이 기 설정된 기준 압력값이상일 경우 위험 신호를 생성하여 각 IoT 디바이스의 경보모듈로 전송하는 것을 특징으로 하는 IoT 기반의 유해화학물질 누출 모니터링 시스템.
- 제1 항에 있어서,
각 IoT 디바이스는, 유해화학물질 누출 위험이 있는 지역 또는 공장 내부의 특정 구획에 설치된 적어도 하나의 열화상 카메라를 통해 특정 구획의 열화상 이미지를 측정하고, 상기 측정된 특정 구획의 열화상 이미지데이터와 함께 미리 저장된 고유식별정보를 상기 데이터 처리장치로 전송하며,
상기 데이터 처리장치는, 각 IoT 디바이스로부터 전송된 특정 구획의 열화상 이미지데이터와 함께 고유식별정보를 제공받아 이를 기반으로 특정 구획의 이미지데이터의 종류와 크기에 따라 서로 다른 비트율로 인코딩된 다채널을 통해 메타데이터를 부여하고, 상기 메타데이터가 부여된 특정 구획의 열화상 이미지데이터를 클라우드 호환 프로토콜에 해당하는 특정 구획의 열화상 이미지상태 정보데이터로 변환하여 상기 클라우드 서버로 전송하며,
상기 클라우드 서버는, 상기 데이터 처리장치로부터 변환 및 전송된 특정 구획의 열화상 이미지상태 정보데이터를 제공받아 이를 기반으로 관리자가 특정 구획의 열화상 이미지 상태를 시각적으로 모니터링할 수 있도록 디스플레이 화면에 표시함과 아울러 상기 부여된 메타데이터에 따라 특정 구획의 열화상 이미지상태 정보데이터를 분류하여 상태정보데이터 DB에 저장 및 관리하는 것을 특징으로 하는 IoT 기반의 유해화학물질 누출 모니터링 시스템.
- 제5 항에 있어서,
각 IoT 디바이스는, 특정 구획의 열화상 이미지데이터에 따라 이상 또는 위험 신호를 시각적인 경보표시 또는 청각적인 경보음으로 출력하는 경보모듈이 더 포함되되,
상기 데이터 처리장치는, 각 IoT 디바이스로부터 전송된 특정 구획의 열화상 이미지데이터를 기반으로 특정 구획의 열화상 이미지상에 온도값이 기 설정된 기준 온도값이하이면서 일정시간동안 특정 구획의 열화상 이미지상에 온도값의 변화량이 기 설정된 기준 온도변화량이상일 경우 이상 신호를 생성하여 각 IoT 디바이스의 경보모듈로 전송하며, 특정 구획의 열화상 이미지상에 온도값이 기 설정된 기준 온도값이상일 경우 위험 신호를 생성하여 각 IoT 디바이스의 경보모듈로 전송하는 것을 특징으로 하는 IoT 기반의 유해화학물질 누출 모니터링 시스템.
- 제1 항에 있어서,
상기 데이터 처리장치는,
각 IoT 디바이스의 고유식별정보와 대응되는 각 IoT 디바이스에 대한 구획정보데이터를 저장하는 구획정보 DB;
각 IoT 디바이스로부터 전송된 각 유해화학물질 농도데이터, 각 배관의 압력데이터, 또는 특정 구획의 열화상 이미지데이터 중 적어도 하나의 데이터와 함께 고유식별정보를 제공받아 상기 구획정보 DB에 저장된 각 IoT 디바이스의 고유식별정보와 대응되는 각 IoT 디바이스에 대한 구획정보데이터와 비교하여 일치할 경우, 각 IoT 디바이스로부터 전송된 각 데이터를 데이터의 종류와 크기에 따라 채널별로 분리한 후, 서로 다른 비트율을 갖도록 병렬로 인코딩된 각 채널을 통해 전송하는 데이터 처리모듈; 및
상기 데이터 처리모듈로부터 전송된 각 유해화학물질 농도데이터, 각 배관의 압력데이터, 또는 특정 구획의 열화상 이미지데이터 중 적어도 하나의 데이터에 대하여 데이터 종류별로 메타데이터를 부여하고, 각 IoT 디바이스의 프로토콜과 상기 클라우드 서버의 프로토콜을 확인하여 클라우드 호환 프로토콜에 해당하는 각 유해화학물질의 농도상태 정보데이터, 각 배관의 압력상태 정보데이터, 또는 특정 구획의 열화상 이미지상태 정보데이터 중 적어도 하나의 상태 정보데이터로 변환하여 상기 클라우드 서버로 전송하는 데이터 변환모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 IoT 기반의 유해화학물질 누출 모니터링 시스템.
- 제7 항에 있어서,
상기 데이터 처리모듈로부터 전송된 각 유해화학물질 농도데이터, 각 배관의 압력데이터, 또는 특정 구획의 열화상 이미지데이터 중 적어도 하나의 데이터를 기반으로 각 유해화학물질 농도값, 각 배관의 압력값, 또는 특정 구획의 열화상 이미지상에 온도값 중 적어도 하나의 값이 기 설정된 기준 유해농도값, 기준 압력값, 또는 기준 온도값 중 적어도 하나의 기준 값이하이면서 일정시간동안 각 유해화학물질 농도값의 변화량, 각 배관의 압력값의 변화량, 또는 특정 구획의 열화상 이미지상에 온도값의 변화량 중 적어도 하나의 변화량이 기 설정된 기준 농도변화량, 기준 압력변화량, 또는 기준 온도변화량 중 적어도 하나의 기준 변화량이상일 경우 이상 신호를 생성하여 각 IoT 디바이스로 전송하며, 각 유해화학물질 농도값, 각 배관의 압력값, 또는 특정 구획의 열화상 이미지상에 온도값 중 적어도 하나의 값이 기 설정된 기준 유해농도값, 기준 압력값, 또는 기준 온도값 중 적어도 하나의 기준 값이상일 경우 위험 신호를 생성하여 각 IoT 디바이스로 전송하는 데이터 분석모듈이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 IoT 기반의 유해화학물질 누출 모니터링 시스템.
- 제1 항에 있어서,
상기 클라우드 서버는, 외부의 클라이언트 단말에 의해 상기 상태정보데이터 DB의 데이터 접근 시 데이터 접근 경로가 서로 분리되게 특정 액세스 키마다 미리 부여된 사용자 접근권한 레벨별로 접근가능 데이터를 각각 분류하여 상기 클라우드 서버의 상태정보데이터 DB에 저장되도록 관리하는 것을 특징으로 하는 IoT 기반의 유해화학물질 누출 모니터링 시스템.
- 제1 항에 있어서,
상기 클라우드 서버는,
상기 데이터 처리장치로부터 변환 및 전송된 각 유해화학물질의 농도상태 정보데이터, 각 배관의 압력상태 정보데이터, 또는 특정 구획의 열화상 이미지상태 정보데이터 중 적어도 하나의 상태 정보데이터를 제공받아 이를 기반으로 상기 부여된 메타데이터에 따라 각 유해화학물질의 농도상태 정보데이터, 각 배관의 압력상태 정보데이터, 또는 특정 구획의 열화상 이미지상태 정보데이터 중 적어도 하나의 상태 정보데이터를 분류하는 상태데이터 분석모듈;
각 유해화학물질의 농도상태 정보데이터, 각 배관의 압력상태 정보데이터, 또는 특정 구획의 열화상 이미지상태 정보데이터 중 적어도 하나의 상태 정보데이터를 데이터베이스(DB)화하여 저장 및 관리하는 상태정보데이터 DB; 및
상기 상태데이터 분석모듈로부터 분류된 각 유해화학물질의 농도상태 정보데이터, 각 배관의 압력상태 정보데이터, 또는 특정 구획의 열화상 이미지상태 정보데이터 중 적어도 하나의 상태 정보데이터를 상기 상태정보데이터 DB에 저장되도록 제어하는 서버 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 IoT 기반의 유해화학물질 누출 모니터링 시스템.
- 제10 항에 있어서,
상기 상태정보데이터 DB에 해당하는 데이터를 백업 저장하는 백업 상태정보데이터 DB가 더 포함되되,
상기 서버 제어장치는, 기 설정된 관리자만 접근 가능하도록 상기 상태정보데이터 DB에 저장된 각 유해화학물질의 농도상태 정보데이터, 각 배관의 압력상태 정보데이터, 또는 특정 구획의 열화상 이미지상태 정보데이터 중 적어도 하나의 상태 정보데이터를 주기적으로 백업하여 상기 백업 상태정보데이터 DB에 저장되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 IoT 기반의 유해화학물질 누출 모니터링 시스템.
- 제1 항에 있어서,
상기 클라우드 서버는, 외부의 클라이언트 단말의 요청에 응답해서 클라우드 컴퓨팅 서비스를 제공하며,
상기 클라이언트 단말은, 상기 클라우드 서버의 클라이언트 회원 로그인 클라우드 웹서비스를 이용하여, 상기 클라우드 서버의 상태정보데이터 DB에 저장된 각 유해화학물질의 농도상태 정보데이터, 각 배관의 압력상태 정보데이터, 또는 특정 구획의 열화상 이미지상태 정보데이터 중 적어도 하나의 상태 정보데이터를 실시간으로 검색 및 디스플레이 화면에 표시하는 것을 특징으로 하는 IoT 기반의 유해화학물질 누출 모니터링 시스템.
- 제12 항에 있어서,
상기 클라우드 서버는, 각 유해화학물질의 농도상태 정보데이터, 각 배관의 압력상태 정보데이터, 또는 특정 구획의 열화상 이미지상태 정보데이터 중 적어도 하나의 상태 정보데이터를 상기 상태정보데이터 DB에 데이터베이스(DB)화하여 저장할 경우, 대칭 또는 비대칭 암호화 방식을 이용하여 각 유해화학물질의 농도상태 정보데이터, 각 배관의 압력상태 정보데이터, 또는 특정 구획의 열화상 이미지상태 정보데이터 중 적어도 하나의 상태 정보데이터를 암호화하여 저장함과 아울러 상기 암호화된 각 유해화학물질의 농도상태 정보데이터, 각 배관의 압력상태 정보데이터, 또는 특정 구획의 열화상 이미지상태 정보데이터 중 적어도 하나의 상태 정보데이터를 복호화할 수 있는 복호화 키가 상기 클라이언트 단말로 전송되도록 서비스를 제공하며,
상기 클라이언트 단말은, 해당 클라이언트 회원 로그인 정보와 함께 상기 클라우드 서버로부터 전송된 복호화 키를 이용하여 상기 클라우드 서버의 상태정보데이터 DB에 암호화되어 저장된 각 유해화학물질의 농도상태 정보데이터, 각 배관의 압력상태 정보데이터, 또는 특정 구획의 열화상 이미지상태 정보데이터 중 적어도 하나의 상태 정보데이터를 복호화하고 이를 실시간으로 검색 및 디스플레이 화면에 표시하는 것을 특징으로 하는 IoT 기반의 유해화학물질 누출 모니터링 시스템.
- 제12 항에 있어서,
상기 클라우드 서버는, 상기 클라이언트 단말을 통해 상기 상태정보데이터 DB에 저장된 각 유해화학물질의 농도상태 정보데이터, 각 배관의 압력상태 정보데이터, 또는 특정 구획의 열화상 이미지상태 정보데이터 중 적어도 하나의 상태 정보데이터를 다운로드받을 수 있도록 클라우드 웹서비스를 제공하는 것을 특징으로 하는 IoT 기반의 유해화학물질 누출 모니터링 시스템.
- 제12 항에 있어서,
상기 클라이언트 단말은, 상기 클라우드 서버에서 다운로드된 유해화학물질 누출관련 클라우드 어플리케이션을 통해 상기 클라우드 서버의 상태정보데이터 DB에 저장된 각 유해화학물질의 농도상태 정보데이터, 각 배관의 압력상태 정보데이터, 또는 특정 구획의 열화상 이미지상태 정보데이터 중 적어도 하나의 상태 정보데이터를 실시간 검색 및 디스플레이 화면에 표시하는 것을 특징으로 하는 IoT 기반의 유해화학물질 누출 모니터링 시스템.
- 제1 항에 있어서,
각 IoT 디바이스의 고유식별정보는, 각 IoT 디바이스의 이름, 각 IoT 디바이스의 비밀번호, 각 IoT 디바이스의 일련번호, 각 IoT 디바이스의 종류, 각 IoT 디바이스의 제조회사, 각 IoT 디바이스의 MAC(Media Access Control) 주소, 각 IoT 디바이스의 고유 IP(Internet Protocol) 주소, 각 IoT 디바이스의 모델 및 각 IoT 디바이스의 버전, 각 IoT 디바이스의 비밀키 또는 PKI 기반의 개인키에 의해 생성된 장치의 인증 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 IoT 기반의 유해화학물질 누출 모니터링 시스템.
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| KR1020190079808A KR102244634B1 (ko) | 2019-07-03 | 2019-07-03 | ＩｏＴ 기반의 유해화학물질 누출 모니터링 시스템 |
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