KR20210077325A - 자가진단기능이 구비된 상시감시형 저전력 무선 센서노드 - Google Patents
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Abstract
자가진단기능이 구비된 상시감시형 저전력 무선 센서노드가 제시된다. 본 발명의 실시예에 따른 저전력 무선 센서노드는, 특정 데이터를 검출하는 다수의 센서를 포함하는 검출부; 검출부의 각각의 센서를 통해 검출된 데이터를 기 설정된 기준값과 비교하고, 고장 진단 범위 내의 데이터가 검출된 경우에만 고장으로 진단한 후 그 결과를 피드백하여 노이즈에 대한 학습을 수행하는 노이즈 자가진단부; 검출부와 노이즈 자가진단부의 상시 감시가 가능하도록 전력 공급 제어를 수행하는 저전력 제어부; 및 고장진단의 대상이 되는 설비의 상태를 일정한 주기마다 운용자에게 송신하는 메인 MCU 블록;을 포함하는 것을 구성의 요지로 한다.
본 발명에 따르면, 여러 설비에 적용이 가능하고, 환경에 의한 센싱 노이즈에 대한 내성이 강하며, 무선으로 동작하는 구성이므로 진단 대상에 설치가 용이하고, 특히 열악한 환경과 사람이 출입 불가능한 설비를 지속적으로 감시하여 안전하게 관리할 수 있다.
본 발명에 따르면, 여러 설비에 적용이 가능하고, 환경에 의한 센싱 노이즈에 대한 내성이 강하며, 무선으로 동작하는 구성이므로 진단 대상에 설치가 용이하고, 특히 열악한 환경과 사람이 출입 불가능한 설비를 지속적으로 감시하여 안전하게 관리할 수 있다.
Description
본 발명은 저전력 무선 센서노드에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다중 센서를 이용하여 진단 대상에 대한 측정을 실시한 후 센싱 노이즈를 감지, 분별한 후 고장을 예지 및 진단할 수 있는 저전력 무선 센서노드에 관한 것이다.
종래기술에 따르면, 각종 설비의 고장을 진단하기 위한 방법으로 초음파, 유중 가스, 진동 등 측정 가능한 단일 센서가 부착된 휴대용 제품 또는 기기를 이용한다.
또한 사전에 예지 및 고장을 검출하기 위해서는 복합적인 진단이 요구된다. 그러나, 이 경우 사용자가 여러 센서 제품을 동시에 핸들링해야하는 어려움이 따른다.
특히 센서로 검출하는 방식은 주변 환경에 의한 센싱 노이즈에 대한 대비책도 필요하게 되는데 종래 방식에서는 기본적인 필터링 방식에만 의존하여 환경에 의해 발생되는 노이즈를 제거하는 것에는 기술적인 한계가 있다.
현장에 직접 출동하여 노이즈를 측정한 후 다시 한번 측정하여 노이즈 부분을 걸러 내는 방식은, 정확한 노이즈 검출이 가능한 방법이지만 상시로 측정이 불가능하고 어느 시점에 발생된 노이즈는 예측하기가 어렵다.
또한 상용 전원이 없는 열악한 환경의 설비에서는, 측정자가 휴대용 제품을 이용하여 상시가 아닌 주기적인 패트롤 시간에만 설비의 진단을 진행하고 있는 상황으로, 측정자의 노하우에 의해 고장이 진단되는 불확실성이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 도 1에 도시된 바와 같이, 변위 측정부, 시간 검출부, GPS 장치, 가속도계 등이 장착된 시스템을 사용하기도 하나, 이러한 장치 역시, 상시로 측정이 불가능하고 어느 시점에 발생된 노이즈는 예측하기가 어렵다는 문제점을 가지고 있다.
따라서, 상기 언급한 종래 기술에 따른 문제점을 해결할 수 있는 기술이 필요한 실정이다.
본 발명의 목적은, 다중 센서를 이용하여 진단 대상에 대한 측정을 실시한 후 센싱 노이즈를 감지, 분별한 후 고장을 예지 및 진단할 수 있는 저전력 무선 센서노드를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 저전력 무선 센서노드는, 특정 설비에 장착되어 설비의 고장진단을 위해 다중 센서를 이용하여 특정 데이터를 검출하며 센싱 노이즈를 감지 및 분별한 후 고장을 예지 및 진단하는 저전력 무선 센서노드로서, 특정 데이터를 검출하는 다수의 센서를 포함하고, 센서로부터 검출된 데이터를 노이즈 자가진단부에 전달하는 검출부; 검출부의 각각의 센서를 통해 검출된 데이터를 기 설정된 기준값과 비교하고, 고장 진단 범위 내의 데이터가 검출된 경우에만 고장으로 진단한 후 그 결과를 피드백하여 노이즈에 대한 학습을 수행하는 노이즈 자가진단부; 저전력 무선 센서노드에 장착되고, 검출부와 노이즈 자가진단부의 상시 감시가 가능하도록 전력 공급 제어를 수행하는 저전력 제어부; 및 검출부 및 노이즈 자가진단부로부터 전달받은 데이터를 검출된 시간별로 내부에 저장하고, 고장진단의 대상이 되는 설비의 상태를 일정한 주기마다 운용자에게 송신하는 메인 MCU 블록;을 포함하는 구성일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 검출부는, 온도, 습도, 풍속, 풍향, 충격, 기울기, 진동 발생 유무, 진동의 주파수, 진동의 파장 및 부분 방전 유무로 구성된 군에서 하나 이상 선택된 검출대상을 검출할 수 있는 센서를 포함하는 구성일 수 있다.
이 경우, 상기 검출부는 부분 방전 유무를 검출할 수 있는 센서를 포함하고, 상기 검출부는, 고장진단의 대상이 되는 설비의 내부 아크(Arc)로 인한 부분방전을 검출하여, 설비의 진동, 충격, 기울기를 감시하여 고장발생 및 사고발생을 검출하는 구성일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 저전력 무선 센서노드는, 검출부를 통해 검출된 다수의 데이터가 기 설정된 고장 및 사고 예지 범위에 해당할 경우, 검출부에 해당 데이터를 피드백하여 노이즈 및 고장의 패턴 테이터를 업데이트할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 메인 MCU 블록은 평상 시 슬립 모드로 대기하며, 일정한 주기마다 웨이크업하여 고장진단의 대상이 되는 설비의 상태를 운용자에게 송신할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 검출부의 다수의 센서는 상시로 감시를 수행하고, 상기 메인 MCU 블록은, 검출부로부터 고장 진단 범위 내의 데이터가 검출된 경우, 활성화 모드로 전환되어, 현재의 설비 상태를 검출하여 진단 정보를 운용자에게 송신할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 노이즈 자가진단부로부터 노이즈 및 고장에 대한 정보가 피드백되면, 검출의 센싱 주기 및 메인 MCU 블록의 송신 주기를 저전력 제어부에서 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 검출부는, 저전력 제어부에서 센서의 센싱주기 및 저전력 시퀀스를 전달받아 각각의 센서를 제어하는 페리페럴 드라이버(peripheral driver);를 더 포함하는 구성일 수 있다.
이 경우, 상기 페리페럴 드라이버는, 노이즈 자가진단부로부터 노이즈 및 고장에 대한 정보가 피드백된 정보를 업데이트하여 각각의 센서를 제어할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 저전력 무선 센서노드에 따르면, 특정 역할을 수행하는 검출부, 노이즈 자가진단부, 저전력 제어부 및 메인 MCU 블록을 구비함으로써, 검출부에 포함된 각각의 복합 센서들을 이용하여 그 특징에 맞는 물리적인 현상에서는 고장 검출이 가능하여 여러 설비에 적용이 가능하고, 설비의 고장에 대한 판단을 할 때 여러가지 이상 징후의 검출된 데이터를 근거로 판단할 수 있어, 환경에 의한 센싱 노이즈에 대한 내성이 강하다.
또한, 본 발명의 저전력 무선 센서노드에 따르면, 무선으로 동작하는 구성이므로 진단 대상에 설치가 용이하고, 특히 상용전원이 없는 열악한 환경과 사람이 출입 불가능한 설비를 지속적으로 감시하여 안전하게 관리할 수 있는 저전력 무선 센서노드를 제공할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 실시간 안전계측 시스템을 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 저전력 무선 센서노드를 나타내는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 저전력 무선 센서노드의 구성도에서 노이즈 자가 진단부를 더욱 구체적으로 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 저전력 무선 센서노드를 통해 검출된 진단 데이터를 정상으로 판단하는 표이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 저전력 제어부의 구체적인 제어 시퀀스를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 저전력 무선 센서노드를 나타내는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 저전력 무선 센서노드의 구성도에서 노이즈 자가 진단부를 더욱 구체적으로 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 저전력 무선 센서노드를 통해 검출된 진단 데이터를 정상으로 판단하는 표이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 저전력 제어부의 구체적인 제어 시퀀스를 나타내는 도면이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
본 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 저전력 무선 센서노드를 나타내는 구성도가 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 저전력 무선 센서노드의 구성도에서 노이즈 자가 진단부를 더욱 구체적으로 도시한 구성도가 도시되어 있다.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 저전력 무선 센서노드(100)는, 특정 설비에 장착되어 설비의 고장진단을 위해 다중 센서를 이용하여 특정 데이터를 검출하며 센싱 노이즈를 감지 및 분별한 후 고장을 예지 및 진단하는 장치이다.
본 실시예에 따른 저전력 무선 센서노드(100)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 특정 역할을 수행하는 검출부(110), 노이즈 자가진단부(120), 저전력 제어부(130) 및 메인 MCU 블록(140)을 포함하는 구성이다.
본 실시예에 따른 검출부(110)는 특정 데이터를 검출하는 다수의 센서를 포함하는 구성으로서, 센서로부터 검출된 데이터를 노이즈 자가진단부(120)에 전달할 수 있다.
노이즈 자가진단부(120)는, 검출부(110)의 각각의 센서를 통해 검출된 데이터를 기 설정된 기준값과 비교하고, 고장 진단 범위 내의 데이터가 검출된 경우에만 고장으로 진단하는 역할을 수행할 수 있다. 이와 동시에 노이즈 자가진단부(120)는, 고장으로 진단한 결과를 피드백하여 노이즈에 대한 학습을 수행할 수 있다.
저전력 제어부(130)는, 검출부(110)와 노이즈 자가진단부(120)의 상시 감시가 가능하도록 전력 공급 제어를 수행할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 메인 MCU 블록(140)은, 검출부(110) 및 노이즈 자가진단부(120)로부터 전달받은 데이터를 검출된 시간별로 내부에 저장하고, 고장진단의 대상이 되는 설비의 상태를 일정한 주기마다 운용자에게 송신할 수 있다.
따라서, 본 발명의 저전력 무선 센서노드(100)에 따르면, 특정 역할을 수행하는 검출부(110), 노이즈 자가진단부(120), 저전력 제어부(130) 및 메인 MCU 블록(140)을 구비함으로써, 검출부(110)에 포함된 각각의 복합 센서들을 이용하여 그 특징에 맞는 물리적인 현상에서는 물리적 신호를 검출함으로써 고장 검출이 가능하여 여러 설비에 적용이 가능하다.
이하에서는 도 2 및 도 3을 참조하여, 본 실시예에 따른 저전력 무선 센서노드(100)를 구성하는 각 구성에 대해 더욱 상세히 설명하기로 한다.
본 실시예에 따른 검출부(110)는, 다양한 물리적 특성 및 화학적 특성을 검출할 수 있는 다양한 센서를 포함하는 구성으로서, 온도, 습도, 풍속, 풍향, 충격, 기울기, 진동 발생 유무, 진동의 주파수, 진동의 파장 및 부분 방전 유무로 구성된 군에서 하나 이상 선택된 검출대상을 검출할 수 있는 센서를 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이 각각의 센서1, 센서2, 센서3, 센서4는 페리페럴 드라이버(peripheral driver, 150)를 통해 제어되고, 검출된 센싱 데이터들은 페리페럴 드라이버(150)를 통해 검출부(110)로 전달된다.
검출부(110)는 고장진단의 대상에 따라 서로 다른 센서를 탑재하도록 구성될 수 있으며, 경우에 따라서 도 2에 도시된 바와 같이, 주파수 분석 검출부(111), 진동과 충격과 기울기 분석 검출부(112) 및 파장 분석 검출부(113)를 포함하는 구성일 수 있다. 도 2에는 하나의 예시로서 도시된 것일뿐 이에 한정되지 않음은 물론이다.
경우에 따라서, 검출부(110)는, 부분 방전 유무를 검출할 수 있는 센서를 포함하는 구성일 수 있다. 이때, 검출부(110)는, 고장진단의 대상이 되는 설비의 내부 아크로 인한 부분방전을 검출하여, 설비의 진동, 충격, 기울기를 감시하여 고장발생 및 사고발생을 검출할 수 있다. 또한, 검출부(110)는, 고장진단의 대상이 되는 설비의 외부 아크로 인한 부분방전을 검출하여, 설비의 진동, 충격, 기울기를 감시하여 고장발생 및 사고발생을 검출할 수 있다.
이때, 본 실시예에 따른 저전력 무선 센서노드(100)는, 검출부(110)를 통해 검출된 다수의 데이터가 기 설정된 고장 및 사고 예지 범위에 해당할 경우, 검출부(110)에 해당 데이터를 피드백하여 노이즈 및 고장의 패턴 테이터를 업데이트할 수 있다.
고장 및 사고가 예지되는 현상에는 여러가지 원인적인 요소가 나타나기 때문에 한가지 검출된 데이터로 판단하기에는 부적절하다. 특히 센싱 노이즈에 의한 검출은 한가지 현상에서 나타날 가능성이 있으므로, 여러가지의 이상 검출된 데이터가 있을 때 고장진단으로 판단해야하며, 그 결과를 각 검출부에 피드백하여 노이즈 및 고장의 패턴을 업데이트 한다.
본 실시예에 따른 메인 MCU 블록(140)은, 평상 시 슬립 모드로 대기하며, 일정한 주기마다 웨이크업하여 고장진단의 대상이 되는 설비의 상태를 운용자에게 송신할 수 있다.
또한, 검출부(110)의 다수의 센서는 상시로 감시를 수행하도록 설정하고, 메인 MCU 블록(140)은, 검출부(110)로부터 고장 진단 범위 내의 데이터가 검출된 경우, 활성화 모드로 전환되어, 현재의 설비 상태를 검출하여 진단 정보를 운용자에게 송신할 수 있다. 이때, 노이즈 자가진단부(120)로부터 노이즈 및 고장에 대한 정보가 피드백되면, 검출의 센싱 주기 및 메인 MCU 블록의 송신 주기를 저전력 제어부(130)에서 제어할 수 있다.
구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 다중 센서를 제어하는 MCU의 페리페럴 드라이버(150)는, MCU 각각의 페리페럴, 클럭 등을 유기적인 제어를 통하여 센서의 RAW데이터를 취득할 수 있다. 또한, 페리페럴 드라이버(peripheral driver, 150)는, 저전력 제어부(130)에서 센서의 센싱주기 및 저전력 시퀀스를 전달받아 각각의 센서를 제어할 수 있으며, 노이즈 자가진단부(150)로부터 노이즈 및 고장에 대한 정보가 피드백된 정보를 업데이트하여 각각의 센서를 제어할 수 있다.
더욱 구체적으로, 각각의 센서 데이터를 분석하는 검출부(110)에서는 자체적인 센서진단 알고리즘과 노이즈 패턴 및 고장 정보를 입력 받아 비교된 분석 진단 결과를 노이즈 자가진단부(150)에 전달하고, 노이즈 자가진단부(150)에서는 노이즈에 대한 비교 평가한 후 진단결과를 운용자에게 송신할 수 있다. 최종 진단 피드백에서는 노이즈와 고장에 대한 진단 정보를 저전력 제어부(130)와 검출부(110)에 피드백하여 노이즈에 대한 내성과 고장에 대한 패턴을 학습하고 센서에 대한 센싱 주기를 제어하여 저전류 소모를 위한 최적화를 구현할 수 있다.
본 실시예에 따른 노이즈 자가진단부(120)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 노이즈 분석부(121), 고장 진단 학습부(122), 노이즈 패턴 학습부(123) 및 최종 진단 보상부(124)를 포함하는 구성일 수 있다.
구체적으로, 각각의 검출부(111, 112, 113)에서 전달 받은 각각의 검출결과를 통합적인 진단 분석을 통해 노이즈에 대한 패턴을 스스로 자가 진단하는 기능을 수행한다. 진단 대상 설비의 고장을 예고하는 현상에는 여러가지 원인적인 요소가 나타나기 때문에 한가지 검출된 데이터로 판단하기에는 부적절하다. 특히 센싱 노이즈에 의한 검출은 한가지 현상에서 나타날 가능성이 높기 때문에 분석된 여러가지 고장 검출된 데이터가 있을 때 고장으로 진단 평가한다. 노이즈로 판단 시에는 지속적으로 피드백을 수행하여 대상 설비에서 나타날 수 있는 노이즈 패턴 정보를 각각의 센서 검출부로 업데이트하며, 고장에 대한 검출결과도 피드백하여 센서노드가 더욱더 민감하게 감지할 수 있도록 제어한다.
도 4에는 본 발명의 일 실시예에 따른 저전력 무선 센서노드를 통해 검출된 진단 데이터를 정상으로 판단하는 표가 도시되어 있다.
도 4에 도시된 표에 담긴 내용은, 여러가지 검출부(110)의 진단 데이터를 노이즈와 정상으로 판단하는 예를 나타내고 있다. 일반적인 설비의 경우, 이상 동작 전에 진동 주파수의 변화가 예측되기 때문에 FFT 분석 검출부의 진단데이터를 기본으로 2가지 진단 데이터를 분석할 수 있다. 도 4에 도시된 시나리오 테이블은 설비의 검출 대상에 따라 다르게 설계가 가능함을 물론이다.
도 5에는 본 발명의 일 실시예에 따른 저전력 제어부의 구체적인 제어 시퀀스를 나타내는 도면이 도시되어 있다.
도 5에는 상시 감시 구현을 위한 센서의 센싱주기 제어신호 및 MCU 각각의 페리페럴(peripheral) 제어 신호, 클럭 값 등을 활용하여, 유기적인 제어를 구현함으로써, 저전력 제어를 가능하게 하는 저전력 제어부의 구체적인 제어 시퀀스가 도시되어 있다.
도 2, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 소비전력에 가장 많은 비율을 차지하는 액티브 모드의 통신주기를 길게 하고 센서의 상시 감시 주기를 노이즈 자가진단부(120)에서 분석된 노이즈에 대한 정보를 저전력 제어부(130)에 피드백하여 노이즈에 대한 정보를 지속적으로 업데이트하여 센서의 센싱주기를 최적화시킨 저 소모전류 제어를 실행할 수 있다.
구체적으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 감시 주기를 10초로 설정할 경우 10초마다 센서를 상시 시작 모드로 변경할 수 있다. 이때, 각각의 센서는 아날로그 신호 필터와 증폭용 OPAMP를 MCU의 내부 기능으로 사용할 수 있고, 이와 동시에 메인 MCU 블록(140)은 슬립모드에서 저전력 동작을 수행하게 된다.
감시 주기 10초 사이에는 초저전력 모드로 전력 소모를 최소한으로 끌어내리는 딥슬립 모드가 수행된다.
상기와 같이 주기적으로 감시 모드와 딥슬립 모드가 반복 수행되는 도중, 고장 진단 범위 내의 데이터가 검출된 경우 메인 MCU 블록(140)이 활성화 모드로 전환되어, 현재의 설비 상태를 검출하여 진단 정보를 운용자에게 송신하게 된다.
또한, 메인 MCU 블록(140)은, 이벤트 발생 여부와 관계없이, 일정한 주기마나 운용자에게 검출된 데이터를 종합하여 송신할 수 있다. 도 5에는 통신 주기를 60초로 설정하였으나, 고장진단 대상과 환경에 따라 운용자에 의해 적절히 변경 가능함은 물론이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 저전력 무선 센서노드에 따르면, 특정 역할을 수행하는 검출부, 노이즈 자가진단부, 저전력 제어부 및 메인 MCU 블록을 구비함으로써, 검출부에 포함된 각각의 복합 센서들을 이용하여 그 특징에 맞는 물리적인 현상에서는 고장 검출이 가능하여 여러 설비에 적용이 가능하고, 설비의 고장에 대한 판단을 할 때 여러가지의 이상 징후의 검출된 데이터를 근거로 판단할 수 있어, 환경에 의한 센싱 노이즈에 대한 내성이 강하며, 무선으로 동작하는 구성이므로 진단 대상에 설치가 용이하고, 특히 상용전원이 없는 열악한 환경과 사람이 출입 불가능한 설비를 지속적으로 감시하여 안전하게 관리할 수 있는 저전력 무선 센서노드를 제공할 수 있다.
이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
즉, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.
100: 저전력 무선 센서노드
110: 검출부
111: 주파수 분석 검출부
112: 진동, 충격, 기울기 분석 검출부
113: 파장 분석 검출부
120: 노이즈 자가진단부
121: 노이즈 분석부
122: 고장 진단 학습부
123: 노이즈 패턴 학습부
124: 최종 진단 보상부
130: 저전력 제어부
140: 메인 MCU 블록
150: 페리페럴 드라이버(peripheral driver)
110: 검출부
111: 주파수 분석 검출부
112: 진동, 충격, 기울기 분석 검출부
113: 파장 분석 검출부
120: 노이즈 자가진단부
121: 노이즈 분석부
122: 고장 진단 학습부
123: 노이즈 패턴 학습부
124: 최종 진단 보상부
130: 저전력 제어부
140: 메인 MCU 블록
150: 페리페럴 드라이버(peripheral driver)
Claims (10)
- 특정 설비에 장착되어 설비의 고장진단을 위해 다중 센서를 이용하여 특정 데이터를 검출하며 센싱 노이즈를 감지 및 분별한 후 고장을 예지 및 진단하는 저전력 무선 센서노드(100)로서,
특정 데이터를 검출하는 다수의 센서를 포함하고, 센서로부터 검출된 데이터를 노이즈 자가진단부(120)에 전달하는 검출부(110);
검출부(110)의 각각의 센서를 통해 검출된 데이터를 기 설정된 기준값과 비교하고, 고장 진단 범위 내의 데이터가 검출된 경우에만 고장으로 진단한 후 그 결과를 피드백하여 노이즈에 대한 학습을 수행하는 노이즈 자가진단부(120);
저전력 무선 센서노드(100)에 장착되고, 검출부(110)와 노이즈 자가진단부(120)의 상시 감시가 가능하도록 전력 공급 제어를 수행하는 저전력 제어부(130); 및
검출부(110) 및 노이즈 자가진단부(120)로부터 전달받은 데이터를 검출된 시간별로 내부에 저장하고, 고장진단의 대상이 되는 설비의 상태를 일정한 주기마다 운용자에게 송신하는 메인 MCU 블록(140);
을 포함하는 것을 특징으로 하는 저전력 무선 센서노드.
- 제 1 항에 있어서,
상기 검출부(110)는, 온도, 습도, 풍속, 풍향, 충격, 기울기, 진동 발생 유무, 진동의 주파수, 진동의 파장 및 부분 방전 유무로 구성된 군에서 하나 이상 선택된 검출대상을 검출할 수 있는 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 저전력 무선 센서노드.
- 제 2 항에 있어서,
상기 검출부(110)는 부분 방전 유무를 검출할 수 있는 센서를 포함하고,
상기 검출부(110)는, 고장진단의 대상이 되는 설비의 내부 아크로 인한 부분방전을 검출하여, 설비의 진동, 충격, 기울기를 감시하여 고장발생 및 사고발생을 검출하는 것을 특징으로 하는 저전력 무선 센서노드.
- 제 2 항에 있어서,
상기 검출부(110)는 부분 방전 유무를 검출할 수 있는 센서를 포함하고,
상기 검출부(110)는, 고장진단의 대상이 되는 설비의 외부 아크로 인한 부분방전을 검출하여, 설비의 진동, 충격, 기울기를 감시하여 고장발생 및 사고발생을 검출하는 것을 특징으로 하는 저전력 무선 센서노드.
- 제 1 항에 있어서,
상기 저전력 무선 센서노드(100)는,
검출부(110)를 통해 검출된 다수의 데이터가 기 설정된 고장 및 사고 예지 범위에 해당할 경우, 검출부(110)에 해당 데이터를 피드백하여 노이즈 및 고장의 패턴 테이터를 업데이트 하는 것을 특징으로 하는 저전력 무선 센서노드.
- 제 1 항에 있어서,
상기 메인 MCU 블록(140)은 평상 시 슬립 모드로 대기하며, 일정한 주기마다 웨이크업하여 고장진단의 대상이 되는 설비의 상태를 운용자에게 송신하는 것을 특징으로 하는 저전력 무선 센서노드.
- 제 1 항에 있어서,
상기 검출부(110)의 다수의 센서는 상시로 감시를 수행하고,
상기 메인 MCU 블록(140)은, 검출부(110)로부터 고장 진단 범위 내의 데이터가 검출된 경우, 활성화 모드로 전환되어, 현재의 설비 상태를 검출하여 진단 정보를 운용자에게 송신하는 것을 특징으로 하는 저전력 무선 센서노드.
- 제 1 항에 있어서,
상기 노이즈 자가진단부(120)로부터 노이즈 및 고장에 대한 정보가 피드백되면, 검출의 센싱 주기 및 메인 MCU 블록의 송신 주기를 저전력 제어부(130)에서 제어하는 것을 특징으로 하는 저전력 무선 센서노드.
- 제 1 항에 있어서,
상기 검출부(110)는,
저전력 제어부(130)에서 센서의 센싱주기 및 저전력 시퀀스를 전달받아 각각의 센서를 제어하는 페리페럴 드라이버(peripheral driver, 150);
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저전력 무선 센서노드.
- 제 9 항에 있어서,
상기 페리페럴 드라이버(150)는, 노이즈 자가진단부(150)로부터 노이즈 및 고장에 대한 정보가 피드백된 정보를 업데이트하여 각각의 센서를 제어하는 것을 특징으로 하는 저전력 무선 센서노드.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190168836A KR20210077325A (ko) | 2019-12-17 | 2019-12-17 | 자가진단기능이 구비된 상시감시형 저전력 무선 센서노드 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190168836A KR20210077325A (ko) | 2019-12-17 | 2019-12-17 | 자가진단기능이 구비된 상시감시형 저전력 무선 센서노드 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20210077325A true KR20210077325A (ko) | 2021-06-25 |
Family
ID=76629116
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020190168836A KR20210077325A (ko) | 2019-12-17 | 2019-12-17 | 자가진단기능이 구비된 상시감시형 저전력 무선 센서노드 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20210077325A (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20090112352A (ko) | 2008-04-24 | 2009-10-28 | 이근호 | 구조물 변위 측정 시스템 |
-
2019
- 2019-12-17 KR KR1020190168836A patent/KR20210077325A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
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