KR20220155969A - Big data . - Google Patents

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KR20220155969A
KR20220155969A KR1020220150190A KR20220150190A KR20220155969A KR 20220155969 A KR20220155969 A KR 20220155969A KR 1020220150190 A KR1020220150190 A KR 1020220150190A KR 20220150190 A KR20220150190 A KR 20220150190A KR 20220155969 A KR20220155969 A KR 20220155969A
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조훈연
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Abstract

The present invention relates to a monitoring control method using a monitoring control system for supporting a remote operation based on big data using an open source, which can conveniently transmit an operating status, comprising the steps of: accessing drainage pumping station and relay pumping station domains; transmitting file format information to a central processing unit; and checking whether a sensor is normal.

Description

오픈소스를 이용한 Big data 기반 원격 운전을 지원하는 감시제어 시스템을이용한 감시제어 방법{.}Supervisory control method using a supervisory control system that supports big data-based remote operation using open source{.}

본 발명은 오픈소스를 이용한 Big data 기반 원격 운전을 지원하는 감시제어 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 본 발명은 유선 또는 무선 인터넷 기반 자동 운영 알고리즘에 의한 감시, 제어 및 IOT 환경(설비) 원격 감시, 제어 시스템으로 현장에서 계측기기로부터 수집된 자료를 스마트 건물 및 설비 원격 감시서버에서 양방향으로 통신하여 수집된 자료를 운영 알고리즘에 의하여 중계 펌프장(빗물, 우수, 배수)의 자동운전을 수행하며, 오픈소스를 이용한 웹 및 app으로 사용자 친화적으로 UI(user Interface)를 작화 및 PLC에 직접 연결하여 I/O를 이용 감시, 제어가 가능하도록 하고 현장에서 계측기기로부터 수집된 자료를 스마트 건물 및 설비 원격 감시서버 즉, STU(Smart Terminal Unit)에서 수질 계측기기 및 펌프 운전상태를 IOT base(wifi, LoRa, Bluetooth,)통신 또는 Ethernet(TCP/IP), Serial(RS232, 485, 422)통신하여 데이터 수집, 분석하여, 중계 펌프장(빗물, 우수, 배수)의 실시간 영상 감시를 위해 IOT 기반 네트워크 카메라를 탑재하여 중계펌프장(빗물, 우수, 배수) 건물에서의 전력 및 설비 영상감시, 제어가 가능하도록, 현장의 설비상태, 계측기기 운전 상황을 영상으로 확인하면서 건물 내부 설비 및 기타 장치의 운전상황과 데이터 감시, 제어가 가능하도록 하며 IOT 환경자동 알고리즘 운전제어가 가능한 중계펌프장(빗물, 우수, 배수) 원격 감시, 제어 시스템 장치에 관한 오픈소스를 이용한 Big data 기반 원격 운전을 지원하는 감시제어 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a monitoring and control system that supports big data-based remote operation using open source. As a control system, data collected from measuring devices in the field are communicated in both directions from a smart building and facility remote monitoring server, and the collected data is automatically operated by an operating algorithm for relay pumping stations (rainwater, rainwater, drainage), and open User-friendly design of the UI (user interface) with web and app using source and direct connection to PLC to enable monitoring and control using I/O, and remote monitoring of smart buildings and facilities by collecting data from measuring devices in the field Data collection by IOT base (wifi, LoRa, Bluetooth,) communication or Ethernet (TCP/IP), Serial (RS232, 485, 422) communication of water quality measuring instruments and pump operation status from the server, that is, STU (Smart Terminal Unit), analysis, by installing an IOT-based network camera for real-time video monitoring of relay pumping stations (rainwater, rainwater, drainage) to enable video monitoring and control of power and equipment in buildings of relay pumping stations (rainwater, rainwater, drainage), Monitoring and controlling the operation status and data of facilities inside the building and other devices while checking the status of facilities and instrument operation through video, remote monitoring of relay pumping stations (rainwater, rainwater, drainage) capable of automatic algorithm operation control of the IOT environment, It is about a monitoring and control system that supports remote operation based on big data using open source for control system devices.

종래 발명 제2005-0097606호는 기존 배수펌프장 통합관리 시스템은 배수펌프장 운영실에 컴퓨터를 두어 GIS 기반 별도 프로그램을 개발하여 운영자가 유입유량 및 배수 수위를 측정하여 펌프를 운전하는 감시, 제어 방식이다.Conventional Invention No. 2005-0097606 is a monitoring and control method in which the existing integrated drainage pumping station management system develops a separate GIS-based program by placing a computer in the drainage pumping station operation room so that the operator measures the inflow flow rate and the drainage water level to operate the pump.

종래 발명 제2006-0017532호는 기존 웹 기반 시스템은 IWS(Internet web server)에서 계측기기로부터 수집된 데이터를 저장하여 웹 모듈에서 인터넷으로 직접 전송하는 시스템으로 각 모듈이 독립적으로 구성되어 각 모듈별 데이터 오류가 어느 한 곳이라도 발생 시 시스템 전체에 치명적인 손상이 일어날 수 있는 문제가 발생 할 수 있다. Conventional Invention No. 2006-0017532 discloses that the existing web-based system is a system that stores data collected from measuring devices in IWS (Internet web server) and transmits them directly from the web module to the Internet. If an error occurs in any one place, a problem that can cause fatal damage to the entire system can occur.

또한 수질 측정기기의 전용 장비로 다양한 응용시스템 적용에 한계가 있다고 할 수 있다.In addition, it can be said that there is a limit to the application of various application systems as a dedicated equipment for water quality measuring instruments.

보통 여름철 우리나라의 강수량이 기후변화로 인하여 기습적이며, 집중적으로 내려 빗물 처리장, 유수지, 배수 펌프장 관리가 어느 때 보다도 절실히 필요한 상태이다.In general, the precipitation in Korea in summer is sudden and intensive due to climate change, making it more urgent than ever to manage rainwater treatment plants, reservoirs, and drainage pumping stations.

한국공개특허 제2005-0097606호Korean Patent Publication No. 2005-0097606 한국공개특허 제2006-0017532호Korean Patent Publication No. 2006-0017532

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 유선 또는 무선 인터넷 기반 자동 운영 알고리즘에 의한 감시, 제어 및 IOT 환경(설비) 원격 감시,제어 시스템으로 현장에서 계측기기로부터 수집된 자료를 스마트 건물 및 설비 원격 감시서버인 STU(Smart Terminal Unit)에서 양방향으로 통신하여 수집된 자료를 운영 알고리즘에 의하여 중계 펌프장 (빗물, 우수, 배수)의 자동운전을 수행하며, 다시 웹으로 연결 원격에서 웹 및 app으로 감시,제어가 가능하도록 하고 스마트 수질 계측기기 및 펌프 운전상태를 IOT base(wifi, LoRa, Bluetooth)통신 또는 Ethernet(TCP/IP), Serial(RS232, 485, 422)통신하여 데이터 수집, 분석하여, 중계 펌프장(빗물, 우수, 배수)의 실시간 영상 감시를 위해 IOT 기반 네트워크 카메라를 탑재하여 중계펌프장(빗물, 우수, 배수) 건물에서의 전력 및 설비 영상감시, 제어가 가능하도록, 현장의 설비상태, 계측기기 운전 상황을 영상으로 확인하면서 건물 내부 설비 및 기타 장치의 운전상황과 데이터 감시, 제어가 가능하도록 하며 IOT 환경자동 알고리즘 운전제어가 가능한 중계펌프장(빗물, 우수, 배수) 원격 감시,제어 시스템 장치를 제공하는 데 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and the data collected from measuring devices in the field is monitored and controlled by a wired or wireless Internet-based automatic operating algorithm and IOT environment (facility) remote monitoring and control system. and facility remote monitoring server, STU (Smart Terminal Unit) communicates in both directions, and performs automatic operation of relay pumping stations (rainwater, rainwater, drainage) by operating algorithms for the collected data, and connects them to the web again remotely through the web and app It enables monitoring and control, and collects and analyzes data by IOT base (wifi, LoRa, Bluetooth) communication or Ethernet (TCP/IP), Serial (RS232, 485, 422) communication for smart water quality measuring devices and pump operation status. , For real-time video monitoring of the relay pumping station (rainwater, rainwater, drainage), an IOT-based network camera is installed to enable video monitoring and control of power and equipment in the building of the relay pumping station (rainwater, rainwater, drainage), facility status at the site Remote monitoring and control system for relay pumping stations (rainwater, rainwater, drainage) enabling automatic algorithm operation control of the IOT environment while monitoring and controlling the operation status and data of facilities inside the building and other devices while checking the operation status of measuring instruments through video. The purpose is to provide a device.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 운용자 스마트폰 app 또는 컴퓨터 web에 접속 인터넷 망을 통하여 지정된 배수펌프장 및 중계펌프장 도메인 현장에 접속하는 단계; 운영자 단말기에서 사용자 ID 패스워드 정보를 전송하여 스마트 건물 및 설비 원격 감시서버인 STU(Smart Terminal Unit)에 인증 요청하는 단계; 상기 STU(Smart Terminal Unit)에서 요청된 사용자 정보에 대하여 인증 후 파일 포맷 정보를 중앙처리장치에 전송하는 단계; 상기 배수펌프장 및 중계펌프장 중 지정된 수처리 현장의 IOT 화재 감지 센서, 온도 센서, 습도센서, 강우설량 센서 정상 확인 여부를 판단하는 단계; 만일 비정상인 경우(no), 경보 발생 및 경보신호 등록된 관리자에게 카카오(인스턴트 메신저) 푸쉬 형태로 경보 내용을 전송하는 단계; 만일 정상인 경우(yes), 사용자 운전, 제어 명령을 원격감시 데이터 저장 장치의 중앙처리장치가 제어 명령 (Auto, manual)을 판단하는 단계; 만일 제어 명령이 Auto 일 경우 상기 중앙처리장치가 자동제어 운영 알고리즘에 의한 제어 명령을 수행하는 단계; 만일 제어 명령이 Manual일 경우 상기 중앙처리장치가 디지털 처리부에서 전송 받은 명령 수행 및 데이터를 Feed back하는 단계;를 포함한다.In order to solve the above problems, the present invention provides an operator's smart phone app or computer web access to a designated drainage pumping station and relay pumping station domain site through an Internet network; Sending user ID password information from an operator terminal to request authentication from a Smart Terminal Unit (STU), a remote monitoring server for smart buildings and facilities; Transmitting file format information to a central processing unit after authenticating user information requested by the STU (Smart Terminal Unit); Determining whether the IOT fire detection sensor, temperature sensor, humidity sensor, and rainfall sensor of the designated water treatment site among the drainage pumping station and the relay pumping station are normally confirmed; If it is abnormal (no), transmitting the alert content in the form of Kakao (instant messenger) push to the alert and the alert signal registered manager; If it is normal (yes), the central processing unit of the remote monitoring data storage device determines the control command (Auto, manual) for the user's driving and control commands; If the control command is Auto, the central processing unit performing the control command according to the automatic control operating algorithm; If the control command is manual, the central processing unit executes the command received from the digital processing unit and feeds back data.

상기 중앙처리장치가 수행된 명령 Feed back 신호, 화면 처리부 그래픽으로 표시하는 단계;를 포함한다.and displaying, by the central processing unit, a command feedback signal executed by the central processing unit and a screen processing unit graphic.

상기 중앙처리장치가 수행된 명령 Feed back 신호, 화면 처리부 그래픽으로 표시하는 단계는, 상기 배수펌프장 및 중계펌프장 내 기계설비, 전력설비, 계측기기의 시설물 수위, 강우량, 강설량을 확인하기 위해 보안 IOT 기반 Web camera (wifi, LoRa, Bluetooth) 중 어느 하나의 통신 방식과 인터넷 연결을 위하여 유선, 무선(4G, 5G) 통신망을 두어 스마트기기와, 컴퓨터를 통하여, 원격에서 모니터링 및 제어하는 단계; 데이터저장 장치의 입력 및 출력은 오픈소스를 이용한 웹 및 app으로 사용자 친화적으로 UI(user Interface)를 작화 터치스크린을 통하여 GUI(Graphic User Interface)환경으로 운영자가 요구하는 데이터를 그래픽 화면으로 전체 도식화하여 계측기기의 상태를 표시하고 운영자의 점검 및 현장 운전시 GUI 입력부를 통하여 중앙처리장치에 수집돤 데이터를 확인하고 운영 상태를 전송하는 단계;를 포함한다.The step of displaying the command feed back signal executed by the central processing unit and the screen processing unit graphic is based on security IOT to check the water level, rainfall, and snowfall of mechanical facilities, power facilities, and measuring devices in the drainage pumping station and relay pumping station. Web camera (wifi, LoRa, Bluetooth) for any one of the communication methods and Internet connection by putting a wired, wireless (4G, 5G) communication network through a smart device, computer, monitoring and controlling remotely; The input and output of the data storage device is a user-friendly web and app using open source UI (user interface) drawing and GUI (Graphic User Interface) environment through a touch screen. Displaying the state of the measuring device, checking the data collected in the central processing unit through the GUI input unit during operator inspection and field operation, and transmitting the operating state; includes.

데이터베이스에 저장된 데이터는 자동제어 운영 알고리즘과 비교하여 정상운전 상태의 환경에서 명령을 수행하며 그 처리결과를 Feed back하여 수행된 명령을 Graphic 화면에 표시한다.The data stored in the database is compared with the automatic control operating algorithm to execute commands in the normal operating environment, and the processing results are fed back to display the executed commands on the graphic screen.

상기 데이터베이스(320)에 저장된 자료는 사용자가 운전경향을 요구 시 경향 감시 처리부(38)에 데이터를 제공하고 저장된 데이터는 분, 시간, 일, 월 단위로 그래픽 처리부를 통하여 추이를 제공하는 단계를 포함한다.The data stored in the database 320 provides the data to the trend monitoring processing unit 38 when the user requests driving trends, and the stored data provides trends through the graphic processing unit in units of minutes, hours, days, and months. do.

상기 데이터베이스의 자료를 이용하여 각 시간별, 월별, 계절별 건물 및 설비현황을 분석하여 운영자에게 제공하고 운영자 알고리즘을 만들어 건물 및 설비 상황에 맞게 운영자에게 정보를 제공하는 운전현황 분석처리 단계;를 포함한다. An operation status analysis and processing step of analyzing the building and facility status by hour, month, and season using the data of the database and providing the information to the operator and providing information to the operator according to the building and facility conditions by creating an operator algorithm.

본 발명은 계측기기 (21, 22), 스마트 건물 및 설비원격 감시서버, STU(Smart Terminal Unit)(30), IOT 모듈 통신부(33), Ethernet 포트(45) 또는 시리얼(RS232,485,422) 포트(44), 웹 전송 모듈 (50), 중앙처리장치(300), 데이터베이스(320)로 구성된 오픈소스를 이용한 Big data 기반 원격 운전을 지원하는 감시제어 시스템에 있어서, 상기 IOT 모듈 통신부(33)는 상기 강우설량계, 수위계, 및 유량계에서 수집된 실시간 자료를 전송하기 위한 IOT 프로토콜을 지원하고, Ethernet 포트(45) 또는 시리얼(RS232,485,422) 포트(44)는 시리얼포트(RS232C) 통신의 정상적인 통신으로 프로토콜 처리부(43)에서 측정장치와 통신 프로토콜 및 통신 속도에 따라 중앙처리장치(300)에 전송하며, 현장의 운영 상황을 직접 확인하면서 운전이 가능 하도록 웹 카메라를 두어 Ethernet포트와 연결하고 수집된 영상은 웹 전송 모듈을 통하여 사용자에게 전송된다.The present invention is a measuring device (21, 22), smart building and facility remote monitoring server, STU (Smart Terminal Unit) (30), IOT module communication unit (33), Ethernet port (45) or serial (RS232, 485, 422) port ( 44), a web transmission module 50, a central processing unit 300, and a database 320. In the monitoring and control system supporting big data-based remote operation using open source, the IOT module communication unit 33 is It supports IOT protocol to transmit real-time data collected from rain gauge, water level gauge, and flowmeter, and Ethernet port (45) or serial (RS232,485,422) port (44) is normal communication of serial port (RS232C) communication. The protocol processing unit 43 transmits to the central processing unit 300 according to the measurement device, communication protocol and communication speed, and connects to the Ethernet port by placing a web camera so that operation is possible while directly checking the operation status of the site, and the collected images is transmitted to the user through the web transmission module.

상기 강우설량계, 수위계, 및 유량계에서 수집된 실시간 자료는 IOT를 지원하는 IOT 모듈 통신부(33) 또는, Ethernet 포트(45) 또는 시리얼(RS232,485,422) 포트(44)를 통하여 프로토콜 처리부(43)에서 측정장치와 통신 프로토콜 및 통신 속도를 맞추어 중앙처리장치(300)와 통신하고, 이를 위해 유무선통신을 지원하는 유, 무선통신 제어부(32)는 IP 공유기(31), IOT 모듈 통신부(33)는 IOT(wifi, LoRa, Bluetooth)를 지원하는 IOT Bridge(34)를 통하여 통신하며, 중앙처리장치(300)에서 계측기기 (21, 22)의 데이터를 상술한 통신 모듈들을 통해 전달받아 데이터베이스(320)에 저장하고, 배수펌프장 및 중계펌프장은 주요 시설물로 출입을 엄격히 제한하며, 펌프장 내 기계설비, 전력설비, 계측기기 (21, 22) 장비와 시설물 수위, 강우량, 강설량을 직접 확인하기 위해 보안 IOT 기반 Web camera (wifi, LoRa, Bluetooth) 중 어느 하나의 통신 방식과 인터넷 연결을 위하여 유선, 무선(4G, 5G) 통신망을 두어 스마트기기와, 컴퓨터를 통하여, 원격에서 모니터링 및 NVR(Network Video Recodr)로 녹화가 가능한 시스템을 제공 한다. The real-time data collected from the rain gauge, water level gauge, and flowmeter is transmitted through the IOT module communication unit 33 supporting IOT, the Ethernet port 45, or the protocol processing unit 43 through the serial (RS232, 485, 422) port 44. The wired/wireless communication control unit 32, which communicates with the central processing unit 300 by matching the communication protocol and communication speed with the measuring device, and supports wired/wireless communication for this purpose, the IP sharer 31 and the IOT module communication unit 33 It communicates through the IOT Bridge 34 that supports IOT (wifi, LoRa, Bluetooth), and receives the data of the measuring devices 21 and 22 from the central processing unit 300 through the above-described communication modules to form a database 320 stored in the pumping station, access to the drainage pumping station and relay pumping station is strictly restricted, and security IOT-based to directly check the water level, rainfall, and snowfall of the equipment and facilities in the pumping station Web camera (wifi, LoRa, Bluetooth) and wired or wireless (4G, 5G) communication networks for Internet connection, remote monitoring and NVR (Network Video Recorder) through smart devices and computers A recording system is provided.

상기와 같이 이루어지는 본 발명은 오픈소스 기반의 프로그램을 컴파일 하여 이용하고 플랫폼화하여 사용하기 때문에 프로그램 개발 환경이 자유로우며 경제적으로 필요한 프로그램만을 이용하여 환경설비 및 배수펌프장을 자동화 및 무인원격 운전 및 IOT기반으로 장비와 통신 하여 관리하는 시스템으로 강우설량계 및 수위계, 유량계에서 수집된 실시간 자료는 IOT를 지원하는 장치는 IOT 모듈 통신부를 통하거나, Ethernet 포트(45) 또는 시리얼(RS232, 485, 422)포트를 통하여 프로토콜 처리부에서 측정장치와 통신 프로토콜 및 통신 속도를 맞추어 중앙처리장치에서 계측기의 데이터를 데이터베이스에 저장한다. 데이터베이스의 자료는 자료전송부의 요청이 있을시 데이터를 전송할 수 있다.Since the present invention made as described above compiles and uses an open source-based program and uses it as a platform, the program development environment is free and only economically necessary programs are used to automate environmental facilities and drainage pumping stations, unmanned remote operation, and IOT-based It is a system that manages and communicates with the equipment. Real-time data collected from rain gauges, water level gauges, and flow meters is through the IOT module communication unit for devices that support IOT, or through the Ethernet port (45) or serial (RS232, 485, 422) port. Through, the protocol processing unit matches the communication protocol and communication speed with the measurement device, and the central processing unit stores the data of the measuring instrument in the database. Data in the database can be transmitted when requested by the data transmission unit.

또한 본 발명은 현장 계측기의 운전과 펌프모터의 가동상태를 원격에서 PLC를 통하여 제어가 가능하며, 무인 운전을 위하여 실내 출입자 보안 및 한전에서 공급하는 상용전원이 정전으로 인한 UPS 및 발전기 가동 상태인지 확인을 위해서 UPS전원 동작 상태를 디지털 접점으로 디지털 입력부를 통하여 실시간 상태를 안전하게 데이터베이스에 저장할 수 있다.In addition, the present invention can remotely control the operation of field instruments and the operation status of pump motors through PLC, and for unmanned operation, it is possible to secure indoor access and to check whether commercial power supplied by KEPCO is in operation due to a power failure of UPS and generators. For this purpose, the UPS power operation status can be safely stored in the database through the digital input unit as a digital contact.

또한 배수펌프장 및 중계펌프장은 주요 시설물로 출입을 엄격히 제한하여, 펌프장 내 기계설비, 전력설비, 계측기기, 등 장비와 시설물 수위, 강우량, 강설량을 직접 확인하기 위해 보안 IOT 기반 Web camera (wifi, LoRa, Bluetooth) 중 어느 하나의 통신 방식과 인터넷 연결을 위하여 유선, 무선(4G, 5G) 통신망을 연결하여 스마트기기와, 컴퓨터를 통하여, 원격에서 모니터링 및 제어가 가능한 시스템을 제공하여, STU(Smart Terminal Unit) 입력 및 출력은 터치스크린을 통하여 GUI(Graphic User Interface)환경으로 운영자가 요구하는 데이터를 그래픽 화면으로 전체 도식화하여 계측기기의 상태를 표시하고 운영자의 점검 및 현장 운전시 GUI 입력부를 통하여 중앙처리장치에 수집된 데이터를 확인하고 운영 상태를 편리하게 전송할 수 있다.In addition, access to the drainage pumping station and relay pumping station is strictly restricted to the main facilities, so that equipment such as mechanical facilities, power facilities, measuring instruments, etc., and water level, rainfall, and snowfall in the pumping station can be directly checked using a secure IOT-based Web camera (wifi, LoRa . Unit) input and output is a GUI (Graphic User Interface) environment through a touch screen. The data requested by the operator is graphically displayed on a graphic screen to display the status of the measuring device and is centrally processed through the GUI input during operator inspection and field operation. You can check the data collected on the device and conveniently transmit the operational status.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 오픈소스를 이용한 Big data 기반 원격 운전을 지원하는 감시제어 시스템의 전체적인 구성을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 오픈소스를 이용한 Big data 기반 원격 운전을 지원하는 감시제어 방법을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 오픈소스를 이용한 Big data 기반 원격 운전을 지원하는 감시제어 시스템의 전체적인 구성을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 오픈소스를 이용한 Big data 기반 원격 운전을 지원하는 감시제어 시스템의 전체적인 구성을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 오픈소스를 이용한 Big data 기반 원격 운전을 지원하는 감시제어 시스템의 전체적인 구성을 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 오픈소스를 이용한 Big data 기반 원격 운전을 지원하는 감시제어 시스템의 전체적인 구성을 보여주는 도면이다.1 is a diagram showing the overall configuration of a monitoring and control system supporting big data-based remote operation using open source according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing a monitoring and control method for supporting big data-based remote operation using open source according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram showing the overall configuration of a monitoring and control system supporting big data-based remote operation using open source according to another embodiment of the present invention.
4 is a diagram showing the overall configuration of a monitoring and control system supporting big data-based remote operation using open source according to another embodiment of the present invention.
5 is a diagram showing the overall configuration of a monitoring and control system supporting big data-based remote operation using open source according to another embodiment of the present invention.
6 is a diagram showing the overall configuration of a monitoring and control system supporting big data-based remote operation using open source according to another embodiment of the present invention.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.In order to fully understand the present invention, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the examples described in detail below. This embodiment is provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shapes of elements in the drawings may be exaggerated to emphasize a clearer explanation. It should be noted that in each drawing, the same members are sometimes indicated by the same reference numerals. In addition, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention are omitted.

여름철 우리나라의 강수량이 기후변화로 인하여 기습적이며, 집중적으로 내려 빗물 처리장, 유수지, 배수 펌프장 관리가 어느 때 보다도 필요하며, 그 배수펌프장을 자동화, 무인 원격 운전, 및 IOT기반 으로 각 모듈들과 통신하여 관리하는 시스템이다. Rainfall in Korea in the summer is sudden due to climate change, and it falls intensively, requiring management of rainwater treatment plants, reservoirs, and drainage pumping stations more than ever. It is a system that manages

본 발명은 계측기기 (21, 22), 스마트 건물 및 설비 원격 감시서버인 STU(Smart Terminal Unit)(30), IOT 모듈 통신부(33), Ethernet 포트(45) 및 시리얼(RS232,485,422) 포트(44), 웹 전송 모듈 (50), 중앙처리장치(300), 데이터베이스(320) 등으로 구성된다.The present invention is a measuring device (21, 22), a smart building and facility remote monitoring server STU (Smart Terminal Unit) (30), an IOT module communication unit (33), an Ethernet port (45) and a serial (RS232, 485, 422) port ( 44), a web transmission module 50, a central processing unit 300, and a database 320.

계측기기 (21, 22)는 배수펌프장 및 중계펌프장 내 기계설비, 전력설비, 계측기기, 등 장비와 시설물 수위, 강우량, 강설량을 확인하기 위해 강우설량계, 수위계, 및 유량계 등을 포함한다.Measuring instruments (21, 22) include rain gauges, water level gauges, and flow meters to check the water level, rainfall, and snowfall of equipment and facilities such as machinery, power facilities, and measuring instruments in the drainage pumping station and relay pumping station.

*IOT 모듈 통신부(33)는 상기 강우설량계, 수위계, 및 유량계에서 수집된 실시간 자료를 전송하기 위한 IOT 프로토콜을 지원한다.*IOT module communication unit 33 supports the IOT protocol for transmitting real-time data collected from the rain gauge, water level gauge, and flowmeter.

시리얼(RS232,485,422) 포트(44)는 시리얼포트(RS232C) 통신으로 프로토콜 처리부(43)에서 측정장치와 통신 프로토콜 및 통신 속도에 따라 중앙처리장치(300)에 전송한다.The serial (RS232, 485, 422) port 44 transmits to the central processing unit 300 according to the communication protocol and communication speed with the measuring device in the protocol processing unit 43 through serial port (RS232C) communication.

그리고 현장의 운영 상황을 직접 확인하면서 운전이 가능 하도록 웹 카메라를 두어 Ethernet포트(45)와 연결하고 수집된 영상은 웹 전송 모듈을 통하여 사용자에게 전송되도록 한다.In addition, a web camera is placed and connected to the Ethernet port (45) so that operation is possible while directly checking the operation status of the site, and the collected images are transmitted to the user through the web transmission module.

강우설량계, 수위계, 및 유량계에서 수집된 실시간 자료는 IOT를 지원하는 IOT 모듈 통신부(33) 또는, Ethernet 포트(45) 또는 시리얼(RS232,485,422) 포트(44)를 통하여 프로토콜 처리부(43)에서 측정장치와 통신 프로토콜 및 통신 속도를 맞추어 중앙처리장치(300) 등과 통신한다.The real-time data collected from the rain gauge, water level gauge, and flow meter is transmitted from the protocol processing unit 43 through the IOT module communication unit 33 that supports IOT, Ethernet port 45, or serial (RS232, 485, 422) port 44. It communicates with the central processing unit 300 by matching the communication protocol and communication speed with the measuring device.

이를 위해 유무선통신을 지원하는 유, 무선통신 제어부(32)는 IP 공유기(31), IOT 모듈 통신부(33)는 IOT(wifi, LoRa, Bluetooth)를 지원하는 IOT Bridge(34)를 통하여 통신한다.To this end, the wired/wireless communication control unit 32 supporting wired/wireless communication communicates through the IP sharer 31 and the IOT module communication unit 33 through the IOT Bridge 34 supporting IOT (wifi, LoRa, Bluetooth).

중앙처리장치(300)에서 계측기기(21, 22)의 데이터를 상술한 통신 모듈들을 통해 전달받아 데이터베이스(320)에 저장한다.The central processing unit 300 receives the data of the measuring devices 21 and 22 through the above-described communication modules and stores them in the database 320 .

또한 현장 계측기기(21, 22)의 운전과 펌프모터의 가동상태를 원격에서 인터넷을 통하여 제어 및 감시가 가능하며, 실내 출입자 보안 및 한전에서 공급하는 상용전원이 정전으로 인한 UPS 및 발전기 가동한 상태인지 확인을 위해서 UPS전원 동작 상태를 디지털 접점으로 디지털 입력부를 통하여 실시간 상태를 데이터베이스(320)에 저장한다.In addition, it is possible to remotely control and monitor the operation of field measuring instruments (21, 22) and the operating status of the pump motor through the Internet, and the security of indoor visitors and commercial power supplied by KEPCO are in the state of UPS and generator operation due to blackout In order to confirm whether or not the UPS power operation state is stored in the database 320 in real time through the digital input unit as a digital contact.

배수펌프장 및 중계펌프장의 스마트 건물 및 설비 원격 감시서버인 STU(Smart Terminal Unit)(30)는 주요 시설물로 출입을 엄격히 제한하며, 펌프장 내 기계설비, 전력설비, 계측기기 (21, 22) 등 장비와 시설물 수위, 강우량, 강설량을 직접 확인하기 위해 보안 IOT 기반 Web camera (wifi, LoRa, Bluetooth) 중 어느 하나의 통신 방식과 인터넷 연결을 위하여 유선, 무선(4G, 5G) 통신망을 두어 스마트기기와, 컴퓨터를 통하여, 원격에서 모니터링 및 제어가 가능한 시스템을 제공 할 수 있다.STU (Smart Terminal Unit) (30), a remote monitoring server for smart buildings and facilities at drainage pumping stations and relay pumping stations, strictly restricts access to major facilities, and equipment such as mechanical facilities, power facilities, and measuring instruments (21, 22) In order to directly check the water level, rainfall, and snowfall of facilities and security IOT-based Web cameras (wifi, LoRa, Bluetooth), wired and wireless (4G, 5G) communication networks are placed to connect to the Internet and smart devices, Through a computer, it is possible to provide a system capable of remote monitoring and control.

도 3와 도 4에 도시된 바와 같이 웹 전송 모듈 (50)은 원격에서 운영자 컴퓨터 또는 스마트폰, 태블릿 PC로 IP address 또는 등록된 도메인을 입력 시 웹으로 STU(Smart Terminal Unit)(30)에 접속하여 본인 인증을 확인 후 각 계측기기 (21, 22)의 데이터를 데이터베이스에서 실시간 자료 요청인지 데이터의 평균값 요청인지 상황에 맞게 중앙처리장치에서 웹전송 모듈 (50)에 제공하고, 실시간자료 또는 평균값 요청에 대응하는 오픈소스 웹 프로그램에 대응하는 그래픽 및 텍스트 빅데이터를 운영자 컴퓨터 또는 스마트폰, 태블릿 PC을 통해 미리 설치된 웹으로 확인이 가능하다.As shown in FIGS. 3 and 4, the web transmission module 50 connects to the STU (Smart Terminal Unit) 30 via the web when an IP address or a registered domain is input from an operator's computer, smartphone, or tablet PC remotely. After verifying the identity, the central processing unit provides the data of each measuring device (21, 22) to the web transmission module 50 according to the situation, whether it is a real-time data request or an average value request from the database, and real-time data or average value request It is possible to check the graphic and text big data corresponding to the open source web program corresponding to the pre-installed web through the operator's computer, smartphone, or tablet PC.

도 5에 도시된 바와 같이 웹전송 모듈 (50)의 입력 모듈(51) 및 출력 모듈(52)은 터치스크린을 통하여 GUI(Graphic User Interface) 환경으로 운영자가 요구하는 데이터를 그래픽 화면으로 전체 도식화하여 계측기기 (21, 22)의 상태를 표시하고 운영자의 점검 및 현장 운전시 GUI 입력부를 통하여 중앙처리장치에 수집된 데이터를 확인하고 운영 상태를 전송한다. As shown in FIG. 5, the input module 51 and the output module 52 of the web transmission module 50 schematize the data requested by the operator as a graphic screen through the GUI (Graphic User Interface) environment through the touch screen. Displays the status of the measuring instruments (21, 22), checks the data collected in the central processing unit through the GUI input unit during operator inspection and field operation, and transmits the operating status.

그리고 STU(Smart Terminal Unit)(30)를 통해 데이터베이스(320)에 저장된 데이터는 자동제어 운영 알고리즘과 비교하여 정상운전 상태의 환경을 출력할 수 있다.In addition, the data stored in the database 320 through the STU (Smart Terminal Unit) 30 can be compared with the automatic control operation algorithm to output the environment in a normal operating state.

따라서 강우설량계 및 수위계, 유량계에서 수집된 실시간 자료는 IOT를 지원하는 장치는 IOT 모듈 통신부를 통하거나, Ethernet 포트 또는 시리얼(RS232,485,422) 포트를 통하여 프로토콜 처리부에서 측정장치와 통신 프로토콜 및 통신 속도를 맞추어 중앙처리장치에서 계측기의 데이터를 데이터베이스에 저장한다. 데이터베이스의 자료는 자료전송부의 요청이 있을시 데이터를 전송할 수 있다.Therefore, the real-time data collected from the rain gauge, water level gauge, and flow meter is transmitted through the IOT module communication unit through the IOT module communication unit, or through the Ethernet port or serial (RS232, 485, 422) port. The central processing unit stores the instrument data in the database. The data in the database can be transmitted when requested by the data transmission unit.

도 6에 도시된 바와 같이 시리얼포트(RS232C) 통신 모듈(44)의 정상적인 통신으로 실시간으로 데이터를 인터넷 기반 스마트 건물 및 설비원격 감시서버인 STU(Smart Terminal Unit)(30)에 전송하고 전송된 데이터를 데이터베이스(320)에 저장하여 각 하수처리장 및 폐수처리장의 실시간 방류수 건물 및 설비 운영현황을 한눈에 볼 수 있게 그래픽 처리부에서 그래픽으로 실시간 및 요청현황을 볼 수 있다.As shown in FIG. 6, the normal communication of the serial port (RS232C) communication module 44 transmits data in real time to the Internet-based smart building and facility remote monitoring server STU (Smart Terminal Unit) 30, and the transmitted data is stored in the database 320, so that the real-time effluent building and facility operation status of each sewage treatment plant and wastewater treatment plant can be viewed at a glance, and the graphic processing unit can view the real-time and request status graphically.

경보설정 처리를 위해 운영자가 설정한 설정치는 즉시 데이터베이스(320)에 저장되고, 경보설정 및 처리부(37)에서 건물 및 설비의 계측치와 설정치를 비교하여 경보치에 도달 시 즉시 웹과 앱을 통하여 운영자에게 전송하도록 한다. The set value set by the operator for alarm setting processing is immediately stored in the database 320, and the alarm setting and processing unit 37 compares the set value with the measured value of the building and facility, and when the alarm value is reached, it is immediately displayed to the operator through the web and app. to be sent to

운영자가 운전 경향을 요구 시 데이터베이스에 저장된 자료는 경향감시처리부(38)에 데이터를 제공하고 저장된 데이터는 분, 시간, 일, 월 단위로 그래픽 처리부를 통하여 그래픽 처리한 분, 시간, 일, 월 단위 추이를 제공한다.When an operator requests a driving tendency, the data stored in the database provides data to the tendency monitoring processing unit 38, and the stored data is processed in minutes, hours, days, and months by the graphic processing unit in units of minutes, hours, days, and months. provide trends.

PLC I/O(40) 또는 멀티 I/O 포트(42) 등을 통해 건물 및 설비실 현장의 펌프 및 계측기기의 동력 및 유량을 실시간으로 모니터링 및 분석하여 펌프의 비효율 운전전환 발생 여부를 확인하고, 비효율 운전전환이 발생하면, 펌프의 운전전환 시점 변경에 대한 제어를 수행함으로써, 최적의 운전 시점을 찾아내 에너지 절감을 유도할 수 있다.Through PLC I/O (40) or multi I/O port (42), etc., the power and flow rate of pumps and instrumentation devices in buildings and facility rooms are monitored and analyzed in real time to check whether inefficient operation conversion of pumps has occurred. , When an inefficient operation changeover occurs, energy saving can be induced by finding the optimal operation time point by controlling the change of the operation changeover time point of the pump.

또한 건물 및 설비실 현장의 펌프 및 냉, 난방기 등의 운전현황 분석처리를 위해 데이터베이스(320)의 자료를 이용하여 각 시간별, 월별, 계절별 건물 및 설비현황을 분석하여 운영자에게 제공하고 운영자 알고리즘을 만들어 건물 및 설비 상황에 맞게 운영자에게 정보를 제공한다.In addition, in order to analyze and process the operating status of pumps, air conditioners, heaters, etc. in buildings and facility rooms, the data of the database 320 is used to analyze the building and facility status by hour, month, and season, provide it to the operator, and create an operator algorithm. Provides information to operators according to building and facility conditions.

또한 상기 데이터베이스(320)의 자료를 시간별, 요일별, 월별, 계절별로 관리하고, 운영자 알고리즘에 따라 사고 방지를 위한 예측 모델로 활용할 수 있다. In addition, data in the database 320 can be managed by time, day, month, and season, and can be used as a predictive model for accident prevention according to an operator's algorithm.

이 외에도 비효율 운전전환이 발생하면, 펌프의 운전전환 시점 변경에 대한 제어 정보를 시간별, 요일별, 월별, 계절별로 표시하여 효율 운전을 위한 예측 모델로 활용할 수 있다.In addition to this, when an inefficient operation changeover occurs, control information on the change in operation changeover time of the pump can be displayed by hour, day of the week, month, and season to be used as a predictive model for efficient operation.

따라서 펌프의 운전전환 시점 변경에 대한 제어를 수행함으로써, 최적의 운전 시점을 찾아내 에너지 절감을 유도할 수 있다.Therefore, by controlling the change in operation conversion time of the pump, it is possible to find the optimal operation time and induce energy saving.

이 때 제어권을 운영자로부터 중앙처리장치(300)로 전환하며, 배수펌프장 및 중계펌프장 내 기계설비, 전력설비, 계측기기 등 장비와 시설물 수위, 강우량, 강설량을 확인하기 위한 강우설량계, 수위계, 및 유량계를 크게 두 개의 센서 정보로 나누어 일측의 정보가 비정상일 경우 타측의 정보를 참고하여 최적의 정상 운전 시점을 찾아내 에너지 절감을 유도할 수 있다.At this time, the control right is switched from the operator to the central processing unit 300, and a rain level gauge, water level gauge, and The flowmeter is largely divided into two types of sensor information, and if one side of the information is abnormal, energy saving can be induced by finding the optimal normal operating point by referring to the other side of the information.

건물 및 설비계측을 위한 계측기기 (21, 22)의 완벽한 보안을 위하여 설비실 현장의 펌프 및 계측기기 상태를 웹 또는 앱을 통하여 원격에서 STU(Smart Terminal Unit)(30)의 디지털 처리부(55)를 두고, 출력된 결과에 따라 PLC I/O를 통하여 원격 제어가 가능하다.Digital processing unit (55) of STU (Smart Terminal Unit) (30) remotely through the web or app to monitor the status of pumps and measuring instruments in the equipment room site for perfect security of measuring instruments (21, 22) for building and facility measurement , and remote control is possible through PLC I/O according to the output result.

그리고 현장의 운영 상황을 직접 확인하면서 운전이 가능하도록 웹 카메라를 두어 Ethernet포트(45)와 연결하고 수집된 영상은 웹 전송 모듈을 통하여 운영자에게 전송되어지도록 하며, 필요시 녹화를 위하여 NVR(Netwok Video Recorder)이 그 기능을 수행한다. In addition, a web camera is placed and connected to the Ethernet port (45) to enable operation while directly checking the operation status of the site, and the collected images are transmitted to the operator through the web transmission module. Recorder) performs that function.

관리자 또는 운영자가 각 단말기(10, 20)를 통해 승인된 권한에 의하여 데이터베이스(320)의 자료 열람을 요청하면 스마트 건물 및 설비원격 감시서버인 STU(Smart Terminal Unit)(30)의 데이터분석을 하는 중앙처리장치(300)에서 요청한 값의 데이터를 웹 전송모듈(50)을 통하여 전송하고 Ethernet 포트를 통하여 요청 되어진 데이터 역시 관리자 또는 운영자가 자기 단계별 부여된 권한에 의해 아이디 및 패스워드를 입력 후 승인된 권한에 의하여 데이터베이스의 자료 열람을 요청하면 중앙처리장치에서 요청한 값의 데이터를 Ethernet 포트(45)를 통하여 프로토콜 처리부(43)로 처리된 규정된 프로토콜로 통신을 하여 데이터를 제공한다. When a manager or operator requests to view data in the database 320 by authority approved through each terminal 10, 20, data analysis of the smart building and facility remote monitoring server STU (Smart Terminal Unit) 30 The data of the value requested by the central processing unit 300 is transmitted through the web transmission module 50, and the data requested through the Ethernet port is also approved by the manager or operator after inputting the ID and password by the authority granted to each step. When requesting data reading of the database by , the data of the value requested by the central processing unit is communicated with the protocol processing unit 43 through the Ethernet port 45 through the prescribed protocol to provide the data.

상기 단계별 부여된 권한 유지 및 박탈 정보도 데이터베이스(320)에 저장 및 공유하여 실시간으로 액세스 권한 위반 여부를 웹 전송모듈(50)을 통하여 전송하여 관리자 또는 운영자가 각 단말기(10, 20)를 통해 디스플레이할 수 있다.Information on maintenance and deprivation of privileges granted in each step is also stored and shared in the database 320, and whether or not the access authority is violated is transmitted in real time through the web transmission module 50, so that the manager or operator displays it through each terminal 10, 20 can do.

이하 도 2를 참고하여 본 발명의 실시를 위한 오픈소스를 이용한 Big data 기반 원격 운전을 지원하는 감시제어 방법에 대하여 자세히 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 2, a monitoring and control method for supporting remote operation based on big data using open source for implementation of the present invention will be described in detail.

먼저 운영자가 스마트폰 앱 또는 컴퓨터 웹을 통하여 지정된 배수펌프장 및 중계펌프장 도메인에 접속한다(S11).First, the operator accesses the designated drainage pumping station and relay pumping station domain through a smartphone app or computer web (S11).

그리고 운영자 단말기에서 사용자 ID 패스워드 정보를 전송하여 STU(Smart Terminal Unit)에 인증 요청한다(S12).Then, the operator terminal transmits user ID password information to request authentication from STU (Smart Terminal Unit) (S12).

계속하여 STU(Smart Terminal Unit)에서 요청된 사용자 정보에 대하여 인증 후 파일 포맷 정보를 중앙처리장치에 전송한다(S13).Continuously, the user information requested by the STU (Smart Terminal Unit) is authenticated and then file format information is transmitted to the central processing unit (S13).

마지막으로 지정된 수처리 현장의 IOT 화재 감지 센서, 온도 센서, 습도센서, 강우설량 센서 정상 확인 여부(정상 확인, 비정상 확인)에 따라 알람 발생 여부를 판단한다(S14).Finally, whether an alarm occurs is determined according to whether the IOT fire detection sensor, temperature sensor, humidity sensor, and rainfall sensor at the designated water treatment site are normal (normal or abnormal) (S14).

만일 비정상인 경우(no), 경보 발생 및 경보신호 등록된 관리자에게 카카오(인스턴트 메신저) 푸쉬 형태로 경보 내용을 전송한다(S15).If it is abnormal (no), the alarm content is transmitted in the form of Kakao (instant messenger) push to the manager registered with the alarm signal and generated alarm (S15).

만일 정상인 경우(yes), 사용자 운전 또는 제어 명령을 STU(Smart Terminal Unit)의 중앙처리장치가 Auto 또는 manual 명령으로 나누어 판단한다(S16).If it is normal (yes), the central processing unit of the STU (Smart Terminal Unit) divides the user operation or control command into an auto or manual command and determines (S16).

만일 제어 명령이 Auto일 경우 자동제어 운영 알고리즘에 의한 제어 명령을 수행한다(S17).If the control command is Auto, the control command according to the automatic control operation algorithm is performed (S17).

만일 제어 명령이 Manual일 경우 디지털 처리부에서 전송 받은 명령 수행 및 데이터를 다시 상기 운영자 단말기에 Feed back 한다(S18).If the control command is Manual, the digital processing unit executes the command and feeds back the data to the operator terminal (S18).

마지막으로 수행된 명령 Feed back 신호 등을 포함하는 빅데이터를 상기 운영자 단말기 등의 화면 처리부 그래픽으로 표시한다(S19).The big data including the last executed command feedback signal is displayed as a graphic of the screen processing unit of the operator's terminal (S19).

도 3 내지 도 6을 참고하여 구체적으로 살펴보면 현장 계측기기 (21, 22)의 운전과 펌프모터의 가동상태를 웹 전송 모듈 (50) 등을 통해 웹을 이용하여 원격에서 제어한다.Looking in detail with reference to FIGS. 3 to 6, the operation of the field measuring devices 21 and 22 and the operation state of the pump motor are remotely controlled using the web through the web transmission module 50 or the like.

즉 건물 및 설비의 현장 계측기기 (21, 22)의 완벽한 보안을 위하여 건물 및 설비실 현장의 펌프 및 계측기기 측정 데이터를 웹 또는 앱을 통하여 원격에서 제어 시 STU(Smart Terminal Unit)(30)의 디지털 처리부에서 PLC I/O를 연결하여 원격 제어가 가능하다.That is, for perfect security of the field measuring devices (21, 22) of buildings and facilities, STU (Smart Terminal Unit) (30)'s Remote control is possible by connecting PLC I/O in the digital processing unit.

이 때 실내 출입자 보안 및 한전에서 공급하는 상용전원이 정전으로 인해 불능일 경우, UPS 및 발전기 가동한 상태인지 웹을 이용하여 실시간 확인한다.At this time, if indoor access security and commercial power supplied by KEPCO are unavailable due to power failure, it is checked in real time using the web whether the UPS and generator are running.

상기 UPS전원 동작 상태를 디지털 접점으로 디지털 입력부를 통하여 실시간 상태를 데이터베이스에 저장한다.The UPS power operating state is stored in a database in real time through a digital input unit as a digital contact.

그리고 정전으로 인해 불능일 경우 UPS전원 동작 상태를 실시간으로 데이터베이스에 저장한다.And in case of failure due to power outage, the operation status of UPS power is stored in the database in real time.

즉 예를 들어 정전으로 인해 불능일 경우 UPS전원 동작 상태를 시간별, 요일별, 월별, 계절별로 표시하여 상용 전원 및 비상 전원 관리를 위한 예측 모델로 활용할 수 있다. That is, for example, in case of inability due to power failure, the UPS power operation status can be displayed by hour, day, month, and season, and used as a predictive model for commercial power and emergency power management.

운영자가 경보치를 설정하고 전송 범위와 전송 방법을 설정하여 데이터베이스(320)에 저장한다.The operator sets the alarm value, sets the transmission range and transmission method, and stores them in the database 320.

경보설정 및 처리부(37)에서 건물 및 설비의 현장 계측기기 (21, 22)의 계측치와 경보치를 비교하여 특정 경보치에 도달하는지 확인한다.In the alarm setting and processing unit 37, it is checked whether a specific alarm value is reached by comparing the alarm value with the measured value of the field measuring devices 21 and 22 of the building and facility.

경보설정 및 처리부(37)에서 계측치가 설정치(경보치)에 도달 시 즉시 웹과 앱을 통하여 운영자에게 전송하도록 한다. When the measured value reaches the set value (alarm value) in the alarm setting and processing unit 37, it is immediately transmitted to the operator through the web and app.

웹 전송 모듈 (50)은 원격에서 운영자 컴퓨터 또는 스마트폰, 태블릿 PC로 IP address 또는 등록된 도메인을 입력 시 웹으로 본인 인증을 확인하여 스마트 건물 및 설비원격 감시서버인 STU(Smart Terminal Unit)(30) 등에 접근 허용 여부를 판단 한다.The web transmission module 50 remotely checks identity authentication through the web when an IP address or registered domain is entered with an operator's computer, smartphone, or tablet PC, and the smart building and facility remote monitoring server STU (Smart Terminal Unit) (30 ), etc., to determine whether to allow access.

각 계측기기 (21, 22)의 데이터를 데이터베이스에서 실시간자료 요청인지 데이터의 평균값 요청인지 상황에 맞게 중앙처리장치에서 웹전송 모듈(50)에 제공한다.The data of each measuring device (21, 22) is provided to the web transmission module 50 from the central processing unit according to the situation whether it is a real-time data request from the database or a request for an average value of data.

실시간자료 또는 평균값 요청에 대응하는 그래픽 및 텍스트 데이터를 운영자 컴퓨터 또는 스마트폰, 태블릿 PC을 통해 미리 설치된 웹으로 확인이 가능하다. Real-time data or graphic and text data corresponding to the average value request can be checked on the pre-installed web through the operator's computer, smartphone, or tablet PC.

관리자 또는 운영자가 각 단말기(10, 20)를 통해 승인된 권한에 의하여 데이터베이스(320)의 자료 열람을 요청하면 스마트 건물 및 설비원격 감시서버인 STU(Smart Terminal Unit)(30)의 데이터분석을 하는 중앙처리장치(300)에서 요청한 값의 데이터를 웹 전송모듈(50)을 통하여 전송하고 Ethernet 포트를 통하여 요청 되어진 데이터 역시 관리자 또는 운영자가 자기 단계별 부여된 권한에 의해 아이디 및 패스워드를 입력 후 승인된 권한에 의하여 데이터베이스의 자료 열람을 요청하면 중앙처리장치에서 요청한 값의 데이터를 Ethernet 포트(45)를 통하여 프로토콜 처리부(43)로 처리된 규정된 프로토콜로 통신을 하여 데이터를 제공한다.When a manager or operator requests to view data in the database 320 by authority approved through each terminal 10, 20, data analysis of the smart building and facility remote monitoring server STU (Smart Terminal Unit) 30 The data of the value requested by the central processing unit 300 is transmitted through the web transmission module 50, and the data requested through the Ethernet port is also approved by the manager or operator after inputting the ID and password by the authority granted to each step. When requesting data reading of the database by , the data of the value requested by the central processing unit is communicated with the protocol processing unit 43 through the Ethernet port 45 through the prescribed protocol to provide the data.

상기 단계별 부여된 권한 유지 및 박탈 정보도 데이터베이스(320)에 저장 및 공유하여 실시간으로 액세스 권한 위반 여부를 웹 전송모듈(50)을 통하여 전송하여 관리자 또는 운영자가 각 단말기(10, 20)를 통해 디스플레이할 수 있다.Information on maintenance and deprivation of privileges granted in each step is also stored and shared in the database 320, and whether or not the access authority is violated is transmitted in real time through the web transmission module 50, so that the manager or operator displays it through each terminal 10, 20 can do.

10, 20 : 단말기
21, 22 :계측기기
30 : 스마트 건물 및 설비 원격 감시서버, STU(Smart Terminal Unit)
33 : IOT 모듈 통신부
44 : 시리얼(RS232,485,422) 포트, 45 : Ethernet 포트
50 : 웹 전송 모듈
300 : 중앙처리장치
320 : 데이터베이스 10, 20: Terminal
21, 22: measuring device
30: Smart building and facility remote monitoring server, STU (Smart Terminal Unit)
33: IOT module communication unit
44: Serial (RS232,485,422) port, 45: Ethernet port
50: web transmission module
300: central processing unit
320: database

Claims (2)

운영자 단말기(10, 20), 계측기기 (21, 22), 스마트 건물 및 설비 원격 감시서버인 STU(Smart Terminal Unit)(30), IOT 모듈 통신부(33), Ethernet 포트(45) 및 시리얼(RS232,485,422) 포트(44), 웹 전송 모듈 (50), 중앙처리장치(300), 데이터베이스(320)로 구성되며,
상기 중앙처리장치는 PLC I/O 또는 멀티 I/O 포트를 통해 건물 및 설비실 현장의 펌프 및 계측기기의 데이터를 데이터베이스에 저장하며, 데이터베이스의 데이터를 시간별, 요일별, 월별, 계절별로 관리하고, 자동제어 운영 알고리즘에 따라 사고 방지를 위한 예측 모델로 활용하며, 이들 데이터베이스의 동력 및 유량을 실시간으로 모니터링 및 분석하여 펌프의 비효율 운전전환 발생 여부를 확인하고, 비효율 운전전환이 발생하면, 펌프의 운전전환 시점 변경에 대한 제어를 수행함으로써, 운전 시점을 찾아내 에너지 절감을 유도하되,
비효율 운전전환이 발생하면, 건물 및 설비실 현장의 펌프 및 계측기기의 운전전환 시점 변경에 대한 제어를 수행하는 제어권을 운영자 단말기로부터 중앙처리장치로 전환하며, 배수펌프장 및 중계펌프장 내 기계설비, 전력설비, 계측기기를 포함하는 장비와 시설물 수위, 강우량, 강설량을 확인하기 위한 강우설량계, 수위계, 및 유량계를 두개의 센서 정보로 나누어,일측의 센서 정보가 비정상적일 경우 타측의 센서 정보를 참고하여 최적의 정상적인 운전 시점을 찾아내, 시간별, 요일별, 월별, 및 계절별로 표시하여 효율 운전을 위한 예측 모델로 활용하고,
또한 상기 중앙처리장치는 운영자 단말기가 상기 데이터베이스의 자료 열람을 요청하면 요청되어진 데이터에 대응하는 단계별 부여 권한에 따라 승인된 권한에 의하여 요청한 값의 데이터를 Ethernet 포트를 통하여 제공하되,
단계별 부여 권한의 유지 및 박탈 정보는 상기 데이터베이스에 저장 및 공유하여 실시간으로 액세스 권한 위반 여부를 웹 전송모듈을 통하여 전송받은 운영자 단말기를 통해 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 오픈소스를 이용한 Big data 기반 원격 운전을 지원하는 감시제어 시스템에서,
운영자 단말기가 스마트폰 앱 또는 컴퓨터 웹을 통하여 지정된 배수펌프장 및 중계펌프장 도메인에 접속하는 단계;
상기 운영자 단말기가 사용자 ID 및 패스워드 정보를 STU(Smart Terminal Unit)에 전송하여 인증을 요청하는 단계;
상기 STU(Smart Terminal Unit)가 요청된 상기 사용자 ID 및 패스워드 정보에 대한 인증 후 파일포맷 정보를 중앙처리장치에 전송하는 단계;
상기 중앙처리장치가 배수펌프장 및 중계펌프장 중 지정된 수처리 현장의 IOT 화재 감지 센서, 온도 센서, 습도센서, 및 강우설량 센서의 정상 여부를 확인하는 단계;를 포함하고,
상기 IOT 화재 감지 센서, 온도 센서, 습도센서, 및 강우설량 센서의 정상 여부를 확인하는 단계는,
- 비정상인 경우(no), 상기 중앙처리장치가 경보 발생 및 경보신호 등록된 관리자에게 카카오 푸쉬 형태로 경보 내용을 전송하며,
- 정상인 경우(yes), 상기 중앙처리장치가 제어명령을 자동으로 수행하는 오토 명령을 수행하거나, 상기 운영자 단말기에 다시 피드백하여 메뉴얼 명령을 전달받아 수행하되,
오토 명령일 경우 상기 중앙처리장치가 자동제어 운영 알고리즘에 의한 제어 명령을 자동으로 수행하며,
메뉴얼 명령일 경우 상기 중앙처리장치가 메뉴얼 명령을 수행하고, 상기 메뉴얼 명령에 따라 수행된 데이터를 상기 운영자 단말기에 다시 피드백하며,
상기 중앙처리장치가 상기 피드백된 신호를 화면 처리부를 통해 상기 운영자 단말기에 그래픽으로 표시하는 단계;를 포함하며,
상기 중앙처리장치가 상기 피드백된 신호를 화면 처리부를 통해 상기 운영자 단말기에 그래픽으로 표시하는 단계는,
상기 중앙처리장치가 배수펌프장 및 중계펌프장 내 기계설비, 전력설비, 및 계측기기의 시설물 수위, 강우량, 및 강설량을 확인하기 위해 보안 IOT 기반 웹 카메라가 wifi, LoRa, 및 Bluetooth 중 어느 하나의 통신 방식을 포함하는 유선 또는 무선 통신망으로 원격에서 모니터링 및 제어하는 단계;
상기 중앙처리장치가 데이터 저장 장치의 입력 및 출력에 대해 오픈소스를 이용한 웹 및 앱으로 UI(user Interface)를 터치스크린을 통하여 GUI(Graphic User Interface) 환경으로 운영자가 요구하는 데이터를 그래픽 화면으로 전체 도식화하여 기계설비, 전력설비, 및 계측기기의 상태를 표시하고, 운영자의 점검 및 현장 운전시 GUI 입력부를 통하여 중앙처리장치에 수집돤 데이터를 확인하고 운영 상태를 스마트 건물 및 설비원격감시 데이터분석 장치의 데이터베이스에 전송하는 단계;를 포함하는, 오픈소스를 이용한 Big data 기반 원격 운전을 지원하는 감시제어 시스템을 이용한 감시제어 방법.
Operator terminals (10, 20), measuring instruments (21, 22), smart building and facility remote monitoring server STU (Smart Terminal Unit) (30), IOT module communication unit (33), Ethernet port (45) and serial (RS232) ,485,422) port 44, web transmission module 50, central processing unit 300, database 320,
The central processing unit stores the data of pumps and measuring instruments in the building and equipment room sites in a database through PLC I/O or multi-I/O ports, and manages the data in the database by time, day, month, season, It is used as a predictive model for accident prevention according to the automatic control operation algorithm, and the power and flow of these databases are monitored and analyzed in real time to check whether the pump is inefficient operation conversion, and if inefficiency operation conversion occurs, the pump is operated By controlling the change of the transition point, the operation point is found and energy saving is induced.
When an inefficiency operation conversion occurs, the control right to control the change in the operation conversion time of pumps and instrumentation devices in the building and equipment room sites is switched from the operator terminal to the central processing unit, and the mechanical facilities and power in the drainage pumping station and relay pumping station Rainfall meter, water level meter, and flow meter to check equipment and facility water level, rainfall, and snowfall, including equipment and measuring instruments, are divided into two sensor information, and when one sensor information is abnormal, it is optimal by referring to the sensor information on the other side. Finds the normal operating point of the and displays it by hour, day, month, and season to use as a predictive model for efficient operation,
In addition, the central processing unit provides data of the requested value through the Ethernet port according to the authority granted by stages corresponding to the requested data when the operator terminal requests to view the data of the database,
The maintenance and deprivation information of step-by-step grant rights is stored and shared in the database to display whether access rights are violated in real time through the operator terminal transmitted through the web transmission module. Big data-based remote operation using open source In the monitoring and control system that supports,
Accessing the designated drainage pumping station and relay pumping station domain by the operator terminal through a smartphone app or computer web;
Requesting authentication by the operator terminal by transmitting user ID and password information to a Smart Terminal Unit (STU);
transmitting, by the Smart Terminal Unit (STU), file format information to a central processing unit after authenticating the requested user ID and password information;
The central processing unit checks whether the IOT fire detection sensor, temperature sensor, humidity sensor, and rainfall sensor of the designated water treatment site among the drainage pumping station and the relay pumping station are normal,
The step of checking whether the IOT fire detection sensor, temperature sensor, humidity sensor, and rainfall sensor are normal,
- In the case of abnormality (no), the central processing unit transmits the alarm content in the form of a kakao push to the manager who generated the alarm and registered the alarm signal,
- If it is normal (yes), the central processing unit performs an auto command that automatically executes a control command or receives a manual command by feeding back to the operator terminal,
In the case of an auto command, the central processing unit automatically executes a control command by an automatic control operation algorithm,
In the case of a manual command, the central processing unit executes the manual command and feeds back the data executed according to the manual command to the operator terminal;
The central processing unit graphically displays the feedback signal on the operator terminal through a screen processing unit;
The step of the central processing unit graphically displaying the feedback signal on the operator terminal through the screen processing unit,
In order for the central processing unit to check the water level, rainfall, and snowfall of mechanical facilities, power facilities, and measuring devices in the drainage pumping station and relay pumping station, a secure IOT-based web camera uses any one of wifi, LoRa, and Bluetooth communication methods Remotely monitoring and controlling a wired or wireless communication network comprising a;
The central processing unit transmits the data requested by the operator to the graphical user interface (GUI) environment through the touch screen through the web and app using open source for the input and output of the data storage device. It is schematized to display the status of mechanical facilities, power facilities, and measuring devices, and checks the data collected in the central processing unit through the GUI input during operator inspection and field operation, and the operating status of smart buildings and facility remote monitoring data analysis device A monitoring and control method using a monitoring and control system that supports big data-based remote operation using open source, including the step of transmitting to a database.
 제1항에 있어서,
상기 중앙처리장치로 수집된 데이터를 시리얼포트(RS232C) 단방향 통신으로 실시간으로 웹 기반 스마트 건물 및 설비원격감시 데이터분석 장치의 데이터베이스에 저장하여 각 하수처리장 및 폐수처리장의 실시간 방류수 건물 및 설비 운영현황을 한눈에 볼 수 있게 그래픽 처리부에서 그래픽으로 실시간 및 요청현황을 표시하는 단계;를 포함하는 오픈소스를 이용한 Big data 기반 원격 운전을 지원하는 감시 제어 시스템을 이용한 감시제어 방법.According to claim 1,
The data collected by the central processing unit is stored in the database of the web-based smart building and facility remote monitoring data analysis device in real time through serial port (RS232C) one-way communication to monitor the real-time effluent building and facility operation status of each sewage treatment plant and wastewater treatment plant. A monitoring and control method using a monitoring and control system that supports big data-based remote operation using open source including;
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