KR20230060755A - 디지털트윈 기술을 적용한 가스 감지기 통합 모니터링 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 디지털트윈 기술을 적용한 가스 감지기 통합 모니터링 시스템 및 그 제어방법로써, 보다 상세하게 측정부와, 상기 측정부에 전력이 공급되면, 상기 측정부의 출력신호를 증폭하여 출력값을 송신하는 검출부와, 상기 검출부의 출력값 및 상기 측정부의 측정값을 저장하여 데이터베이스를 구축하고, 상기 측정부의 정보 데이터를 수집하여 저장하는 수집부와, 상기 수집부의 데이터를 바탕으로 디지털트윈 이미지를 생성하는 디지털트윈부와, 상기 측정부의 측정값 및 상기 디지털트윈 이미지를 디스플레이하는 모니터링부와, 상기 검출부의 출력값을 바탕으로 상기 측정부의 오류를 검출하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 디지털트윈 기술을 적용한 가스 감지기 통합 모니터링 시스템 및 그 제어방법으로써 더욱 자세하게는, 전력 공급 시 출력되는 전류값을 바탕으로 오류발생 지점을 디지털트윈 이미지를 통해 모니터링하고, 빅데이터를 통해 오류발생을 진단할 수 있는 디지털트윈 기술을 적용한 가스 감지기 통합 모니터링 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
대기 중에는 산소를 비롯한 다양한 가스가 발생하고, 유지, 소멸하면서 공존하고 있다. 특히, 산업의 발전으로 인하여 생명체에 유해한 가스가 발생되고 확산되어 인체에 유해한 영향을 주게 된다. 이에 따라서, 주변공기의 가스 분포 감지를 통한 공기질의 감시가 필요하게 되었다.
이와 관련하여, 실내에서는 통상의 가스 계측기를 통하여 가스의 성분과 분포량을 검출하는 방법으로 대기 중의 공기의 질을 측정하여, 그 측정값을 디스플레이로 표시하거나 환기 시스템 등을 연동시켜 쾌적한 실내 환경을 유지하고 있다.
특히, 사람들이 많이 모이는 공공장소 같은 특수한 공간의 경우, 다른 공간에 비하여 발생된 오염물질이 공간내부에 그대로 정체되어 있을 가능성이 높기 때문에 대기 중의 공기의 질을 실시간으로 측정하여, 환기 등으로 공기질을 개선할 필요성이 요구된다. 일례로 대한민국 등록특허 제10-1647561호(2016.08.10.)에서는 공기질 측정장치의 케이스에 대해 게시하고 있다.
그런데, 종래의 공기질 측정장치의 경우, 측정오류가 발생하면 측정오류의 원인을 파악하는데 오랜 시간이 소요된다는 문제점이 있었다. 특히, 가스 감지기의 경우, 측정오류가 주기적으로 발생하며 주위 환경에 크게 영향을 받아 측정오류의 원인을 파악하고 수리 및 교체하는데 오랜 시간이 소요된다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 바와 같은 선행 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 전력 공급 시 출력되는 전류값을 바탕으로 오류발생 지점을 디지털트윈 이미지를 통해 모니터링하고, 빅데이터를 통해 오류발생을 진단할 수 있는 디지털트윈 기술을 적용한 가스 감지기 통합 모니터링 시스템 및 그 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명이 해결하려는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 디지털트윈 기술을 적용한 가스 감지기 통합 모니터링 시스템에 있어서, 측정부와, 상기 측정부에 전력이 공급되면, 상기 측정부의 출력신호를 증폭하여 출력값을 송신하는 검출부와, 상기 검출부의 출력값 및 상기 측정부의 측정값을 저장하여 데이터베이스를 구축하고, 상기 측정부의 정보 데이터를 수집하여 저장하는 수집부와, 상기 수집부의 데이터를 바탕으로 디지털트윈 이미지를 생성하는 디지털트윈부와, 상기 측정부의 측정값 및 상기 디지털트윈 이미지를 디스플레이하는 모니터링부와, 상기 검출부의 출력값을 바탕으로 상기 측정부의 오류를 검출하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 상기 측정부는, 인근의 가스를 측정하는 가스 감지기를 포함하고, 상기 가스 감지기는, 가스측정센서와, 상기 가스측정센서의 측정값을 상기 제어부로 송신하는 마이크로프로세서와, 상기 가스측정센서의 측정값을 디스플레이하는 디스플레이부와, 상기 제어부의 제어에 따라 경보신호를 발생시키는 경보기와, 상기 가스측정센서, 마이크로프로세서, 디스플레이부 및 경보부에 전력을 공급하는 전원부를 포함하고, 상기 가스 감지기에 전력이 공급되면, 상기 가스측정센서, 마이크로프로세서, 디스플레이부, 경보기 및 전원부가 각각 서로 다른 출력신호를 발생시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 상기 제어부는, 상기 검출부를 통해 송신되는 상기 가스측정센서, 마이크로프로세서, 디스플레이부, 경보기 및 전원부 각각의 출력값이 각각 대응되는 기저장된 정상범위를 벗어나는 경우, 오류가 검출된 것으로 판단하고, 상기 디지털트윈 이미지에 오류 발생 지점이 표시되도록 상기 모니터링부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 상기 측정부는, 상기 가스 감지기 인근의 온도 및 습도를 측정하는 온습도센서를 더 포함하고, 상기 온습도센서의 측정값이 상기 수집부에 저장되며, 상기 제어부는, 상기 가스측정센서, 마이크로프로세서, 디스플레이부, 경보기 및 전원부 중 어느 하나 이상에서 오류가 검출된 경우, 상기 검출부의 출력값이 상기 수집부에 저장되도록 하고, 상기 수집부의 데이터를 바탕으로 딥러닝 기계학습하여 상기 가스 감지기의 오류를 분석하고 수명을 예측하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 디지털트윈 기술을 적용한 가스 감지기 통합 모니터링 시스템의 제어방법에 있어서, 상기 검출부가 상기 측정부에 출력신호를 증폭하여 출력값을 송신하는 송신단계와, 상기 송신단계 이후, 상기 수집부가 상기 검출부의 출력값을 저장하고, 상기 측정부의 정보 데이터를 수집하는 수집단계와, 상기 수집단계 이후, 상기 디지털트윈부가 상기 수집부의 데이터를 바탕으로 디지털트윈 이미지를 생성하는 생성단계와, 상기 생성단계 이후, 상기 모니터링부가 상기 디지털트윈 이미지를 디스플레이하는 출력단계와, 상기 출력단계 이후, 상기 제어부가 상기 검출부의 출력값을 바탕으로 상기 측정부의 오류를 검출하는 검출단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제의 해결 수단에 의해, 본 발명의 디지털트윈 기술을 적용한 가스 감지기 통합 모니터링 시스템 및 그 제어방법은 가스 감지기의 입출력 신호를 디지털화하여 정량적 측정이 가능하도록 하며, 디지털트윈부에 의하여 디지털트윈 이미지로 모니터링부에 디스플레이되어, 사용자가 실시간으로 오류 발생유무 및 오류발생 위치를 확인할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 디지털트윈 기술을 적용한 가스 감지기 통합 모니터링 시스템 및 그 제어방법은 가스 감지기의 오류 발생 시, 해당 데이터를 모듈화하여 수집부에 저장되도록 함으로써, 빅데이터 분석을 통한 오류 발생원인 분석, 종합 진단 자료 제공 및 반복 오류 발생 시 조치방안 등을 제공할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 디지털트윈 기술을 적용한 가스 감지기 통합 모니터링 시스템 및 그 제어방법은 빅데이터 분석을 통하 최적화 된 개선 방안 제공 및 문제점 발생 빈도, 주기 및 발생 시 주위환경정보 등을 고려한 입체적 진단결과를 제공할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 디지털트윈 기술을 적용한 가스 감지기 통합 모니터링 시스템 및 그 제어방법은 유해물질 취급 산업 현장을 실사와 유사한 관제시스템을 구축하여 위험요소를 조기 발견하고 조치 및 대응할 수 있도록 시뮬레이션을 통한 위험 대응 관리 시스템을 구축하고, 데이터를 지속적으로 수집, 분석 및 에이아이(AI) 학습하여 예측정보를 실시간으로 제공함으로서 관리자의 최적의 대응 조건을 제시하고, 사전 관리 방안을 제공할 수 있으며, 개방된 형태의 공장부지 전역에 대해서 전체적으로 가스, 대기환경, 악취 및 화재 등을 감지할 수 있는 디지털트윈 기술을 적용한 가스 감지기 통합 모니터링 시스템 및 그 제어방법을 제공하는데 그 효과가 있다.
또한, 본 발명의 디지털트윈 기술을 적용한 가스 감지기 통합 모니터링 시스템 및 그 제어방법은 복수개의 고정식 측정부를 통해 가스누설 또는 화재의 위험성이 높은 영역의 공기질을 지속적으로 측정하여 사고유무를 확인할 수 있고, 이동식 측정부를 통해 복수개의 고정식 측정부가 측정하기 용이하지 않은 사각지대의 공기질을 측정하여 사고유무를 이중으로 확인할 수 있도록 하는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 디지털트윈 기술을 적용한 가스 감지기 통합 모니터링 시스템 및 그 제어방법은 고정식 측정부와 이동식 측정부를 통해 두 차례에 걸쳐 공기질을 측정하여 사고발생 유무를 확인하도록 함으로써, 보다 더 정확한 사고 발생 유무 및 사고 규모를 파악할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 디지털트윈 기술을 적용한 가스 감지기 통합 모니터링 시스템 및 그 제어방법은 유해물질 누출의심지역 또는 화재 발생 의심지역에 따라 드론모듈(항공드론) 또는 알씨카모듈(지상드론)이 사전 투입되어 감시 활동을 통한 데이터를 수집하도록 함으로써, 유해물질로부터의 누출사고에 대한 작업자의 안전을 확보하고 사고 유형에 따른 정확하고 신속한 대응 조치로 사고피해를 최소화할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 디지털트윈 기술을 적용한 가스 감지기 통합 모니터링 시스템 및 그 제어방법은 유출된 가스의 종류에 따라 드론모듈 또는 알씨카모듈이 즉각 투입되도록 제어함으로써, 보다 더 효율적인 공기질 측정 및 보다 더 정확한 가스유출상태를 모니터링할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명의 디지털트윈 기술을 적용한 가스 감지기 통합 모니터링 시스템 및 그 제어방법은 유해물질 누출의심지역에 따라 드론모듈 또는 알씨카모듈이 즉각 투입되도록 제어함으로써, 인명 안전을 위한 사전 감시활동을 통하여 보다 더 효율적인 공기질 측정 및 보다 더 정확한 사고유무와 사고발생규모를 모니터링할 수 있도록 한다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명의 효과는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 디지털트윈 기술을 적용한 가스 감지기 통합 모니터링 시스템 및 그 제어방법의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 디지털트윈 기술을 적용한 가스 감지기 통합 모니터링 시스템 및 그 제어방법의 오류 미검출 시 모니터링부 화면을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 디지털트윈 기술을 적용한 가스 감지기 통합 모니터링 시스템 및 그 제어방법의 오류 검출방법을 나타낸 순서도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 디지털트윈 기술을 적용한 가스 감지기 통합 모니터링 시스템 및 그 제어방법의 오류 검출 시 모니터링부 화면을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 디지털트윈 기술을 적용한 가스 감지기 통합 모니터링 시스템 및 그 제어방법의 구성을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 디지털트윈 기술을 적용한 가스 감지기 통합 모니터링 시스템 및 그 제어방법의 구성을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 디지털트윈 기술을 적용한 가스 감지기 통합 모니터링 시스템 및 그 제어방법의 제어순서를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 디지털트윈 기술을 적용한 가스 감지기 통합 모니터링 시스템 및 그 제어방법의 제어순서를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 디지털트윈 기술을 적용한 가스 감지기 통합 모니터링 시스템 및 그 제어방법의 제어순서를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 디지털트윈 기술을 적용한 가스 감지기 통합 모니터링 시스템 및 그 제어방법의 제어순서를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 디지털트윈 기술을 적용한 가스 감지기 통합 모니터링 시스템 및 그 제어방법의 제어순서를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 디지털트윈 기술을 적용한 가스 감지기 통합 모니터링 시스템 및 그 제어방법의 오류 미검출 시 모니터링부 화면을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 디지털트윈 기술을 적용한 가스 감지기 통합 모니터링 시스템 및 그 제어방법의 오류 검출방법을 나타낸 순서도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 디지털트윈 기술을 적용한 가스 감지기 통합 모니터링 시스템 및 그 제어방법의 오류 검출 시 모니터링부 화면을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 디지털트윈 기술을 적용한 가스 감지기 통합 모니터링 시스템 및 그 제어방법의 구성을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 디지털트윈 기술을 적용한 가스 감지기 통합 모니터링 시스템 및 그 제어방법의 구성을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 디지털트윈 기술을 적용한 가스 감지기 통합 모니터링 시스템 및 그 제어방법의 제어순서를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 디지털트윈 기술을 적용한 가스 감지기 통합 모니터링 시스템 및 그 제어방법의 제어순서를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 디지털트윈 기술을 적용한 가스 감지기 통합 모니터링 시스템 및 그 제어방법의 제어순서를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 디지털트윈 기술을 적용한 가스 감지기 통합 모니터링 시스템 및 그 제어방법의 제어순서를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 디지털트윈 기술을 적용한 가스 감지기 통합 모니터링 시스템 및 그 제어방법의 제어순서를 나타낸 도면이다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
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. 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.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결 수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시 예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 디지털트윈 기술을 적용한 가스 감지기 통합 모니터링 시스템 및 그 제어방법에 있어서, 측정부(100)와, 상기 측정부(100)에 전력이 공급되면, 상기 측정부(100)의 출력신호를 증폭하여 출력값을 송신하는 검출부(700)와, 상기 검출부(700)의 출력값 및 상기 측정부(100)의 측정값을 저장하여 데이터베이스를 구축하고, 상기 측정부(100)의 정보 데이터를 수집하여 저장하는 수집부(800)와, 상기 수집부(800)의 데이터를 바탕으로 디지털트윈 이미지(210)를 생성하는 디지털트윈부(200)와, 상기 측정부(100)의 측정값 및 상기 디지털트윈 이미지(210)를 디스플레이하는 모니터링부(300)와, 상기 검출부(700)의 출력값을 바탕으로 상기 측정부(100)의 오류를 검출하는 제어부(600)를 포함한다.
우선, 상기 측정부(100)가 마련된다. 상기 측정부(100)는 대기중의 공기질을 측정하는 측정기기일 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
보다 상세하게, 상기 측정부(100)는 인근의 가스를 측정하는 가스 감지기(130)를 포함하고, 상기 가스 감지기(130)는 가스측정센서(131)와, 상기 가스측정센서(131)의 측정값을 상기 제어부(600)로 송신하는 마이크로프로세서(132)와, 상기 가스측정센서(131)의 측정값을 디스플레이하는 디스플레이부(133)와, 상기 제어부(600)의 제어에 따라 경보신호를 발생시키는 경보기(134)와, 상기 가스측정센서(131), 마이크로프로세서(132), 디스플레이부(133) 및 경보부(134)에 전력을 공급하는 전원부(135)를 포함한다.
여기서, 상기 가스 감지기(130)에 전력이 공급되면, 상기 가스측정센서(131), 마이크로프로세서(132), 디스플레이부(133), 경보부(134) 및 전원부(135)가 각각 서로 다른 출력신호를 발생시킨다.
일례로, 상기 전원부(135)는 전력이 공급되고, 전원공급 신호 또는 스위치 온(On) 되는 경우, 상기 가스측정센서(131), 마이크로프로세서(132), 디스플레이부(133) 및 경보부(134)에 전류를 공급하면서 전류공급신호 또는 입력신호가 발생하게 된다. 그리고, 상기 전원부(135)는 MCU 전원을 관리하는 회로를 포함하며, MCU 전원은 5V로 상기 가스측정센서(131)는 3.3V로 동작된다. 또한, 상기 가스측정센서(131)는 전력이 공급되고 가스가 주입된 후 측정값을 출력한다. 즉, 전원이 인가된 후 상기 가스측정센서(131)의 신호가 감지되면 증폭 및 주변 회로를 통하여 상기 가스측정센서(131)의 입출력을 확인할 수 있다. 구체적으로, 상기 가스측정센서(131)는 가스가 주입된 후 출력까지 15초 이내로 반응하며, 가스 농도에 따라 4mA 내지 20mA를 출력한다. 그리고, 상기 마이크로프로세서(132)는 상기 가스측정센서(131)의 측정값을 상기 제어부(600)로 송출하면서 송출신호를 발생시킨다. 또한, 상기 디스플레이부(133)는 상기 제어부(600)로부터 상기 가스측정센서(131)의 측정값을 전송받고 수신신호 또는 디스플레이신호를 발생시킨다. 마지막으로 상기 경보부(134) 또한 상기 제어부(600)로부터 온오프신호를 수신하여 사용자가 오감을 통해 인지할 수 있는 경보신호를 발생시킨다.
이와 같이, 상기 가스측정센서(131), 마이크로프로세서(132), 디스플레이부(133), 경보부(134) 및 전원부(135)가 각각 서로 다른 출력신호를 발생시킴으로써, 상기 제어부(600)는 상기 상기 가스측정센서(131), 마이크로프로세서(132), 디스플레이부(133), 경보부(134) 및 전원부(135)의 동작상태를 분석할 수 있다.
보다 상세하게, 상기 제어부(600)는 상기 수집부(800)를 통해 상기 정보 데이터를 수신 받는다. 상기 정보 데이터는 상기 가스 감지기(130)의 모델명, 규격, 전력, 사용시간 등의 정보를 포함한다. 또한, 상기 정보 데이터는 상기 가스 감지기(130)의 정상상태의 출력신호 데이터도 포함한다.
도 2를 참조하면, 일례로, 사용자가 여러 종류의 가스 감지기 중 특정 가스 감지기 모델(50)을 입력하면, 해당 가스 감지기 모델(50)의 기계적 분해도(51), 피씨비(PCB) 배치도(52), 회로도(53)가 상기 모니터링부(300)에 디스플레이된다. 이와 같은 상태에서, 상기 가스 감지기(130)에 전력이 공급되면, 상기 가스측정센서(131), 마이크로프로세서(132), 디스플레이부(133), 경보부(134) 및 전원부(135)가 각각 작동되면서 서로 다른 출력신호를 발생시킨다.
이때, 상기 제어부(600)는 상기 검출부(700)를 통해 송신되는 상기 가스측정센서(131), 마이크로프로세서(132), 디스플레이부(133), 경보부(134) 및 전원부(135) 각각의 출력값이 각각 대응되는 기저장된 정상범위를 벗어나는 경우, 오류가 검출된 것으로 판단하고, 상기 디지털트윈 이미지(210) 상에 오류 발생 지점이 표시되도록 상기 모니터링부(300)를 제어한다.
보다 상세하게, 도 3을 참조하면, 상기 가스 감지기(130)에 전력이 공급된다. 이후, 상기 검출부(700)가 상기 가스 감지기(130)의 각 구성, 구체적으로 상기 가스측정센서(131), 마이크로프로세서(132), 디스플레이부(133), 경보부(134) 및 전원부(135)의 출력신호를 상기 제어부(600)로 송신한다. 이후, 상기 제어부(600)는 상기 검출부(700)로부터 수신된 출력신호들을 상기 정보 데이터 중 상기 가스 감지기(130)의 정상상태의 출력신호 데이터와 비교한다. 여기서, 상기 제어부(600)는 상기 검출부(700)를 통해 송신되는 상기 가스측정센서(131), 마이크로프로세서(132), 디스플레이부(133), 경보부(134) 및 전원부(135) 각각의 출력값이 대응되는 상기 정상상태의 출력신호 데이터와 비교하여 그 차이값이 기설정된 정상범위를 벗어나는지 판단하는 것이다. 이때, 상기 제어부(600)가 상기 가스측정센서(131), 마이크로프로세서(132), 디스플레이부(133), 경보부(134) 및 전원부(135) 각각의 출력값이 각각 대응되는 기저장된 정상범위를 벗어나지 않는다고 판단하는 경우, 상기 가스 감지기(130)에 지속적으로 전력이 공급되어 가스 측정이 계속해서 수행될 수 있도록 한다.
또한, 도 4를 참조하면, 상기 제어부(600)가 상기 가스측정센서(131), 마이크로프로세서(132), 디스플레이부(133), 경보부(134) 및 전원부(135) 각각의 출력값이 각각 대응되는 기저장된 정상범위를 벗어난다고 판단하는 경우, 상기 가스 감지기(130)에 전력공급이 중단되도록 하고, 상기 디지털트윈 이미지(210) 상에 오류 발생 지점이 표시되도록 상기 모니터링부(300)를 제어한다.
결과적으로, 사용자는 상기 모니터링부(300)를 통하여 실시간으로 상기 가스 감지기(130)의 오류 유무를 모니터링할 수 있고, 오류의 발생 시 오류 발생 지점이나 오류 발생 구성을 시각적이고 입체적으로 파악할 수 있는 이점이 있다. 즉, 상기 사용자는 오류의 발생 시, 상기 디지털트윈 이미지(210)를 통해 즉각적으로 오류 발생 사실을 확인할 수 있고, 상기 분해도(51), 배치도(52) 및 회로도(53)를 통하여 보다 세부적인 오류발생 원인을 분석할 수 있는 것이다.
이때, 상기 측정부(100) 및 검출부(700)는 원격지에 구비될 수 있고, 상기 측정부(100), 디지털트윈부(200), 모니터링부(300), 제어부(600), 검출부(700) 및 수집부(800)는 상호 통신이 가능하도록 이루어지며, 외부 기기 또한 상호 통신이 가능하도록 이루어진다. 여기서, 외부기기는 사용자 단말기(도면 미도시)일 수 있다. 상기 사용자 단말기는 예를 들어, 문자입력이 가능한 입력 장치와 화면상에 표시 가능한 출력장치가 구비된 어떠한 장치라도 상관없다.
이러한 상기 사용자 단말기는 예로 휴대폰, 스마트폰, PDA(Personal Digital Assistant), PMP(Portable Multimedia Player), 태블릿 PC 등과 같이 터치 스크린 패널이 구비된 모든 종류의 핸드헬드(Handheld) 기반의 무선 통신 장치일 수도 있고, 데스크탑 PC, 태블릿 PC, 랩탑 PC, 셋탑 박스를 포함하는 IPTV 등과 같이 애플리케이션을 설치하고 실행할 수 있는 기반이 마련된 장치일 수도 있다.
여기서 상기 사용자 단말기와 통신 연결이 가능하도록 인터넷망, 인트라넷망, 이동통신망 및 위성 통신망 등 다양한 유무선 통신 기술을 이용하여 통신 연결이 이루어질 수 있다.
여기서 통신망은 LAN(Local Area Network), WAN(Wide Area Network) 등의 폐쇄형 네트워크, 인터넷(Internet)과 같은 개방형 네트워크뿐만 아니라, CDMA(Code Division Multiple Access), WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access), GSM(Global System for Mobile Communications), LTE(Long Term Evolution), EPC(Evolved Packet Core) 등의 네트워크와 향후 구현될 차세대 네트워크 및 컴퓨팅 네트워크를 통칭하는 개념일 수 있다.
한편, 상기 측정부(100)는 상기 가스 감지기(130) 인근의 온도 및 습도를 측정하는 온습도센서(140)를 더 포함하고, 상기 온습도센서(140)의 측정값이 상기 수집부(800)에 저장된다. 여기서, 상기 제어부(600)는 상기 오류의 발생 시 상기 디지털트윈 이미지(210) 상에 오류 발생 지점이 표시되도록 함과 동시에 상기 측정부(100)의 측정값, 상기 검출부(700)의 출력값(710), 상기 디지털트윈 이미지(210) 및 상기 온습도센서(140)의 측정값을 하나의 데이터모듈로 분류하여 상기 수집부(800)에 저장되도록 한다.
즉, 상기 제어부(600)는 상기 가스측정센서(131), 마이크로프로세서(132), 디스플레이부(133), 경보부(134) 및 전원부(135) 중 어느 하나 이상에서 오류가 검출된 경우, 상기 검출부(700)의 출력값(710)이 상기 수집부(800)에 저장되도록 하고, 상기 수집부(800)의 데이터를 바탕으로 딥러닝 기계학습하여 상기 가스 감지기(130)의 오류를 분석하고 수명을 예측한다.
다시 말하면, 디지털트윈 기술을 적용한 가스 감지기 통합 모니터링 시스템 및 그 제어방법에 있어서, 상기 검출부(700)가 상기 측정부(100)에 출력신호를 증폭하여 출력값을 송신하는 송신단계와, 상기 송신단계 이후, 상기 수집부(800)가 상기 검출부(700)의 출력값(710)을 저장하고, 상기 측정부(100)의 정보 데이터를 수집하는 수집단계와, 상기 수집단계 이후, 상기 디지털트윈부(200)가 상기 수집부(800)의 데이터를 바탕으로 디지털트윈 이미지(210)를 생성하는 생성단계와, 상기 생성단계 이후, 상기 모니터링부(300)가 상기 디지털트윈 이미지(210)를 디스플레이하는 출력단계와, 상기 출력단계 이후, 상기 제어부(600)가 상기 검출부(700)의 출력값을 바탕으로 상기 측정부(100)의 오류를 검출하는 검출단계를 포함하여, 상기 가스 감지기(130)의 오류를 분석하고 수명을 예측한다.
보다 상세하게, 상기 특정 가스 감지기 모델(50)에 대한 오류 데이터모듈이 빅데이터화 되면, 상기 제어부(600)는 상기 데이터모듈을 바탕으로 딥러닝 학습을 수행한다. 이에 따라, 상기 제어부(600)는 상기 가스측정센서(131), 마이크로프로세서(132), 디스플레이부(133), 경보부(134) 및 전원부(135) 각 파트별 장애 원인 패턴을 분석하고, 상기 분해도(51), 배치도(52) 및 회로도(53)의 오류원인을 부분별로 분류할 수 있으며, 유사 원인 및 패턴 분석 결과 등을 바탕으로 상기 가스 감지기(130)를 종합 진단할 수 있다. 이때, 상기 온습도센서(140)의 측정값을 통하여 주위 환경 정보를 고려한 입체적 진단결과가 제공되도록 할 수 있으며, 기상청 서버로부터 기상정보를 송신받아 보다 더 정확한 진단이 이루어질 수 있도록 한다.
결과적으로, 본 발명의 디지털트윈 기술을 적용한 가스 감지기 통합 모니터링 시스템 및 그 제어방법은, 상기 가스 감지기(130)의 입출력 신호를 디지털화하여 정량적 측정이 가능하도록 한다. 또한, 상기 가스 감지기(130)는 상기 디지털트윈부(200)에 의하여 상기 디지털트윈 이미지(210)로 상기 모니터링부(300)에 디스플레이되어, 상기 사용자가 실시간으로 오류 발생유무 및 오류발생 위치를 확인할 수 있다. 그리고, 상기 가스 감지기(130)의 오류 발생 시, 해당 데이터를 모듈화하여 상기 수집부(800)에 저장되도록 함으로써, 빅데이터 분석을 통한 오류 발생원인 분석, 종합 진단 자료 제공 및 반복 오류 발생 시 조치방안 등을 제공할 수 있다. 마지막으로, 빅데이터 분석을 통하 최적화 된 개선 방안 제공 및 문제점 발생 빈도, 주기 및 발생 시 주위환경정보 등을 고려한 입체적 진단결과를 제공할 수 있는 이점이 있다.
다음으로, 도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 측정부(100)는 복수개로 공장부지(10)에 구비된다. 또한, 상기 디지털트윈부(200)는 상기 측정부(100)로부터 이격되어 구비되고, 상기 측정부(100)의 측정값을 저장하여 데이터베이스를 구축하고, 상기 공장부지(10) 내의 건물정보와 인원정보를 수집하여 디지털트윈 공장부지(11)를 생성한다. 그리고, 상기 모니터링부(300)는 상기 측정부(100)로부터 이격되어 구비되고, 상기 측정부(100)의 측정값과, 상기 디지털트윈 공장부지(11)를 디스플레이한다. 또한, 상기 제어부(600)는 상기 측정부(100), 디지털트윈부(200), 모니터링부(300) 및 후술할 중계부(400) 및 경보부(500)를 제어한다.
한편, 본 발명의 디지털트윈 기술을 적용한 가스 감지기 통합 모니터링 시스템 및 그 제어방법은 상기 공장부지(10)의 일측에 구비되고, 상기 측정부(100), 디지털트윈부(200) 및 모니터링부(300)가 상호 정보통신이 수행될 수 있도록 하는 중계부(400)와, 상기 공장부지(10) 내에 이격되게 설치되는 복수개의 경보부(500)를 더 포함한다.
이때, 상기 측정부(100)는 적외선 방식 센서, 열화상카메라 및 레이저 센서를 포함할 수 있으며, 상기 공장부지(10)의 일측에 구비되어, 상기 공장부지(10) 및 공장부지(10) 인근의 공기질을 측정하고 측정값을 상기 중계부(400)로 송신하는 역할을 한다. 또한, 상기 측정부(100)는, 인근의 가스를 측정하는 가스측정센서와, 인근의 온도 및 습도를 측정하는 상기 온습도센서와, 인근의 미세먼지를 측정하는 미세먼지센서와, 인근의 악취농도를 측정하는 악취센서를 포함한다.
보다 상세하게, 상기 가스측정센서는 복수개로, 인근 대기 중의 특정 가스를 검출하여 그 측정값을 송신하고, 상기 온습도센서는 인근 대기의 온도 및 습도를 측정하여 그 측정값을 송신하며, 상기 미세먼지센서는 인근 대기 중의 미세먼지를 검출하여 그 측정값을 송신하고, 상기 악취센서는 인근 대기 중의 악취농도를 검출하여 그 측정값을 송신한다. 이와 같이 송신된 측정값들은 상기 중계부(400)로 송신된 후, 상기 중계부(400)에 의해 상기 디지털트윈부(200) 및 제어부(600)로 송신되어 각각 저장된다.
또한, 상기 측정부(100)는, 상기 공장부지(10) 내에 이격되게 설치되어 각각 인근의 공기질을 측정하는 복수개의 고정식 측정부(110)와, 상기 공장부지(10) 내를 이동하면서 공기질을 측정하는 복수개의 이동식 측정부(120)를 포함한다. 이때, 상기 고정식 측정부(110) 및 이동식 측정부(120)는 각각 상기 가스측정센서, 온습도센서, 미세먼지센서 및 악취센서 중 적어도 하나를 포함한다.
보다 상세하게, 상기 복수개의 고정식 측정부(110)는 상기 공장부지(10) 내에 전체적으로 균일하게 배열되어 설치되며, 기설정된 영역 내에서 공기질을 지속적으로 측정하여 송신한다. 또한, 상기 이동식 측정부(120)는 주기적으로 상기 공장부지(10) 내를 정해진 루트로 이동하면서 이동 중 공기질을 측정하여 송신한다. 여기서, 상기 이동식 측정부(120)는 상기 고정식 측정부(110)가 측정할 수 없는 사각지대 영역의 공기질을 측정할 수 있도록 한다. 상기 이동식 측정부(120) 또한 복수개로 구비될 수 있다. 결과적으로, 상기 복수개의 고정식 측정부(110)를 통해 가스누설 또는 화재의 위험성이 높은 영역의 공기질을 지속적으로 측정하여 사고유무를 확인할 수 있고, 상기 이동식 측정부(120)를 통해 상기 복수개의 고정식 측정부(110)가 측정하기 용이하지 않은 사각지대의 공기질을 측정하여 사고유무를 이중으로 확인할 수 있도록 하는 이점이 있다.
또한, 상기 이동식 측정부(120)는 공중으로 이동하면서 공기질을 측정하는 드론모듈(121)과, 지상으로 이동하면서 공기질을 측정하는 알씨카모듈(122)을 포함한다. 여기서, 상기 드론모듈(121)은 항공드론이고, 상기 알씨카 모듈(122)은 지상드론일 수 있다. 또한, 상기 드론모듈(121)과 알씨카모듈(122)은 각각 복수개로, 각각 상기 가스측정센서, 온습도센서, 미세먼지센서 및 악취센서 중 적어도 하나를 포함한다.
다음으로, 상기 디지털트윈부(200)가 마련된다. 상기 디지털트윈부(200)는, 저장된 상기 데이터베이스와, 생성된 상기 디지털트윈 공장부지(11)를 바탕으로, 복수개의 가상 재난발생 위치가 포함된 재난상황 모델링정보를 적용시켜 대피경로를 시뮬레이션한 후, 상기 디지털트윈 공장부지의 각 위치별 대피경로정보를 도출하여 위기대응 매뉴얼정보를 생성한다. 이때, 상기 디지털트윈부(200)는 유해물질 취급 산업 현장을 실사화하여 상기 모니터링부(300)에 출력되도록 하며, 상기 측정부(100)의 측정값을 수집, 분석 및 학습하여 시뮬레이션을 통한 예측정보 및 그에 따른 대응방안을 실시간으로 제공한다. 또한, 상기 디지털트윈부(200)는 수집된 정보를 바탕으로 지속적으로 시계열 데이터 학습에 특화된 순환신경망(RNN) 학습 알고리즘으로 딥러닝을 수행하여 예측정보를 추출할 수 있다.
보다 상세하게, 상기 디지털트윈부(200)는 상기 공장부지(10)와, 상기 공장부지(10) 내의 건물정보, 작업인원정보 및 상기 측정부(100)의 측정값을 수집하고 저장하는 수집유닛과, 상기 수집유닛을 통해 수집된 정보를 기반으로 상기 디지털트윈 공장부지(11)를 생성하는 생성유닛과, 생성된 상기 디지털트윈 생성유닛에 대해 상기 복수개의 가상 재난발생 위치가 포함된 재난상황 모델링정보를 가시화하여 상기 모니터링부(300)에 출력될 수 있도록 하는 가시화유닛과, 상기 측정부(100)의 측정값을 바탕으로 상기 재난발생 위치로부터 전파되는 양상을 시뮬레이션하는 시뮬레이션유닛과, 상기 가시화된 상기 디지털트윈 공장부지(11)에서 상기 시뮬레이션을 바탕으로 상기 디지털트윈 공장부지의 각 위치별 대피경로정보를 도출하여 위기대응 매뉴얼정보를 도출하는 도출유닛을 포함한다.
또한, 상기 디지털트윈부(200)는 기상청 데이터베이스 및 환경부 데이터베이스와 정보통신을 통하여, 상기 측정부(100)의 측정값 데이터, 시뮬레이션 데이터 및 위기대응 매뉴얼정보를 송수신한다. 일례로, 상기 가스측정센서의 측정값이 기설정된 범위를 벗어나는 경우, 기상청 및 환경부로 상기 가스측정센서의 측정값과 경보신호를 송신하고, 상기 기상청 및 환경부로부터 상기 공장부지(10) 인근의 대기정보를 수신하여 분석하고 상기 모니터링부(300)에 디스플레이되도록 한다. 이후, 상기 디지털트윈부(200)는 수집된 정보를 머신러닝을 통한 빅데이터 학습 및 결과를 시각화하고, 가스 유출의 전파 양상을 시뮬레이션하여 예측 정보를 제공할 수 있다.
다음으로, 상기 모니터링부(300)가 마련된다. 상기 모니터링부(300)는 상기 공장부지(10) 내의 관리실 또는 상기 공장부지(10)로부터 원격지의 관리실에 마련되어, 상기 측정부(100)의 측정값과 상기 디지털트윈부(200)로부터 생성된 상기 디지털트윈 공장부지(11) 및 시뮬레이션을 출력하는 역할을 한다. 즉, 관리자는 상기 모니터링부(300)를 통해 상기 공장부지(10) 인근의 공기질 및 사고 발생 유무를 파악할 수 있다.
다음으로, 상기 중계부(400)가 마련된다. 상기 중계부(400)는 상기 측정부(100)의 측정값이 상기 디지털트윈부(200), 모니터링부(300) 및 제어부(600)로 송신될 수 있도록 하고, 상기 제어부(600)의 제어신호가 상기 측정부(100) 및 경보부(500)로 송신될 수 있도록 한다. 즉, 원격지에 구비되는 상기 디지털트윈부(200), 모니터링부(300) 및 제어부(600)와 상기 공장부지(10)에 구비되는 상기 측정부(100), 경보부(500) 사이에 상호 무선정보통신이 수행될 수 있도록 하는 것이다.
다음으로, 상기 경보부(500)가 마련된다. 상기 경보부(500)는 상기 중계부(400)를 통해 송신되는 상기 제어부(600)의 제어신호를 바탕으로, 상기 공장부지(10)와 인근의 사람이 오감을 통해 경보신호를 인지할 수 있도록 한다. 일례로, 상기 경보부(500)는 소리를 발생시키는 음향모듈, 진동을 발생시키는 진동모듈, 빛을 발생시키는 발광모듈, 향을 발생시키는 방향모듈 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 경보부(500)는 상기 공장부지(10)와 인근의 단말기 지피에스(GPS)정보를 바탕으로 경보문자를 발송할 수도 있다.
다음으로, 상기 제어부(600)가 마련된다. 상기 제어부(600)는, 상기 측정부(100)의 측정값이 기설정된 범위를 벗어나는 경우, 상기 모니터링부(300)가 상기 측정부(100)의 측정값을 디스플레이하고, 상기 복수개의 경보부(500)가 경보신호를 발생시키도록 제어한다.
보다 상세하게, 도 7을 참조하면, 평시에는, 상기 복수개의 고정식 측정부(110)가 각각 설정된 구역의 공기질을 지속적으로 측정한다. 그리고, 상기 제어부(600)는 상기 고정식 측정부(110)의 측정값이 기설정된 범위를 벗어나는지 판단한다. 이때, 상기 제어부(600)가 상기 고정식 측정부(110)의 측정값이 기설정된 범위를 벗어나지 않는다고 판단하는 경우, 상기 복수개의 고정식 측정부(110)가 각각 설정된 구역의 공기질을 재차 측정하도록 제어한다. 또한, 상기 제어부(600)가 상기 고정식 측정부(110)의 측정값이 기설정된 범위를 벗어난다고 판단하는 경우, 상기 복수개의 고정식 측정부(110) 중 해당 고정식 측정부(110)의 위치를 파악하여 상기 모니터링부(300)에 디스플레이되고, 1단계 경보신호가 출력되도록 제어한다. 이때, 상기 제어부(600)에는 상기 복수개의 고정식 측정부(110)의 지피에스(GPS) 정보가 미리 저장되어 있어 발생위치신호가 생성될 수 있다. 또한, 상기 1단계 경보신호는 일례로, 상기 공장부지(10) 및 상기 공장부지(10) 인근의 단말기로 방호복 착용, 상기 공장부지(10) 내의 안전구역으로 피신 및 상기 공장부지(10) 내 건물의 안전구역으로 피신 문자 송신 또는 상기 경보부(500)를 통한 경보발생 등일 수 있다.
다음으로, 상기 1단계 경보신호가 발생된 후, 상기 발생위치신호를 바탕으로 상기 이동식 측정부(120)가 상기 복수개의 고정식 측정부(110) 중 해당 고정식 측정부(110) 인근으로 이동하여 인근의 공기질을 측정한다. 이후, 상기 제어부(600)는 상기 이동식 측정부(120)의 측정값이 기설정된 범위를 벗어나는지 판단한다. 이때, 상기 제어부(600)가 상기 이동식 측정부(120)의 측정값이 기설정된 범위를 벗어나지 않는다고 판단하는 경우, 상기 복수개의 고정식 측정부(110)가 각각 설정된 구역의 공기질을 재차 측정하도록 제어한다. 또한, 상기 제어부(600)가 상기 이동식 측정부(120)의 측정값이 기설정된 범위를 벗어난다고 판단하는 경우, 2단계 경보신호를 발생시키고, 상기 디지털트윈부(200)를 통해 생성된 대피경로정보를 송신한다. 일례로, 상기 2단계 경보신호는 상기 대피경로정보를 바탕으로 상기 공장부지(10)로부터 벗어나는 것일 수 있으며, 상기 공장부지(10) 및 상기 공장부지(10) 인근의 단말기로 상기 2단계 경보문자가 발송될 수 있다. 결과적으로, 상기 고정식 측정부(110)와 이동식 측정부(120)를 통해 두 차례에 걸쳐 공기질을 측정하여 사고발생 유무를 확인하도록 함으로써, 보다 더 정확한 사고 발생 유무 및 사고 규모를 파악할 수 있는 이점이 있다.
다음으로, 도 8을 참조하면, 가스유출 상황 시, 상기 1단계 경보신호가 발생된 후, 상기 제어부(600)는 유출된 가스의 비중이 평균비중을 초과하는지를 판단한다. 여기서, 평균비중은 표준대기의 비중 또는 상기 공장부지(10) 내의 대기의 평균비중일 수 있다. 이때, 상기 제어부(600)가 유출된 가스의 비중이 평균비중을 초과하지 않는다고 판단하는 경우, 상기 드론모듈(121)이 상기 발생위치신호를 바탕으로 상기 복수개의 고정식 측정부(110) 중 해당 고정식 측정부(110) 인근으로 이동하여 인근의 공기질을 측정하도록 제어한다. 또한, 상기 제어부(600)가 유출된 가스의 비중이 평균비중을 초과한다고 판단하는 경우, 상기 알씨카모듈(122)이 상기 발생위치신호를 바탕으로 상기 복수개의 고정식 측정부(110) 중 해당 고정식 측정부(110) 인근으로 이동하여 인근의 공기질을 측정하도록 제어한다. 결과적으로, 유출된 가스의 종류에 따라 상기 드론모듈(121) 또는 알씨카모듈(122)이 투입되도록 제어함으로써, 보다 더 효율적인 공기질 측정 및 보다 더 정확한 가스유출상태를 모니터링할 수 있도록 한다.
다음으로, 도 9를 참조하면, 상기 1단계 경보신호가 발생된 후, 상기 제어부(600)는 사고발생위치가 지상으로부터 기설정된 이격거리 내 인지를 판단한다. 일례로, 상기 열화상카메라를 통해 사고발생위치가 건물의 상층 등으로 지상으로부터 이격된 거리를 판단한다. 이때, 상기 제어부(600)가 사고발생위치가 지상으로부터 기설정된 이격거리를 벗어나는 것으로 판단하는 경우, 상기 드론모듈(121)이 상기 발생위치신호를 바탕으로 상기 복수개의 고정식 측정부(110) 중 해당 고정식 측정부(110) 인근으로 이동하여 인근의 공기질을 측정하도록 제어한다. 또한, 상기 제어부(600)가 사고발생위치가 지상으로부터 기설정된 이격거리 내 인 것으로 판단하는 경우, 상기 알씨카모듈(122)이 상기 발생위치신호를 바탕으로 상기 복수개의 고정식 측정부(110) 중 해당 고정식 측정부(110) 인근으로 이동하여 인근의 공기질을 측정하도록 제어한다. 결과적으로, 사고발생위치에 따라 상기 드론모듈(121) 또는 알씨카모듈(122)이 투입되도록 제어함으로써, 보다 더 효율적인 공기질 측정 및 보다 더 정확한 사고유무 및 사고발생규모를 모니터링할 수 있도록 한다.
다음으로, 도 10을 참조하면, 상기 1단계 경보신호가 발생된 후, 상기 제어부(600)는 상기 발생위치신호 인근의 풍속이 기설정된 값을 초과하는지 판단한다. 일례로, 상기 고정식 측정부(110)는 풍속센서를 포함할 수 있으며, 상기 기상청 데이터베이스를 바탕으로 인근의 풍속정보를 송신받을 수 있다. 이때, 상기 제어부(600)가 상기 발생위치신호 인근의 풍속이 기설정된 값을 초과하지 않는다고 판단하는 경우, 상기 드론모듈(121)이 상기 발생위치신호를 바탕으로 상기 복수개의 고정식 측정부(110) 중 해당 고정식 측정부(110) 인근으로 이동하여 인근의 공기질을 측정하도록 제어한다. 또한, 상기 제어부(600)가 상기 발생위치신호 인근의 풍속이 기설정된 값을 초과한다고 판단하는 경우, 상기 알씨카모듈(122)이 상기 발생위치신호를 바탕으로 상기 복수개의 고정식 측정부(110) 중 해당 고정식 측정부(110) 인근으로 이동하여 인근의 공기질을 측정하도록 제어한다. 결과적으로, 풍속에 따라 상기 드론모듈(121) 또는 알씨카모듈(122)이 투입되도록 제어함으로써, 상기 드론모듈(121)이 손상되는 것을 최소화할 수 있는 이점이 있다.
다음으로, 도 11을 참조하면, 가스유출 상황 시, 상기 1단계 경보신호가 발생된 후, 상기 제어부(600)는 유출된 가스의 비중과 상기 평균비중의 차이값, 상기 사고발생위치가 지상으로부터 이격된 거리값 및 상기 발생위치신호 인근의 풍속값에 대해 각각 상이하게 부여된 가중치를 적용하여 도출된 종합데이터 값이 기설정된 값을 초과하는지를 판단한다. 일례로, 상기 유출된 가스의 비중과 상기 평균비중의 차이값에 가장 높은 가중치를 부여하고, 상기 발생위치신호 인근의 풍속값에 가장 낮은 가중치를 부여한 후 종합하여 상기 종합데이터 값을 도출한다. 이때, 상기 제어부(600)가 상기 종합데이터 값이 기설정된 값을 초과한다고 판단하는 경우, 상기 드론모듈(121)이 상기 발생위치신호를 바탕으로 상기 복수개의 고정식 측정부(110) 중 해당 고정식 측정부(110) 인근으로 이동하여 인근의 공기질을 측정하도록 제어한다. 또한, 상기 제어부(600)가 상기 종합데이터 값이 기설정된 값을 초과하지 않는다고 판단하는 경우, 상기 알씨카모듈(122)이 상기 발생위치신호를 바탕으로 상기 복수개의 고정식 측정부(110) 중 해당 고정식 측정부(110) 인근으로 이동하여 인근의 공기질을 측정하도록 제어한다. 결과적으로, 유출된 가스의 비중과 평균비중의 차이값과, 사고발생위치가 지상으로부터 이격된 거리값과, 발생위치신호 인근의 풍속값에 각각 가중치를 부여하여 도출된 상기 종합데이터 값을 바탕으로 상기 드론모듈(121)과 알씨카모듈(122) 중 하나가특정 상황에 적합하게 투입될 수 있도록 한다.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 도 8 내지 도 11에 도시된 순서도는 혼용되어 적용가능하다.
10 : 공장부지
11 : 디지털트윈 공장부지
50 : 가스 감지기 모델
51 : 분해도
52 : 배치도
53 : 회로도
100 : 측정부
110 : 고정식 측정부
120 : 이동식 측정부
121 : 드론모듈
122 : 알씨카모듈
130 : 가스 감지기
131 : 가스측정센서
132 : 마이크로프로세서
133 : 디스플레이부
134 : 경보기
135 : 전원부
140 : 온습도센서
200 : 디지털트윈부
210 : 디지털트윈 이미지
300 : 모니터링부
400 : 중계부
500 : 경보부
600 : 제어부
700 : 검출부
710 : 출력값
800 : 수집부
11 : 디지털트윈 공장부지
50 : 가스 감지기 모델
51 : 분해도
52 : 배치도
53 : 회로도
100 : 측정부
110 : 고정식 측정부
120 : 이동식 측정부
121 : 드론모듈
122 : 알씨카모듈
130 : 가스 감지기
131 : 가스측정센서
132 : 마이크로프로세서
133 : 디스플레이부
134 : 경보기
135 : 전원부
140 : 온습도센서
200 : 디지털트윈부
210 : 디지털트윈 이미지
300 : 모니터링부
400 : 중계부
500 : 경보부
600 : 제어부
700 : 검출부
710 : 출력값
800 : 수집부
Claims (5)
- 측정부;
상기 측정부에 전력이 공급되면, 상기 측정부의 출력신호를 증폭하여 출력값을 송신하는 검출부;
상기 검출부의 출력값 및 상기 측정부의 측정값을 저장하여 데이터베이스를 구축하고, 상기 측정부의 정보 데이터를 수집하여 저장하는 수집부;
상기 수집부의 데이터를 바탕으로 디지털트윈 이미지를 생성하는 디지털트윈부;
상기 측정부의 측정값 및 상기 디지털트윈 이미지를 디스플레이하는 모니터링부; 및
상기 검출부의 출력값을 바탕으로 상기 측정부의 오류를 검출하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털트윈 기술을 적용한 가스 감지기 통합 모니터링 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 측정부는,
인근의 가스를 측정하는 가스 감지기;를 포함하고,
상기 가스 감지기는,
가스측정센서;
상기 가스측정센서의 측정값을 상기 제어부로 송신하는 마이크로프로세서;
상기 가스측정센서의 측정값을 디스플레이하는 디스플레이부;
상기 제어부의 제어에 따라 경보신호를 발생시키는 경보기; 및
상기 가스측정센서, 마이크로프로세서, 디스플레이부 및 경보부에 전력을 공급하는 전원부;를 포함하고,
상기 가스 감지기에 전력이 공급되면, 상기 가스측정센서, 마이크로프로세서, 디스플레이부, 경보기 및 전원부가 각각 서로 다른 출력신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 디지털트윈 기술을 적용한 가스 감지기 통합 모니터링 시스템. - 제2항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 검출부를 통해 송신되는 상기 가스측정센서, 마이크로프로세서, 디스플레이부, 경보기 및 전원부 각각의 출력값이 각각 대응되는 기저장된 정상범위를 벗어나는 경우, 오류가 검출된 것으로 판단하고, 상기 디지털트윈 이미지에 오류 발생 지점이 표시되도록 상기 모니터링부를 제어하는 것을 특징으로 하는 디지털트윈 기술을 적용한 가스 감지기 통합 모니터링 시스템. - 제3항에 있어서,
상기 측정부는,
상기 가스 감지기 인근의 온도 및 습도를 측정하는 온습도센서;를 더 포함하고,
상기 온습도센서의 측정값이 상기 수집부에 저장되며,
상기 제어부는,
상기 가스측정센서, 마이크로프로세서, 디스플레이부, 경보기 및 전원부 중 어느 하나 이상에서 오류가 검출된 경우, 상기 검출부의 출력값이 상기 수집부에 저장되도록 하고, 상기 수집부의 데이터를 바탕으로 딥러닝 기계학습하여 상기 가스 감지기의 오류를 분석하고 수명을 예측하는 것을 특징으로 하는 디지털트윈 기술을 적용한 가스 감지기 통합 모니터링 시스템. - 제1항의 디지털트윈 기술을 적용한 가스 감지기 통합 모니터링 시스템 및 그 제어방법에 있어서,
상기 검출부가 상기 측정부에 출력신호를 증폭하여 출력값을 송신하는 송신단계;
상기 송신단계 이후, 상기 수집부가 상기 검출부의 출력값을 저장하고, 상기 측정부의 정보 데이터를 수집하는 수집단계;
상기 수집단계 이후, 상기 디지털트윈부가 상기 수집부의 데이터를 바탕으로 디지털트윈 이미지를 생성하는 생성단계;
상기 생성단계 이후, 상기 모니터링부가 상기 디지털트윈 이미지를 디스플레이하는 출력단계; 및
상기 출력단계 이후, 상기 제어부가 상기 검출부의 출력값을 바탕으로 상기 측정부의 오류를 검출하는 검출단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털트윈 기술을 적용한 가스 감지기 통합 모니터링 시스템의 제어방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210145284A KR20230060755A (ko) | 2021-10-28 | 2021-10-28 | 디지털트윈 기술을 적용한 가스 감지기 통합 모니터링 시스템 및 그 제어방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210145284A KR20230060755A (ko) | 2021-10-28 | 2021-10-28 | 디지털트윈 기술을 적용한 가스 감지기 통합 모니터링 시스템 및 그 제어방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230060755A true KR20230060755A (ko) | 2023-05-08 |
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ID=86381506
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210145284A KR20230060755A (ko) | 2021-10-28 | 2021-10-28 | 디지털트윈 기술을 적용한 가스 감지기 통합 모니터링 시스템 및 그 제어방법 |
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| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20230060755A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117471979A (zh) * | 2023-12-27 | 2024-01-30 | 成都川哈工机器人及智能装备产业技术研究院有限公司 | 一种基于数字孪生平台的数据采集处理方法及系统 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101647561B1 (ko) | 2014-11-25 | 2016-08-10 | 김영웅 | 공기질 측정장치의 케이스 |
-
2021
- 2021-10-28 KR KR1020210145284A patent/KR20230060755A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101647561B1 (ko) | 2014-11-25 | 2016-08-10 | 김영웅 | 공기질 측정장치의 케이스 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117471979A (zh) * | 2023-12-27 | 2024-01-30 | 成都川哈工机器人及智能装备产业技术研究院有限公司 | 一种基于数字孪生平台的数据采集处理方法及系统 |
| CN117471979B (zh) * | 2023-12-27 | 2024-03-08 | 成都川哈工机器人及智能装备产业技术研究院有限公司 | 一种基于数字孪生平台的数据采集处理方法及系统 |
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