WO2017179808A1 - 사물인터넷 기반 관망 원격 감시 제어 시스템 - Google Patents

사물인터넷 기반 관망 원격 감시 제어 시스템 Download PDF

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WO2017179808A1
WO2017179808A1 PCT/KR2017/001591 KR2017001591W WO2017179808A1 WO 2017179808 A1 WO2017179808 A1 WO 2017179808A1 KR 2017001591 W KR2017001591 W KR 2017001591W WO 2017179808 A1 WO2017179808 A1 WO 2017179808A1
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remote monitoring
measurement log
unit
module
log
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PCT/KR2017/001591
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French (fr)
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박태현
이형묵
이안규
김도윤
이상백
박길환
구동남
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Korea Water Resources Corp
LS Electric Co Ltd
Original Assignee
Korea Water Resources Corp
LSIS Co Ltd
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Publication date
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    • G—PHYSICS
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02—Electric testing or monitoring
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/10—Services
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/06—Energy or water supply
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L43/00—Arrangements for monitoring or testing data switching networks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor

Definitions

  • the present invention relates to a remote monitoring and control system based on the Internet of Things, and more particularly, it is possible to maintain without disassembly as a whole, to minimize the failure caused by power surge due to lightning, etc., and to miniaturize the equipment. In addition, it is possible to reduce the maintenance cost according to the administrator's on-site operation, and to receive the measurement log from other remote monitoring and control devices and compare them with each other so that the measurement error can be corrected by a majority vote.
  • the present invention relates to an IoT-based pipe network remote monitoring control system capable of improving measurement error.
  • each sensor measured from these remote monitoring and control devices is sent to the central control unit and used as data for improving water quality, and are important data used as a basis for controlling the motor of the pressurized field or controlling the opening degree of the valve. .
  • the processing power of the central control unit is overloaded, and it is possible to quickly determine whether there is an abnormality and correct errors. There was a difficult problem.
  • the conventional remote monitoring and control device includes all of the input and output unit, the central processing unit, the memory unit, and the communication unit on a single board, so if any problem occurs in any one of the components or replace the whole device Only after that, there was a problem that could be maintained.
  • the conventional remote monitoring and control devices have a problem that the size of the equipment is increased by the input and output ports that are not used because the additional input and output ports should not be added according to the number of parameters to be measured.
  • the occurrence rate of failure due to lightning can be reduced by using the wireless communication method, and only the basic input / output port is provided, and the input / output port can be expanded only when additional input / output request is required, thereby miniaturizing the equipment, the input / output unit, the central processing unit,
  • the memory part is formed of each board and is combined with the main board in the form of a slot for easy maintenance, and it is possible to reset the equipment by measuring its own error and compare the measured values with the surrounding remote monitoring and control devices. Since measurement errors can be corrected, it is necessary to develop an IoT-based network remote monitoring control system that can share the processing of the central control unit.
  • Patent Document 1 KR10-2008-0005694 (Publication Number) 2008.01.15.
  • the present invention can be replaced by removing only the substrate in question, it is an object of the present invention to provide an IoT-based network remote monitoring control system that can be maintained without disassembly.
  • an object of the present invention is to provide an IoT-based network remote monitoring control system capable of minimizing a failure caused by a power surge caused by a lightning strike by providing a wireless transceiver.
  • the present invention by minimizing the port of the input and output unit, if the additional input and output port is necessary to expand the input and output unit by combining the expansion module to the main module, provides an IoT-based network network remote monitoring control system that can be miniaturized equipment Its purpose is to.
  • an object of the present invention is to provide an Internet of Things based remote monitoring and control system that can reduce the maintenance cost according to the on-site dispatch of the administrator, because the self reset can be performed.
  • the present invention by receiving the measurement log from the other remote monitoring and control devices around the mutual comparison can correct the measurement error by a majority vote, the Internet of Things based network that can prevent the overload of the central control unit and can quickly improve the measurement error Its purpose is to provide a remote surveillance control system.
  • the present invention relates to a remote monitoring and control device which is provided at a plurality of set points of a pipe network from a water purification plant to a reservoir to generate a measurement log composed of at least one of data of flow rate, water pressure, turbidity, water temperature, residual chlorine, pH, and electrical conductivity; ;
  • a central control unit for receiving the measurement log from the remote monitoring control device and transmitting a control command for a control facility to the remote monitoring control device, wherein the remote monitoring control device is configured at a set point of the network;
  • An input / output unit configured to receive one or more of flow rate, water pressure, turbidity, water temperature, residual chlorine, pH, and electrical conductivity from the installed sensors, and transmit a control command to a control facility installed at a set point of a network;
  • a central processing unit receiving a value from at least one of flow rate, water pressure, turbidity, water temperature, residual chlorine, pH, and electrical conductivity from the input / output unit to generate a measurement log, and outputting
  • the remote supervisory control apparatus of the present invention includes a main case having a hollow interior and an inner rear surface of the main case, wherein the input / output unit, the central processing unit, and the memory unit are vertically coupled and electrically coupled to a power supply unit.
  • a main module including a main board and an input / output connector provided on the front surface of the main case for inputting / outputting data between the input / output unit and an external device;
  • a wireless case comprising an auxiliary case having a hollow interior, a wireless transceiver provided inside the auxiliary case, and an antenna provided on one side of the auxiliary case for data communication between the wireless transceiver and an external device.
  • the main module and the wireless module is coupled so as to contact the side of each other, the side of the contact of the wireless module of the main module is provided with a main connector for data exchange with the wireless module, the wireless A side surface of the module in contact with the main module is provided with a wireless connector for exchanging data with the main module, so that the main connector and the wireless connector are electrically coupled when the main module and the wireless module are coupled.
  • the remote supervisory control apparatus of the present invention includes an expansion case having a hollow interior, an expansion board provided at an inner rear side of the expansion case, an expansion unit coupled to the expansion board perpendicularly, and the expansion case.
  • An expansion module including first and second expansion connectors respectively provided on side surfaces thereof, wherein the expansion module includes the main module and the wireless module such that opposite sides of the expansion module respectively contact the main module and the wireless module;
  • the main connector and the first expansion connector, the wireless connector and the second expansion connector are electrically coupled to each other when the expansion module is coupled.
  • the expansion section of the present invention is the input / output section or the memory section.
  • the central processing unit of the present invention checks whether any one or more of the input / output unit, the memory unit, and the wireless transmission / reception unit generates an error log, and the generated error log corresponds to a stored abnormal state log. If so, perform a reset.
  • the central control unit of the present invention receives the error log from the remote monitoring controller and transmits a reset command to the remote monitoring controller.
  • the remote monitoring control apparatus of the present invention receives the measurement log from another remote monitoring control device in the front or rear stage, and the measurement log when the deviation of the measurement log received from the generated measurement log is greater than or equal to a set value.
  • the remote monitoring and controlling device of the present invention executes a reset when the deviation of the transmitted measurement log relative to the regenerated measurement log is greater than or equal to a set value.
  • the remote supervisory control device of the present invention receives a measurement log from another remote supervisory control device at the front end or the rear end, and the deviation of any one of the measurement logs transmitted from the generated measurement log is greater than or equal to a set value.
  • the regeneration command of the measurement log is transmitted to another remote monitoring and control device that has transmitted the measurement log having a deviation of a set value or more.
  • the remote monitoring and control device of the present invention receives the regenerated measurement log from another remote monitoring and control device that transmits the regeneration command of the measurement log, and the deviation of the regenerated measurement log transmitted from the generated measurement log is greater than or equal to a set value.
  • a reset command is transmitted to another remote monitoring and control device that has transmitted a measurement log having a deviation of the set value or more.
  • the input / output unit, the central processing unit, the memory unit, etc. of the present invention are formed in the form of a board and inserted into the slots of the main board.
  • a problem occurs after removing the front part of the main case. Since it is possible to replace only by removing the substrate to be removed, there is an effect that can be maintained without removing the main module from the installation site or the overall disassembly of the main module.
  • the present invention by providing a wireless transceiver, there is an effect that can minimize the failure caused by power surge due to lightning or the like.
  • the present invention by minimizing the port of the input and output unit, when the additional input and output port is necessary, the expansion module can be combined with the main module to expand the input and output unit, the unnecessary input and output ports are eliminated, it is effective to miniaturize the equipment.
  • the present invention since the self-reset can be performed through the analysis of the error log, there is an effect that can minimize the on-site visit of the administrator to reduce the maintenance cost according to the on-site dispatch.
  • the present invention can be corrected by a majority vote by receiving the measurement log from the other remote monitoring and control devices around the mutual comparison, it is possible to prevent the overload of the central control unit and to quickly improve the measurement error.
  • the present invention by receiving the measurement log from the other remote monitoring and control devices around the mutual comparison and based on this can transmit a command for measurement error to the other remote monitoring and control devices based on this, to prevent the overload of the central control unit Quick measurement errors can be improved.
  • FIG. 1 is an exemplary operation of the IoT-based network remote monitoring control system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of a remote monitoring control apparatus of the IoT-based network remote monitoring control system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a partially open perspective view of a remote monitoring control apparatus for an IoT-based network remote monitoring control system according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a perspective view showing a coupling example of the wireless module of the remote monitoring control device of the IoT-based network remote monitoring control system according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a perspective view showing a coupling example of the expansion module of the remote monitoring control device of the IoT-based network remote monitoring control system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an exemplary operation diagram of a remote monitoring control apparatus for an IoT-based network remote monitoring control system according to an embodiment of the present invention.
  • the present invention is installed in a plurality of set points of the pipe network from the water purification plant 11 to the reservoir 12, the flow rate, water pressure, turbidity, water temperature, residual chlorine, pH, electrical conductivity
  • Remote monitoring control device 10 for generating a measurement log composed of any one or more data, and receives the measurement log from the remote monitoring control device 10, and transmits a control command for the control equipment to the remote monitoring control device 10
  • the central control unit 1 is configured to include.
  • the remote monitoring and control device 10 receives at least one of flow rate, water pressure, turbidity, water temperature, residual chlorine, pH, and electrical conductivity from sensors installed at a set point of the network, and transmits to the control facility installed at the set point of the network.
  • Input and output unit 110 for transmitting a control command, the flow rate, water pressure, turbidity, water temperature, residual chlorine, pH, electrical conductivity received any one or more of the value to generate a measurement log, the input and output unit
  • a central processing unit 120 for outputting a control command for the control facility to the control facility; a memory unit 130 storing the measurement log generated by the central processing unit 120; and a measurement log being transmitted to or controlled from a remote location
  • a wireless transceiver for receiving a command, an input / output unit 110, a central processing unit 120, a memory unit 130, and a power supply unit 140 for supplying driving power to the wireless transceiver.
  • the remote monitoring and control device 10 of the present invention is provided in the main case 101 having a hollow interior, the inner back of the main case 101, the input / output unit 110, the central processing unit 120, the memory unit Main board 102 to which the 130 is vertically coupled and the power supply 140 is electrically coupled, and an input / output connector provided on the front of the main case 101 for data input / output between the input / output unit 110 and an external device.
  • the main module 100 including the 111, the auxiliary case 201 having a hollow interior, the wireless transceiver provided inside the auxiliary case 201, the data between the wireless transceiver and the external device It is configured to include a wireless module 200 including an antenna 202 provided on one side of the auxiliary case 201 for communication.
  • the main module 100 and the wireless module 200 are coupled to contact the side of each other, the main connector for data exchange with the wireless module 200 on the side that the wireless module 200 of the main module 100 is in contact with each other.
  • 103 is provided, and the wireless connector 203 for exchanging data with the main module 100 is provided on the side of the main module 100 of the wireless module 200, the main module 100 and the wireless module
  • the main connector 103 and the wireless connector 203 are configured to be electrically coupled when the 200 is coupled.
  • the input / output unit 110 receives the measured values from the sensors installed in the network and transmits the measured values to the central processing unit 120, and transmits the control command of the central processing unit 120 to the control facilities installed in the network. To this end, it is formed in the form of a substrate and inserted into the slot of the main board 102, it is electrically coupled with the main board 102. In this case, an input / output connector 111 for inputting / outputting data between the input / output unit 110 and an external device is provided on the front part of the main case 101 to be electrically connected to the substrate forming the input / output unit 110.
  • the input / output unit 110 receives measurement values from the sensors installed at the set point of the network, that is, the point where the remote monitoring and control device 10 is installed.
  • the measured measurement values may include flow rate, water pressure, turbidity, water temperature, residual chlorine, pH, and electrical conductivity, and additional measurement values may be received according to the type of installation of the sensor.
  • the input / output unit 110 may transmit a control command from the central processing unit 120 to a motor and a valve installed at a set point of the network, and the control command transmitted may include starting or speeding of the motor, opening / closing amount of the valve, and the like. May be included.
  • the present invention is further configured to be equipped with the expansion module 300 to be mounted on the main module 100.
  • the expansion module 300 may include an expansion case having a hollow interior, an expansion board provided at an inner rear side of the expansion case, an expansion unit vertically coupled to the expansion board, and a side surface of the expansion case. It comprises a first and a second expansion connector, the expansion module 300 is connected to the main module 100 and the wireless module 200 so that the mutually opposite side is in contact with the main module 100 and the wireless module 200, respectively.
  • the main connector 103 and the first expansion connector, the wireless connector 203 and the second expansion connector are respectively configured to be electrically coupled.
  • the expansion unit is an input / output unit 110 to be additionally mounted, and the expansion board is connected to the main board 102 by the first expansion connector and the main connector 103 to input additional measurement values to the central processing unit 120.
  • the wireless transceiver is connected to the main board 102 through the expansion board by the second expansion connector and the wireless connector 203 to enable data transmission with the central processing unit 120.
  • the expansion module 300 may be provided with one or more, even in this case, the expansion module 300 is coupled to each other in contact with the side in turn and then the wireless module 200 is coupled to the end.
  • an input / output connector 311 for inputting / outputting data between the input / output unit 110 and an external device is provided at the front portion of the expansion case.
  • the expansion unit may be a memory unit 130.
  • the substrate coupled to the expansion board of the expansion module 300 may be a substrate forming the memory unit 130.
  • a slot for inserting the SD card may be formed in the front of the expansion case.
  • the central processing unit 120 receives measurement values, such as flow rate, water pressure, turbidity, water temperature, residual chlorine, pH, and electrical conductivity, from the input / output unit 110, and generates a measurement log, and stores the generated measurement log in the memory unit 130. ), And transmits the data to the central control unit 1 through the wireless transceiver. In addition, the central processing unit 120 transmits a start command or a drive speed control command to the motor through the input / output unit 110, or transmits an opening / closing command of the valve.
  • measurement values such as flow rate, water pressure, turbidity, water temperature, residual chlorine, pH, and electrical conductivity
  • the central processing unit 120 is formed in the form of a substrate and is inserted into the slot of the main board 102, electrically coupled to the main board 102, installation or direct control of the control program through a direct connection with a separate terminal device Etc., a serial port or an Ethernet port may be provided.
  • the serial port or the Ethernet port is provided on the front surface of the main case 101 is electrically connected to the substrate forming the central processing unit 120.
  • the central processing unit 120 also checks for errors in the input / output unit 110, the memory unit 130, the wireless transceiver, and the power supply unit 140, generates an error log as a checked result, and stores the error log in the memory unit 130.
  • the controller transmits the data to the central control unit 1 through the wireless transceiver.
  • the central processing unit 120 resets itself when the generated error log matches the previously stored abnormal status log.
  • the central processing unit 120 may transmit the generated error log to the central control unit 1, and may receive a reset command from the central control unit 1 to perform a reset.
  • the reset command from the central control unit 1 does not correspond to the stored abnormal state log, the reset command may be executed at the administrator's discretion when an error log that may be determined to be an abnormal state is detected. no.
  • the central processing unit 120 receives the measurement log from another remote monitoring control device 10 at the front end or the rear end, and the other remote monitoring control device 10 at the front end or the rear end. Send the measurement log.
  • This is a configuration for correcting the measurement log or performing a self reset when there is noise in the measured value due to electrical surge, vibration, temperature, humidity or the like or when there is an error in the measured value due to transmission error or system error.
  • the water flowing through the network has a parameter within a range of one point except for a special case from the start point to the branch point and the end point.
  • the chlorine concentration at the starting point should be steadily lowered up to the end point. If the chlorine concentration at all points is measured to be steadily lower, only at one point of interruption, the chlorine concentration at a particularly high value is measured. It is determined that an error has occurred in the remote monitoring and control device 10 of the corresponding point.
  • the deviations of the measured values measured by the sensors at each point are fixed parameters determined at the time of construction of the network, variables such as flow rate, flow rate, water pressure and water temperature at the start point, ground temperature at the branch point, degree of valve opening, and interruption.
  • variable parameter determined by variables such as the degree of pressurization in the pressure field 13.
  • the fixed parameter is stored in the memory unit 130 of the remote monitoring control device 10 installed at each location, and the variable parameter can be transmitted in real time to each remote monitoring control device 10 from the central control station.
  • the allowable deviation value of the measured value compared to the front and rear ends at each point is set, and if the measured value more than the set deviation value is detected, it is judged as noise or equipment failure.
  • the central processing unit 120 receives the measurement log from another remote monitoring and control device 10 at the front end or the rear end, and calculates the deviation of the received measurement log compared to the generated measurement log.
  • the calculated deviation is equal to or larger than a setting value compared to the measurement log transmitted from the front and rear remote monitoring and control device 10, it is determined that there is an error in the generated measurement log and regenerates the measurement log.
  • the deviation of the transmitted measurement log compared to the regenerated measurement log is less than the set value, the previously generated measurement log is determined as an error due to noise, and replaced with the regenerated measurement log.
  • the deviation of the transmitted measurement log compared to the regenerated measurement log is still more than the set value, it is determined as an equipment error and self reset is performed. At this time, it is preferable that the number of retry attempts is three or less. If the deviation of the measurement log is still more than the set value even after three resets, the central control unit 1 requests the dispatch of an administrator.
  • the central processing unit 120 receives a regeneration command or reset command of the measurement log from the remote monitoring control device 10 at the rear end or the front end.
  • the central processing unit 120 receives the measurement log from another remote monitoring and control device 10 at the front end or the rear end, and sets the deviation when any deviation of the measurement log received from the generated measurement log is greater than or equal to the set value.
  • the regeneration command of the measurement log is transmitted to another remote monitoring and control device 10 which has transmitted a measurement log having a deviation greater than or equal to the value.
  • the generated measurement log is regarded as an error due to noise, and the measurement log is regenerated and transmitted to replace with the regenerated measurement log.
  • the measurement log replacement command is transmitted to the remote monitoring and control device 10.
  • a reset command is sent to another remote monitoring and control device 10 that has transmitted a measurement log with a deviation greater than or equal to the set value.
  • the number of retry attempts is three or less. If the deviation of the measurement log is still more than the set value even after three resets, the central control unit 1 requests the dispatch of an administrator.
  • the central processing unit 120 receives the measurement log from other remote monitoring and control devices 10 adjacent to each other, compares them, detects an error by a majority vote, and complementarily performs the regeneration of the measurement log and the reset of the equipment. Since the process of the central control part 1 can be shared, the system overload of the central control part 1 can be prevented and a rapid process can be attained.
  • the memory unit 130 serves to store the measurement log and the error log generated from the central processing unit 120.
  • the memory unit 130 is formed in a substrate shape and inserted into a slot of the main board 102. It is electrically coupled to the main board 102, and may be provided with an SD card slot for installation, update, parameter setting, and the like of the program.
  • the SD card slot is formed in the front portion of the main case 101 to be electrically connected to the substrate on which the memory unit 130 is formed.
  • the memory unit 130 backs up the measurement log generated from the central control unit so that data mismissing can be minimized when a communication error occurs.
  • the measurement log to be backed up may include a measurement log of another remote monitoring and control device 10 transmitted from the front end or the rear end as well as the measurement log generated by itself.
  • the memory unit 130 is a library and stored protocols and interfaces for the input and output unit 110 to communicate with the sensors or control equipment, the expansion module 300 when additional coupling of the expansion module 300
  • the protocol and interface of the additional sensors transmitted through may be received and stored through the wireless transceiver from the central controller 1.
  • the wireless transceiver transmits a measurement log or an error log to the central control unit 1 or another remote monitoring and control device 10 at a remote location, or receives a measurement log or control command from a remote site and transmits the measurement log or control command to the central processing unit 120.
  • the wireless module 200 is provided in the form of a substrate.
  • the wireless module 200 includes an auxiliary case 201 having a hollow interior, a wireless transceiver provided inside the auxiliary case 201, and an auxiliary case 201 for data communication between the wireless transceiver and an external device. It is configured to include an antenna 202 provided on one side of, the one side of the auxiliary case 201 may be provided with an Ethernet port for wired communication.
  • the wireless module 200 is coupled to the side in contact with the main module 100, the side that the wireless module 200 of the main module 100 is in contact with the main connector for data exchange with the wireless module 200 103 is provided, and the wireless connector 203 for exchanging data with the main module 100 is provided on the side of the main module 100 of the wireless module 200, the main module 100 and the wireless module
  • the main connector 103 and the wireless connector 203 are configured to be electrically coupled when the 200 is coupled.
  • the wireless transceiver may selectively use any one of well-known short range wireless communication such as Wi-Fi, Zigbee, and Bluetooth, or may use any one of well-known mobile wireless communication such as 3G and 4G.
  • a separate wireless relay device may be further utilized to communicate with another remote monitoring control device 10 or the central control unit 1 at a remote location.
  • the wireless transceiver may communicate with the outside by wire through an Ethernet port, and in the case of a loss of wireless communication, may communicate with the central control unit 1 or another remote monitoring and control device 10 through wired communication. .
  • the power supply unit 140 serves to supply driving power to the input / output unit 110, the central processing unit 120, the memory unit 130, the wireless transmission / reception unit, and the like, and for this purpose, the main board 102 of the main case 101. It is configured to be electrically coupled to. At this time, since the relatively large parts such as a capacitor, a transformer coil, and the like are used, the power supply unit 140 may not be configured in the form of a substrate such as the input / output unit 110, the central processing unit 120, and the memory unit 130. After the power supply unit 140 is formed on the substrate, the substrate of the power supply unit 140 may be configured to be electrically coupled to the main board 102.
  • the input / output unit 110, the central control unit, the memory unit 130, etc. of the present invention having the above-described configuration are formed in the form of a substrate and inserted into a slot of the main board 102, and are not physically solved by resetting the device.
  • the main module 100 can be removed from the installation place or maintenance can be performed without the overall disassembly of the main module 100. There is a possible effect.
  • the present invention by providing a wireless transceiver, there is an effect that can minimize the failure caused by power surge due to lightning or the like.
  • the present invention minimizing the port of the input and output unit 110, when the additional input and output port is necessary, the expansion module 300 can be combined with the main module 100 can be added to the input and output unit 110, unnecessary input and output The port can be deleted, minimizing the size of the device.
  • the present invention since the self-reset can be performed through the analysis of the error log, there is an effect that can minimize the on-site visit of the administrator to reduce the maintenance cost according to the on-site dispatch.
  • the present invention can be corrected by a majority vote by receiving the measurement log from the other remote monitoring and control device 10 of the surroundings and compare them with each other, thereby preventing overload of the central control unit 1 and promptly improving the measurement error. This has a possible effect.
  • the present invention since receiving the measurement log from the other remote monitoring and control device 10 around the mutual comparison and based on this can transmit a command for the measurement error to the other remote monitoring and control device 10, the central It is possible to prevent the overload of the controller 1 and to improve the measurement error quickly.
  • central control unit 10 remote monitoring control device
  • main module 110 input / output unit

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Abstract

본 발명은 사물인터넷 기반 관망 원격 감시 제어 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 전체적인 분해 없이도 유지 보수가 가능하고, 낙뢰 등에 의한 전원 서지에 의해 발생되는 고장을 최소화할 수 있으며, 장비를 소형화할 수 있고, 관리자의 현장 출동에 따른 유지비를 절감할 수 있음과 동시에, 다른 원격 감시 제어 장치로부터 측정 로그를 전송받아 이를 상호 비교함으로써 측정 오류를 다수결에 의해 수정할 수 있으므로, 중앙 제어부의 과부하를 방지하고 신속한 측정 오류 개선이 가능한 사물인터넷 기반 관망 원격 감시 제어 시스템에 관한 것이다.

Description

사물인터넷 기반 관망 원격 감시 제어 시스템
본 발명은 사물인터넷 기반 관망 원격 감시 제어 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 전체적인 분해 없이도 유지 보수가 가능하고, 낙뢰 등에 의한 전원 서지에 의해 발생되는 고장을 최소화할 수 있으며, 장비를 소형화할 수 있고, 관리자의 현장 출동에 따른 유지비를 절감할 수 있음과 동시에, 다른 원격 감시 제어 장치로부터 측정 로그를 전송받아 이를 상호 비교함으로써 측정 오류를 다수결에 의해 수정할 수 있으므로, 중앙 제어부의 과부하를 방지하고 신속한 측정 오류 개선이 가능한 사물인터넷 기반 관망 원격 감시 제어 시스템에 관한 것이다.
광역상수도 관로상 정수장으로부터 배수지에 이르는 중요 지점에는 유량, 압력, 수질 감시와 밸브 제어를 위한 원격 감시 제어 장치가 설치된다.
이러한 원격 감시 제어 장치로부터 측정된 각 센서의 값들은 중앙 제어부로 전송되어 수질의 개선을 위한 자료로 활용되고, 가압장의 모터를 제어하거나 밸브의 개방 정도를 조절하는 제어의 근거로서 활용되는 중요한 자료이다.
그러나, 이러한 원격 감시 제어 장치와 중앙 제어부와의 통신은 유선 통신에 의해 이루어지므로, 유선망 지근거리에 낙뢰 발생시 전원 서지에 의한 장비 소손의 가능성이 높고, 실제로 낙뢰에 의한 장비 손실이 상당수 발생되고 있는 실정이다.
또한, 상수 관로의 특성상 매우 원거리에 걸쳐 관로가 형성되고, 원격 감시 제어 장치 역시 중앙 제어부로부터 상당한 거리에 포진되어 있으므로, 상태 진단 및 유지 보수를 위하여 현장에 출동하는 횟수가 많을수록 관리 인원이 증가하고 이에 따른 유지 보수 비용이 증가하는 문제가 있었다.
또한, 복수의 원격 감시 제어 장치로부터 전송되는 센서의 측정값을 하나의 중앙 제어부에서 모두 분석하고 이상 유무를 판별하기에는 중앙 제어부의 처리 능력에 과부하가 걸리게 되고, 신속한 이상 유무의 판별 및 오류의 수정이 어려운 문제가 있었다.
또한, 종래의 원격 감시 제어 장치들은 하나의 기판상에 입출력부, 중앙 처리부, 메모리부, 통신부가 모두 포함되어 있으므로, 어느 하나의 부속에 문제가 발생된 경우 장치를 통째로 교체하거나 또는 장치를 모두 분해한 후에야 정비가 가능한 문제가 있었다.
또한, 종래의 원격 감시 제어 장치들은 측정하고자 하는 파라메터의 수에 따라 입출력포트를 추가로 증설하지 못하여 예상되는 모든 입출력포트를 구비하여야 하므로 사용하지 않는 입출력포트에 의해 장비의 크기가 커지는 문제가 있었다.
따라서, 무선 통신 방식을 이용하여 낙뢰에 의한 고장의 발생율을 줄일 수 있고, 기본적인 입출력포트만을 구비하고 추가적인 입출력 요구시에만 입출력포트의 확장이 가능하여 장비를 소형화할 수 있고, 입출력부, 중앙 처리부, 메모리부 등이 각각의 기판으로 형성되어 메인 보드에 슬롯 형태로 결합됨으로써 유지 보수가 간편하며, 자체 오류를 측정하여 장비의 리셋이 가능함과 동시에, 주변 원격 감시 제어 장치들과의 측정값 대비를 통해 측정 오류를 수정할 수 있으므로 중앙 제어부의 처리를 분담할 수 있는 사물인터넷 기반 관망 원격 감시 제어 시스템의 개발이 필요로 하게 되었다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌 1) KR10-2008-0005694(공개번호) 2008.01.15.
본 발명은 문제가 되는 기판만을 탈거하여 교체가 가능하므로, 전체적인 분해 없이도 유지 보수가 가능한 사물인터넷 기반 관망 원격 감시 제어 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 무선 송수신부가 구비됨으로써 낙뢰 등에 의한 전원 서지에 의해 발생되는 고장을 최소화할 수 있는 사물인터넷 기반 관망 원격 감시 제어 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 입출력부의 포트를 최소화하고, 추가적인 입출력 포트가 필요한 경우 확장 모듈을 메인 모듈에 결합하여 입출력부를 증설할 수 있으므로, 장비를 소형화할 수 있는 사물인터넷 기반 관망 원격 감시 제어 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 자체 리셋을 실시할 수 있으므로, 관리자의 현장 출동에 따른 유지비를 절감할 수 있는 사물인터넷 기반 관망 원격 감시 제어 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 주변의 다른 원격 감시 제어 장치로부터 측정 로그를 전송받아 이를 상호 비교함으로써 측정 오류를 다수결에 의해 수정할 수 있으므로, 중앙 제어부의 과부하를 방지하고 신속한 측정 오류 개선이 가능한 사물인터넷 기반 관망 원격 감시 제어 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은, 정수장으로부터 배수지에 이르는 관망의 설정 지점에 복수 개 설치되어 유량, 수압, 탁도, 수온, 잔류 염소, pH, 전기 전도도 중 어느 하나 이상의 데이터로 구성된 측정 로그를 생성하는 원격 감시 제어 장치와; 상기 원격 감시 제어 장치로부터 상기 측정 로그를 전송받고, 상기 원격 감시 제어 장치에 제어 설비에 대한 제어 명령을 전송하는 중앙 제어부;를 포함하여 구성되되, 상기 원격 감시 제어 장치는, 상기 관망의 설정 지점에 설치된 센서들로부터 유량, 수압, 탁도, 수온, 잔류 염소, pH, 전기 전도도 중 어느 하나 이상을 전송받고, 관망의 설정 지점에 설치된 제어 설비에 제어 명령을 전송하는 입출력부; 상기 입출력부로부터 유량, 수압, 탁도, 수온, 잔류 염소, pH, 전기 전도도 중 어느 하나 이상의 값을 입력받아 측정 로그를 생성하고, 상기 입출력부에 제어 설비에 대한 제어 명령을 출력하는 중앙 처리부; 상기 중앙 처리부에서 생성된 측정 로그를 저장하는 메모리부; 원격지에 측정 로그를 전송하거나 또는 원격지로부터 제어 명령을 수신하는 무선 송수신부; 상기 입출력부, 상기 중앙 처리부, 상기 메모리부, 상기 무선 송수신부에 구동 전원을 공급하는 전원부;를 포함하여 구성된다.
본 발명의 상기 원격 감시 제어 장치는, 중공된 내부를 갖는 메인 케이스와, 상기 메인 케이스의 내부 후면에 구비되어 상기 입출력부, 상기 중앙 처리부, 상기 메모리부가 수직하게 결합되고, 전원부와 전기적으로 결합되는 메인 보드와, 상기 입출력부와 외부 장치와의 데이터 입출력을 위하여 상기 메인 케이스의 전면에 구비되는 입출력 커넥터를 포함하여 구성되는 메인 모듈; 중공된 내부를 갖는 보조 케이스와, 상기 보조 케이스의 내부에 구비되는 무선 송수신부와, 상기 무선 송수신부와 외부 장치와의 데이터 통신을 위하여 상기 보조 케이스의 일측에 구비되는 안테나를 포함하여 구성되는 무선 모듈; 을 포함하여 구성되되, 상기 메인 모듈과 상기 무선 모듈은 상호 측면을 접하도록 결합되며, 상기 메인 모듈의 상기 무선 모듈이 접하는 측면에는 상기 무선 모듈과의 데이터 교환을 위한 메인 커넥터가 구비되고, 상기 무선 모듈의 상기 메인 모듈이 접하는 측면에는 상기 메인 모듈과의 데이터 교환을 위한 무선 커넥터가 구비되어서, 상기 메인 모듈과 상기 무선 모듈의 결합시에 상기 메인 커넥터와 상기 무선 커넥터가 전기적으로 결합된다.
본 발명의 상기 원격 감시 제어 장치는, 중공된 내부를 갖는 확장 케이스와, 상기 확장 케이스의 내부 후면에 구비되는 확장 보드와, 상기 확장 보드에 수직하게 결합되는 확장부 및 상기 확장 케이스의 상호 대향되는 측면에 각각 구비되는 제 1 및 제 2 확장 커넥터를 포함하는 확장 모듈;을 포함하여 구성되되, 상기 확장 모듈은 상호 대향되는 측면이 상기 메인 모듈과 상기 무선 모듈에 각각 접하도록 상기 메인 모듈 및 상기 무선 모듈에 결합되고, 상기 확장 모듈의 결합시에 상기 메인 커넥터와 상기 제 1 확장 커넥터, 상기 무선 커넥터와 상기 제 2 확장 커넥터가 각각 전기적으로 결합된다.
본 발명의 상기 확장부는 상기 입출력부 또는 상기 메모리부이다.
본 발명의 상기 중앙 처리부는, 상기 입출력부, 상기 메모리부, 상기 무선 송수신부 중 어느 하나 이상에 대하여 이상 유무를 체크하여 에러 로그를 생성하고, 생성된 에러 로그가 기 저장된 이상 상태 로그와 부합되는 경우 리셋을 실행한다.
본 발명의 상기 중앙 제어부는 상기 원격 감시 제어 장치로부터 에러 로그를 전송받고, 상기 원격 감시 제어 장치에 리셋 명령을 전송한다.
본 발명의 상기 원격 감시 제어 장치는 전단(前段) 또는 후단(後段)의 다른 원격 감시 제어 장치로부터 측정 로그를 전송받고, 자체 생성한 측정 로그 대비 전송받은 측정 로그의 편차가 설정값 이상인 경우 측정 로그를 재생성한다.
본 발명의 상기 원격 감시 제어 장치는 재생성한 측정 로그 대비 전송받은 측정 로그의 편차가 설정값 이상인 경우 리셋을 실행한다.
본 발명의 상기 원격 감시 제어 장치는 전단(前段) 또는 후단(後段)의 다른 원격 감시 제어 장치로부터 측정 로그를 전송받고, 자체 생성한 측정 로그 대비 전송받은 측정 로그 중 어느 하나의 편차가 설정값 이상인 경우, 설정값 이상의 편차를 가지는 측정 로그를 전송한 다른 원격 감시 제어 장치에 측정 로그의 재생성 명령을 전송한다.
본 발명의 상기 원격 감시 제어 장치는 상기 측정 로그의 재생성 명령을 전송한 다른 원격 감시 제어 장치로부터 재생성된 측정 로그를 전송받고, 자체 생성한 측정 로그 대비 전송받은 재생성된 측정 로그의 편차가 설정값 이상인 경우, 상기 설정값 이상의 편차를 가지는 측정 로그를 전송한 다른 원격 감시 제어 장치에 리셋 명령을 전송한다.
본 발명의 입출력부, 중앙 처리부, 메모리부 등은 기판 형태로 형성되어 메인 보드의 슬롯에 삽입되는 형태로서, 장치의 리셋으로 해결되지 않는 물리적 고장인 경우, 메인 케이스의 전면부를 탈거한 후 문제가 되는 기판만을 탈거하여 교체가 가능하므로, 메인 모듈을 설치 장소로부터 분리하거나 메인 모듈의 전체적인 분해 없이도 유지 보수가 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 무선 송수신부가 구비됨으로써 낙뢰 등에 의한 전원 서지에 의해 발생되는 고장을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 입출력부의 포트를 최소화하고, 추가적인 입출력 포트가 필요한 경우 확장 모듈을 메인 모듈에 결합하여 입출력부를 증설할 수 있으므로, 불필요한 입출력포트가 삭제되어 장비를 소형화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 에러 로그의 분석을 통해 자체 리셋을 실시할 수 있으므로, 관리자의 현장 방문을 최소화하여 현장 출동에 따른 유지비를 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 주변의 다른 원격 감시 제어 장치로부터 측정 로그를 전송받아 이를 상호 비교함으로써 측정 오류를 다수결에 의해 수정할 수 있으므로, 중앙 제어부의 과부하를 방지하고 신속한 측정 오류 개선이 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 주변의 다른 원격 감시 제어 장치로부터 측정 로그를 전송받아 이를 상호 비교하고 이를 토대로 주변의 다른 원격 감시 제어 장치에 측정 오류를 위한 명령을 전송할 수 있으므로, 중앙 제어부의 과부하를 방지하고 신속한 측정 오류 개선이 가능한 효과가 있다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 사물인터넷 기반 관망 원격 감시 제어 시스템의 운용 예시도.
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 사물인터넷 기반 관망 원격 감시 제어 시스템의 원격 감시 제어 장치의 사시도.
도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 사물인터넷 기반 관망 원격 감시 제어 시스템의 원격 감시 제어 장치의 부분 개방 사시도.
도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 사물인터넷 기반 관망 원격 감시 제어 시스템의 원격 감시 제어 장치의 무선 모듈의 결합 예시를 도시한 사시도.
도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 사물인터넷 기반 관망 원격 감시 제어 시스템의 원격 감시 제어 장치의 확장 모듈의 결합 예시를 도시한 사시도.
도 6 은 본 발명의 실시예에 따른 사물인터넷 기반 관망 원격 감시 제어 시스템의 원격 감시 제어 장치의 운용 예시도.
이하에서, 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 6 에 도시된 바와 같이, 본 발명은 정수장(11)으로부터 배수지(12)에 이르는 관망의 설정 지점에 복수 개 설치되어 유량, 수압, 탁도, 수온, 잔류 염소, pH, 전기 전도도 중 어느 하나 이상의 데이터로 구성된 측정 로그를 생성하는 원격 감시 제어 장치(10)와, 원격 감시 제어 장치(10)로부터 측정 로그를 전송받고, 원격 감시 제어 장치(10)에 제어 설비에 대한 제어 명령을 전송하는 중앙 제어부(1)를 포함하여 구성된다.
원격 감시 제어 장치(10)는, 관망의 설정 지점에 설치된 센서들로부터 유량, 수압, 탁도, 수온, 잔류 염소, pH, 전기 전도도 중 어느 하나 이상을 전송받고, 관망의 설정 지점에 설치된 제어 설비에 제어 명령을 전송하는 입출력부(110)와, 입출력부(110)로부터 유량, 수압, 탁도, 수온, 잔류 염소, pH, 전기 전도도 중 어느 하나 이상의 값을 입력받아 측정 로그를 생성하고, 입출력부(110)에 제어 설비에 대한 제어 명령을 출력하는 중앙 처리부(120)와, 중앙 처리부(120)에서 생성된 측정 로그를 저장하는 메모리부(130)와, 원격지에 측정 로그를 전송하거나 또는 원격지로부터 제어 명령을 수신하는 무선 송수신부와, 입출력부(110), 중앙 처리부(120), 메모리부(130), 무선 송수신부에 구동 전원을 공급하는 전원부(140)를 포함하여 구성된다.
우선, 본 발명의 원격 감시 제어 장치(10)는 중공된 내부를 갖는 메인 케이스(101)와, 메인 케이스(101)의 내부 후면에 구비되어 입출력부(110), 중앙 처리부(120), 메모리부(130)가 수직하게 결합되고 전원부(140)가 전기적으로 결합되는 메인 보드(102)와, 입출력부(110)와 외부 장치와의 데이터 입출력을 위하여 메인 케이스(101)의 전면에 구비되는 입출력 커넥터(111)를 포함하여 구성되는 메인 모듈(100), 중공된 내부를 갖는 보조 케이스(201)와, 보조 케이스(201)의 내부에 구비되는 무선 송수신부와, 무선 송수신부와 외부 장치와의 데이터 통신을 위하여 보조 케이스(201)의 일측에 구비되는 안테나(202)를 포함하여 구성되는 무선 모듈(200)을 포함하여 구성된다.
이때, 메인 모듈(100)과 무선 모듈(200)은 상호 측면을 접하도록 결합되며, 메인 모듈(100)의 무선 모듈(200)이 접하는 측면에는 무선 모듈(200)과의 데이터 교환을 위한 메인 커넥터(103)가 구비되고, 무선 모듈(200)의 메인 모듈(100)이 접하는 측면에는 메인 모듈(100)과의 데이터 교환을 위한 무선 커넥터(203)가 구비되어서, 메인 모듈(100)과 무선 모듈(200)의 결합시에 메인 커넥터(103)와 무선 커넥터(203)가 전기적으로 결합되도록 구성된다.
입출력부(110)는, 관망에 설치된 센서들로부터 측정값을 전송받아 이를 중앙 처리부(120)에 전달하고, 중앙 처리부(120)의 제어 명령을 관망에 설치된 제어 설비들에 전송하는 역할을 하며, 이를 위하여 기판 형태로 형성되어 메인 보드(102)의 슬롯에 삽입, 메인 보드(102)와 전기적으로 결합된다. 이때, 메인 케이스(101)의 전면부에는 입출력부(110)와 외부 장치와의 데이터 입출력을 위한 입출력 커넥터(111)가 구비되어 입출력부(110)를 형성하고 있는 기판과 전기적으로 연결된다.
입출력부(110)는 관망의 설정 지점, 즉 원격 감시 제어 장치(10)가 설치된 지점에 설치된 센서들로부터 측정값을 전송받는다. 이때, 전송되는 측정값은 유량, 수압, 탁도, 수온, 잔류 염소, pH, 전기 전도도 등이 있으며, 센서의 설치 종류에 따라 추가적인 측정값을 전송받을 수 있다. 또한, 입출력부(110)는 관망의 설정 지점에 설치된 모터, 밸브에 중앙 처리부(120)로부터의 제어 명령을 전송할 수 있으며, 이때 전송되는 제어 명령은 모터의 기동 또는 속도, 밸브의 개폐량 등이 포함될 수 있다.
한편, 입출력 커넥터(111)에 설정된 포트의 수보다 전송받아야할 측정값의 수가 더 많은 경우 추가로 입출력부(110)를 더 형성할 수 있어야 한다. 따라서, 본 발명은 확장 모듈(300)을 더 구비하여 메인 모듈(100)에 장착할 수 있도록 구성된다.
확장 모듈(300)은, 중공된 내부를 갖는 확장 케이스와, 확장 케이스의 내부 후면에 구비되는 확장 보드와, 확장 보드에 수직하게 결합되는 확장부 및 확장 케이스의 상호 대향되는 측면에 각각 구비되는 제 1 및 제 2 확장 커넥터를 포함하여 구성되되, 확장 모듈(300)은 상호 대향되는 측면이 메인 모듈(100)과 무선 모듈(200)에 각각 접하도록 메인 모듈(100) 및 무선 모듈(200)에 결합되고, 확장 모듈(300)의 결합시에 메인 커넥터(103)와 제 1 확장 커넥터, 무선 커넥터(203)와 제 2 확장 커넥터가 각각 전기적으로 결합되도록 구성된다.
여기서, 확장부는 추가로 장착하고자 하는 입출력부(110)이며, 확장 보드가 제 1 확장 커넥터와 메인 커넥터(103)에 의해 메인 보드(102)에 연결되어 중앙 처리부(120)에 추가적인 측정값의 입력이 가능하게 되고, 제 2 확장 커넥터와 무선 커넥터(203)에 의해 무선 송수신부가 확장 보드를 통해 메인 보드(102)에 연결되어 중앙 처리부(120)와의 데이터 전송이 가능하게 된다. 이때, 확장 모듈(300)은 하나 이상이 구비될 수 있으며, 이 경우에도 확장 모듈(300)이 차례로 상호 측면을 접하도록 결합된 후 끝단에 무선 모듈(200)이 결합된다. 그리고, 확장부가 입출력부(110)일 경우, 확장 케이스의 전면부에는 입출력부(110)와 외부 장치와의 데이터 입출력을 위한 입출력 커넥터(311)가 구비된다.
또는, 확장부는 메모리부(130)일수도 있으며, 이 경우 확장 모듈(300)의 확장 보드에 결합되는 기판은 메모리부(130)를 형성하고 있는 기판이 되며, 결합 방법은 입출력부(110)의 구성과 동일하다. 다만, 확장부가 메모리부(130)일 경우 확장 케이스의 전면에는 SD카드의 삽입을 위한 슬롯이 형성될 수 있다.
중앙 처리부(120)는, 입출력부(110)로부터 유량, 수압, 탁도, 수온, 잔류 염소, pH, 전기 전도도 등의 측정값을 전송받아 측정 로그를 생성하며, 생성된 측정 로그를 메모리부(130)에 저장하고, 무선 송수신부를 통해 중앙 제어부(1)에 전송하는 역할을 한다. 또한, 중앙 처리부(120)는 입출력부(110)를 통해 모터에 기동 명령 또는 구동 속도 제어 명령을 전송하거나, 밸브의 개폐 명령을 전송하는 역할을 한다. 이를 위하여 중앙 처리부(120)는 기판 형태로 형성되어 메인 보드(102)의 슬롯에 삽입, 메인 보드(102)와 전기적으로 결합되며, 별도의 단말 장치와 직접 연결을 통한 제어 프로그램의 설치 또는 직접 제어 등을 위한 시리얼 포트 또는 이더넷 포트가 구비될 수 있다. 이 경우 시리얼 포트 또는 이더넷 포트는 메인 케이스(101)의 전면에 구비되어 중앙 처리부(120)를 형성하고 있는 기판과 전기적으로 연결된다.
중앙 처리부(120)는 또한 입출력부(110), 메모리부(130), 무선 송수신부, 전원부(140)의 에러를 체크하며, 체크된 결과로서 에러 로그를 생성하여 메모리부(130)에 저장하고, 무선 송수신부를 통해 중앙 제어부(1)에 전송한다. 이때, 중앙 처리부(120)는 생성된 에러 로그가 기 저장된 이상 상태 로그와 부합되는 경우 자체 리셋을 실시한다. 그리고 중앙 처리부(120)는 생성된 에러 로그를 중앙 제어부(1)에 전송하며, 중앙 제어부(1)로부터 리셋 명령을 수신하여 리셋을 실시할 수도 있다. 이러한 중앙 제어부(1)로부터의 리셋 명령은 기 저장된 이상 상태 로그와 부합되지는 않지만, 이상 상태인 것으로 판단될 가능성이 있는 에러 로그가 검출되는 경우에 관리자의 판단에 의해 실행될 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다.
한편, 도 6 과 같이, 중앙 처리부(120)는, 전단(前段) 또는 후단(後段)의 다른 원격 감시 제어 장치(10)로부터 측정 로그를 전송받고, 전단 또는 후단의 다른 원격 감시 제어 장치(10)에 측정 로그를 전송한다. 이는 전기적 서지, 진동, 온도, 습도 등에 의해 측정값에 노이즈가 발생되거나 또는 전송 에러, 시스템 오류 등에 의해 측정값에 오류가 있을 경우 측정 로그를 수정하거나 자체 리셋을 실시하기 위한 구성이다.
이를 좀 더 상세히 설명하면, 관망을 흐르는 물은 시발점으로부터 분기점, 종착점에 이르기까지 특별한 경우를 제외하고 일점 범위 내의 파라메터를 갖는다. 예를 들어 시발점에서의 염소 농도는 종착점에 이르기까지 꾸준히 낮아져야 하는데, 모든 지점에서의 염소 농도값이 꾸준이 낮아지는 것으로 측정되는 도중 중단의 어느 한 지점에서만 특별히 높은 값의 염소 농도가 측정되면, 해당 지점의 원격 감시 제어 장치(10)에 오류가 발생된 것으로 판단하게 되는 것이다. 이러한 각 지점별 센서들로부터 측정되는 측정값의 편차치는 관망의 공사시 결정되는 고정 파라메터와, 시발점에서의 유량, 유속, 수압, 수온 등의 변수, 분기점에서의 지면 온도, 밸브의 개방 정도, 중단 가압장(13)에서의 가압 정도 등의 변수에 의해 결정되는 가변 파라메터가 있을 수 있다. 이 중 고정 파라메터는 각 개소에 설치된 원격 감시 제어 장치(10)의 메모리부(130)에 저장되고, 가변 파라메터는 중앙 통제소로부터 각 원격 감시 제어 장치(10)에 실시간으로 전송될 수 있다. 이러한 고정 파라메터와 가변 파라메터가 설정된 수식에 의해 계산되면 각 지점에서의 전후단 대비 측정값의 허용 가능한 편차치가 설정되며, 설정된 편차치 이상의 측정값이 검출되는 경우 이를 노이즈 또는 장비 고장으로 판단하게 된다.
이를 위하여, 중앙 처리부(120)는 전단 또는 후단의 다른 원격 감시 제어 장치(10)로부터 측정 로그를 전송받아, 자체 생성한 측정 로그 대비 전송받은 측정 로그의 편차를 계산한다. 그리고 계산된 편차가 전후단의 원격 감시 제어 장치(10)로부터 전송된 측정 로그 대비 설정값 이상인 경우 자체 생성한 측정 로그에 이상이 있는 것으로 판단하여 측정 로그를 재생성한다. 그리고, 재생성된 측정 로그 대비 전송된 측정 로그의 편차가 설정값 미만인 경우에는 기 생성됐던 측정 로그를 노이즈에 의한 오류로 판단하고, 재생성된 측정 로그로 대체한다. 그러나, 재생성된 측정 로그 대비 전송된 측정 로그의 편차가 여전히 설정값 이상인 경우에는 장비 오류로 판단하고 자체 리셋을 실시한다. 이때, 리셋의 시도 횟수는 3회 이하인 것이 바람직하며, 3회 리셋 후에도 측정 로그의 편차가 여전히 설정값 이상인 경우에는 중앙 제어부(1)에 관리자의 출동을 요청한다.
한편, 시발점 측 원격 감시 제어 장치(10) 또는 종착점 측 원격 감시 제어 장치(10)는 전단 또는 후단이 없으므로, 생성된 측정 로그와 전송된 측정 로그의 편차가 설정값 이상이라 하더라도, 전송된 측정 로그가 하나밖에 없으므로, 다수결에 의한 측정 로그의 재생성 또는 리셋을 실시할 수 없게 된다. 이 경우 중앙 처리부(120)는 후단 또는 전단의 원격 감시 제어 장치(10)로부터 측정 로그의 재생성 명령 또는 리셋 명령을 수신한다.
이 경우 중앙 처리부(120)는, 전단 또는 후단의 다른 원격 감시 제어 장치(10)로부터 측정 로그를 전송받고, 자체 생성한 측정 로그 대비 전송받은 측정 로그 중 어느 하나의 편차가 설정값 이상인 경우, 설정값 이상의 편차를 가지는 측정 로그를 전송한 다른 원격 감시 제어 장치(10)에 측정 로그의 재생성 명령을 전송한다.
이후, 재생성되어 전송된 측정 로그 대비 자체 생성한 측정 로그의 편차가 설정값 미만인 경우에는 기 생성됐던 측정 로그를 노이즈에 의한 오류로 판단하고, 재생성된 측정 로그로 대체하도록 측정 로그를 재생성하여 전송한 원격 감시 제어 장치(10)에 측정 로그 대체 명령을 전송한다. 그러나, 재생성되어 전송된 측정 로그 대비 자체 생성한 측정 로그의 편차가 여전히 설정값 이상인 경우에는, 설정값 이상의 편차를 가지는 측정 로그를 전송한 다른 원격 감시 제어 장치(10)에 리셋 명령을 전송한다. 이때, 리셋의 시도 횟수는 3회 이하인 것이 바람직하며, 3회 리셋 후에도 측정 로그의 편차가 여전히 설정값 이상인 경우에는 중앙 제어부(1)에 관리자의 출동을 요청한다.
이렇듯, 중앙 처리부(120)는 인접한 다른 원격 감시 제어 장치(10)들로부터 측정 로그를 전송받아 이를 상호 비교하여 다수결에 의해 오류를 감지하며, 측정 로그의 재생성 및 장비의 리셋을 상호 보완적으로 수행할 수 있으므로, 중앙 제어부(1)의 처리를 분담할 수 있으므로, 중앙 제어부(1)의 시스템 과부하를 방지하고 신속한 처리가 가능해지는 효과를 갖게 된다.
메모리부(130)는, 중앙 처리부(120)로부터 생성된 측정 로그 및 에러 로그를 저장하는 역할을 하며, 이를 위하여 메모리부(130)는 기판 형태로 형성되어 메인 보드(102)의 슬롯에 삽입, 메인 보드(102)와 전기적으로 결합되며, 프로그램의 설치, 업데이트, 파라메터의 설정 등을 위한 SD카드 슬롯이 구비될 수 있다. SD카드 슬롯은 메인 케이스(101)의 전면부에 형성되어 메모리부(130)가 형성된 기판과 전기적으로 연결된다.
또한, 메모리부(130)는 중앙 제어부로부터 생성된 측정 로그를 백업하여 통신 이상 발생시 데이터 오결측이 최소화될 수 있도록 한다. 이때 백업되는 측정 로그는 자체 생성된 측정 로그 뿐만 아니라 전단 또는 후단으로부터 전송된 다른 원격 감시 제어 장치(10)의 측정 로그를 포함할 수 있다.
한편, 메모리부(130)에는 입출력부(110)가 센서들 또는 제어 장비들과 통신하기 위한 프로토콜 및 인터페이스가 라이브러리화되어 저장되어 있으며, 확장 모듈(300)의 추가 결합시 확장 모듈(300)을 통해 전송되는 추가적인 센서들의 프로토콜 및 인터페이스는 중앙 제어부(1)로부터 무선 송수신부를 통해 전송받아 저장될 수 있다.
무선 송수신부는, 원격지의 중앙 제어부(1) 또는 다른 원격 감시 제어 장치(10)에 측정 로그 또는 에러 로그를 전송하거나 또는 원격지로부터 측정 로그 또는 제어 명령을 수신하여 중앙 처리부(120)에 전송하는 역할을 하며, 이를 위하여 무선 모듈(200)의 내부에 기판 형태로 구비된다.
무선 모듈(200)은 중공된 내부를 갖는 보조 케이스(201)와, 보조 케이스(201)의 내부에 구비되는 무선 송수신부와, 무선 송수신부와 외부 장치와의 데이터 통신을 위하여 보조 케이스(201)의 일측에 구비되는 안테나(202)를 포함하여 구성되며, 보조 케이스(201)의 일측에 유선 통신을 위한 이더넷 포트가 구비될 수 있다.
이러한 무선 모듈(200)은, 메인 모듈(100)과 상호 측면을 접하도록 결합되며, 메인 모듈(100)의 무선 모듈(200)이 접하는 측면에는 무선 모듈(200)과의 데이터 교환을 위한 메인 커넥터(103)가 구비되고, 무선 모듈(200)의 메인 모듈(100)이 접하는 측면에는 메인 모듈(100)과의 데이터 교환을 위한 무선 커넥터(203)가 구비되어서, 메인 모듈(100)과 무선 모듈(200)의 결합시에 메인 커넥터(103)와 무선 커넥터(203)가 전기적으로 결합되도록 구성된다.
무선 송수신부는 와이파이, 지그비, 블루투스 등 공지의 근거리 무선 통신 중 어느 하나가 선택적으로 활용될 수 있으며, 또는, 3G, 4G 등의 공지의 모바일 무선 통신 중 어느 하나가 활용될 수 있다. 또한, 원격지의 다른 원격 감시 제어 장치(10) 또는 중앙 제어부(1)와 통신하기 위하여 별도의 무선 중계 장치가 더 활용될 수 있다.
한편, 무선 송수신부는 이더넷 포트를 통해 유선으로 외부와 통신을 수행할 수 있으며, 무선 통신의 결손시 유선 통신을 통해 중앙 제어부(1) 또는 다른 원격 감시 제어 장치(10)와 통신을 수행할 수 있다.
전원부(140)는, 입출력부(110), 중앙 처리부(120), 메모리부(130), 무선 송수신부 등에 구동 전원을 공급하는 역할을 하며, 이를 위하여 메인 케이스(101)의 메인 보드(102)에 전기적으로 결합되어 구성된다. 이때, 전원부(140)는 커패시터, 변압 코일 등 비교적 부피가 큰 부품이 사용되므로, 입출력부(110), 중앙 처리부(120), 메모리부(130) 등과 같이 기판 형태로 구성되지 않을 수 있으며, 별도의 기판상에 전원부(140)가 형성된 후 전원부(140)의 기판이 메인 보드(102)에 전기적으로 결합되는 형태로 구성될 수 있다.
상술한 구성으로 이루어진 본 발명의 입출력부(110), 중앙 제어부, 메모리부(130) 등은 기판 형태로 형성되어 메인 보드(102)의 슬롯에 삽입되는 형태로서, 장치의 리셋으로 해결되지 않는 물리적 고장인 경우, 메인 케이스(101)의 전면부를 탈거한 후 문제가 되는 기판만을 탈거하여 교체가 가능하므로, 메인 모듈(100)을 설치 장소로부터 분리하거나 메인 모듈(100)의 전체적인 분해 없이도 유지 보수가 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 무선 송수신부가 구비됨으로써 낙뢰 등에 의한 전원 서지에 의해 발생되는 고장을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 입출력부(110)의 포트를 최소화하고, 추가적인 입출력 포트가 필요한 경우 확장 모듈(300)을 메인 모듈(100)에 결합하여 입출력부(110)를 증설할 수 있으므로, 불필요한 입출력포트가 삭제되어 장비를 소형화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 에러 로그의 분석을 통해 자체 리셋을 실시할 수 있으므로, 관리자의 현장 방문을 최소화하여 현장 출동에 따른 유지비를 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 주변의 다른 원격 감시 제어 장치(10)로부터 측정 로그를 전송받아 이를 상호 비교함으로써 측정 오류를 다수결에 의해 수정할 수 있으므로, 중앙 제어부(1)의 과부하를 방지하고 신속한 측정 오류 개선이 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 주변의 다른 원격 감시 제어 장치(10)로부터 측정 로그를 전송받아 이를 상호 비교하고 이를 토대로 주변의 다른 원격 감시 제어 장치(10)에 측정 오류를 위한 명령을 전송할 수 있으므로, 중앙 제어부(1)의 과부하를 방지하고 신속한 측정 오류 개선이 가능한 효과가 있다.
[부호의 설명]
1 : 중앙 제어부 10 : 원격 감시 제어 장치
100 : 메인 모듈 110 : 입출력부
120 : 중앙 처리부 130 : 메모리부
140 : 전원부 200 : 무선 모듈
300 : 확장 모듈

Claims (9)

  1. 정수장으로부터 배수지에 이르는 관망의 설정 지점에 복수 개 설치되어 유량, 수압, 탁도, 수온, 잔류 염소, pH, 전기 전도도 중 어느 하나 이상의 데이터로 구성된 측정 로그를 생성하는 원격 감시 제어 장치와;
    상기 원격 감시 제어 장치로부터 상기 측정 로그를 전송받고, 상기 원격 감시 제어 장치에 제어 설비에 대한 제어 명령을 전송하는 중앙 제어부;
    를 포함하여 구성되되,
    상기 원격 감시 제어 장치는,
    상기 관망의 설정 지점에 설치된 센서들로부터 유량, 수압, 탁도, 수온, 잔류 염소, pH, 전기 전도도 중 어느 하나 이상을 전송받고, 관망의 설정 지점에 설치된 제어 설비에 제어 명령을 전송하는 입출력부;
    상기 입출력부로부터 유량, 수압, 탁도, 수온, 잔류 염소, pH, 전기 전도도 중 어느 하나 이상의 값을 입력받아 측정 로그를 생성하고, 상기 입출력부에 제어 설비에 대한 제어 명령을 출력하는 중앙 처리부;
    상기 중앙 처리부에서 생성된 측정 로그를 저장하는 메모리부;
    원격지에 측정 로그를 전송하거나 또는 원격지로부터 제어 명령을 수신하는 무선 송수신부;
    상기 입출력부, 상기 중앙 처리부, 상기 메모리부, 상기 무선 송수신부에 구동 전원을 공급하는 전원부;
    를 포함하여 구성되며,
    상기 원격 감시 제어 장치는,
    중공된 내부를 갖는 메인 케이스와, 상기 메인 케이스의 내부 후면에 구비되어 상기 입출력부, 상기 중앙 처리부, 상기 메모리부가 수직하게 결합되고, 전원부와 전기적으로 결합되는 메인 보드와, 상기 입출력부와 외부 장치와의 데이터 입출력을 위하여 상기 메인 케이스의 전면에 구비되는 입출력 커넥터를 포함하여 구성되는 메인 모듈;
    중공된 내부를 갖는 보조 케이스와, 상기 보조 케이스의 내부에 구비되는 무선 송수신부와, 상기 무선 송수신부와 외부 장치와의 데이터 통신을 위하여 상기 보조 케이스의 일측에 구비되는 안테나를 포함하여 구성되는 무선 모듈;
    을 포함하여 구성되되,
    상기 메인 모듈과 상기 무선 모듈은 상호 측면을 접하도록 결합되며, 상기 메인 모듈의 상기 무선 모듈이 접하는 측면에는 상기 무선 모듈과의 데이터 교환을 위한 메인 커넥터가 구비되고, 상기 무선 모듈의 상기 메인 모듈이 접하는 측면에는 상기 메인 모듈과의 데이터 교환을 위한 무선 커넥터가 구비되어서, 상기 메인 모듈과 상기 무선 모듈의 결합시에 상기 메인 커넥터와 상기 무선 커넥터가 전기적으로 결합되는 사물인터넷 기반 관망 원격 감시 제어 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 원격 감시 제어 장치는,
    중공된 내부를 갖는 확장 케이스와, 상기 확장 케이스의 내부 후면에 구비되는 확장 보드와, 상기 확장 보드에 수직하게 결합되는 확장부 및 상기 확장 케이스의 상호 대향되는 측면에 각각 구비되는 제 1 및 제 2 확장 커넥터를 포함하는 확장 모듈;
    을 포함하여 구성되되,
    상기 확장 모듈은 상호 대향되는 측면이 상기 메인 모듈과 상기 무선 모듈에 각각 접하도록 상기 메인 모듈 및 상기 무선 모듈에 결합되고, 상기 확장 모듈의 결합시에 상기 메인 커넥터와 상기 제 1 확장 커넥터, 상기 무선 커넥터와 상기 제 2 확장 커넥터가 각각 전기적으로 결합되는 사물인터넷 기반 관망 원격 감시 제어 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 확장부는 상기 입출력부 또는 상기 메모리부인 사물인터넷 기반 관망 원격 감시 제어 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 중앙 처리부는, 상기 입출력부, 상기 메모리부, 상기 무선 송수신부 중 어느 하나 이상에 대하여 이상 유무를 체크하여 에러 로그를 생성하고, 생성된 에러 로그가 기 저장된 이상 상태 로그와 부합되는 경우 리셋을 실행하는 사물인터넷 기반 관망 원격 감시 제어 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 중앙 제어부는 상기 원격 감시 제어 장치로부터 에러 로그를 전송받고, 상기 원격 감시 제어 장치에 리셋 명령을 전송하는 사물인터넷 기반 관망 원격 감시 제어 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 원격 감시 제어 장치는 전단(前段) 또는 후단(後段)의 다른 원격 감시 제어 장치로부터 측정 로그를 전송받고, 자체 생성한 측정 로그 대비 전송받은 측정 로그의 편차가 설정값 이상인 경우 측정 로그를 재생성하는 사물인터넷 기반 관망 원격 감시 제어 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 원격 감시 제어 장치는 재생성한 측정 로그 대비 전송받은 측정 로그의 편차가 설정값 이상인 경우 리셋을 실행하는 사물인터넷 기반 관망 원격 감시 제어 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 원격 감시 제어 장치는 전단(前段) 또는 후단(後段)의 다른 원격 감시 제어 장치로부터 측정 로그를 전송받고, 자체 생성한 측정 로그 대비 전송받은 측정 로그 중 어느 하나의 편차가 설정값 이상인 경우, 설정값 이상의 편차를 가지는 측정 로그를 전송한 다른 원격 감시 제어 장치에 측정 로그의 재생성 명령을 전송하는 사물인터넷 기반 관망 원격 감시 제어 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 원격 감시 제어 장치는 상기 측정 로그의 재생성 명령을 전송한 다른 원격 감시 제어 장치로부터 재생성된 측정 로그를 전송받고, 자체 생성한 측정 로그 대비 전송받은 재생성된 측정 로그의 편차가 설정값 이상인 경우, 상기 설정값 이상의 편차를 가지는 측정 로그를 전송한 다른 원격 감시 제어 장치에 리셋 명령을 전송하는 사물인터넷 기반 관망 원격 감시 제어 시스템.
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