WO2019017653A1 - 맨홀뚜껑 및 이를 이용한 맨홀관리시스템 - Google Patents

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WO2019017653A1
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wireless power
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antenna
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PCT/KR2018/007942
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French (fr)
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박진표
나원산
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Amosense Co Ltd
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Amosense Co Ltd
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D29/00—Independent underground or underwater structures; Retaining walls
    • E02D29/12—Manhole shafts; Other inspection or access chambers; Accessories therefor
    • E02D29/14—Covers for manholes or the like; Frames for covers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set

Definitions

  • the present invention relates to a manhole cover and a manhole management system using the same.
  • a measuring device for measuring the corrosion state of the pipe, the amount of gas supplied through the pipe, the amount of water / sewage, the amount of electricity, and the like are provided in the pipe or the like.
  • the measurement apparatus installed in the piping includes a measurement sensor and an antenna for transmitting the measured data from the measurement sensor to a ground station or a communication base station of a control center.
  • the antenna transmits and receives wireless signals to / from a wireless terminal, so that data measured from the measurement sensor can be wirelessly transmitted to a wireless terminal or the like on the ground, or wireless signals can be received from a wireless terminal or the like.
  • Such an antenna is driven by power supplied from a power source such as a battery. Accordingly, it is necessary to periodically recharge the battery or replace the battery in order for the antenna to operate continuously.
  • the manhole cover for covering the open upper portion of the manhole is typically made of a metal material, it is difficult to handle because it is heavy.
  • the operation of the vehicle must be controlled while the work is carried out for the safety of the operator.
  • a lid comprising: a lid body; At least one sensing unit for sensing information in a manhole and at least one communication module for transmitting information obtained through the sensing unit to the outside, the electronic unit being embedded in the lid body; A battery for supplying driving power to the electronic unit; And a wireless power receiving antenna built in the lid body so as to receive and supply wireless power supplied from the outside.
  • the wireless power receiving antenna may be embedded in a part of the lid body made of a non-conductive material.
  • the electronic unit may include at least one of a GPS module, an NFC module, a Bluetooth module, a temperature sensor, a humidity sensor, and a biological sensor.
  • the information obtained through the sensing unit may be transmitted to an external server or the portable terminal through the communication module.
  • the present invention also relates to the above-described manhole cover; And a portable wireless charging device for transmitting wireless power to the antenna for receiving wireless power and providing a power for charging the battery.
  • the portable wireless charging device may be a wireless charging pad including a housing and an antenna for wireless power transmission embedded in the housing.
  • the portable wireless charging device may include a plug for electrical connection with an external power line.
  • the portable wireless charging device may include a main body connected to the housing through a cable, the main body including: a circuit for driving the antenna for transmitting the wireless power; And a display unit for confirming a charged amount of the battery built in the manhole cover.
  • the battery for driving the electronic unit can be easily recharged by using the wireless charging method, the replacement operation of the battery is not required, so that the maintenance is easy and the convenience of the operation can be improved.
  • FIG. 1 is a view illustrating a manhole cover according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a partially enlarged incision view showing a part of the lid body in a state where the manhole cover of FIG. 1 is installed on the manhole;
  • FIG. 3 is a plan view showing an arrangement of an electronic unit, a battery, and a wireless power receiving antenna incorporated in a lid body in a manhole cover according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a block diagram showing a main configuration applied to a manhole cover according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a manhole management system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a view showing an embodiment of a wireless charging device applied to FIG. 5,
  • Figure 7 is a diagram of another type of wireless charging device that may be applied to Figure 5;
  • the manhole management system 1000 includes a manhole cover 100 and a wireless charging apparatus 200, 300 as shown in FIG.
  • the manhole cover 100 covers an open upper portion of the manhole 10 formed on a road or a road surface, thereby preventing a person or an object from falling into the inside of the manhole 10.
  • the manhole 10 is a large structure embedded in a sewer or underground, and an entrance 12 can be formed so that a worker can easily enter and exit the inside of the manhole 10 for cleaning or inspection.
  • the manhole 10 may be a sour manhole, a waterworks manhole, a communication manhole, a septic tank manhole, and the like, and the entrance 12 may be connected to a road surface such as a road or a road.
  • the manhole cover 100 includes a lid body 110, an electronic unit 120, a battery 130, and a wireless power receiving antenna 140 ).
  • the manhole cover 100 can detect the inside information of the manhole 10 and detect the inside information of the manhole 10 in addition to the basic function of preventing a person or an object from falling into the inside of the manhole 10. [ Information can be transmitted to the outside. Accordingly, the operator can easily monitor the inside of the manhole 10, not only near the manhole 10 but also at a distance from the manhole 10. A detailed description thereof will be given later.
  • the lid body 110 may have a predetermined area and may cover the entrance 12 of the manhole 10.
  • the lid body 110 may be formed of a known material such as metal, plastic, concrete, or the like, which is normally used as a manhole cover.
  • the lid body 110 may have various known shapes used in the shape of a conventional manhole cover such as a circle or a square.
  • the lid main body 110 includes an electronic unit 120 for sensing information inside the manhole 10 and sending sensed information to the outside and a battery for supplying power to the electronic unit 120 130 may be embedded.
  • the electronic unit 120 includes at least one sensing unit 121 for sensing information in the manhole, a controller 123 for processing information obtained through the sensing unit 121, And a communication module 122 for transmitting the processed information through the control unit 123 to the outside.
  • the information of the inside of the manhole detected through the sensing unit 121 may be status information of a facility such as a pipe buried in a manhole, environmental information such as temperature, humidity, etc. inside the manhole, It may be biometric information of the worker who is working.
  • the sensing unit 121 may be a temperature sensor, a humidity sensor, a living body sensor, an infrared sensor, a heat sensor, or the like, and may be one or more of the above-described sensors.
  • the sensing unit 121 may be mounted on the circuit board 125 and may be exposed to the outside through a through hole 114 formed in the lower surface of the lid body 110.
  • the sensing unit 121 is not limited to the above-described types, and other suitable sensors may be applied according to information in the manhole for sensing. Accordingly, the sensing unit 121 can acquire various information in the manhole to be measured.
  • the communication module 122 may be an NFC (Near Field Communication) communication, a Bluetooth communication, an RFID (Radio Frequency Identification) communication, an IrDA (Infrared Data Association) communication, a UWB (Ultra Wideband) communication, a Zigbee communication, , A short distance communication module that performs wireless communication according to a communication method such as a RADAR communication, a low power wireless communication, a WiFi communication, or the like, or a wireless communication module such as a GSM, GPRS, EDGE, LTE-A, LTE, CDMA, WCDMA, EVDO, Wibro, Or the like, in accordance with a communication method.
  • a communication method such as a RADAR communication, a low power wireless communication, a WiFi communication, or the like
  • a wireless communication module such as a GSM, GPRS, EDGE, LTE-A, LTE, CDMA, WCDMA, EVDO, Wibro, Or the like, in accordance with a communication
  • the communication module 122 may be configured such that a chipset suitable for a communication method to be applied is mounted on the circuit board 125. Data transmitted from a terminal carried by an operator working inside the manhole 10 may be transmitted to a server And may serve as a repeater for transmitting to the portable terminal.
  • the control unit 123 may calculate data based on the information sensed by the sensing unit 121 and transmit the calculated data to the server or the portable terminal through the communication module 122.
  • the electronic unit 120 may include a memory unit for storing data calculated through the control unit 123.
  • Module 124 may be further included.
  • the electronic unit 120 may be electrically connected to the battery 130 included in the lid body 110. Accordingly, the electronic unit 120 can be driven by receiving driving power from the battery 130.
  • the battery 130 may be a rechargeable secondary battery, and may be embedded in the lid body 110 together with the electronic unit 120. Also, the battery 130 may have a flexible shape or a square shape.
  • the manhole cover 100 according to the embodiment of the present invention can be recharged through the wireless charging method, the battery 130 providing the driving power to the electronic unit 120 side. Accordingly, even if the manhole cover 100 is disposed on the roadway, the battery 130 can be recharged through the wireless charging method. Accordingly, the manhole cover 100 according to an embodiment of the present invention does not require an operation for replacing the battery 130, so that the maintenance work can be facilitated.
  • the lid body 110 may include a wireless power receiving antenna 140 for receiving wireless power supplied from the outside and producing a power supplied to the battery 130 side.
  • the antenna for wireless power reception 140 may include a circuit board (not shown) directly connected to the circuit board 125 on which the electronic unit 120 is mounted or a circuit board 125, respectively.
  • the overall operation of the antenna 140 for receiving the wireless power can be controlled through the controller 123.
  • the controller 123 may include a general charging circuit and a protection circuit related to wireless charging so that the battery 130 can be smoothly charged using the wireless power received through the wireless power receiving antenna 140 .
  • the wireless power receiving antenna 140 may be a flat plate coil having a plurality of conductive members wound thereon, or may be an antenna pattern formed in a loop pattern on one surface of a circuit board.
  • the wireless power receiving antenna 140 may receive wireless power through an interaction with the antenna 220 for wireless power transmission built in the wireless charging devices 200 and 300.
  • a known shielding sheet 142 made of a magnetic material may be disposed on one side of the antenna 140 for wireless power reception so that wireless charging can be smoothly performed.
  • the wireless charging devices 200 and 300 generate a magnetic field through the antenna 220 for transmitting the wireless power using a power source supplied from a self-contained battery or an external power source, can do.
  • the wireless power receiving antenna 140 receives the electric power transmitted from the antenna 220 for wireless power transmission of the wireless charging devices 200 and 300 and generates an induction electromotive force to recharge the battery 130 Power can be produced.
  • the upper surface of the lid body 110 more specifically, the upper surface of the lid body 110
  • the wireless charging apparatuses 200 and 300 are disposed on the upper surface of the lid body 110, the battery 130 is wirelessly connected to the wireless power receiving antenna 140 and the wireless power transmitting antenna 220 It can be recharged.
  • the electronic unit 120, the battery 130 and the antenna for wireless power reception 140 may be directly embedded in the lid body 110.
  • the lid body 110 may be formed of a non-conductive material As shown in FIG.
  • the manhole cover 100 prevents interference or noise caused by a conductive material such as metal during the transmission or reception of wireless power and wireless data signals, Can be smoothly performed.
  • the manhole cover 100 may have a receiving portion 112 having a predetermined area passing through the manhole cover 100 and a housing 150 of a nonconductive material may be received by the receiving portion 112. [ (112).
  • the case 150 may be covered by a cover 154 to which the opened upper portion is detachably coupled.
  • the circuit board 125 on which the wireless power receiving antenna 140, the battery 130 and the electronic unit 120 are mounted is installed inside the case 150 along the height direction of the case 150 Can be arranged sequentially.
  • the wireless power receiving antenna 140 and the battery 130 may be electrically connected to the circuit board 125.
  • the case 150 may have an opening 152 through the opening corresponding to the through-hole 114 on the lower side. Accordingly, the sensing unit 121 mounted on the circuit board 125 can be exposed to the interior of the manhole 10, thereby smoothly sensing the internal state of the manhole 10.
  • the arrangement of the wireless power receiving antenna 140, the battery 130, and the circuit board 125, and the shape embedded in the lid body 110 are not limited thereto, and may be changed in various ways As shown in Fig. However, if the wireless power receiving antenna (140) is located at the top of the other component so that the wireless wireless charging device (200, 300) is disposed on the upper surface of the lid body I will reveal.
  • the wireless charging apparatuses 200 and 300 can supply power for recharging the battery 130 by transmitting wireless power to the wireless power receiving antenna 140 as described above.
  • the wireless charging apparatus 200 includes a housing 210, a known charging pad (not shown) having an antenna 220 for wireless power transmission, a shielding sheet 222, and a circuit (not shown) And the shielding sheet 222 may be disposed on one side of the antenna 220 for wireless power transmission.
  • the charging pad may include a cable 230 having a plug 232 for connection with a commercial power line at an end thereof. Accordingly, the charging pad can be supplied with power from the outside for driving the antenna 220 for transmitting the wireless power.
  • the antenna 220 for transmitting the wireless power may be formed of at least one flat coil, or may be an antenna pattern formed in a loop pattern on one side of a circuit board.
  • the wireless charging device 200 is not limited thereto, and the cable 230 may be omitted by incorporating a separate battery in the housing.
  • the wireless charging apparatus 300 includes a pad unit 310 disposed on one side of the lid body 110, a pad unit 310 disposed between the pad unit 310 and the cable 330 (Not shown).
  • the pad unit 310 may include a wireless power transmitting antenna 220 and a shielding sheet (not shown) in the housing 312, And a circuit unit (not shown) for driving the antenna 220 may be incorporated.
  • the main body 320 may include a display unit 340, and the overall operation of the display unit 340 may be controlled through the circuit unit.
  • the display unit 340 may display a charged amount of the battery 130 when the battery 130 installed in the manhole cover 100 is charged.
  • the operator can check the charged amount of the battery 130 through the display unit 340 in real time.
  • the manhole cover 100 is disposed at a position where accessibility or workability is inadequate as in the case of a driveway, only the pad portion 310 can be disposed and filled in the manhole cover 100 through the cable 330, The battery 130 can be easily charged without being affected by the environment.
  • the power supply for driving the main body 320 may include a battery built in the main body 320, and may include a plug for connection to the commercial power line at the end, (350) provided with a cable (352), so that commercial power may be supplied from the outside through the cable (350).
  • the wireless power receiving antenna 140 included in the manhole cover 100 and the antenna 220 for transmitting the wireless power included in the wireless charging devices 200 and 300 are connected to the plate- It is to be understood that the present invention is not limited thereto.
  • the antenna for wireless power reception 140 and the antenna for wireless power transmission 220 may be provided in the form of a solenoid in which a conductive member is wound along a longitudinal direction of a magnetic core having a predetermined length.
  • the antenna for wireless power transmission 220 and the antenna for wireless power reception 140 may be configured in the same form or in different forms.

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Abstract

맨홀뚜껑 및 이를 포함하는 맨홀관리 시스템이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 맨홀뚜껑은 뚜껑 본체; 맨홀 내부의 정보를 감지하기 위한 적어도 하나의 센싱부와, 상기 센싱부를 통해 획득된 정보를 외부로 송출하기 위한 적어도 하나의 통신모듈을 포함하여 상기 뚜껑 본체에 내장되는 전자유닛; 상기 전자유닛 측으로 구동전원을 제공하는 배터리; 및 외부로부터 공급되는 무선 전력을 수신하여 상기 배터리로 제공할 수 있도록 상기 뚜껑 본체에 내장되는 무선전력 수신용 안테나;를 포함한다.

Description

맨홀뚜껑 및 이를 이용한 맨홀관리시스템
본 발명은 맨홀뚜껑 및 이를 이용한 맨홀관리시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 가스관, 상하수도관, 통신 케이블 및 고압 케이블 등은 지상이나 공중에 노출되면 비나 강풍과 같은 환경조건 및 타 물체와의 접촉 등으로 인하여 파손이나 여러 가지 제반 안전사고가 발생할 위험성이 높아지므로 대개 지하에 매설된다.
이와 같은 경우, 환경조건이나 타 물체와의 접촉으로 인한 파손이나 안전사고의 위험은 감소할 수 있으나, 지하에 매설된 후 맨홀을 통해서 작업자의 출입이 가능하기 때문에 관리 및 제어를 위한 작업자의 접근성은 매우 떨어진다.
이에 따라, 배관 등에는 배관의 부식상태 및 배관을 통해 공급되는 가스량, 상/하수량, 전기량 등을 측정하기 위한 측정장치가 설치된다.
이때, 배관 등에 설치되는 측정장치는 측정용 센서와 상기 측정용 센서로부터 측정된 데이터를 지상의 무선 단말기 또는 관제센터의 통신기지국으로 전송하기 위한 안테나를 포함한다.
즉, 안테나는 무선 단말기 등과 무선신호를 송수신함으로써 측정용 센서로부터 측정된 데이터를 무선방식으로 지상의 무선 단말기 등으로 전송하거나 무선 단말기 등으로부터 무선신호를 수신할 수 있다.
이와 같은 안테나는 배터리와 같은 전원공급원으로부터 공급받은 전원을 통해 구동된다. 이에 따라, 안테나가 지속적으로 작동되기 위해서는 주기적으로 배터리를 재충전하거나 배터리를 교체할 필요가 있다.
그러나 맨홀의 개방된 상부를 덮는 맨홀뚜껑은 통상적으로 금속재질로 이루어지기 때문에 무게가 무거워 취급하기 어려운 문제가 있다. 또한, 맨홀이 인도가 아닌 차도와 접근된 위치에 형성되거나 차도 내에 형성되는 경우 작업자의 안전을 위하여 작업이 수행되는 동안 차량의 운행이 통제되어야 한다.
이에 따라, 배터리를 교체하는 작업은 매우 단순한 작업이기는 하나 작업이 불편한 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 안테나와 같은 전자유닛을 구동하기 위한 배터리를 교체하지 않고 간편하게 충전할 수 있는 맨홀뚜껑 및 이를 이용한 맨홀관리시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 뚜껑 본체; 맨홀 내부의 정보를 감지하기 위한 적어도 하나의 센싱부와, 상기 센싱부를 통해 획득된 정보를 외부로 송출하기 위한 적어도 하나의 통신모듈을 포함하여 상기 뚜껑 본체에 내장되는 전자유닛; 상기 전자유닛 측으로 구동전원을 제공하는 배터리; 및 외부로부터 공급되는 무선 전력을 수신하여 상기 배터리로 제공할 수 있도록 상기 뚜껑 본체에 내장되는 무선전력 수신용 안테나;를 포함하는 맨홀뚜껑을 제공한다.
또한, 상기 무선전력 수신용 안테나는 상기 뚜껑 본체 중 비도전성 재질로 이루어진 부분에 내장될 수 있다.
또한, 상기 전자유닛은 GPS 모듈, NFC 모듈, 블루투스 모듈, 온도센서, 습도센서 및 생체감지센서 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 센싱부를 통해 획득된 정보는 상기 통신모듈을 통해 외부의 서버 또는 휴대단말기 측으로 전송될 수 있다.
한편, 본 발명은 상술한 맨홀뚜껑; 및 상기 무선전력 수신용 안테나 측으로 무선전력을 송출하여 상기 배터리를 충전하기 위한 전원을 제공하는 휴대용 무선충전장치;를 포함하는 맨홀관리 시스템을 제공한다.
일례로, 상기 휴대용 무선충전장치는, 하우징과, 상기 하우징에 내장되는 무선전력 송신용 안테나를 포함하는 무선충전패드일 수 있다.
다른 예로써, 상기 휴대용 무선충전장치는 외부 전원라인과의 전기적인 연결을 위한 플러그를 포함할 수 있다.
또한, 상기 휴대용 무선충전장치는 케이블을 매개로 상기 하우징과 연결되는 본체부를 포함하고, 상기 본체부는, 상기 무선전력 송신용 안테나를 구동하기 위한 회로부; 및 상기 맨홀뚜껑에 내장된 배터리의 충전량을 확인할 수 있는 디스플레이부;를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 무선충전 방식을 이용하여 전자유닛을 구동하기 위한 배터리를 간편하게 재충전할 수 있음으로써 배터리의 교체작업이 불필요하므로 유지보수가 용이하고 작업편의성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 맨홀뚜껑을 나타낸 도면,
도 2는 도 1의 맨홀뚜껑이 맨홀에 설치된 상태에서 뚜껑 본체의 일부를 확대한 부분 확대절개도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 맨홀뚜껑에서 뚜껑 본체에 내장되는 전자유닛, 배터리 및 무선전력 수신용 안테나의 배치관계를 나타낸 분리도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 맨홀뚜껑에 적용되는 주요 구성을 나타낸 블럭도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 맨홀관리 시스템을 나타낸 개략도,
도 6은 도 5에 적용되는 무선충전장치의 일형태를 나타낸 도면, 그리고,
도 7은 도 5에 적용될 수 있는 다른 형태의 무선충전장치를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 맨홀관리 시스템(1000)은 도 5에 도시된 바와 같이 맨홀뚜껑(100) 및 무선충전장치(200,300)를 포함한다.
상기 맨홀뚜껑(100)은 도로나 노면에 형성된 맨홀(10)의 개방된 상부를 덮어줌으로써 사람이나 물건이 맨홀(10)의 내부로 추락하는 것을 방지할 수 있다.
여기서, 상기 맨홀(10)은 하수도나 지하에 매설된 대형구조물로서 청소나 검사를 위해 작업자가 내부로 용이하게 출입할 수 있도록 출입구(12)가 형성될 수 있다. 이와 같은 맨홀(10)은 오수맨홀, 상수도맨홀, 통신맨홀, 정화조맨홀 등일 수 있으며, 상기 출입구(12)는 인도나 차도와 같은 노면과 연결될 수 있다.
이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 맨홀뚜껑(100)은 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 뚜껑 본체(110), 전자유닛(120), 배터리(130) 및 무선전력 수신용 안테나(140)를 포함할 수 있다.
이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 맨홀뚜껑(100)은 맨홀(10)의 내부로 사람이나 물건이 추락하는 것을 방지하는 기본적인 기능 이외에 상기 맨홀(10)의 내부정보를 감지한 후 감지된 정보를 외부로 송출할 수 있다. 이에 따라, 작업자는 맨홀(10)과 가까운 근거리는 물론 맨홀(10)과 거리가 떨어진 원거리에서도 맨홀(10) 내부의 상태를 간편하게 모니터링할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
상기 뚜껑 본체(110)는 소정의 면적을 가질 수 있으며, 상기 맨홀(10)의 출입구(12)를 덮을 수 있다. 이와 같은 뚜껑 본체(110)는 금속이나 플라스틱, 콘크리트 등과 같이 통상적으로 맨홀뚜껑으로 사용되는 공지의 재질이 모두 적용될 수 있다. 더불어, 상기 뚜껑 본체(110)는 원형이나 사각형 등과 같이 통상적인 맨홀뚜껑의 형상으로 사용되는 공지의 다양한 형상이 모두 적용될 수 있다.
이때, 상기 뚜껑 본체(110)는 상기 맨홀(10) 내부의 정보를 감지한 후 감지된 정보를 외부로 송출하기 위한 전자유닛(120)과 상기 전자유닛(120) 측에 전원을 공급하는 배터리(130)가 내장될 수 있다.
본 발명에서, 상기 전자유닛(120)은 맨홀 내부의 정보를 감지하기 위한 적어도 하나의 센싱부(121)와, 상기 센싱부(121)을 통해 획득된 정보를 처리하기 위한 제어부(123) 및 상기 제어부(123)를 통해 처리된 정보를 외부로 송출하기 위한 통신모듈(122)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 센싱부(121)를 통해 감지된 맨홀 내부의 정보는 맨홀 내의 지하에 매설되는 배관 등과 같은 시설물의 상태정보일 수도 있고 맨홀 내부의 온도, 습도 등과 같은 환경정보일 수도 있으며, 맨홀 내부에서 작업하는 작업자의 생체정보일 수도 있다.
일례로, 상기 센싱부(121)는 온도센서, 습도센서, 생체감지센서, 적외선 센서, 열감지센서 등일 수 있으며, 상술한 센서들 중 하나 또는 복수 개로 구비될 수 있다. 이와 같은 센싱부(121)는 회로기판(125)에 실장된 형태일 수 있으며, 상기 뚜껑 본체(110)의 하면에 형성된 관통구(114)를 통해 외부로 노출될 수 있다.
그러나 상기 센싱부(121)를 위에 열거한 종류로 한정하는 것은 아니며, 감지하고자 맨홀 내부의 정보에 따라 적절한 다른 센서가 적용될 수 있다. 이를 통해, 상기 센싱부(121)는 측정하고자 하는 맨홀 내부의 다양한 정보를 획득할 수 있다.
그리고 상기 통신모듈(122)은 NFC(Near Field Communication) 통신, 블루투스 통신, RFID(Radio Frequency Identification) 통신, 적외선 통신(IrDA, Infrared Data Association) 통신, UWB(Ultra Wideband) 통신, 지그비 통신, LoRa 통신, RADAR 통신, 저전력 무선통신, WiFi 통신 등의 통신방식에 따라 무선 통신을 수행하는 근거리 통신모듈일 수도 있고, GSM, GPRS, EDGE, LTE-A, LTE, CDMA, WCDMA, EVDO, Wibro, Mobile WiMax 등의 통신방식에 따라 무선 통신을 수행하는 원거리 통신모듈일 수 있다.
이와 같은 통신모듈(122)은 적용되는 통신방식에 적합한 칩셋이 회로기판(125)에 실장된 형태일 수 있으며, 상기 맨홀(10) 내부에서 작업하는 작업자가 휴대하는 단말기로부터 전송된 데이터를 서버나 휴대단말기 측으로 전송하는 중계기의 역할을 수행할 수도 있다.
또한, 상기 제어부(123)는 상기 센싱부(121)에서 감지된 정보를 기반으로 데이터를 산출하고, 산출된 데이터를 상기 통신모듈(122)을 통해 서버나 휴대단말기 측으로 송출할 수 있다.
더불어, 상기 전자유닛(120)은 상기 제어부(123)를 통해 산출된 데이터를 저장하기 위한 메모리부를 포함할 수 있으며, 작업자가 맨홀(10)의 위치를 원격지에서 실시간으로 확인하고 관리할 수 있도록 GPS 모듈(124)을 더 포함할 수도 있다.
이와 같은 전자유닛(120)은 상기 뚜껑 본체(110)에 내장되는 배터리(130)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이를 통해, 상기 전자유닛(120)은 상기 배터리(130)로부터 구동전원을 공급받음으로써 구동될 수 있다.
여기서, 상기 배터리(130)는 충방전이 가능한 이차전지일 수 있으며, 상기 전자유닛(120)과 함께 뚜껑 본체(110)에 내장될 수 있다. 또한, 상기 배터리(130)는 플렉서블한 형태일 수도 있고 각형의 형태일 수도 있다.
이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 맨홀뚜껑(100)은 상기 전자유닛(120) 측으로 구동전원을 제공하는 배터리(130)가 무선 충전 방식을 통하여 재충전될 수 있다. 이에 따라, 상기 맨홀뚜껑(100)이 차도에 배치된다 하더라도 무선 충전 방식을 통해 배터리(130)가 재충전될 수 있다. 이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 맨홀뚜껑(100)은 상기 배터리(130)를 교체하기 위한 작업이 불필요하므로 유지보수작업이 용이할 수 있다.
이를 위해, 상기 뚜껑 본체(110)는 외부로부터 공급되는 무선전력을 수신하여 상기 배터리(130) 측으로 제공되는 전원을 생산하는 무선전력 수신용 안테나(140)가 내장될 수 있다.
여기서, 상기 무선전력 수신용 안테나(140)는 상기 전자유닛(120)이 실장되는 회로기판(125)과 직접 전기적으로 연결되거나 별도의 회로기판을 통해 상기 전자유닛(120)이 실장되는 회로기판(125)과 연결될 수 있다. 더불어, 상기 무선전력 수신용 안테나(140)는 상기 제어부(123)를 통해 전반적인 작동이 제어될 수 있다.
또한, 상기 제어부(123)는 무선전력 수신용 안테나(140)를 통해 수신된 무선 전력을 이용하여 상기 배터리(130)를 원활하게 충전할 수 있도록 무선충전과 관련된 일반적인 충전회로 및 보호회로를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 무선전력 수신용 안테나(140)는 도전성부재가 복수 회 권선된 평판형 코일일 수도 있고, 회로기판의 일면에 루프형상으로 패턴형성되는 안테나패턴일 수도 있다.
또한, 상기 무선전력 수신용 안테나(140)는 상기 무선충전장치(200,300)에 내장된 무선전력 송신용 안테나(220)와의 상호 작용을 통해 무선 전력을 수신할 수 있다. 더불어, 상기 무선전력 수신용 안테나(140)의 일면에는 원활한 무선 충전이 이루어질 수 있도록 자성체로 이루어진 공지의 차폐시트(142)가 배치될 수 있다.
이때, 상기 무선충전장치(200,300)는 자체내장되는 배터리 또는 외부의 전원공급원으로부터 공급된 전원을 이용하여 상기 무선전력 송신용 안테나(220)를 통해 자기장을 발생시키고 자기장과 함께 전력을 무선방식으로 송출할 수 있다.
이에 따라, 상기 무선전력 수신용 안테나(140)는 상기 무선충전장치(200,300)의 무선전력 송신용 안테나(220)로부터 송출되는 전력을 수신하여 유도기전력이 발생됨으로써 상기 배터리(130)를 재충전하기 위한 전력을 생산할 수 있다.
이로 인해, 상기 뚜껑 본체(110)에 내장되는 배터리(130)의 재충전이 필요한 경우 상기 뚜껑 본체(110)의 상부면, 더욱 자세하게는 상기 무선전력 수신용 안테나(140)의 직상부 측과 대응되는 뚜껑 본체(110)의 상부면에 상기 무선충전장치(200,300)를 배치하면 상기 배터리(130)는 서로 대응되는 무선전력 수신용 안테나(140) 및 무선전력 송신용 안테나(220)를 이용한 무선방식으로 재충전될 수 있다.
한편, 상술한 전자유닛(120), 배터리(130) 및 무선전력 수신용 안테나(140)는 상기 뚜껑 본체(110)에 직접 내장될 수 있으며, 상기 뚜껑 본체(110) 중 비도전성 재질로 이루어진 부분에 내장될 수 있다.
이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 맨홀뚜껑(100)은 무선 전력 및 무선 데이터 신호가 송신되거나 수신되는 과정에서 금속과 같은 도전성 재질에 의한 간섭 또는 노이즈의 발생이 방지됨으로써 무선 충전 및 무선 신호의 송,수신이 원활하게 이루어질 수 있다.
구체적인 일례로써, 상기 맨홀뚜껑(100)은 상기 뚜껑 본체(110)에 소정의 면적을 갖는 수용부(112)가 관통형성될 수 있고, 비전도성 재질로 이루어진 함체형상의 케이스(150)가 상기 수용부(112)에 삽입배치될 수 있다. 이와 같은 경우, 상기 케이스(150)는 개방된 상부가 착탈가능하게 결합되는 커버(154)를 통해 덮여질 수 있다.
더불어, 상기 케이스(150)의 내부에는 상술한 무선전력 수신용 안테나(140), 배터리(130) 및 전자유닛(120)이 실장된 회로기판(125)이 상기 케이스(150)의 높이방향을 따라 순차적으로 배치될 수 있다.
이와 같은 경우, 상기 무선전력 수신용 안테나(140) 및 배터리(130)는 상기 회로기판(125)과 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 상기 케이스(150)는 하부측에 상기 관통구(114)와 대응되는 영역에 개구부(152)가 관통형성될 수 있다. 이를 통해, 상기 회로기판(125)에 실장된 센싱부(121)는 상기 맨홀(10)의 내부로 노출될 수 있음으로써 상기 맨홀(10)의 내부상태를 원활하게 감지할 수 있다.
그러나 상기 무선전력 수신용 안테나(140), 배터리(130) 및 회로기판(125)의 배치관계 및 상기 뚜껑 본체(110)에 내장되는 형태를 이에 한정하는 것은 아니며, 설계 조건에 따라 다양한 방식으로 변경될 수 있음을 밝혀둔다. 다만, 무선충전장치(200,300)가 상기 뚜껑 본체(110)의 상부면에 배치되는 경우 원활한 무선충전이 이루어질 수 있도록 상기 무선전력 수신용 안테나(140)가 다른 부품의 최상부측에 위치한다면 무방함을 밝혀둔다.
상기 무선충전장치(200,300)는 상술한 바와 같이 상기 무선전력 수신용 안테나(140) 측으로 무선전력을 송출함으로써 상기 배터리(130)를 재충전하기 위한 전원을 공급할 수 잇다.
이와 같은 무선충전장치(200)는 도 6에 도시된 바와 같이 하우징(210)의 내부에 무선전력 송신용 안테나(220), 차폐시트(222) 및 회로부(미도시)가 내장된 공지의 충전패드일 수 있으며, 상기 차폐시트(222)는 상기 무선전력 송신용 안테나(220)의 일면에 배치될 수 있다.
또한, 상기 충전패드는 단부에 상용 전원 라인과의 연결을 위한 플러그(232)가 구비된 케이블(230)을 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 충전패드는 상기 무선전력 송신용 안테나(220)를 구동하기 위한 전원을 외부로부터 공급받을 수 있다. 더불어, 상기 무선전력 송신용 안테나(220)는 하나 이상의 평판형 코일로 구성될 수도 있고, 회로기판의 일면에 루프형상으로 패턴형성된 안테나 패턴일 수도 있다.
그러나 상기 무선충전장치(200)를 이에 한정하는 것은 아니며 상기 하우징의 내부에 별도의 배터리가 내장됨으로써 상기 케이블(230)이 생략된 형태일 수도 있다.
다른 예로써, 상기 무선충전장치(300)는 도 7에 도시된 바와 같이 상기 뚜껑 본체(110)의 일면에 놓여지는 패드 형태의 패드부(310)와, 상기 패드부(310)와 케이블(330)을 매개로 연결되는 본체부(320)를 포함할 수 있다.
즉, 상기 패드부(310)는 하우징(312)의 내부에 상술한 무선전력 송신용 안테나(220) 및 차폐시트(미도시)가 내장될 수 있으며, 상기 본체부(320)에 무선전력 송신용 안테나(220)를 구동하기 위한 회로부(미도시)가 내장되는 형태일 수 있다.
이때, 상기 본체부(320)는 디스플레이부(340)를 포함할 수 있으며, 상기 디스플레이부(340)는 상기 회로부를 통해 전반적인 동작이 제어될 수 있다. 여기서, 상기 디스플레이부(340)는 상기 맨홀뚜껑(100)에 내장된 배터리(130)의 충전시 상기 배터리(130)의 충전량이 표시될 수 있다.
이에 따라, 작업자는 상기 디스플레이부(340)를 통해 배터리(130)의 충전량을 실시간으로 확인할 수 있다. 더불어, 상기 맨홀뚜껑(100)이 차도와 같이 접근성 또는 작업성이 떨어지는 위치에 배치되어 있더라도 케이블(330)을 통해 상기 패드부(310)만을 맨홀뚜껑(100)에 배치하여 충전할 수 있음으로써 작업환경에 영향을 받지 않고 간편하게 배터리(130)를 충전할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 본체부(320)를 구동하기 위한 전원공급은 상기 본체부(320)에 배터리가 자체내장될 수도 있고, 상술한 실시예와 마찬가지로 단부에 상용 전원 라인과의 연결을 위한 플러그(352)가 구비된 케이블(350)을 포함함으로써 상기 케이블(350)을 통해 외부로부터 상용전원을 공급받을 수도 있다.
한편, 도면과 설명에는 맨홀뚜껑(100)에 포함되는 무선전력 수신용 안테나(140)와 무선충전장치(200,300)에 포함되는 무선전력 송신용 안테나(220)가 평판형 코일 또는 평판형 안테나 패턴과 같은 루프 형태로 도시하고 설명하였지만, 이에 한정하는 것은 아니다.
일례로, 상기 무선전력 수신용 안테나(140) 및 무선전력 송신용 안테나(220)는 소정의 길이를 갖는 자성체 코어의 길이방향을 따라 도전성부재가 권선되는 솔레노이드 형태로 구비될 수도 있다. 더불어, 상기 무선전력 송신용 안테나(220) 및 무선전력 수신용 안테나(140)는 서로 동일한 형태로 구성될 수도 있고, 서로 다른 형태로 구성될 수도 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

Claims (8)

  1. 뚜껑 본체;
    맨홀 내부의 정보를 감지하기 위한 적어도 하나의 센싱부와, 상기 센싱부를 통해 획득된 정보를 외부로 송출하기 위한 적어도 하나의 통신모듈을 포함하여 상기 뚜껑 본체에 내장되는 전자유닛;
    상기 전자유닛 측으로 구동전원을 제공하는 배터리; 및
    외부로부터 공급되는 무선 전력을 수신하여 상기 배터리로 제공할 수 있도록 상기 뚜껑 본체에 내장되는 무선전력 수신용 안테나;를 포함하는 맨홀뚜껑.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 무선전력 수신용 안테나는 상기 뚜껑 본체 중 비도전성 재질로 이루어진 부분에 내장되는 맨홀뚜껑.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 전자유닛은 GPS 모듈, NFC 모듈, 블루투스 모듈, 온도센서, 습도센서 및 생체감지센서 중 적어도 하나 이상을 포함하는 맨홀뚜껑.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 통신모듈은 상기 센싱부를 통해 획득된 정보를 외부의 서버 또는 휴대단말기 측으로 제공하는 맨홀뚜껑.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 기재된 맨홀뚜껑; 및
    상기 무선전력 수신용 안테나 측으로 무선전력을 송출하여 상기 배터리를 충전하기 위한 전원을 제공하는 휴대용 무선충전장치;를 포함하는 맨홀관리 시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 휴대용 무선충전장치는,
    하우징과, 상기 하우징에 내장되는 무선전력 송신용 안테나를 포함하는 무선충전패드인 맨홀관리 시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 휴대용 무선충전장치는 외부 전원라인과의 전기적인 연결을 위한 플러그를 포함하는 맨홀관리 시스템.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 휴대용 무선충전장치는 케이블을 매개로 상기 하우징과 연결되는 본체부를 더 포함하고,
    상기 본체부는, 상기 무선전력 송신용 안테나를 구동하기 위한 회로부; 및
    상기 맨홀뚜껑에 내장된 배터리의 충전량을 확인할 수 있는 디스플레이부;를 포함하는 맨홀관리 시스템.
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