WO2019112103A1 - IoT 시각지능을 이용한 데이터 센터 에너지 소비전력 진단 데이터 수집 방법 - Google Patents

IoT 시각지능을 이용한 데이터 센터 에너지 소비전력 진단 데이터 수집 방법 Download PDF

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Abstract

IoT 기반의 전력량계를 이용하여, 복잡한 공사 없이 데이터 센터의 전력을 측정, 수집, 계산할 수 있는 방법이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 데이터 센터 소비전력 진단 방법은 제1 IoT 디바이스가 서버들이 소모하는 전력량을 표시하는 제1 전력량계를 촬영하여 제1 전력량계 영상에 나타난 제1 전력량을 인식하고, 항온항습기들이 소모하는 전력량을 표시하는 제2 전력량계를 촬영하여 제2 전력량계 영상에 나타난 제2 전력량을 인식하며, 제1 전력량 및 제2 전력량을 기초로 PUE를 산출한다. 이에 의해, 복잡한 공사 없이 보다 간편한 방법으로 원하는 PUE를 계산할 수 있게 되고, 현장에서 바로 확인까지 가능하게 된다.

Description

IoT 시각지능을 이용한 데이터 센터 에너지 소비전력 진단 데이터 수집 방법
본 발명은 소비전력 진단 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 데이터 센터에서의 에너지 소비전력 진단 데이터 수집 방법에 관한 것이다.
창고 형태로 건축되는 해외의 데이터 센터 건물와 다르게 국내 데이터 센터는 여러 개 층으로 구성된 일반 사무용 건물 형태에서 운영되는 경우가 많다. 국내의 이런 데이터 센터에서는 다양한 고객에 대해 서비스가 좁은 구역별로 복잡하게 이루어져 있으며, 넓은 공간 규모로 운영/관리되는 방법에 비해 에너지 소비 상태를 확인하고, 최적으로 관리하는 것이 어렵다.
예를 들어 구글처럼 서버 1000대를 운영한다하면, 100대씩 컨테이너 박스로 패키징하여 관리하면, 모든 에너지 소비와 관리 시설 전력관리가 손쉽게 실행될 수 있다.
하지만, 현재 국내 사정은 일반 사무용 건물을 데이터 센터 건물로 사용하고 있으며, 1개 층에 여러개 구역으로 나누어 다른 서버, 다른 서비스 설정으로 복합적인 서비스를 제공하고 있고, 데이터 센터 자체가 일반 건물 구조이기 때문에, 전산 장비의 전력을 확인하고 그 공간에 해당하는 냉/난방, 조명장치의 전력을 세부적으로 측정하여 수치를 구하기 어렵다.
이로 인해, 현재는 데이터 센터 전체 빌딩에 대해서 전력효율을 계산해서 사용하고 있다
세부공간에 대한 전력효율을 구하기 위해서는, 분전반마다 서브미터를 설치해야 하는데, 이를 위해 공사와 전원 차단 등의 어려운 현장 작업이 필수적이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, IoT 기반의 전력량계를 이용하여, 복잡한 공사 없이 데이터 센터의 전력을 측정, 수집, 계산할 수 있는 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 데이터 센터 소비전력 진단 방법은 제1 IoT 디바이스가, 서버들이 소모하는 전력량을 표시하는 제1 전력량계를 촬영하는 단계; 제1 IoT 디바이스가, 촬영된 제1 전력량계 영상에 나타난 제1 전력량을 인식하는 제1 인식단계; 제2 IoT 디바이스가, 항온항습기들이 소모하는 전력량을 표시하는 제2 전력량계를 촬영하는 단계; 제2 IoT 디바이스가, 촬영된 제2 전력량계 영상에 나타난 제2 전력량을 인식하는 제2 인식단계; 제1 IoT 디바이스가, 제1 전력량 및 제2 전력량을 기초로, PUE(Power Usage Effectiveness)를 산출하는 단계;를 포함한다.
제1 전력량계는, 서버들에 전원을 공급하는 UPS의 패널에 부착되어 있을 수 있다.
제1 인식단계 및 제2 인식단계는, IoT 디바이스에 탑재된 문자 인식 엔진 또는 포털에서 제공하는 문자 인식 API를 이용한 문자 인식을 통해 전력량을 인식하는 것일 수 있다.
PUE 산출 단계는,
PUE = (제1 전력량 + 제2 전력량)/(제1 전력량)
위 식을 통해 PUE를 산출할 수 있다.
본 발명에 따른 데이터 센터 소비전력 진단 방법은 제1 IoT 디바이스가, PUE를 표시하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 데이터 센터 소비전력 진단 방법은 제1 IoT 디바이스가, 제1 전력, 제2 전력, (제1 전력 + 제2 전력) 및 PUE를 번차례로 표시하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
제1 IoT 디바이스는, 서버들이 소모하는 전력을 측정하는 모드로 설정되어, 인식된 제1 전력을 어디에서 소모하였는지 나타내고, 제2 IoT 디바이스는, 항온항습기가 소모하는 전력을 측정하는 모드로 설정되어, 인식된 제2 전력을 어디에서 소모하였는지 나타낼 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 데이터 센터 소비전력 진단 시스템은 서버들이 소모하는 전력량을 표시하는 제1 전력량계를 촬영하고, 촬영된 제1 전력량계 영상에 나타난 제1 전력량을 인식하며, 제1 전력량 및 하기 제2 전력량을 기초로 PUE(Power Usage Effectiveness)를 산출하는 제1 IoT 디바이스; 및 항온항습기들이 소모하는 전력량을 표시하는 제2 전력량계를 촬영하고, 촬영된 제2 전력량계 영상에 나타난 제2 전력량을 인식하는 제2 IoT 디바이스;를 포함한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 복잡한 공사 없이 보다 간편한 방법으로 원하는 PUE를 계산할 수 있게 되고, 현장에서 바로 확인까지 가능하게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 센터 에너지 소비 효율 평가 시스템을 도시한 도면,
도 2는 UPS 패널에 부착된 전력량계를 촬영하도록 IoT 측정기를 설치한 상황을 촬영한 사진,
도 3은 UPS 패널에 부착된 전력량계를 촬영하도록 IoT 측정기를 또 다른 방식으로 설치한 상황을 촬영한 사진,
도 4는 IoT 측정기들의 내부 블럭도,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 데이터 센터 PUE 산출 방법의 설명에 제공되는 흐름도,
도 7는 문자 인식 결과를 예시한 도면, 그리고,
도 8은 디스플레이 표시 상태를 나타낸 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 실시예에서는, IoT 시각지능을 이용한 데이터 센터 에너지 소비전력 진단 데이터를 수집하여, 데이터 센터의 에너지 소비 효율을 평가하기 위한 PUE(Power Usage Effectiveness)를 산출한다.
PUE는 IT 기기들인 서버들에서의 전력 사용과 기타 다른 설비들(항온항습기, 조명 등)에서의 전력 사용 비율로, 에너지 효율 등급을 나타내는 지표이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 센터 에너지 소비 효율 평가 시스템을 도시한 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 데이터 센터 에너지 소비 효율 평가 시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, 다수의 IoT 측정기들(100-1, 100-2, 100-3, 100-4, 100-5, 100-6, ... , 100-n)이 상호 통신가능하도록 연결되어 구축된다.
IoT 측정기들(100-1, 100-2, 100-6, ... , 100-n)은 서버들에서 소모하는 전력량을 측정하기 위한 IoT 기기이다. 구체적으로, IoT 측정기들(100-1, 100-2, 100-6, ... , 100-n)은 서버들에 전원을 공급하는 UPS의 패널에 부착된 전력량계를 촬영하여 문자 인식을 통해 서버들이 소모하는 전력량을 측정한다.
도 2는 서버들이 소모하는 전력량을 측정하기 위해, UPS 패널에 부착된 전력량계를 촬영하도록 IoT 측정기들(100-1, 100-2, 100-6, ... , 100-n)을 설치한 상황을 촬영한 사진이다. 도 2에서 IoT 측정기들(100-1, 100-2, 100-6, ... , 100-n)은 참조 부호 "100"으로 대표하여 나타내었다.
도 3에는 UPS 패널에 부착된 전력량계를 촬영하도록 IoT 측정기들(100-1, 100-2, 100-6, ... , 100-n)을 또 다른 방식으로 설치한 예를 나타내었다.
IoT 측정기들(100-3, 100-4, ...)은 데이터 센터의 공조를 위한 항온항습기들에서 소모하는 전력량을 측정하기 위한 IoT 기기이다. 이를 위해, IoT 측정기들(100-3, 100-4, ...)은 항온항습기들에 전원을 공급하는 분전반에 위치한 전력량계를 촬영하여 문자 인식을 통해 항온항습기들이 소모하는 전력량을 측정한다.
IoT 측정기들(100-5, ...)은 데이터 센터의 조명을 위한 조명설비들에서 소모하는 전력량을 측정하기 위한 IoT 기기이다. 이를 위해, IoT 측정기들(100-5, ...)은 조명설비들에 전원을 공급하는 분전반에 위치한 전력량계를 촬영하여 문자 인식을 통해 조명설비들이 소모하는 전력량을 측정한다.
IoT 측정기들(100-1, 100-2, 100-6, ... , 100-n)은 측정한 전력량을 다른 IoT 측정기들에 전송하여 공유한다. 다른 IoT 측정기들에 전송하는 전력량 정보에는, 측정된 전력량이 어디(서버, 항온항습기, 조명설비)에서 소모된 전력량인지 나타내는 정보가 포함된다.
이를 위해, IoT 측정기들(100-1, 100-2, 100-6, ... , 100-n)에는 모드 선택 수단이 마련되어 있으며, 이를 통해 UPS 측정모드, 항온항습기 측정모드 및 조명설비 측정모드 중 하나를 선택할 수 있다.
전력량 정보 공유하게 되므로, IoT 측정기들(100-1, 100-2, 100-6, ... , 100-n)은 모두 데이터 센터의 PUE를 산출할 수 있게 된다. 데이터 센터의 PUE는 다음의 식을 통해 산출한다.
데이터 센터의 PUE = [Σ(UPS 전력량) + Σ(항온항습기 전력량) + Σ(조명설비 전력량)]/Σ(UPS 전력량)
IoT 측정기의 세부 구성에 대해 도 4를 참조하여 상세히 설명한다. 도 4는 IoT 측정기들(100-1, 100-2, 100-6, ... , 100-n)의 내부 블럭도이다.
IoT 측정기들(100-1, 100-2, 100-6, ... , 100-n)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 카메라(110), 통신부(120), 프로세서(130), 모드 선택 스위치(140) 및 디스플레이(150)를 포함한다.
카메라(110)는 전방에 위치한 전력량계를 촬영하여, 전력량계 영상을 생성한다. 통신부(120)는 다른 IoT 측정기들과 통신 연결하고, 게이트웨이를 통해 인터넷에 액세스할 수 있다.
프로세서(130)는 카메라(110)가 생성한 전력량계 영상에서 문자 인식을 통해 전력량을 파악한다. 문자 인식을 통한 전력량 파악은 프로세서(130)가 보유하고 있는 문자 인식 엔진을 이용할 수도 있고, 통신부(120)를 통해 포털 등에서 제공하는 문자 인식 API를 호출하여 수행할 수도 있다.
프로세서(130)는 통신부(120)를 통해 수집한 데이터 센터의 전력량 정보들을 전력 소모처 별로(모드 별로) 합산하여, PUE를 산출한다. 디스플레이(150)에는 전력량 정보들과 PUE가 표시된다.
모드 선택 스위치(140)는 전술한 측정모드를 선택하는 수단으로, UPS 측정모드, 항온항습기 측정모드 및 조명설비 측정모드를 선택할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 데이터 센터 PUE 산출 방법의 설명에 제공되는 흐름도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 먼저, IoT 측정기들(100-1, 100-2, 100-3, 100-4, 100-5, 100-6, ... , 100-n)의 카메라(110)가 전력량계들을 촬영하여, 전력량계 영상들을 각각 생성한다(S210). 도 6에는 S210단계를 통해 생성된 전력량계 영상을 예시하였다.
다음, IoT 측정기들(100-1, 100-2, 100-3, 100-4, 100-5, 100-6, ... , 100-n)의 프로세서(130)는 S210단계에서 생성된 전력량계 영상에서 문자 인식을 통해 전력량을 파악한다(S220).
문자 인식은 IoT 측정기들(100-1, 100-2, 100-3, 100-4, 100-5, 100-6, ... , 100-n)에 탑재된 문자 인식 엔진이나 포털 등에서 제공하는 문자 인식 API를 이용하여 가능하다. 도 7에는 S220단계를 통해 수행되는 문자 인식 결과를 예시하였다.
이후, 프로세서(130)는 파악한 전력량 정보를 IoT 측정기들(100-1, 100-2, 100-3, 100-4, 100-5, 100-6, ... , 100-n)의 모드 정보와 함께 다른 IoT 측정기들에 전달한다(S230).
IoT 측정기들(100-1, 100-2, 100-3, 100-4, 100-5, 100-6, ... , 100-n)의 모드는 모드 선택 스위치(140)를 통해 선택된다고 전술한 바 있다.
프로세서(130)는 S230단계를 통해 수집한 데이터 센터 내의 전력량 정보들을 기기 별로 합산하여, 데이터 센터의 PUE를 산출한다(S240).
그리고, 프로세서(130)는 S240단계에서 산출한 전력량 정보들과 데이터 센터의 PUE를 디스플레이(150)를 통해 표시한다(S250).
구체적으로, S250단계에서는, 1) Σ(UPS 전력량), 2) Σ(항온항습기 전력량), 3) Σ(조명설비 전력량), 4) [Σ(UPS 전력량) + Σ(항온항습기 전력량) + Σ(조명설비 전력량)], 5) 데이터 센터의 PUE를 교번적으로 표시할 수 있다. 도 8에는 S250단계에서 디스플레이(150)의 표시 상태를 나타내었다.
지금까지, 데이터 센터 에너지 소비 효율 평가 시스템 및 방법에 대해, 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였다.
빌딩 한개 층에는 여러 개의 분전반에 서버들, 항온항습기들, 조명설비들이 연결되어 있어서, 이론적으로는 각 분전반의 분기별로 측정하여 층별 PUE를 구할 수 있다.
그러나, 분전반에 복잡하게 기기들의 전원이 연결되어 있고, 현실적으로 하나하나 연결된 기기를 찾아내어 분전반에서 전력을 측정하기는 어려웠던 점에 반해, 본 발명의 실시예에 따르면 서버들에서 소모되는 전력량(UPS가 공급하는 전력량), 항온항습기들에서 소모되는 전력량, 조명설비들에서 소모되는 전력량을 측정하여 PUE를 산출할 수 있게 된다.
한편, 본 실시예에 따른 장치와 방법의 기능을 수행하게 하는 컴퓨터 프로그램을 수록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에도 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있음은 물론이다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 기술적 사상은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 형태로 구현될 수도 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터에 의해 읽을 수 있고 데이터를 저장할 수 있는 어떤 데이터 저장 장치이더라도 가능하다. 예를 들어, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광디스크, 하드 디스크 드라이브, 등이 될 수 있음은 물론이다. 또한, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 또는 프로그램은 컴퓨터간에 연결된 네트워크를 통해 전송될 수도 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (8)

  1. 제1 IoT 디바이스가, 서버들이 소모하는 전력량을 표시하는 제1 전력량계를 촬영하는 단계;
    제1 IoT 디바이스가, 촬영된 제1 전력량계 영상에 나타난 제1 전력량을 인식하는 제1 인식단계;
    제2 IoT 디바이스가, 항온항습기들이 소모하는 전력량을 표시하는 제2 전력량계를 촬영하는 단계;
    제2 IoT 디바이스가, 촬영된 제2 전력량계 영상에 나타난 제2 전력량을 인식하는 제2 인식단계;
    제1 IoT 디바이스가, 제1 전력량 및 제2 전력량을 기초로, PUE(Power Usage Effectiveness)를 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 센터 소비전력 진단 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    제1 전력량계는,
    서버들에 전원을 공급하는 UPS의 패널에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 데이터 센터 소비전력 진단 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    제1 인식단계 및 제2 인식단계는,
    IoT 디바이스에 탑재된 문자 인식 엔진 또는 포털에서 제공하는 문자 인식 API를 이용한 문자 인식을 통해 전력량을 인식하는 것을 특징으로 하는 데이터 센터 소비전력 진단 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    PUE 산출 단계는,
    PUE = (제1 전력량 + 제2 전력량)/(제1 전력량)
    위 식을 통해 PUE를 산출하는 것을 특징으로 하는 데이터 센터 소비전력 진단 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    제1 IoT 디바이스가, PUE를 표시하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 센터 소비전력 진단 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    제1 IoT 디바이스가, 제1 전력, 제2 전력, (제1 전력 + 제2 전력) 및 PUE를 번차례로 표시하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 센터 소비전력 진단 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    제1 IoT 디바이스는,
    서버들이 소모하는 전력을 측정하는 모드로 설정되어, 인식된 제1 전력을 어디에서 소모하였는지 나타내고,
    제2 IoT 디바이스는,
    항온항습기가 소모하는 전력을 측정하는 모드로 설정되어, 인식된 제2 전력을 어디에서 소모하였는지 나타내는 것을 특징으로 하는 데이터 센터 소비전력 진단 방법.
  8. 서버들이 소모하는 전력량을 표시하는 제1 전력량계를 촬영하고, 촬영된 제1 전력량계 영상에 나타난 제1 전력량을 인식하며, 제1 전력량 및 하기 제2 전력량을 기초로 PUE(Power Usage Effectiveness)를 산출하는 제1 IoT 디바이스; 및
    항온항습기들이 소모하는 전력량을 표시하는 제2 전력량계를 촬영하고, 촬영된 제2 전력량계 영상에 나타난 제2 전력량을 인식하는 제2 IoT 디바이스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 센터 소비전력 진단 시스템.
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