WO2021172892A1 - Smart onsite control panel for underground facility measurement - Google Patents

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WO2021172892A1
WO2021172892A1 PCT/KR2021/002379 KR2021002379W WO2021172892A1 WO 2021172892 A1 WO2021172892 A1 WO 2021172892A1 KR 2021002379 W KR2021002379 W KR 2021002379W WO 2021172892 A1 WO2021172892 A1 WO 2021172892A1
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WO
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sensor
underground facility
control panel
connection unit
analog
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PCT/KR2021/002379
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Inventor
박성우
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(주)한국융합아이티
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    • G06Q50/00Systems or methods specially adapted for specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/10Services
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    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
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    • H04L67/12Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/30Services specially adapted for particular environments, situations or purposes
    • H04W4/38Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for collecting sensor information

Definitions

  • the present invention relates to a smart field control panel for measuring underground facilities.
  • a sensor mounted in an underground facility receives power at all times through a wire, and has a plurality of wires in order to transmit the sensed information to the on-site control panel.
  • the transducer and the sensing device provided in the field control panel must be changed according to the purpose of measurement such as flow rate or water level, the characteristics of the place to be measured, and the measurement method, but they are provided uniformly.
  • the transducer for measuring the flow rate and the transducer for measuring the water quality should be installed, respectively, and the transducers are respectively connected to the flow sensor and the water quality sensor through sensor cables.
  • the technical problem to be achieved by the present invention in order to solve the above problems is to use a small on-site control panel that is easy to carry, move, and install, to sense the state related to water and sewage and to collect or transmit it to an external device. It is to present a smart field control panel for
  • a smart field control panel for measuring underground facilities, a case; a battery provided in the case; Antenna connection unit connected to the antenna; an analog sensor connection unit mounted on an underground facility and connected to a plurality of analog sensors for sensing a state designated according to the purpose of the underground facility; and a SIM (Subscriber Identification Module) card provided in the case and configured to transmit status sensing information sensed by the plurality of analog sensors to an external device through the antenna.
  • SIM Subscriber Identification Module
  • the analog sensor connection unit is simultaneously connected to a plurality of analog sensors using a multi-connector, and receives different state sensing information from the plurality of analog sensors.
  • the plurality of analog sensors include at least one of a flow sensor, a water quality sensor, a sound wave sensor, and a lid opening/closing sensor
  • the plurality of analog sensors include at least one of a water level sensor, a flow sensor, a water quality sensor, and a lid opening/closing sensor. contains at least one.
  • a digital connection unit connected to a driving device for driving the underground facility to transmit a driving control signal, wherein the SIM card receives the driving control signal from the external device, a driving control signal through the digital connection unit is transmitted to the driving device.
  • a serial sensor connection unit mounted in the underground facility and connected to a plurality of serial sensors communicating using one of an RS485 communication method and an RS232 communication method; further including, wherein the SIM card is sensed by the serial sensors The sensing information is transmitted to an external device through the antenna.
  • the smart field control panel small, it is easy to install and move in a manhole, and by mounting a SIM card, there is an effect that it can be used wherever communication is possible without being limited by data communication.
  • FIG. 1 is a view showing a measurement system using a conventional fixed field control panel and a fixed sensing device
  • FIG. 2 is a view briefly showing a site in which a smart field control panel for measuring underground facilities is installed according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a perspective view of the smart field control panel shown in FIG. 2;
  • FIG. 4 is a block diagram showing a smart field control panel
  • FIG. 5 is a diagram showing an example in which a smart field control panel and a plurality of sensors are connected by a multi-connector, and
  • FIG. 6 is a view showing the effect of quickly identifying a problem area according to an embodiment of the present invention.
  • any element, component, apparatus, or system includes a component consisting of a program or software, even if not explicitly stated, that element, component, apparatus, or system means that the program or software is It should be understood to include hardware (eg, memory, CPU, etc.) or other programs or software (eg, drivers necessary to run an operating system or hardware) necessary for execution or operation.
  • the element may be implemented in software, hardware, or any form of software and hardware.
  • FIG. 2 is a view briefly showing a site in which the smart field control panel 100 for measuring underground facilities according to an embodiment of the present invention is installed.
  • the smart field control panel 100 is connected to a plurality of sensors 10 to 40 and may be installed underground, for example, in a manhole.
  • a plurality of sensors 10 to 40 may be mounted on an underground facility to sense a state designated according to the purpose of the underground facility, and may transmit a sensed result, ie, state sensing information, to the smart field control panel 100 .
  • the plurality of sensors 10 to 40 may be an analog sensor communicating in an analog manner or a serial sensor communicating in a serial manner.
  • a plurality of sensors 10 to 40 are a water level sensor for measuring distance, water level and volume, a flow rate sensor, a water quality sensor for measuring salinity, a water quality sensor for measuring dissolved oxygen, a water quality sensor for measuring pH, redox reaction, It may include various sensors such as a water quality sensor for measuring turbidity, a rainfall sensor, and the like.
  • the underground facility may include, for example, a water supply pipe, a sewage pipe, a heating pipe, a gas pipe and an oil pipe related to a fluid, a communication pipe for communication, and a power pipe for supplying power.
  • the smart field control panel 100 may transmit state sensing information to the external device 200 located on the ground through a wireless communication network.
  • the external device 200 may be one of devices for managing underground facilities such as a programmable logic controller (PLC), a remote terminal unit (RTU), and an underground facility control server, and the smart field control panel 100 is buried It may be located in a designated area or in a control center that collects, stores, and analyzes status sensing information from all smart field control panels.
  • PLC programmable logic controller
  • RTU remote terminal unit
  • underground facility control server an underground facility control server
  • the external device 200 may collect, store, or analyze the received state sensing information to determine the state of the underground facility and, if necessary, control the operation of the underground facility.
  • the external device 200 drives the pump to discharge the water in the water pipe to the outside, and at this time, the water flows into another water pipe
  • a drive control signal to close the valve may be generated and transmitted to the smart field control panel 100 .
  • the smart field control panel 100 may transmit the received drive control signal to the pump or valve to cause the pump or valve to perform an operation corresponding to the drive control signal.
  • FIG. 3 is a perspective view of the smart field control panel 100 shown in FIG. 2
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating the smart field control panel 100 .
  • the smart field control panel 100 includes a case 110, an antenna 120, an antenna connection unit 125, a battery 130, a power connection unit 135, Analog sensor connection unit 140 , serial sensor connection unit 145 , digital connection unit 150 , communication interface unit 155 , SIM (Subscriber Identification Module: Subscriber Identification Module) card 160 , memory 170 and control unit 180 ) may be included.
  • a case 110 an antenna 120, an antenna connection unit 125, a battery 130, a power connection unit 135, Analog sensor connection unit 140 , serial sensor connection unit 145 , digital connection unit 150 , communication interface unit 155 , SIM (Subscriber Identification Module: Subscriber Identification Module) card 160 , memory 170 and control unit 180 ) may be included.
  • SIM Subscriber Identification Module: Subscriber Identification Module
  • the case 110 serves as a housing that protects the smart field control panel 100 from external impact.
  • the battery 130, the communication interface unit 155, the SIM card 160, the memory 170, and the control unit 180 are provided inside the case 110, the antenna connection unit 125, the power connection unit 135,
  • the analog sensor connection unit 140 , the serial sensor connection unit 145 , and the digital connection unit 150 may be provided on the outer surface of the case 110 as shown in FIG. 3 .
  • the antenna 120 is connected through the antenna connector 125 provided in the case 100 , and transmits state sensing information to the external device 200 or transmits a driving control signal and an operation control signal of the smart field control panel 100 to the external device. may be received from the device 200 .
  • the battery 130 is mounted inside the case 110 to supply power to the smart field control panel 100 .
  • the power connection unit 135 receives commercial power from an external power supply device through a power line (PL) when the battery 130 is discharged or is set to the regular power use mode by the administrator and the smart field control panel 100 . can supply to In addition, the power connector 135 may receive solar energy generated by the solar module from the solar module to supply power.
  • PL power line
  • the analog sensor connection unit 140 may be connected to a plurality of analog sensors to receive information sensed by the analog sensors (hereinafter, referred to as 'status sensing information').
  • the analog sensor connection unit 140 is simultaneously connected with a plurality of analog sensors (eg, up to four) by the multi-connector 50 as shown in FIG. 5 to receive different state sensing information from each analog sensor.
  • a plurality of analog sensors eg, up to four
  • a plurality of analog sensors may be installed in an underground facility to sense a state designated according to the purpose of the underground facility.
  • Table 1 shows the state information that can be sensed in the underground facility according to the purpose of the underground facility.
  • the analog sensors mounted on the water pipe or the heating pipe may include at least one of a flow sensor, a water quality sensor, a sound wave sensor, and a lid opening/closing sensor.
  • the analog sensors mounted on the sewage pipe may include at least one of a water level sensor, a flow sensor, a water quality sensor, and a lid opening/closing sensor.
  • analog sensors mounted on the gas pipe or the oil pipe may include at least one of a flow sensor, a sound wave sensor, and a lid opening/closing sensor.
  • analog sensors mounted on the communication pipe or the power pipe may include a manhole immersion sensor and a fire monitoring sensor.
  • 'control' in [Table 1] means that when it is determined that a problem has occurred in an underground facility or manhole as a result of analyzing the state sensing information, a drive control signal is sent to the drive device of the corresponding underground facility to solve the problem. .
  • the control unit 180 controls the water supply flowing into the water pipe from the water supply source (houses, buildings, etc.) A drive control signal that locks the valve of the water supply pipe so that it is not supplied to .
  • the serial sensor connection unit 145 may be connected to a plurality of serial sensors that perform serial communication such as an RS485 communication method or an RS232 communication method by a serial cable.
  • the serial sensors may be one or more of the plurality of sensors 10 to 40 described above.
  • the serial sensor connection unit 145 may be connected to a plurality of serial sensors by the multi-connector 50 .
  • the digital connection unit 150 may be connected to a driving device for driving an underground facility by a digital cable to transmit a driving control signal.
  • the digital connector 150 may be connected to a plurality of driving devices by the multi-connector 50 .
  • the communication interface unit 155 includes a communication circuit supporting communication between the smart field control panel 100 and the external device 200 .
  • the communication interface unit 155 may support one or more of various wireless communication methods such as LoRaWAN, Bluetooth, and 4G/3G/2G.
  • the communication interface unit 155 is capable of cellular roaming by the SIM card 160 and it is possible to transmit location information using GPS.
  • the SIM card 160 may be provided in the case 110 and transmit state sensing information sensed by a plurality of analog sensors to the external device 200 through the antenna 120 .
  • the SIM card 160 may transmit status sensing information sensed by the serial sensors to the external device 200 through the antenna 120 .
  • the SIM card 160 when the SIM card 160 receives a driving control signal for driving the driving device from the external device through the communication interface unit 155 , the SIM card 160 transmits the received driving control signal to the controller 180 and transmits it to the driving device. you might as well make it
  • Memory 170 may include volatile memory and/or non-volatile memory.
  • the memory 170 for example, in order to implement and/or provide functions provided by the smart field control panel 100, commands or data related to the components 110 to 180, one or more programs and/or software , an operating system, and the like may be stored.
  • the program stored in the memory 170 transmits the state sensing information received from the plurality of sensors 10 to 40 to the external device 200 through the SIM card 160 , and the external device 200 . It may include a program to receive the driving control signal received from the SIM card 160 through the transfer to the driving device.
  • the memory 170 may store a mapping table in which identification information of a plurality of sensors 10 to 40 and identification information and location information of a driving device provided with the sensors 10 to 40 are mapped.
  • the controller 180 controls the overall operation of the smart field control panel 100 by executing one or more programs stored in the memory 170 .
  • the controller 180 may be a small control module such as a micro control unit (MCU) or a digital signal processor (DSP).
  • MCU micro control unit
  • DSP digital signal processor
  • the controller 180 processes and controls the state sensing information received from the plurality of sensors 10 to 40 to be transferred to the external device 200 through the SIM card 160 and the communication interface unit 155 .
  • the state sensing information may include a sensing value and sensor identification information.
  • the controller 180 converts the state sensing information into a digital signal or into an analog signal according to the form (analog or digital) of the received state sensing information and the signal form used by the communication interface unit 155, and converts the state sensing information into an analog signal, Signal processing such as filtering or amplification may be selectively performed.
  • the controller 180 receives the driving control signal received from the external device 200 from the SIM card 160 and analyzes it to determine a driving device to control the driving, and transmit the driving control signal to the determined driving device. can be processed and controlled.
  • the driving control signal received from the external device 200 includes identification information of a driving device to be controlled.
  • the controller 180 may process the state sensing information received from the plurality of sensors 10 to 40 to be stored in the memory 170, and directly analyze the stored state sensing information to determine the state of the underground facility. .
  • the controller 180 may directly generate a driving control signal and transmit it to the driving device through the digital connection unit 150 . Thereafter, when it is determined that the problem is solved by analyzing the received state sensing information, the controller 180 may transmit a driving control signal for returning to the original operation of the underground facility to the driving device.
  • the controller 180 switches to the regular power mode and processes to receive commercial power through the power connection unit 135 .
  • the controller 180 may send a warning text to the manager connected through the communication interface unit 155 and transmit warning data to the external device 200 .
  • [Table 2] to [Table 7] are tables showing overall performance or specifications of the smart field control panel 100 .
  • Table 2 shows the performance or specifications of data and software.
  • [Table 5] shows the performance or specifications of the communication interface unit 155.
  • Multi-Network International SIM Data plan included, support over 140 countries Configuration and Upgrade Remote access and Universal Serial Bus (USB) connection data transfer Periodic (transmission and collection cycle adjustable) antenna
  • External antenna support including internal antenna for backup GPS (Satellite Navigation System) guts
  • Sensor support port 2 ports up to 4 ports supported - 4 sensors
  • ASCII custom communication channel
  • A/I Analog channels
  • 4point max (4-20mA, 0-27.5V)
  • Digital Channel D/I
  • Dry contact open collector/maximum 3 points (or 2 pulses)
  • Sensor power supply available 350mA, 12V
  • FIG. 6 is a view showing the effect of quickly identifying a problem area according to an embodiment of the present invention.

Abstract

A smart onsite control panel for underground facility measurement is provided. A battery is provided in a case, an antenna connection unit is connected to an antenna, an analog sensor connection unit is mounted on an underground facility so as to be connected to a plurality of analog sensors for sensing a designated state according to a use of the underground facility, and a SIM card transmits, through the antenna, state sensing information sensed by the plurality of analog sensors to an external device located on the ground.

Description

지하 시설물 계측을 위한 스마트 현장 제어반Smart field control panel for underground facility measurement
본 발명은 지하 시설물 계측을 위한 스마트 현장 제어반에 관한 것이다.The present invention relates to a smart field control panel for measuring underground facilities.
최근 지하 매설물의 노후화, 잘못된 공사 또는 관리의 어려움으로 상수관로 부실로 인한 도로 파손 및 붉은 수돗물 공급, 하수관로 부실로 인한 싱크홀 및 하천 수질 사고 발생, 난방관로 파손으로 인한 사망 사고 발생, 가스관 파손으로 인한 폭발 사고 발생, 공동구 화재로 인한 통신 서비스 단절, 송유관의 불법 기름 탈취 등 다양한 사회적 문제가 일어나고 있다.Recently, due to deterioration of underground facilities, improper construction or difficulties in management, road damage and red tap water supply due to poor water supply pipelines, sinkholes and river water quality accidents due to poor sewage pipelines, fatal accidents due to damage to heating pipelines, gas pipeline damage Various social problems are occurring, such as explosion accidents, communication service interruption due to a fire in the common pit, and illegal oil theft from oil pipelines.
한편, 센싱 기술의 발달로 인하여 도시 시설물에 대한 모니터링이 교통, 방범 등에서 활성화되고 있으나, 상술한 지하 시설물에 대해서는 여전히 모니터링이 어렵다.On the other hand, due to the development of sensing technology, monitoring of urban facilities has been activated in traffic and crime prevention, but it is still difficult to monitor the above-mentioned underground facilities.
이는 지하 시설물의 대부분이 도로 또는 인도 아래에 존재하여 전기 및 센서를 매설하기 위한 굴착 공사를 필요로 하며, 또한, 도 1에 도시된 것처럼 대형 현장제어반을 필요로 하기 때문이다.This is because most of the underground facilities exist under the road or sidewalk and require excavation work for burying electricity and sensors, and also require a large on-site control panel as shown in FIG. 1 .
도 1의 경우, 지하 시설물에 장착된 센서는 유선으로 상시 전원을 공급받고, 센싱된 정보를 현장 제어반으로 전송하기 위해 다수의 유선들을 구비한다. 또한, 대형의 현장 제어반은 유량 또는 수위 등 측정 목적, 측정할 장소의 특성, 측정 방법에 따라 현장 제어반 내에 구비되는 변환기와 센싱 장치가 변경되어야 하나 일률적으로 제공되고 있다. 예를 들어, 한 장소에서 유량과 수질을 측정하기 위해서는 유량 측정을 위한 하나의 변환기와 수질 측정을 위한 변환기가 각각 설치되어야 하며, 변환기들은 각각 유량 센서 및 수질 센서와 센서 케이블들을 통해 연결된다.In the case of FIG. 1 , a sensor mounted in an underground facility receives power at all times through a wire, and has a plurality of wires in order to transmit the sensed information to the on-site control panel. In addition, in the large field control panel, the transducer and the sensing device provided in the field control panel must be changed according to the purpose of measurement such as flow rate or water level, the characteristics of the place to be measured, and the measurement method, but they are provided uniformly. For example, in order to measure the flow rate and water quality in one place, one transducer for measuring the flow rate and the transducer for measuring the water quality should be installed, respectively, and the transducers are respectively connected to the flow sensor and the water quality sensor through sensor cables.
또한, 배터리 기반의 이동식 측정 장비가 있으나 이는, 운영자가 직접 맨홀로 진입하여 데이터를 수거하여야 하므로 사고 위험도가 높고 데이터 수집에 불편함이 있다.In addition, there is a battery-based mobile measurement equipment, but this has a high accident risk and inconvenience in data collection because the operator must directly enter the manhole to collect data.
전술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 휴대, 이동 및 설치가 용이한 소형 현장 제어반을 이용하여 상하수도와 관련된 상태를 센싱하고 이를 취합하거나 또는 외부기기로 전송할 수 있는 지하 시설물 계측을 위한 스마트 현장 제어반을 제시하는 데 있다.The technical problem to be achieved by the present invention in order to solve the above problems is to use a small on-site control panel that is easy to carry, move, and install, to sense the state related to water and sewage and to collect or transmit it to an external device. It is to present a smart field control panel for
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved of the present invention are not limited to those mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 실시 예에 따르면, 지하 시설물 계측을 위한 스마트 현장 제어반은, 케이스; 상기 케이스에 구비되는 배터리; 안테나와 연결되는 안테나 연결부; 지하 시설물에 장착되어 상기 지하 시설물의 용도에 따라 지정된 상태를 센싱하는 다수의 아날로그 센서들과 연결되는 아날로그 센서 연결부; 및 상기 케이스에 구비되고, 상기 다수의 아날로그 센서들에 의해 센싱되는 상태 센싱 정보를 상기 안테나를 통해 외부 기기로 전송하도록 하는 SIM(Subscriber Identification Module: 가입자 식별 모듈) 카드;를 포함한다. As a means for solving the above-described technical problem, according to an embodiment of the present invention, a smart field control panel for measuring underground facilities, a case; a battery provided in the case; Antenna connection unit connected to the antenna; an analog sensor connection unit mounted on an underground facility and connected to a plurality of analog sensors for sensing a state designated according to the purpose of the underground facility; and a SIM (Subscriber Identification Module) card provided in the case and configured to transmit status sensing information sensed by the plurality of analog sensors to an external device through the antenna.
상기 아날로그 센서 연결부는 멀티 커넥터를 이용하여 다수의 아날로그 센서들과 동시에 연결되며, 상기 다수의 아날로그 센서들로부터 서로 다른 상태 센싱 정보를 수신한다.The analog sensor connection unit is simultaneously connected to a plurality of analog sensors using a multi-connector, and receives different state sensing information from the plurality of analog sensors.
상기 지하 시설물이 상수관 및 난방관 중 하나인 경우, 상기 다수의 아날로그 센서들은 유량 센서, 수질 센서, 음파 센서 및 뚜껑 개폐 센서 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 지하 시설물이 하수관인 경우, 상기 다수의 아날로그 센서들은 수위 센서, 유량 센서, 수질 센서 및 뚜껑 개폐 센서 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 지하 시설물이 가스관 및 송유관 중 하나인 경우, 상기 다수의 아날로그 센서들은 유량 센서, 음파 센서 및 뚜껑 개폐 센서 중 적어도 하나를 포함한다.When the underground facility is one of a water pipe and a heating pipe, the plurality of analog sensors include at least one of a flow sensor, a water quality sensor, a sound wave sensor, and a lid opening/closing sensor, and when the underground facility is a sewage pipe, the plurality of analog sensors The analog sensors include at least one of a water level sensor, a flow sensor, a water quality sensor, and a lid opening/closing sensor. contains at least one.
상기 지하 시설물의 구동을 위한 구동장치와 연결되어 구동 제어 신호를 전송하는 디지털 연결부;를 더 포함하고, 상기 SIM 카드는 상기 외부 기기로부터 상기 구동 제어 신호를 수신하면, 상기 디지털 연결부를 통해 구동 제어 신호가 상기 구동장치로 전송되도록 한다.Further comprising; a digital connection unit connected to a driving device for driving the underground facility to transmit a driving control signal, wherein the SIM card receives the driving control signal from the external device, a driving control signal through the digital connection unit is transmitted to the driving device.
상기 지하 시설물에 장착되어 RS485 통신 방식 및 RS232 통신 방식 중 하나를 이용하여 통신하는 다수의 시리얼 센서들과 연결되는 시리얼 센서 연결부;를 더 포함하고, 상기 SIM 카드는 상기 시리얼 센서들에 의해 센싱되는 상태 센싱 정보를 상기 안테나를 통해 외부 기기로 전송하도록 한다.A serial sensor connection unit mounted in the underground facility and connected to a plurality of serial sensors communicating using one of an RS485 communication method and an RS232 communication method; further including, wherein the SIM card is sensed by the serial sensors The sensing information is transmitted to an external device through the antenna.
본 발명에 따르면, 스마트 현장 제어반을 소형으로 제작함으로써 맨홀에 설치 및 이동이 용이하고, SIM 카드를 장착함으로써 데이터 통신에 제한받지 않고 통신이 가능한 곳이라면 어디서나 사용이 가능한 효과가 있다.According to the present invention, by making the smart field control panel small, it is easy to install and move in a manhole, and by mounting a SIM card, there is an effect that it can be used wherever communication is possible without being limited by data communication.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
도 1은 기존의 고정식 현장 제어반 및 고정식 센싱 장치를 이용한 계측 시스템을 도시한 도면,1 is a view showing a measurement system using a conventional fixed field control panel and a fixed sensing device;
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 지하 시설물 계측을 위한 스마트 현장 제어반이 설치된 현장을 간단히 보여주는 도면2 is a view briefly showing a site in which a smart field control panel for measuring underground facilities is installed according to an embodiment of the present invention;
도 3은 도 2에 도시된 스마트 현장 제어반의 사시도, 3 is a perspective view of the smart field control panel shown in FIG. 2;
도 4는 스마트 현장 제어반을 도시한 블록도4 is a block diagram showing a smart field control panel;
도 5는 스마트 현장 제어반과 다수의 센서들이 멀티 커넥터에 의해 연결되는 예를 도시한 도면, 그리고,5 is a diagram showing an example in which a smart field control panel and a plurality of sensors are connected by a multi-connector, and
도 6은 본 발명의 실시 예에 의해 문제 발생 지역을 신속히 파악할 수 있는 효과를 보여주는 도면이다.6 is a view showing the effect of quickly identifying a problem area according to an embodiment of the present invention.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시 예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.The above objects, other objects, features and advantages of the present invention will be easily understood through the following preferred embodiments in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed content may be thorough and complete, and the spirit of the present invention may be sufficiently conveyed to those skilled in the art.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.In this specification, when a component is referred to as being on another component, it may be directly formed on the other component or a third component may be interposed therebetween. In addition, in the drawings, the thickness of the components is exaggerated for effective description of the technical content.
본 명세서에서 어떤 엘리먼트, 구성요소, 장치, 또는 시스템이 프로그램 또는 소프트웨어로 이루어진 구성요소를 포함한다고 언급되는 경우, 명시적인 언급이 없더라도, 그 엘리먼트, 구성요소, 장치, 또는 시스템은 그 프로그램 또는 소프트웨어가 실행 또는 동작하는데 필요한 하드웨어(예를 들면, 메모리, CPU 등)나 다른 프로그램 또는 소프트웨어(예를 들면 운영체제나 하드웨어를 구동하는데 필요한 드라이버 등)를 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.Where it is stated herein that any element, component, apparatus, or system includes a component consisting of a program or software, even if not explicitly stated, that element, component, apparatus, or system means that the program or software is It should be understood to include hardware (eg, memory, CPU, etc.) or other programs or software (eg, drivers necessary to run an operating system or hardware) necessary for execution or operation.
또한, 어떤 엘리먼트(또는 구성요소)가 구현됨에 있어서 특별한 언급이 없다면, 그 엘리먼트(또는 구성요소)는 소프트웨어, 하드웨어, 또는 소프트웨어 및 하드웨어 어떤 형태로도 구현될 수 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.In addition, it should be understood that, unless specifically stated in the implementation of an element (or component), the element (or component) may be implemented in software, hardware, or any form of software and hardware.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시 예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In describing the specific embodiments below, various specific contents have been prepared to more specifically describe the invention and help understanding. However, a reader having enough knowledge in this field to understand the present invention may recognize that it may be used without these various specific details.
어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.In some cases, it is mentioned in advance that in describing the invention, parts that are commonly known and not largely related to the invention are not described in order to avoid confusion for no reason in explaining the invention.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 지하 시설물 계측을 위한 스마트 현장 제어반(100)이 설치된 현장을 간단히 보여주는 도면이다.2 is a view briefly showing a site in which the smart field control panel 100 for measuring underground facilities according to an embodiment of the present invention is installed.
도 2를 참조하면, 스마트 현장 제어반(100)은 다수의 센서들(10~40)과 연결되며, 지하에, 예를 들어, 맨홀 내에 설치될 수 있다. 다수의 센서들(10~40)은 지하 시설물에 장착되어 지하 시설물의 용도에 따라 지정된 상태를 센싱하고, 센싱된 결과, 즉, 상태 센싱 정보를 스마트 현장 제어반(100)으로 전송할 수 있다. Referring to FIG. 2 , the smart field control panel 100 is connected to a plurality of sensors 10 to 40 and may be installed underground, for example, in a manhole. A plurality of sensors 10 to 40 may be mounted on an underground facility to sense a state designated according to the purpose of the underground facility, and may transmit a sensed result, ie, state sensing information, to the smart field control panel 100 .
다수의 센서들(10~40)은 아날로그 방식으로 통신하는 아날로그 센서 또는 시리얼 방식으로 통신하는 시리얼 센서일 수 있다.The plurality of sensors 10 to 40 may be an analog sensor communicating in an analog manner or a serial sensor communicating in a serial manner.
다수의 센서들(10~40)은 거리, 수위 및 부피를 측정하는 수위 센서, 유속 센서, 염분을 측정하는 수질 센서, 용존 산소를 측정하는 수질 센서, pH, 산화 환원 반응을 측정하는 수질 센서, 탁도를 측정하는 수질 센서, 강우 센서 등 다양한 센서들을 포함할 수 있다.A plurality of sensors 10 to 40 are a water level sensor for measuring distance, water level and volume, a flow rate sensor, a water quality sensor for measuring salinity, a water quality sensor for measuring dissolved oxygen, a water quality sensor for measuring pH, redox reaction, It may include various sensors such as a water quality sensor for measuring turbidity, a rainfall sensor, and the like.
지하 시설물은 예를 들어, 유체와 관련된 상수관, 하수관, 난방관, 가스관 및 송유관, 통신을 위한 통신관 및 전원 공급을 위한 전원관을 포함할 수 있다.The underground facility may include, for example, a water supply pipe, a sewage pipe, a heating pipe, a gas pipe and an oil pipe related to a fluid, a communication pipe for communication, and a power pipe for supplying power.
스마트 현장 제어반(100)은 무선 통신망을 통해 상태 센싱 정보를 지상에 위치하는 외부 기기(200)로 전송할 수 있다. The smart field control panel 100 may transmit state sensing information to the external device 200 located on the ground through a wireless communication network.
외부 기기(200)는 PLC(Programmable Logic Controller), RTU(원격 단말 장치: Remote Terminal Unit), 지하 시설 관제 서버 등 지하 시설물을 관리하는 장치들 중 하나일 수 있으며, 스마트 현장 제어반(100)이 매설된 지역에 위치하거나, 모든 스마트 현장 제어반들로부터 상태 센싱 정보를 수집, 저장, 분석하는 관제 센터에 위치할 수 있다.The external device 200 may be one of devices for managing underground facilities such as a programmable logic controller (PLC), a remote terminal unit (RTU), and an underground facility control server, and the smart field control panel 100 is buried It may be located in a designated area or in a control center that collects, stores, and analyzes status sensing information from all smart field control panels.
외부 기기(200)는 수신된 상태 센싱 정보를 수집, 저장 또는 분석하여 지하 시설물의 상태를 파악하고, 필요한 경우 지하 시설물의 구동을 제어할 수 있다.The external device 200 may collect, store, or analyze the received state sensing information to determine the state of the underground facility and, if necessary, control the operation of the underground facility.
예를 들어, 수신된 상태 센싱 정보 중 상수관의 수위가 기준값을 초과한 경우, 외부 기기(200)는 펌프를 구동하여 상수관 내의 물을 외부로 배출시키고, 이 때 다른 상수관으로 물이 유입되는 것을 막기 위해 밸브를 잠그도록 하는 구동 제어 신호를 생성하여 스마트 현장 제어반(100)으로 전송할 수 있다. 스마트 현장 제어반(100)은 수신된 구동 제어 신호를 펌프 또는 밸브에게 전송하여 펌프 또는 밸브가 구동 제어 신호에 대응하는 동작을 수행하도록 할 수 있다.For example, when the water level in the water pipe exceeds the reference value among the received state sensing information, the external device 200 drives the pump to discharge the water in the water pipe to the outside, and at this time, the water flows into another water pipe In order to prevent this, a drive control signal to close the valve may be generated and transmitted to the smart field control panel 100 . The smart field control panel 100 may transmit the received drive control signal to the pump or valve to cause the pump or valve to perform an operation corresponding to the drive control signal.
도 3은 도 2에 도시된 스마트 현장 제어반(100)의 사시도, 도 4는 스마트 현장 제어반(100)을 도시한 블록도이다.3 is a perspective view of the smart field control panel 100 shown in FIG. 2 , and FIG. 4 is a block diagram illustrating the smart field control panel 100 .
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 현장 제어반(100)은 케이스(110), 안테나(120), 안테나 연결부(125), 배터리(130), 전원 연결부(135), 아날로그 센서 연결부(140), 시리얼 센서 연결부(145), 디지털 연결부(150), 통신 인터페이스부(155), SIM(Subscriber Identification Module: 가입자 식별 모듈) 카드(160), 메모리(170) 및 제어부(180)를 포함할 수 있다.3 and 4, the smart field control panel 100 according to an embodiment of the present invention includes a case 110, an antenna 120, an antenna connection unit 125, a battery 130, a power connection unit 135, Analog sensor connection unit 140 , serial sensor connection unit 145 , digital connection unit 150 , communication interface unit 155 , SIM (Subscriber Identification Module: Subscriber Identification Module) card 160 , memory 170 and control unit 180 ) may be included.
케이스(110)는 스마트 현장 제어반(100)을 외부 충격으로부터 보호하는 하우징 역할을 한다. 배터리(130), 통신 인터페이스부(155), SIM 카드(160), 메모리(170) 및 제어부(180)는 케이스(110)의 내부에 구비되고, 안테나 연결부(125), 전원 연결부(135), 아날로그 센서 연결부(140), 시리얼 센서 연결부(145) 및 디지털 연결부(150)는 도 3에 도시된 것처럼 케이스(110)의 외면에 구비될 수 있다.The case 110 serves as a housing that protects the smart field control panel 100 from external impact. The battery 130, the communication interface unit 155, the SIM card 160, the memory 170, and the control unit 180 are provided inside the case 110, the antenna connection unit 125, the power connection unit 135, The analog sensor connection unit 140 , the serial sensor connection unit 145 , and the digital connection unit 150 may be provided on the outer surface of the case 110 as shown in FIG. 3 .
안테나(120)는 케이스(100)에 구비되는 안테나 연결부(125)를 통해 연결되며, 외부 기기(200)에게 상태 센싱 정보를 전송하거나 구동 제어 신호, 스마트 현장 제어반(100)의 동작 제어 신호를 외부 기기(200)로부터 수신할 수 있다.The antenna 120 is connected through the antenna connector 125 provided in the case 100 , and transmits state sensing information to the external device 200 or transmits a driving control signal and an operation control signal of the smart field control panel 100 to the external device. may be received from the device 200 .
배터리(130)는 케이스(110) 내부에 장착되어 스마트 현장 제어반(100)에게 전원을 공급한다. The battery 130 is mounted inside the case 110 to supply power to the smart field control panel 100 .
전원 연결부(135)는 배터리(130)가 방전되거나 관리자에 의해 상시 전원 사용 모드로 설정되면, 외부의 전력 공급 장치로부터 전력선(PL: Power Line)을 통해 상용 전원을 공급받아 스마트 현장 제어반(100)에게 공급할 수 있다. 또한, 전원 연결부(135)는 태양열 모듈에 의해 생성된 태양 에너지를 태양열 모듈로부터 제공받아 전원을 공급할 수도 있다.The power connection unit 135 receives commercial power from an external power supply device through a power line (PL) when the battery 130 is discharged or is set to the regular power use mode by the administrator and the smart field control panel 100 . can supply to In addition, the power connector 135 may receive solar energy generated by the solar module from the solar module to supply power.
아날로그 센서 연결부(140)는 다수의 아날로그 센서들과 연결되어 아날로그 센서들이 센싱한 정보(이하, '상태 센싱 정보'라 한다)를 수신할 수 있다. The analog sensor connection unit 140 may be connected to a plurality of analog sensors to receive information sensed by the analog sensors (hereinafter, referred to as 'status sensing information').
아날로그 센서 연결부(140)는 도 5에 도시된 것처럼 멀티 커넥터(50)에 의해 다수의 아날로그 센서들(예를 들어, 최대 4개)과 동시에 연결되어 각 아날로그 센서로부터 서로 다른 상태 센싱 정보를 수신할 수 있다. 최대 4개는 일 예로서 이에 한정되지 않는다. 다수의 아날로그 센서들은 지하 시설물에 장착되어 지하 시설물의 용도에 따라 지정된 상태를 센싱할 수 있다. The analog sensor connection unit 140 is simultaneously connected with a plurality of analog sensors (eg, up to four) by the multi-connector 50 as shown in FIG. 5 to receive different state sensing information from each analog sensor. can A maximum of 4 is an example and is not limited thereto. A plurality of analog sensors may be installed in an underground facility to sense a state designated according to the purpose of the underground facility.
[표 1]은 지하 시설물의 용도에 따라 지하 시설물에서 센싱 가능한 상태 정보를 보여준다.[Table 1] shows the state information that can be sensed in the underground facility according to the purpose of the underground facility.
Figure PCTKR2021002379-appb-T000001
Figure PCTKR2021002379-appb-T000001
[표 1]에서 '수위, 유량, 수질, 음파, 뚜껑 개폐, 맨홀 침수, 화재 감시'는 센서가 센싱하는 정보의 종류이다.In [Table 1], 'water level, flow rate, water quality, sound wave, lid opening/closing, manhole flooding, and fire monitoring' are the types of information sensed by the sensor.
[표 1]을 참조하면, 지하 시설물이 상수관 및 난방관 중 하나인 경우, 상수관 또는 난방관에 장착되는 아날로그 센서들은 유량 센서, 수질 센서, 음파 센서 및 뚜껑 개폐 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Referring to [Table 1], when the underground facility is one of a water pipe and a heating pipe, the analog sensors mounted on the water pipe or the heating pipe may include at least one of a flow sensor, a water quality sensor, a sound wave sensor, and a lid opening/closing sensor. can
지하 시설물이 하수관인 경우, 하수관에 장착되는 아날로그 센서들은 수위 센서, 유량 센서, 수질 센서 및 뚜껑 개폐 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.When the underground facility is a sewage pipe, the analog sensors mounted on the sewage pipe may include at least one of a water level sensor, a flow sensor, a water quality sensor, and a lid opening/closing sensor.
지하 시설물이 가스관 및 송유관 중 하나인 경우, 가스관 또는 송유관에 장착되는 아날로그 센서들은 유량 센서, 음파 센서 및 뚜껑 개폐 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.When the underground facility is one of a gas pipe and an oil pipe, analog sensors mounted on the gas pipe or the oil pipe may include at least one of a flow sensor, a sound wave sensor, and a lid opening/closing sensor.
지하 시설물이 통신관 및 전원관 중 하나인 경우, 통신관 또는 전원관에 장착되는 아날로그 센서들은 맨홀 침수 센서 및 화재 감시 센서를 포함할 수 있다.When the underground facility is one of the communication pipe and the power pipe, analog sensors mounted on the communication pipe or the power pipe may include a manhole immersion sensor and a fire monitoring sensor.
또한, [표 1]에서 '제어'는 상태 센싱 정보를 분석한 결과 지하 매설물 또는 맨홀에 문제가 발생한 것으로 판단되는 경우, 문제 해결을 위해 구동 제어 신호를 해당 지하 시설물의 구동 장치에게 보내는 것을 의미한다.In addition, 'control' in [Table 1] means that when it is determined that a problem has occurred in an underground facility or manhole as a result of analyzing the state sensing information, a drive control signal is sent to the drive device of the corresponding underground facility to solve the problem. .
예를 들어, 상수관에 장착된 수질 센서로부터 센싱된 상태 센싱 정보를 분석한 결과 수질이 오염된 것으로 판단되면, 제어부(180)는 상수관에 유입된 상수가 수급원(주택, 빌딩 등 다수)으로 공급되지 않도록 상수관의 밸브를 잠그는 구동 제어 신호와 상수관으로 이미 유입된 상수를 외부로 배출하도록 상수관과 연결된 펌프를 구동하는 구동 제어 신호를 밸브와 펌프를 구동하는 구동 장치로 전송할 수 있다.For example, if it is determined that the water quality is contaminated as a result of analyzing the state sensing information sensed from the water quality sensor mounted on the water supply pipe, the control unit 180 controls the water supply flowing into the water pipe from the water supply source (houses, buildings, etc.) A drive control signal that locks the valve of the water supply pipe so that it is not supplied to .
한편, 시리얼 센서 연결부(145)는 RS485 통신 방식, RS232 통신 방식 등의 시리얼 통신을 수행하는 다수의 시리얼 센서들과 시리얼 케이블에 의해 연결될 수 있다. 시리얼 센서들은 상술한 다수의 센서들(10~40) 중 하나 이상일 수 있다. 시리얼 센서 연결부(145)는 멀티 커넥터(50)에 의해 다수의 시리얼 센서들과 연결될 수 있다.Meanwhile, the serial sensor connection unit 145 may be connected to a plurality of serial sensors that perform serial communication such as an RS485 communication method or an RS232 communication method by a serial cable. The serial sensors may be one or more of the plurality of sensors 10 to 40 described above. The serial sensor connection unit 145 may be connected to a plurality of serial sensors by the multi-connector 50 .
디지털 연결부(150)는 지하 시설물의 구동을 위한 구동 장치와 디지털 케이블에 의해 연결되어 구동 제어 신호를 전송할 수 있다. 디지털 연결부(150)는 멀티 커넥터(50)에 의해 다수의 구동 장치들과 연결될 수 있다.The digital connection unit 150 may be connected to a driving device for driving an underground facility by a digital cable to transmit a driving control signal. The digital connector 150 may be connected to a plurality of driving devices by the multi-connector 50 .
통신 인터페이스부(155)는 스마트 현장 제어반(100)과 외부 기기(200) 간의 통신을 지원하는 통신 회로를 포함한다. 통신 인터페이스부(155)는 LoRaWAN, 블루투스, 4G/3G/2G 등 다양한 무선 통신 방식 중 하나 이상을 지원할 수 있다. 또한, 통신 인터페이스부(155)는 SIM 카드(160)에 의한 셀룰러 로밍이 가능하고, GPS를 이용한 위치 정보 전송이 가능하다.The communication interface unit 155 includes a communication circuit supporting communication between the smart field control panel 100 and the external device 200 . The communication interface unit 155 may support one or more of various wireless communication methods such as LoRaWAN, Bluetooth, and 4G/3G/2G. In addition, the communication interface unit 155 is capable of cellular roaming by the SIM card 160 and it is possible to transmit location information using GPS.
SIM 카드(160)는 케이스(110)에 구비되고, 다수의 아날로그 센서들에 의해 센싱되는 상태 센싱 정보를 안테나(120)를 통해 외부 기기(200)로 전송하도록 할 수 있다.The SIM card 160 may be provided in the case 110 and transmit state sensing information sensed by a plurality of analog sensors to the external device 200 through the antenna 120 .
또한, SIM 카드(160)는 시리얼 센서들에 의해 센싱되는 상태 센싱 정보를 안테나(120)를 통해 외부 기기(200)로 전송하도록 할 수 있다.Also, the SIM card 160 may transmit status sensing information sensed by the serial sensors to the external device 200 through the antenna 120 .
또한, SIM 카드(160)는 상기 외부 기기로부터 구동 장치를 구동하기 위한 구동 제어 신호를 통신 인터페이스부(155)를 통해 수신하면, 수신된 구동 제어 신호를 제어부(180)로 전달하여 구동장치로 전송되도록 할 수도 있다.In addition, when the SIM card 160 receives a driving control signal for driving the driving device from the external device through the communication interface unit 155 , the SIM card 160 transmits the received driving control signal to the controller 180 and transmits it to the driving device. you might as well make it
메모리(170)는 휘발성 메모리 및/또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 메모리(170)에는 예를 들어, 스마트 현장 제어반(100)이 제공하는 기능 등을 구현 및/또는 제공하기 위하여, 구성요소들(110~180)에 관계된 명령 또는 데이터, 하나 이상의 프로그램 및/또는 소프트웨어, 운영체제 등이 저장될 수 있다.Memory 170 may include volatile memory and/or non-volatile memory. In the memory 170, for example, in order to implement and/or provide functions provided by the smart field control panel 100, commands or data related to the components 110 to 180, one or more programs and/or software , an operating system, and the like may be stored.
예를 들어, 메모리(170)에 저장되는 프로그램은 다수의 센서들(10~40)로부터 수신되는 상태 센싱 정보를 SIM 카드(160)를 통해 외부 기기(200)로 전달하고, 외부 기기(200)로부터 수신되는 구동 제어 신호를 SIM 카드(160)를 통해 수신하여 구동 장치로 전달하도록 하는 프로그램을 포함할 수 있다.For example, the program stored in the memory 170 transmits the state sensing information received from the plurality of sensors 10 to 40 to the external device 200 through the SIM card 160 , and the external device 200 . It may include a program to receive the driving control signal received from the SIM card 160 through the transfer to the driving device.
또한, 메모리(170)에는 다수의 센서들(10~40)의 식별정보와 센서들(10~40)이 구비된 구동 장치의 식별정보와 위치정보가 매핑된 매핑테이블이 저장될 수 있다.In addition, the memory 170 may store a mapping table in which identification information of a plurality of sensors 10 to 40 and identification information and location information of a driving device provided with the sensors 10 to 40 are mapped.
제어부(180)는 메모리(170)에 저장된 하나 이상의 프로그램을 실행하여 스마트 현장 제어반(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(180)는 MCU(Micro Control Unit) 또는 DSP(Digital Signal Processor) 등 소형 제어 모듈일 수 있다.The controller 180 controls the overall operation of the smart field control panel 100 by executing one or more programs stored in the memory 170 . The controller 180 may be a small control module such as a micro control unit (MCU) or a digital signal processor (DSP).
예를 들어, 제어부(180)는 다수의 센서들(10~40)로부터 수신되는 상태 센싱 정보를 SIM 카드(160)와 통신 인터페이스부(155)를 통해 외부 기기(200)로 전달하도록 처리 및 제어할 수 있다. 상태 센싱 정보는 센싱값과 센서 식별정보를 포함할 수 있다. 제어부(180)는 수신되는 상태 센싱 정보의 형태(아날로그 또는 디지털), 통신 인터페이스부(155)에서 사용하는 신호 형태에 따라 상태 센싱 정보를 디지털 신호로 변환하거나 아날로그 신호로 변환하고, 대역 통과에 의한 필터링을 수행하거나 증폭하는 등의 신호 처리를 선택적으로 수행할 수 있다.For example, the controller 180 processes and controls the state sensing information received from the plurality of sensors 10 to 40 to be transferred to the external device 200 through the SIM card 160 and the communication interface unit 155 . can do. The state sensing information may include a sensing value and sensor identification information. The controller 180 converts the state sensing information into a digital signal or into an analog signal according to the form (analog or digital) of the received state sensing information and the signal form used by the communication interface unit 155, and converts the state sensing information into an analog signal, Signal processing such as filtering or amplification may be selectively performed.
또한, 제어부(180)는 외부 기기(200)로부터 수신되는 구동 제어 신호를 SIM 카드(160)로부터 전달받아 분석하여 구동을 제어할 구동 장치를 판단하고, 판단된 구동 장치로 구동 제어 신호를 전달하도록 처리 및 제어할 수 있다. 외부 기기(200)로부터 수신되는 구동 제어 신호는 제어할 구동 장치의 식별정보를 포함한다.In addition, the controller 180 receives the driving control signal received from the external device 200 from the SIM card 160 and analyzes it to determine a driving device to control the driving, and transmit the driving control signal to the determined driving device. can be processed and controlled. The driving control signal received from the external device 200 includes identification information of a driving device to be controlled.
또한, 제어부(180)는 다수의 센서들(10~40)로부터 수신되는 상태 센싱 정보를 메모리(170)에 저장하도록 처리하고, 저장된 상태 센싱 정보를 직접 분석하여 지하 시설물의 상태를 판단할 수도 있다. 제어부(180)의 판단 결과 문제가 발생하였으며, 이를 해결하기 위해 구동 장치의 제어가 필요한 경우, 제어부(180)는 직접 구동 제어 신호를 생성하여 디지털 연결부(150)를 통해 구동 장치로 전달할 수도 있다. 이후, 수신되는 상태 센싱 정보를 분석하여 문제가 해결된 것으로 판단되면, 제어부(180)는 지하 시설물의 본래 동작으로 복귀하도록 하는 구동 제어 신호를 구동 장치로 전달할 수 있다. In addition, the controller 180 may process the state sensing information received from the plurality of sensors 10 to 40 to be stored in the memory 170, and directly analyze the stored state sensing information to determine the state of the underground facility. . As a result of the determination of the controller 180 , when a problem occurs, and control of the driving device is required to solve the problem, the controller 180 may directly generate a driving control signal and transmit it to the driving device through the digital connection unit 150 . Thereafter, when it is determined that the problem is solved by analyzing the received state sensing information, the controller 180 may transmit a driving control signal for returning to the original operation of the underground facility to the driving device.
또한, 제어부(180)는 배터리(130)가 방전된 경우 상시 전원 모드로 전환하고 전원 연결부(135)를 통해 상용 전원을 공급받도록 처리한다.In addition, when the battery 130 is discharged, the controller 180 switches to the regular power mode and processes to receive commercial power through the power connection unit 135 .
또한, 제어부(180)는 지하 시설물에 문제가 발생한 경우 통신 인터페이스부(155)를 통해 연결된 관리자에게 경고 문자를 발송하고, 외부 기기(200)에게 경고 데이터를 전송할 수도 있다. In addition, when a problem occurs in the underground facility, the controller 180 may send a warning text to the manager connected through the communication interface unit 155 and transmit warning data to the external device 200 .
[표 2] 내지 [표 7]은 스마트 현장 제어반(100)의 전반적인 성능 또는 사양을 보여주는 표이다. [Table 2] to [Table 7] are tables showing overall performance or specifications of the smart field control panel 100 .
[표 2]는 데이터 및 소프트웨어의 성능 또는 사양을 보여준다.[Table 2] shows the performance or specifications of data and software.
기능function 내용Contents
데이터 호스팅data hosting 클라우드 또는 On-Premises(물리 서버)Cloud or On-Premises (Physical Server)
사이버 보안cyber security TLS 1.2 ProtocolTLS 1.2 Protocol
소프트웨어 통합software integration REST APIREST API
SCADA 통합SCADA Integration CSV, DNP3, OPC-UA, FTPCSV, DNP3, OPC-UA, FTP
IoT 플랫폼 소프트웨어IoT platform software 데스크탑, 태블릿 및 모바일에서 제공하는 웹 기반Web-based on desktop, tablet and mobile
데이터 내보내기 옵션Data export options CSVCSV
장치 메모리device memory 8GB8 GB
데이터 통신data communication 이중화duplication
경보 임계값alarm threshold 데이터 스트림당 최대 4개Up to 4 per data stream
경보 알람alarm alarm SMS, email, 음성SMS, email, voice
시스템 상태 점검 기능System health check function 포함including
[표 3]은 전원(배터리 또는 상시 전원)의 성능 또는 사양을 보여준다. [Table 3] shows the performance or specifications of the power supply (battery or constant power).
기능function 내용Contents
전원 공급 장치power supply 내부 리튬 배터리 교체 타입Internal lithium battery replacement type
내부 배터리 용량internal battery capacity 3.9V DC 3A 32Ah3.9V DC 3A 32Ah
총 작동 시간total operating time 최대 5년 이상(전송 주기에 따라 변동 가능)Up to 5 years or more (subject to change depending on transmission cycle)
배터리 상태battery status 잔여량 표시 기능Remaining amount display function
외부 전원external power 태양열 및 상용 전원(자동 전원 전환 기능)Solar and commercial power (auto power switching function)
입력 전압input voltage 5-28 VDC5-28 VDC
[표 4]는 내부 안전(선택사항)의 성능 또는 사양을 보여준다. [Table 4] shows the performance or specifications of internal safety (optional).
기능function 내용Contents
인증certification USA/Canada Class I Div 1 Zone 0 ATEX Zone 0
IECEx
USA/Canada Class I Div 1 Zone 0 ATEX Zone 0
IECEx
내부 회로 보호internal circuit protection 5-12VDC, 1.65~2.2A 전류 제한 기능5-12VDC, 1.65~2.2A current limit function
[표 5]는 통신 인터페이스부(155)의 성능 또는 사양을 보여준다. [Table 5] shows the performance or specifications of the communication interface unit 155.
기능function 내용Contents
통신 인터페이스communication interface 셀룰러(4G/3G/2G), LoRaWAN, 블루투스Cellular (4G/3G/2G), LoRaWAN, Bluetooth
SIM card(s)SIM card(s) 2중 유심 슬롯double sim slot
셀룰러 로밍cellular roaming 다중 네트워크 국제 유심: Data plan included, 140개국 이상 지원Multi-Network International SIM: Data plan included, support over 140 countries
구성 및 업그레이드Configuration and Upgrade 원격 접속 및 USB(Universal Serial Bus) 연결Remote access and Universal Serial Bus (USB) connection
데이터 전송data transfer 정기적(전송 및 수집 주기 조절 가능)Periodic (transmission and collection cycle adjustable)
안테나antenna 백업용 내부안테나를 포함한 외부 안테나 지원External antenna support including internal antenna for backup
GPS(위성 항법 시스템)GPS (Satellite Navigation System) 내장guts
[표 6]은 기계 외함의 성능 또는 사양을 보여준다. [Table 6] shows the performance or specifications of the machine enclosure.
기능function 내용Contents
동작 확인operation check LED 표시LED indication
치수(W, H, D)Dimensions (W, H, D) 대략 13cm, 16cm, 7cmApprox. 13 cm, 16 cm, 7 cm
무게weight 대략 0.9kgabout 0.9 kg
재질texture PolycarbonatePolycarbonate
방수 등급waterproof rating IP 68/NEMA 6PIP 68/NEMA 6P
동작 온도operating temperature -40℃~80℃-40℃~80℃
데이터 저장 온도data storage temperature -40℃~80℃-40℃~80℃
[표 7]은 통합 센서의 성능 또는 사양을 보여준다.[Table 7] shows the performance or specifications of the integrated sensor.
기능function 내용Contents
센서 지원 포트Sensor support port 2포트(최대 4포트 지원-4개 센서)2 ports (up to 4 ports supported - 4 sensors)
센서 연결sensor connection 커넥터 타입connector type
통신 인터페이스communication interface RS485, RS232, SDI-12RS485, RS232, SDI-12
통신 프로토콜communication protocol Modbus RTU, ASCII, 사용자 지정Modbus RTU, ASCII, custom
통신 채널communication channel 최대 16(옵션)Up to 16 (optional)
아날로그 채널(A/I)Analog channels (A/I) 최대 4point(4-20mA, 0-27.5V)4point max (4-20mA, 0-27.5V)
디지털 채널(D/I)Digital Channel (D/I) Dry contact, open collector/최대 3point(또는 2펄스)Dry contact, open collector/maximum 3 points (or 2 pulses)
센서 전원 공급 가능Sensor power supply available 350mA, 12V350mA, 12V
[표 2]~[표 7]에서 최대 또는 최소와 함께 쓰여진 숫자는 일 예로서 이에 한정되지 않으며 변경가능하다. In [Table 2] to [Table 7], the number written together with the maximum or minimum is an example and is not limited thereto and can be changed.
도 6은 본 발명의 실시 예에 의해 문제 발생 지역을 신속히 파악할 수 있는 효과를 보여주는 도면이다.6 is a view showing the effect of quickly identifying a problem area according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 기존에는 지역 시설물의 말단부만을 계측함으로써 복잡하게 설치된 지하 매설물 중 문제 지점을 감시하는데 한계가 있다. 즉, 문제 발생 시 어느 라인(예를 들어, 어느 하수관)에 문제가 발생하였는지 파악하는데 오랜 시간이 소요된다.Referring to FIG. 6 , there is a limitation in monitoring problem points among complexly installed underground facilities by measuring only the distal end of local facilities. That is, when a problem occurs, it takes a long time to figure out which line (eg, which sewer pipe) has the problem.
반면, 본 발명의 실시 예에서는 지역 시설물 내 다수 지점(●으로 표기된 감시 지점)에 스마트 현장 제어반들(100)을 설치하고 센싱함으로써 세밀한 계측을 통해 문제 지역을 신속히 파악할 수 있으며, 저비용 구축이 가능하다. On the other hand, in an embodiment of the present invention, by installing and sensing the smart field control panels 100 at multiple points (monitoring points marked with ●) within a local facility, a problem area can be quickly identified through detailed measurement, and low-cost construction is possible .
이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다.In the above, even though it has been described that all components constituting the embodiment of the present invention are combined or operated as one, the present invention is not necessarily limited to this embodiment. That is, within the scope of the object of the present invention, all the components may operate by selectively combining one or more. In addition, although all of the components may be implemented as one independent hardware, some or all of the components are selectively combined to perform some or all functions of the combined components in one or a plurality of hardware program modules It may be implemented as a computer program having Codes and code segments constituting the computer program can be easily deduced by those skilled in the art of the present invention. Such a computer program is stored in a computer readable storage medium (Computer Readable Media), read and executed by the computer, thereby implementing the embodiment of the present invention.
한편, 이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시 예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주하여야 할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.On the other hand, although described and illustrated in relation to a preferred embodiment for illustrating the technical idea of the present invention as described above, the present invention is not limited to the configuration and operation as shown and described as such, and deviates from the scope of the technical idea. It will be apparent to those skilled in the art that many changes and modifications to the present invention are possible without such limitation. Accordingly, all such suitable alterations and modifications and equivalents are to be considered as falling within the scope of the present invention. Accordingly, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

Claims (5)

  1. 케이스;case;
    상기 케이스에 구비되는 배터리;a battery provided in the case;
    안테나와 연결되는 안테나 연결부; Antenna connection unit connected to the antenna;
    지하 시설물에 장착되어 상기 지하 시설물의 용도에 따라 지정된 상태를 센싱하는 다수의 아날로그 센서들과 연결되는 아날로그 센서 연결부; 및an analog sensor connection unit mounted on an underground facility and connected to a plurality of analog sensors for sensing a state designated according to the purpose of the underground facility; and
    상기 케이스에 구비되고, 상기 다수의 아날로그 센서들에 의해 센싱되는 상태 센싱 정보를 상기 안테나를 통해 지상에 위치하는 외부 기기로 전송하도록 하는 SIM(Subscriber Identification Module: 가입자 식별 모듈) 카드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 지하 시설물 계측을 위한 스마트 현장 제어반.A subscriber identification module (SIM) card provided in the case and configured to transmit status sensing information sensed by the plurality of analog sensors to an external device located on the ground through the antenna; Smart field control panel for underground facility measurement characterized by.
  2. 제1항에 있어서,According to claim 1,
    상기 아날로그 센서 연결부는 멀티 커넥터를 이용하여 다수의 아날로그 센서들과 동시에 연결되며, 상기 다수의 아날로그 센서들로부터 서로 다른 상태 센싱 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 지하 시설물 계측을 위한 스마트 현장 제어반.The analog sensor connection unit is simultaneously connected to a plurality of analog sensors using a multi-connector, and a smart field control panel for underground facility measurement, characterized in that it receives different state sensing information from the plurality of analog sensors.
  3. 제2항에 있어서,3. The method of claim 2,
    상기 지하 시설물이 상수관 및 난방관 중 하나인 경우, 상기 다수의 아날로그 센서들은 유량 센서, 수질 센서, 음파 센서 및 뚜껑 개폐 센서 중 적어도 하나를 포함하고,When the underground facility is one of a water pipe and a heating pipe, the plurality of analog sensors include at least one of a flow sensor, a water quality sensor, a sound wave sensor, and a lid opening/closing sensor,
    상기 지하 시설물이 하수관인 경우, 상기 다수의 아날로그 센서들은 수위 센서, 유량 센서, 수질 센서 및 뚜껑 개폐 센서 중 적어도 하나를 포함하고,When the underground facility is a sewage pipe, the plurality of analog sensors include at least one of a water level sensor, a flow sensor, a water quality sensor, and a lid opening/closing sensor,
    상기 지하 시설물이 가스관 및 송유관 중 하나인 경우, 상기 다수의 아날로그 센서들은 유량 센서, 음파 센서 및 뚜껑 개폐 센서 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 지하 시설물 계측을 위한 스마트 현장 제어반.When the underground facility is one of a gas pipe and an oil pipeline, the plurality of analog sensors includes at least one of a flow sensor, a sound wave sensor, and a lid opening/closing sensor.
  4. 제3항에 있어서,4. The method of claim 3,
    상기 지하 시설물의 구동을 위한 구동장치와 연결되어 구동 제어 신호를 전송하는 디지털 연결부;를 더 포함하고,Further comprising; a digital connection unit connected to a driving device for driving the underground facility to transmit a driving control signal;
    상기 SIM 카드는 상기 외부 기기로부터 상기 구동 제어 신호를 수신하면, 상기 디지털 연결부를 통해 구동 제어 신호가 상기 구동장치로 전송되도록 하는 것을 특징으로 하는 지하 시설물 계측을 위한 스마트 현장 제어반.When the SIM card receives the driving control signal from the external device, the smart field control panel for underground facility measurement, characterized in that the driving control signal is transmitted to the driving device through the digital connection unit.
  5. 제1항에 있어서,According to claim 1,
    상기 지하 시설물에 장착되어 RS485 통신 방식 및 RS232 통신 방식 중 하나를 이용하여 통신하는 다수의 시리얼 센서들과 연결되는 시리얼 센서 연결부;를 더 포함하고,A serial sensor connection unit mounted on the underground facility and connected to a plurality of serial sensors communicating using one of an RS485 communication method and an RS232 communication method;
    상기 SIM 카드는 상기 시리얼 센서들에 의해 센싱되는 상태 센싱 정보를 상기 안테나를 통해 외부 기기로 전송하도록 하는 것을 특징으로 하는 지하 시설물 계측을 위한 스마트 현장 제어반.The smart field control panel for underground facility measurement, characterized in that the SIM card transmits state sensing information sensed by the serial sensors to an external device through the antenna.
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