WO2023249460A1 - 무선센서 배터리 알람 시스템 및 방법 - Google Patents

무선센서 배터리 알람 시스템 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2023249460A1
WO2023249460A1 PCT/KR2023/008783 KR2023008783W WO2023249460A1 WO 2023249460 A1 WO2023249460 A1 WO 2023249460A1 KR 2023008783 W KR2023008783 W KR 2023008783W WO 2023249460 A1 WO2023249460 A1 WO 2023249460A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sensor
wireless
battery
error
terminal device
Prior art date
Application number
PCT/KR2023/008783
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
이진용
Original Assignee
주식회사 썬에이치에스티
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 썬에이치에스티 filed Critical 주식회사 썬에이치에스티
Publication of WO2023249460A1 publication Critical patent/WO2023249460A1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/3644—Constructional arrangements
    • G01R31/3646—Constructional arrangements for indicating electrical conditions or variables, e.g. visual or audible indicators
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G01R19/16566—Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533
    • G01R19/1659—Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533 to indicate that the value is within or outside a predetermined range of values (window)
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/367—Software therefor, e.g. for battery testing using modelling or look-up tables
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/371—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC] with remote indication, e.g. on external chargers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G01R31/3835—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC involving only voltage measurements
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/18—Status alarms
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/18—Status alarms
    • G08B21/182—Level alarms, e.g. alarms responsive to variables exceeding a threshold
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B25/00—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems
    • G08B25/14—Central alarm receiver or annunciator arrangements
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B5/00—Visible signalling systems, e.g. personal calling systems, remote indication of seats occupied
    • G08B5/22—Visible signalling systems, e.g. personal calling systems, remote indication of seats occupied using electric transmission; using electromagnetic transmission
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/488—Cells or batteries combined with indicating means for external visualization of the condition, e.g. by change of colour or of light density
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/247—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for portable devices, e.g. mobile phones, computers, hand tools or pacemakers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a wireless sensor battery alarm system and method. More specifically, the present invention relates to a wireless sensor battery alarm system and method. More specifically, in order to prevent malfunction and worker safety accidents due to battery discharge in an environment using wireless sensors, the sensor battery amount is measured and the voltage is lowered below a certain level. This relates to a wireless sensor battery alarm system and method that provides a mask notification function.
  • a wireless sensor network connects to an external network through a network system to process and manage information input through various sensors in real time.
  • the ultimate purpose of this wireless sensor network system is to provide computing and communication capabilities to all objects to create an environment where communication is possible anytime, anywhere, regardless of networks, devices, and services.
  • the composition of this wireless sensor network system consists of a sensor that detects recognition information about objects or surrounding environmental information in real time, a sensor node consisting of a communication module, a sensor field consisting of a set of sensor nodes, and A sink node that receives and collects information collected from the sensor field and provides it to the user or controls the sensor node through a network system such as the Internet, and a broadband communication network by routing the information transmitted from the sink node. It includes a gateway that transmits data to the management server.
  • the sensor node and sink node can be connected to existing infrastructure such as satellite communication, wireless LAN, Bluetooth, and wired Internet through a gateway.
  • Patent Document 1 Korean Patent Publication No. 10-1143343 (2012.04.30)
  • Patent Document 2 Korean Patent Publication No. 10-1652461 (2016.08.24)
  • Patent Document 3 Korean Patent Publication No. 10-1098042 (December 16, 2011)
  • Patent Document 4 Korean Patent Publication No. 10-2019-0111359 (2019.10.02)
  • Patent Document 5 Korean Patent Publication No. 10-2021-0084094 (2021.07.07)
  • Patent Document 6 Korean Patent Publication No. 10-2022-0007939 (2022.01.20)
  • An embodiment of the present invention is a wireless sensor battery alarm system that measures the sensor battery amount and provides a notification function when the voltage falls below a certain level to prevent malfunctions and worker safety accidents due to battery discharge in an environment using wireless sensors.
  • the purpose is to provide a method.
  • a sensor battery alarm system includes a wireless control device that communicates with a plurality of wireless sensors that monitor the status of any space or equipment and receives status data related to the battery status of each wireless sensor, and The received status data is stored and managed by matching it with the identification information of each wireless sensor, and an error alarm is provided to the manager terminal device that manages the plurality of wireless sensors.
  • the manager terminal device selects the error alarm provided, It includes a sensor monitoring device that provides a monitoring screen that can identify the location of the wireless sensor where an error occurred.
  • the wireless sensor includes a CPU or MPU control unit, and can measure the voltage provided to the control unit and transmit the status data to the wireless control device when the used voltage is less than the set voltage.
  • the wireless sensor can measure the voltage by measuring the amount of charge in the cross-sectional area per unit time provided from the battery unit to the control unit.
  • the sensor monitoring device manages the battery status for each of the plurality of wireless sensors under the jurisdiction of each wireless control device, and can provide a monitoring screen for each wireless control device when providing the monitoring screen to the manager terminal device.
  • the sensor monitoring device can display identification information of each wireless sensor on the screen and indicate whether an error has occurred in a designated color.
  • the wireless control device communicates with a plurality of wireless sensors that monitor the status of an arbitrary space or arbitrary equipment, and determines the state related to the battery state of each wireless sensor.
  • Receiving data, and the sensor monitoring device storing and managing the received state data by matching it with identification information of each wireless sensor, and providing an error alarm to an administrator terminal device that manages the plurality of wireless sensors, It includes providing a monitoring screen on which the location of the wireless sensor where the error occurred can be determined when the provided error alarm is selected by the manager terminal device.
  • the present invention it is possible to prevent safety accidents at industrial sites that may occur due to sensor malfunction, and it is possible to respond quickly by sending an alarm message to the manager or user managing the sensor when the battery is low. You can respond quickly through location alarms without having to search for sensors.
  • FIG. 1 is a diagram showing a wireless sensor battery alarm system according to an embodiment of the present invention
  • Figures 2 and 3 are examples of sensor monitoring screens provided by the sensor monitoring device of Figure 2;
  • FIGS 4 and 5 are diagrams showing the wireless sensor battery alarm process
  • FIG. 6 is a flowchart showing the operation process of the manager terminal device of FIG. 1.
  • Figure 1 is a diagram showing a wireless sensor battery alarm system according to an embodiment of the present invention
  • Figures 2 and 3 are exemplary diagrams of a sensor monitoring screen provided by the sensor monitoring device of Figure 2.
  • the wireless sensor battery alarm system 90 includes a wireless sensor 100, a wireless control device 110, an administrator terminal device 120, a communication network 130, and sensor monitoring. Includes part or all of device 140.
  • “including part or all” means that some components such as the communication network 130 are omitted and the wireless control device 110 and the sensor monitoring device 140 perform direct communication (e.g., P2P communication, etc.). , which means that some or all of the components constituting the sensor monitoring device 140 can be integrated and configured into a network device (e.g., wireless switching device, etc.) constituting the communication network 130, etc., according to the invention. To facilitate sufficient understanding, it is explained as including everything.
  • the wireless sensor 100 is provided or linked to any device such as a heater, cooler, motor, fan, compressor, or pump, and collects various types of sensing data related to the operating status of the device (e.g., heat, vibration, noise, temperature, etc.). or can be installed in any space to detect humidity, ozone concentration measurement, and corona occurrence, and provide sensing data accordingly. Of course, corona outbreaks caused by electrical discharges need to be monitored because they cause accidents.
  • the wireless sensor 100 may include industrial wireless sensors such as a magnetic field sensor, a limit sensor, and a proximity sensor. Since the number of wireless sensors 100 used in the market ranges from tens to tens of thousands, embodiments of the present invention will not be particularly limited to any one type.
  • the wireless sensor 100 is configured in the form of a wireless sensor module.
  • a module may refer to a set of parts and, for example, may be configured to include a sensor, CPU or MPU, battery unit, wireless communication unit, etc. on a printed circuit board (PCB).
  • PCB printed circuit board
  • the sensor senses external physical conditions and outputs a sensing signal.
  • the sensor control unit of the CPU or MPU can perform operations such as receiving sensing signals or sensing data from sensors and converting them into digital signals.
  • the battery unit provides power voltage (Vcc) for the operation of the CPU, MPU, sensor, and wireless communication unit. Direct current voltage may be used as the power supply voltage.
  • the wireless communication unit transmits the sensing data of the sensor or the sensing signal converted from the sensor's analog signal into a digital signal to the wireless control device 110 that governs the plurality of wireless sensors 100 under the control of the sensor control unit.
  • the wireless sensor 100 may include a short-range communication module as a wireless communication unit, and the communication module may be applied to various communication methods such as Bluetooth, ZigBee, Wi-Fi, and infrared communication for short-distance communication.
  • Bluetooth communication capable of one-way or two-way communication may be preferable.
  • Beacons apply the principle of BLE (Bluetooth Low Energy). BLE stands for Bluetooth Low Energy and refers to technology of Bluetooth 4.0 or higher.
  • the beacon transmitter periodically transmits signals. Since the beacon transmitter according to the embodiment of the present invention is capable of one-way communication rather than two-way communication, the embodiment of the present invention will not be particularly limited to any one method.
  • the wireless sensor 100 can internally measure the battery state and, for example, provides a state value related to the battery state to the wireless control device 110 when the measured value falls below a reference value.
  • the sensor control unit of the CPU or MPU measures the amount of sensor battery and determines whether it falls below a certain voltage, for example.
  • sensor battery measurement checks the current battery status of the sensor by measuring the voltage supplied to the MCU through the MPU attached or mounted on the sensor.
  • the sensor control unit may include a battery measurement unit, but may operate in conjunction with a battery measurement unit configured as a peripheral circuit separately from the sensor control unit. As the voltage increases, the current increases, and an increase in the current means an increase in the number of charges passing through the cross-sectional area per unit time.
  • the wireless sensor 100 more precisely, the sensor control unit configures a resistor with a specified value between the connection line connected to the battery unit and ground (GND), and detects the voltage at both ends of the resistor. You can measure the amount of battery through this.
  • the wireless control device 110 communicates with a plurality of wireless sensors 100 and operates as a communication receiver that manages the plurality of wireless sensors 100 in an arbitrary area.
  • the wireless control device 110 can be constructed and used as a plurality of wireless control devices 110, that is, N wireless controllers.
  • each wireless control device 110 is a different group of wireless sensors.
  • Sensing data is received from 100 and transmitted to the sensor monitoring device 140 of FIG. 1.
  • the number of wireless sensors 100 controlled by each wireless control device 110 may be limited to about 128 for smooth communication. Of course, since this is related to the performance of the wireless control device 110, the number will not be particularly limited.
  • the wireless control device 110 is a wireless sensor 100 capable of communicating with a memory such as RAM in hardware type or a registry in software type. ) can be pre-stored. Therefore, based on this, the wireless control device 110 communicates with the wireless sensor 100 corresponding to its jurisdictional area and provides sensing data. For example, the wireless sensor 100 transmits a status value related to its battery status when the battery status is below the reference value, and at this time, device identification information (ID) is also transmitted. Therefore, the wireless control device 110 can process the received sensing data if the corresponding identification information matches the identification information in the pre-stored list.
  • ID device identification information
  • the administrator terminal device 120 refers to the administrator's user terminal device that manages wireless sensors installed in any space or device.
  • the administrator terminal device 120 includes mobile-based mobile terminal devices such as smartphones, tablet PCs, and wearable devices worn on the wrist, and may include PC-based terminal devices such as desktop computers and laptop computers.
  • the administrator terminal device 120 can load and execute an application (hereinafter referred to as an app) according to an embodiment of the present invention, and through this, for example, screens such as those shown in FIGS. 2 and 3 can be viewed.
  • Figure 2 is a diagram showing a battery error alarm in the app alarm list. If you select the ALARM item at the top of the screen, error alarm details may be displayed on the screen.
  • Figure 3 is a sensor location display screen that displays a low battery error and location notification on the app sensor monitor screen.
  • the screens in FIGS. 2 and 3 may be screens displayed on the manager's computer connected to the sensor monitoring device 140, or on a status board or electronic signboard.
  • the manager terminal device 120 may operate in a form of transmitting identification information of a specific wireless sensor 100, so the embodiment of the present invention will not be particularly limited to any one form.
  • the manager terminal device 120 reads the battery status value stored in the DB 140a from the PLC, such as the sensor monitoring device 140 of FIG. 1, and displays a battery error alarm on the screen when at least one sensor is low on battery. . Additionally, as shown in FIG. 3, the administrator terminal device 120 may show that an error has occurred in the wireless sensor 100, which is managed by controller number 2 among the wireless control devices 110 of FIG. 1. A total of 128 wireless sensors (100) controlled by controller 2 can be displayed on the map.
  • the map may preferably be a structural diagram of the building's interior in a form that allows the internal structure of the building and the location of the wireless sensor 100 to be confirmed. As seen in Figure 3, a red mark indicates a low battery sensor.
  • the administrator terminal device 120 displays a sensor with a low battery on the sensor monitoring screen, allowing the administrator to immediately determine the location of the sensor.
  • the communication network 130 includes both wired and wireless communication networks.
  • a wired or wireless Internet network may be used or linked as the communication network 130.
  • the wired network includes Internet networks such as cable networks and public switched telephone networks (PSTN)
  • the wireless communication network includes CDMA, WCDMA, GSM, EPC (Evolved Packet Core), LTE (Long Term Evolution), and Wibro networks. It means including.
  • the communication network 130 according to an embodiment of the present invention is not limited to this, and can be used as an access network for a next-generation mobile communication system to be implemented in the future, for example, a cloud computing network in a cloud computing environment, a 5G network, etc.
  • the access point within the communication network can connect to the telephone company's exchange office, etc., but in the case of a wireless communication network, data is processed by connecting to the SGSN or GGSN (Gateway GPRS Support Node) operated by the communication company, or Data can be processed by connecting to various repeaters such as BTS (Base Transceiver Station), NodeB, and e-NodeB.
  • BTS Base Transceiver Station
  • NodeB NodeB
  • e-NodeB e-NodeB
  • Communication network 130 may include an access point.
  • Access points include small base stations such as femto or pico base stations that are often installed in buildings.
  • femto or pico base stations are classified according to the maximum number of wireless control devices 110 or administrator terminal devices 120 that can be connected in the classification of small base stations.
  • the access point includes a short-distance communication module for performing short-distance communication such as ZigBee and Wi-Fi with the wireless control device 110 or the administrator terminal device 120.
  • Access points can use TCP/IP or RTSP (Real-Time Streaming Protocol) for wireless communication.
  • short-range communication can be performed using various standards such as Bluetooth, Zigbee, infrared (IrDA), RF (Radio Frequency) such as UHF (Ultra High Frequency) and VHF (Very High Frequency), and ultra-wideband communication (UWB).
  • IrDA infrared
  • RF Radio Frequency
  • UHF Ultra High Frequency
  • VHF Very High Frequency
  • UWB ultra-wideband communication
  • the access point can extract the location of the data packet, designate the best communication path for the extracted location, and forward the data packet to the next device, for example, the sensor monitoring device 140, along the designated communication path.
  • Access points can share multiple lines in a typical network environment and include, for example, routers, repeaters, and repeaters.
  • the sensor monitoring device 140 manages the operating status of wireless sensors 100 installed in any space or equipment. To this end, the sensor monitoring device 140 manages a plurality of wireless sensors 100 under the jurisdiction of each wireless control device 110 based on the identification information of the wireless control device 110. That is, the first wireless control device, which is controller number 1, can manage sensors 1 to 128, and the second wireless control device, which is controller 2, can manage the operating status of sensors 129 to 257.
  • each wireless sensor 100 has device identification information, but it is also possible to manage it in the sensor monitoring device 140 by assigning a number to each wireless sensor 100 separately, so in the embodiment of the present invention, any There will be no particular limitation to one form.
  • the sensor monitoring device 140 When the sensor monitoring device 140 transmits a status value indicating that the remaining battery power of the wireless sensor 100 assigned as number 50, for example, is low, from the controller 1, it classifies and stores the status value in the DB 140a of FIG. 1. You can. And, the sensor monitoring device 140 can notify this fact to the administrator terminal device 120. In this process, the sensor monitoring device 140 raises an error alarm to the administrator terminal device 120, adds it to the error alarm history, and provides a sensor monitor page when the administrator clicks on the battery alarm in the error alarm history.
  • the alarm notification process allows for various types of notifications. Instead of notifying an error every time an error occurs in each wireless sensor 100, that is, when the battery is low, an alarm is periodically notified at certain time intervals, thereby improving monitoring efficiency by reducing the number of times an alarm is notified to the administrator. can be increased.
  • the sensor monitoring device 140 can further determine the impact on battery shortage by further determining additional states such as the error occurrence frequency or operating state of the wireless sensor 100. You can. For example, if the frequency of error occurrence is high, replacement of the wireless sensor 100 may be requested. Additionally, if the wireless sensor 100 generates a lot of heat or is old, the battery may discharge quickly due to product deterioration. Therefore, the sensor monitoring device 140 applies an artificial intelligence program, collects data related to the operation of the wireless sensor 100 or battery shortage, generates big data, and uses the big data to perform the deep learning operation of the artificial intelligence program.
  • additional states such as the error occurrence frequency or operating state of the wireless sensor 100. You can. For example, if the frequency of error occurrence is high, replacement of the wireless sensor 100 may be requested. Additionally, if the wireless sensor 100 generates a lot of heat or is old, the battery may discharge quickly due to product deterioration. Therefore, the sensor monitoring device 140 applies an artificial intelligence program, collects data related to the operation of the wireless sensor 100 or battery shortage, generate
  • the wireless sensor monitoring device 140 can check the manufacturer name according to the data learning results so far. If there is a history of failure in the wireless sensor 100 of the relevant manufacturer, this fact can be provided to the manager terminal device 120 to ensure rapid replacement.
  • the sensor monitoring device 140 can respond appropriately even when the wireless control device 110 operates abnormally. For example, the sensor monitoring device 140 determines whether data of the wireless sensor 100 is received from the designated wireless control device 110. Of course, the sensor monitoring device 140 may not receive data for a specified time if none of the wireless sensors 100 under the jurisdiction of the specific wireless control device 110 have low batteries. Therefore, the sensor monitoring device 140 learns this operating state and determines whether the wireless control device 110 is abnormal through the operation pattern of the wireless sensor 100 governed by the specific wireless control device 110 based on the learning result. You can judge. In addition, the sensor monitoring device 140 transmits a test signal to check for abnormal operation to the wireless control device 110 when no sensing data is received for a certain period of time, even if it is not learning using an artificial intelligence program. If there is no response signal, it is determined that it is an abnormal operation, and the administrator terminal device 120 can take action to repair or replace the corresponding wireless control device 110.
  • FIGS 4 and 5 are diagrams showing the wireless sensor battery alarm process.
  • the wireless sensor 100 measures the battery state and transmits state value data related to the battery state to the controller, that is, the wireless control device 110 (S400). Accordingly, the wireless control device 110 organizes the data of the battery status value (S410). The wireless control device 110 temporarily stores the battery status value in memory by matching each wireless sensor 100 and transmits it to the PLC, that is, the sensor monitoring device 140 of FIG. 1 (S410, S510).
  • the embodiment of the present invention transmits battery status information to the wireless controller, that is, the wireless control device 110, when the operating voltage in the wireless sensor 100 is lower than the set voltage (S500).
  • Battery status information by measuring such voltage may be possible by measuring the voltage across a resistor having a specified resistance value.
  • the sensor monitoring device 140 stores the battery status at the designated address (S420).
  • the address may mean address information that allows you to know in which space data is stored in the DB 140a of FIG. 1.
  • the identification information of the wireless control device 110 and the identification information and battery status value of the wireless sensors 100 matching it may be matched and stored.
  • the sensor monitoring device 140 transmits data for checking the battery status to the administrator terminal device 120. Accordingly, the status of the battery can be checked in the administrator terminal device 120 (S430, S520). When the battery is low, automatic notification is made through the app of the manager terminal device 120, so that the manager terminal device 120 displays a low battery alarm on the screen.
  • the administrator terminal device 120 raises an alarm when there is a sensor with a low battery, and moves the page when the alarm is clicked to check the location information of the sensor that is currently low on battery (S530, S540).
  • the corresponding screen may appear as shown in Figure 3.
  • the wireless sensor 100, wireless control device 110, administrator terminal device 120, and sensor monitoring device 140 of FIG. 1 can perform various operations, and other details have been sufficiently explained previously. I would like to replace it with those contents.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the operation process of the manager terminal device of FIG. 1.
  • the manager terminal device 120 of FIG. 1 is a mobile terminal device such as a smartphone and receives an error bit from the sensor monitoring device 140 of FIG. Receive (S600).
  • the error bit may include error information of the wireless sensor 100.
  • the manager terminal device 120 displays an error alarm on the screen and adds it to the error alarm history (S610). For example, if the battery status of a specific wireless sensor 100 is not displayed in the alarm history, the wireless sensor 100 can be added to the list.
  • the manager terminal device 120 (or sensor monitoring device 140) transmits a sensor monitor page (S620, S630).
  • a sensor monitor page S620, S630.
  • Such pages can also be created through a GPU card or GPU program in the administrator terminal device 120.
  • the manager terminal device 120 receives the battery bit from the sensor monitoring device 140 (S640). That is, battery error information, that is, error data, is received.
  • the manager terminal device 120 searches for the wireless sensor 100 and sets the background color to red. And the background color is displayed in red on the screen of the administrator terminal device 120 (S650, S655).
  • the manager terminal device 120 can find the corresponding sensor and set the background color to green or gray depending on whether the sensor detection bit is received (S660, S665). , S670). For example, if there is reception of a sensor detection bit, the background color can be set to green, and if there is no reception, the background color can be set to gray.
  • the administrator terminal device 120 of FIG. 1 can perform various operations, and other details have been sufficiently explained previously, so these will be replaced.
  • a non-transitory readable recording medium refers to a medium that stores data semi-permanently and can be read by a device, rather than a medium that stores data for a short period of time, such as a register, cache, or memory.
  • the above-described programs may be stored and provided on non-transitory readable recording media such as CD, DVD, hard disk, Blu-ray disk, USB, memory card, ROM, etc.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Emergency Alarm Devices (AREA)
  • Alarm Systems (AREA)

Abstract

본 발명은 무선센서 배터리 알람 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 실시예에 따른 센서 배터리 알람 시스템은, 임의 공간이나 임의 장비의 상태를 감시하는 복수의 무선센서와 각각 통신하여 각 무선센서의 배터리 상태와 관련한 상태 데이터를 수신하는 무선제어장치, 및 수신한 상태 데이터를 각 무선센서의 식별정보에 매칭시켜 저장 및 관리하고, 복수의 무선센서를 관리하는 관리자 단말장치로 에러 알람을 제공하며, 관리자 단말장치에서 (기)제공한 에러 알람의 선택시 에러가 발생한 무선센서의 위치가 파악가능한 모니터링 화면을 제공하는 센서모니터링장치를 포함할 수 있다.

Description

무선센서 배터리 알람 시스템 및 방법
본 발명은 무선센서 배터리 알람 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 무선센서를 사용하는 환경에서 배터리 방전으로 오작동 및 작업자의 안전사고 발생을 예방하기 위해 센서 배터리 양을 측정하여 일정 전압 이하로 내려가면 알림 기능을 제공하는 무선센서 배터리 알람 시스템 및 방법에 관한 것이다.
무선 센서 네트워크(WSN, Wireless Sensor Network)는 네트워크 시스템을 통해 외부의 네트워크에 연결하여 다양한 센서를 통해 입력되는 정보를 실시간으로 처리하고 관리한다. 이런 무선 센서 네트워크 시스템의 궁극적인 목적은 모든 사물에 컴퓨팅 및 통신 기능을 부여하여 언제 어디서나 네트워크, 디바이스 및 서비스에 관계없이 통신이 가능한 환경을 구현하기 위한 것이다. 이런 무선 센서 네트워크 시스템의 구성은 사물에 대한 인식정보 또는 주변의 환경정보를 실시간으로 감지하는 센서, 통신 모듈로 구성되는 센서 노드(sensor node), 센서 노드의 집합으로 이루어진 센서 필드(sensor field) 및 센서 필드에서 수집된 정보를 전송받아 수집하고 인터넷 등의 네트워크 시스템을 통해 사용자에게 제공 또는 센서 노드를 제어하는 싱크 노드(sink node)와, 싱크 노드로부터 전송된 정보를 라우팅(routing)하여 광대역 통신망을 통해 관리서버로 전송하는 게이트웨이(gateway)를 포함한다. 여기서 센서 노드 및 싱크 노드는 게이트웨이를 통하여 위성통신, 무선랜, 블루투스 및 유선 인터넷과 같은 기존의 인프라로 연결될 수 있다.
그런데, 산업현장에서는 무선센서 하나하나 배터리를 확인할 수는 없다. 산업현장에서 센서의 배터리 부족으로 센서가 제대로 작동하지 않는다면 안전사고로 이어질 수 있다. 따라서 이러한 문제점을 해결하기 위한 방안이 요구되고 있다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌 1) 한국등록특허공보 제10-1143343호(2012.04.30)
(특허문헌 2) 한국등록특허공보 제10-1652461호(2016.08.24)
(특허문헌 3) 한국등록특허공보 제10-1098042호(2011.12.16)
(특허문헌 4) 한국공개특허공보 제10-2019-0111359호(2019.10.02)
(특허문헌 5) 한국공개특허공보 제10-2021-0084094호(2021.07.07)
(특허문헌 6) 한국공개특허공보 제10-2022-0007939호(2022.01.20)
본 발명의 실시예는 무선센서를 사용하는 환경에서 배터리 방전으로 오작동 및 작업자의 안전사고 발생을 예방하기 위해 센서 배터리 양을 측정하여 일정 전압 이하로 내려가면 알림 기능을 제공하는 무선센서 배터리 알람 시스템 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 실시예에 따른 센서 배터리 알람 시스템은, 임의 공간이나 임의 장비의 상태를 감시하는 복수의 무선센서와 각각 통신하여 각 무선센서의 배터리 상태와 관련한 상태 데이터를 수신하는 무선제어장치, 및 상기 수신한 상태 데이터를 각 무선센서의 식별정보에 매칭시켜 저장 및 관리하며, 상기 복수의 무선센서를 관리하는 관리자 단말장치로 에러 알람을 제공하며, 상기 관리자 단말장치에서 상기 제공한 에러 알람의 선택시 에러가 발생한 무선센서의 위치가 파악가능한 모니터링 화면을 제공하는 센서모니터링장치를 포함한다.
상기 무선센서는 CPU 또는 MPU의 제어부를 포함하며, 상기 제어부로 제공되는 전압을 측정하여 사용 전압이 설정 전압보다 작을 때 상기 상태 데이터를 상기 무선 제어장치로 전송할 수 있다.
상기 무선센서는 배터리부에서 상기 제어부로 제공되는 단위 시간당 단면적의 전하량을 측정하여 상기 전압을 측정할 수 있다.
상기 센서모니터링장치는, 각 무선제어장치가 관할하는 복수의 무선센서별로 배터리 상태를 관리하며, 상기 관리자 단말장치로 상기 모니터링 화면의 제공시 각 무선제어장치별로 모니터링 화면을 각각 제공할 수 있다.
상기 센서모니터링장치는, 상기 모니터링 화면의 제공시 화면상에 각 무선센서의 식별정보를 표시하고, 에러 발생 여부를 지정 컬러로 표시할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 센서 배터리 알람 시스템의 알람 방법은, 무선제어장치가, 임의 공간이나 임의 장비의 상태를 감시하는 복수의 무선센서와 각각 통신하여 각 무선센서의 배터리 상태와 관련한 상태 데이터를 수신하는 단계, 및 센서모니터링장치가, 상기 수신한 상태 데이터를 각 무선센서의 식별정보에 매칭시켜 저장 및 관리하며, 상기 복수의 무선센서를 관리하는 관리자 단말장치로 에러 알람을 제공하며, 상기 관리자 단말장치에서 상기 제공한 에러 알람의 선택시 에러가 발생한 무선센서의 위치가 파악가능한 모니터링 화면을 제공하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면 센서의 오작동으로 발생할 수 있는 산업현장의 안전사고를 예방할 수 있고, 배터리가 부족할 때 센서를 관리하는 관리자 또는 사용자에게 알람 메시지를 보내 빠른 대처가 가능할 수 있으며, 배터리가 부족한 센서를 찾아보지 않아도 위치 알람을 통해 빠른 대처가 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선센서 배터리 알람 시스템을 나타내는 도면,
도 2 및 도 3은 도 2의 센서모니터링장치에서 제공하는 센서 모니터링 화면의 예시도,
도 4 및 도 5는 무선센서 배터리 알람 과정을 나타내는 도면, 그리고
도 6은 도 1의 관리자 단말장치의 동작 과정을 나타내는 흐름도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선센서 배터리 알람 시스템을 나타내는 도면이며, 도 2 및 도 3은 도 2의 센서모니터링장치에서 제공하는 센서 모니터링 화면의 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 무선센서 배터리 알람 시스템(90)은 무선센서(100), 무선제어장치(110), 관리자 단말장치(120), 통신망(130) 및 센서모니터링장치(140)의 일부 또는 전부를 포함한다.
여기서, "일부 또는 전부를 포함한다"는 것은 통신망(130)과 같은 일부 구성요소가 생략되어 무선제어장치(110)와 센서모니터링장치(140)가 다이렉트 통신(예: P2P 통신 등)을 수행하거나, 센서모니터링장치(140)를 구성하는 구성요소의 일부 또는 전부가 통신망(130)을 구성하는 네트워크장치(예: 무선교환장치 등)에 통합되어 구성될 수 있는 것 등을 의미하는 것으로서, 발명의 충분한 이해를 돕기 위하여 전부 포함하는 것으로 설명한다.
무선센서(100)는 히터, 쿨러, 모터, 팬, 컴프레셔, 펌프 등 임의의 장치에 구비되거나 연계되어 해당 장치의 동작 상태(예: 열, 진동, 소음, 온도 등) 등과 관련한 다양한 유형의 센싱 데이터를 제공하거나, 임의 공간에 설치되어 습도는 물론, 오존 농도 측정, 코로나 발생 여부 등을 감지하여 그에 따른 센싱 데이터를 제공할 수 있다. 물론 전기 방전에 의한 코로나 발생은 사고를 유발하기 때문에 감시되어야 할 필요가 있다. 이외에도 본 발명의 실시예에 따른 무선센서(100)는 자계감지센서, 리미트 센서 및 근접센서 등의 산업용 무선센서를 포함할 수 있다. 시중에서 사용되는 무선센서(100)는 수십 ~ 수만개에 이르고 있으므로 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 형태에 특별히 한정하지는 않을 것이다.
무선센서(100)는 무선센서모듈의 형태로 구성된다. 모듈(module)은 부품의 집합을 의미할 수 있으며, 예를 들어 인쇄회로기판(PCB)상에 센서, CPU나 MPU, 배터리부, 무선통신부 등을 포함하도록 구성될 수 있다. 물론 센서는 외부의 물리적 상태 등을 센싱하고 센싱 신호를 출력한다. CPU나 MPU의 센서 제어부는 센서로부터 센싱 신호 혹은 센싱 데이터를 입력받고 디지털 신호로 변환하는 등의 동작을 수행할 수 있다. 배터리부는 CPU나 MPU, 센서 및 무선통신부의 동작을 위한 전원전압(Vcc)을 제공한다. 전원전압은 직류전압이 사용될 수 있다. 무선통신부는 센서 제어부의 제어하에 센서의 센싱 데이터 또는 센서의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한 센싱 신호를 복수의 무선센서(100)를 관할하는 무선제어장치(110)로 전송한다.
무선센서(100)는 무선통신부로서 근거리통신모듈을 포함할 수 있으며, 해당 통신모듈은 근거리 통신을 위한 블루투스, 지그비, 와이파이, 적외선 통신 등 다양한 통신 방식이 적용될 수 있다. 근거리 통신은 단방향 또는 양방향 통신이 가능한 블루투스 통신이 바람직할 수 있다. 비콘(beacon)은 BLE(Bluetooth Low Energy)의 원리가 적용된다. BLE는 저전력 블루투스를 뜻하며 블루투스 4.0 이상의 기술을 말한다. 무선통신부로서 비콘 송신기는 주기적으로 신호를 전송한다. 본 발명의 실시예에 따른 비콘 송신기는 양방향 통신이 아닌 일방향 통신도 가능하므로, 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 방식에 특별히 한정하지는 않을 것이다.
무선센서(100)는 내부적으로 배터리 상태를 측정할 수 있고, 가령 측정값이 기준값 이하가 될 때 무선제어장치(110)로 배터리 상태와 관련한 상태값을 제공한다. CPU나 MPU의 센서 제어부는 센서 배터리 양을 측정하여 예를 들어 일정 전압 이하로 내려가는지를 판단한다. 즉 센서 배터리 측정은 센서에 부착된 또는 탑재된 MPU 등을 통해 해당 MCU에 공급되고 있는 전압을 측정하여 해당 센서의 현재 배터리 상태를 확인한다. 센서 제어부는 배터리측정부를 포함할 수 있지만, 센서 제어부와 별도로 주변회로로서 구성되는 배터리측정부와 연계하여 동작할 수 있다. 전압이 증가하면 전류가 증가하며, 전류가 증가한다는 것은 단위시간 당 단면적을 지나간 전하의 수가 증가하는 것을 의미하므로, 이에 근거하여 전압의 측정을 통해 센서 배터리 양의 측정이 가능하다. 즉 배터리의 양이라는 것은 전하의 양이기 때문이다. 예를 들어, 무선센서(100)는 더 정확하게는 센서 제어부는 배터리부와 연결되는 연결선로와 가령 접지(GND)와의 사이에 지정된 값을 갖는 저항을 구성하고, 해당 저항의 양단 전압을 센싱함으로써 이를 통해 배터리의 양을 측정할 수 있다.
무선제어장치(110)는 복수의 무선센서(100)와 통신하고 또 임의 영역의 복수의 무선센서(100)들을 관할하는 통신 수신기로서 동작한다. 무선제어장치(110)는 본 발명의 실시예에 따라 복수의 무선제어장치(110) 즉 N개의 무선제어기가 구축되어 사용될 수 있으며, 이의 경우 각 무선제어장치(110)는 서로 다른 그룹의 무선센서(100)들로부터 센싱 데이터를 수신하여 도 1의 센서모니터링장치(140)로 전송한다. 각 무선제어장치(110)가 관할하는 무선센서(100)의 개수는 원활한 통신을 위하여 128개 정도로 제한될 수 있다. 물론 이는 무선제어장치(110)의 성능에 관계되므로 그러한 개수에 특별히 한정하지는 않을 것이다.
무선제어장치(110)는 본 발명의 실시예에 따른 도 1의 무선센서 배터리 알람 시스템(90)의 구축시 하드웨어 형태의 램(RAM)과 같은 메모리나 소프트웨어 형태의 레지스트리 등에 통신 가능한 무선센서(100)의 목록을 기저장할 수 있다. 따라서, 이를 근거로 무선제어장치(110)는 자신의 관할영역에 해당하는 무선센서(100)와 통신을 수행하여 센싱 데이터를 제공한다. 예를 들어, 무선센서(100)는 배터리 상태가 기준값 이하일 때 자신의 배터리 상태와 관련한 상태값을 전송하며 이때 장치식별정보(ID)를 함께 전송한다. 따라서, 무선제어장치(110)는 해당 식별정보가 기저장한 목록의 식별정보와 일치하면 수신된 센싱 데이터를 처리할 수 있다.
관리자 단말장치(120)는 임의 공간이나 임의 장치에 설치되는 무선센서를 관리하는 관리자의 사용자 단말장치를 의미한다. 관리자 단말장치(120)는 스마트폰, 태블릿PC나 손목에 착용하는 웨어러블장치 등과 같은 모바일 기반의 모바일 단말장치를 포함하며, 데스크탑컴퓨터나 랩탑컴퓨터 등 PC 기반의 단말장치를 포함할 수 있다. 관리자 단말장치(120)는 본 발명의 실시예에 따른 어플리케이션(이하, 앱)을 탑재하여 이를 실행할 수 있으며, 이를 통해 예를 들어 도 2 및 도 3에서와 같은 화면을 확인할 수 있다. 도 2는 앱 알람 리스트에 배터리 에러 알람을 보여주는 도면이다. 화면 상단의 알람(ALARM) 항목을 선택하는 경우 에러 알람 내용이 화면에 표시될 수 있다. 도 3은 센서 위치 표시 화면으로 앱 센서 모니터 화면에 배터리 부족 에러를 표시하고 위치 알림을 보여주는 화면이다. 물론 도 2 및 도 3에서의 화면은 센서모니터링장치(140)에 연결되는 관리자의 컴퓨터 또는 현황판이나 전광판 등에 표출되는 화면이 될 수도 있다. 이의 경우 관리자 단말장치(120)로는 특정 무선센서(100)의 식별정보를 전송하는 형태로 동작이 이루어질 수도 있으므로 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 형태에 특별히 한정하지는 않을 것이다. 물론 관리자의 컴퓨터와 관리자 단말장치(120)에서 동일 화면을 볼 수 있도록 구성하는 것도 얼마든지 가능할 수 있다.
관리자 단말장치(120)는 PLC 가령 도 1의 센서모니터링장치(140)로부터 DB(140a)에 저장되어 있는 배터리 상태값을 읽어와 배터리가 부족한 센서가 하나라도 있을 때 배터리 에러 알람을 화면상에 띄운다. 또한, 관리자 단말장치(120)는 도 3에서와 같이 도 1의 무선제어장치(110) 중 2번 제어기가 관할하는 무선센서(100)에서 에러가 발생한 것을 보여줄 수 있다. 2번 제어기가 관할하는 총 128개의 무선센서(100)를 지도상에 보여줄 수 있다. 여기서, 지도는 무선센서(100)가 건물 내에 배치되는 경우 건물의 내부 구조와 무선센서(100)의 위치를 확인할 수 있는 형태의 건물내부 구조도가 바람직할 수 있다. 도 3에서 볼 때 빨간색 표시가 배터리 부족 센서를 나타낸다. 도 2의 알람 리스트에서 배터리 에러 알람 (항목의) 클릭시, 페이지를 이동하여 센서 위치를 파악할 수 있는 도 3에서와 같은 페이지로 이동한다. 관리자 단말장치(120)는 센서 모니터링 화면에서 배터리가 부족한 센서를 표시해 관리자가 센서의 위치를 바로 파악할 수 있다.
통신망(130)은 유무선 통신망을 모두 포함한다. 가령 통신망(130)으로서 유무선 인터넷망이 이용되거나 연동될 수 있다. 여기서 유선망은 케이블망이나 공중 전화망(PSTN)과 같은 인터넷망을 포함하는 것이고, 무선 통신망은 CDMA, WCDMA, GSM, EPC(Evolved Packet Core), LTE(Long Term Evolution), 와이브로(Wibro) 망 등을 포함하는 의미이다. 물론 본 발명의 실시예에 따른 통신망(130)은 이에 한정되는 것이 아니며, 향후 구현될 차세대 이동 통신 시스템의 접속망으로서 가령 클라우드 컴퓨팅 환경하의 클라우드 컴퓨팅망, 5G망 등에 사용될 수 있다. 가령, 통신망(130)이 유선 통신망인 경우 통신망 내의 액세스포인트는 전화국의 교환국 등에 접속할 수 있지만, 무선 통신망인 경우에는 통신사에서 운용하는 SGSN 또는 GGSN(Gateway GPRS Support Node)에 접속하여 데이터를 처리하거나, BTS(Base Transceiver Station), NodeB, e-NodeB 등의 다양한 중계기에 접속하여 데이터를 처리할 수 있다.
통신망(130)은 액세스포인트를 포함할 수도 있다. 액세스포인트는 건물 내에 많이 설치되는 펨토(femto) 또는 피코(pico) 기지국과 같은 소형 기지국을 포함한다. 여기서, 펨토 또는 피코 기지국은 소형 기지국의 분류상 무선제어장치(110)나 관리자 단말장치(120) 등을 최대 몇 대까지 접속할 수 있느냐에 따라 구분된다. 물론 액세스포인트는 무선제어장치(110)나 관리자 단말장치(120)와 지그비 및 와이파이(Wi-Fi) 등의 근거리 통신을 수행하기 위한 근거리 통신 모듈을 포함한다. 액세스포인트는 무선통신을 위하여 TCP/IP 혹은 RTSP(Real-Time Streaming Protocol)를 이용할 수 있다. 여기서, 근거리 통신은 와이파이 이외에 블루투스, 지그비, 적외선(IrDA), UHF(Ultra High Frequency) 및 VHF(Very High Frequency)와 같은 RF(Radio Frequency) 및 초광대역 통신(UWB) 등의 다양한 규격으로 수행될 수 있다. 이에 따라 액세스포인트는 데이터 패킷의 위치를 추출하고, 추출된 위치에 대한 최상의 통신 경로를 지정하며, 지정된 통신 경로를 따라 데이터 패킷을 다음 장치, 예컨대 센서모니터링장치(140)로 전달할 수 있다. 액세스포인트는 일반적인 네트워크 환경에서 여러 회선을 공유할 수 있으며, 예컨대 라우터(router), 리피터(repeater) 및 중계기 등이 포함된다.
센서모니터링장치(140)는 임의 공간이나 임의 장비에 설치되는 무선센서(100)들의 동작 상태를 관리한다. 이를 위하여 센서모니터링장치(140)는 무선제어장치(110)의 식별정보를 기반으로 각 무선제어장치(110)가 관할하는 복수의 무선센서(100)들을 관리한다. 즉 1번 제어기인 제1 무선제어장치는 1번 센서부터 128번 센서를 관할할 수 있으며, 2번 제어기인 제2 무선제어장치는 129번 센서에서 257번 센서의 동작 상태를 관리할 수 있다. 물론 각각의 무선센서(100)는 장치식별정보가 존재하지만 센서모니터링장치(140)에서 별도로 각 무선센서(100)에 번호를 부여하는 형태로 관리하는 것도 얼마든지 가능하므로 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 형태에 특별히 한정하지는 않을 것이다.
센서모니터링장치(140)는 1번 제어기에서 가령 50번으로 부여되는 무선센서(100)의 배터리 잔여량이 부족한 것으로 상태값이 전송되면, 이를 도 1의 DB(140a)에 상태값을 분류하여 저장시킬 수 있다. 그리고, 센서모니터링장치(140)는 관리자 단말장치(120)로 이의 사실을 통지할 수 있다. 이의 과정에서 센서모니터링장치(140)는 관리자 단말장치(120)로 에러 알람을 띄우고, 에러 알람 내역에 추가하며, 관리자가 에러 알람 내역에서 배터리 알람 클릭시 센서 모니터 페이지를 제공한다. 여기서 알람의 통지 과정은 다양한 형태의 통지가 가능하다. 각 무선센서(100)에서 에러가 발생할 때 즉 배터리가 부족할 때마다 에러를 통지하는 것이 아니라, 주기적으로 일정 시간 간격마다 알람을 통지함으로써 관리자에게 알람이 통지되는 횟수를 줄임으로써 감시에 따른 감시 효율을 증가시킬 수 있다.
무엇보다 센서모니터링장치(140)는 무선센서(100)들의 감시 효율을 더 증대시키기 위하여 무선센서(100)의 에러 발생 빈도나 동작 상태 등 추가적인 상태를 더 판단하여 배터리 부족에 미치는 영향을 더 판단할 수 있다. 예를 들어 에러 발생 빈도가 높은 경우에는 해당 무선센서(100)의 교체를 요청할 수 있다. 또한, 무선센서(100)의 발열이 심하거나 제조연식이 오래된 경우에는 제품 열화에 의해 배터리 방전이 빠를 수 있다. 따라서, 센서모니터링장치(140)는 인공지능 프로그램을 적용하고, 무선센서(100)의 동작이나 배터리 부족과 관련한 데이터를 수집하여 빅데이터를 생성하며, 해당 빅데이터를 인공지능 프로그램의 딥러닝 동작을 적용하여 무선센서(100)의 배터리 부족이나 고장과 관련해 선제적으로 대응함으로써 무선센서(100)를 사용하는 환경에서 배터리 방전으로 오작동 및 작업자의 안전사고 발생을 예방할 수 있다. 예를 들어, 특정 제조사의 무선센서(100)에서 발열이 있는 경우 센서모니터링장치(140)는 지금까지의 데이터 학습 결과에 따라 제조사명을 확인해 볼 수 있다. 해당 제조사의 무선센서(100)에서 고장 이력이 있는 경우 이의 사실을 관리자 단말장치(120)로 제공하여 신속한 교체가 이루어지도록 할 수 있다.
한편, 센서모니터링장치(140)는 무선제어장치(110)의 비정상 동작시에도 적절히 대응할 수 있다. 예를 들어, 센서모니터링장치(140)는 지정된 무선제어장치(110)로부터 무선센서(100)의 데이터가 수신되는지를 판단한다. 물론 센서모니터링장치(140)는 특정 무선제어장치(110)가 관할하는 무선센서(100) 중 배터리가 부족한 센서가 없는 경우에는 지정 시간동안 데이터를 수신하지 않을 수도 있다. 따라서 센서모니터링장치(140)는 이러한 동작 상태를 학습하고 해당 학습 결과를 근거로 특정 무선제어장치(110)가 관할하는 무선센서(100)의 동작 패턴을 통해 무선제어장치(110)의 비정상 여부를 판단할 수 있다. 뿐만 아니라, 센서모니터링장치(140)는 인공지능 프로그램을 적용한 학습이 아니라 하더라도 일정 시간동안 수신되는 센싱 데이터가 없을 때 무선제어장치(110)로 비정상 동작 여부를 확인하기 위한 시험(test) 신호를 전송하고 그에 대한 응답(response) 신호가 없는 경우 비정상 동작이라 판단하여 관리자 단말장치(120)로 해당 무선제어장치(110)의 고장 수리나 교체가 이루어지도록 조치할 수 있다.
도 4 및 도 5는 무선센서 배터리 알람 과정을 나타내는 도면이다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 무선센서(100)는 배터리 상태를 측정하여 배터리 상태와 관련한 상태값의 데이터를 제어기 즉 무선제어장치(110)로 전송한다(S400). 이에 따라 무선제어장치(110)는 배터리 상태값의 데이터를 정리한다(S410). 무선제어장치(110)는 무선센서(100)별로 매칭하여 배터리 상태값을 메모리에 임시 저장한 후 PLC 즉 도 1의 센서모니터링장치(140)로 전송한다(S410, S510).
도 5에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예는 무선센서(100)에서 설정전압보다 사용전압이 낮을 때 배터리 상태 정보를 무선제어기 즉 무선제어장치(110)로 전송한다(S500). 이러한 전압의 측정에 의한 배터리 상태 정보는 지정된 크기의 저항값을 갖는 저항의 양단 전압을 측정함으로써 가능할 수 있다.
센서모니터링장치(140)는 지정된 주소에 배터리 상태를 저장한다(S420). 여기서 주소는 도 1의 DB(140a)에서 어느 공간에 데이터가 저장되는지를 알 수 있는 주소 정보를 의미할 수 있다. 해당 주소에는 무선제어장치(110)의 식별정보와 또 그에 매칭하는 무선센서(100)들의 식별정보 및 배터리 상태값이 매칭되어 저장될 수 있다.
센서모니터링장치(140)는 관리자 단말장치(120)로 배터리 상태 확인을 위한 데이터를 전송한다. 이에 따라 관리자 단말장치(120)에서 배터리의 상태 확인이 이루어질 수 있다(S430, S520). 배터리가 부족한 경우 관리자 단말장치(120)의 앱을 통해 자동 통지가 이루어지도록 함으로써 관리자 단말장치(120)는 화면상에 배터리 부족 알람을 표시하게 된다.
관리자 단말장치(120)는 배터리가 부족한 센서가 있을 때 알람을 띄우며, 알람의 클릭시 페이지를 이동하여 현재 배터리가 부족한 센서의 위치정보 확인이 가능하도록 동작한다(S530, S540). 해당 화면은 도 3에서와 같이 나타날 수 있다.
상기한 내용 이외에도 도 1의 무선센서(100), 무선제어장치(110), 관리자 단말장치(120) 및 센서모니터링장치(140)는 다양한 동작을 수행할 수 있으며, 기타 자세한 내용은 앞서 충분히 설명하였으므로 그 내용들로 대신하고자 한다.
도 6은 도 1의 관리자 단말장치의 동작 과정을 나타내는 흐름도이다.
설명의 편의상 도 6을 도 1과 함께 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 도 1의 관리자 단말장치(120)는 스마트폰과 같은 모바일 단말장치로서 도 1의 센서모니터링장치(140)로부터 에러 비트를 수신한다(S600). 물론 에러 비트는 무선센서(100)의 에러 정보를 포함할 수 있다.
이어 관리자 단말장치(120)는 에러 알람을 화면에 띄우고 에러 알람 내역에 추가한다(S610). 예를 들어, 알람 내역에 특정 무선센서(100)의 배터리 상태가 표시되지 않았다면 해당 무선센서(100)를 목록에 추가할 수 있다.
그리고 관리자 단말장치(120)의 관리자가 에러 알람 내역에서 배터리 알람을 클릭하는 경우, 관리자 단말장치(120)(또는 센서모니터링장치(140))는 센서 모니터 페이지를 전송한다(S620, S630). 물론 이러한 페이지는 관리자 단말장치(120) 내의 GPU 카드나 GPU 프로그램을 통해 생성되는 것도 얼마든지 가능하다.
이의 경우 관리자 단말장치(120)는 센서모니터링장치(140)로부터 배터리 비트를 수신하게 된다(S640). 즉 배터리 에러 정보 즉 에러 데이터를 수신한다.
그리고 관리자 단말장치(120)는 특정 무선센서(100)에 배터리 비트 에러가 있으면 해당 무선센서(100)를 찾아 빨강의 바탕색을 설정한다. 그리고 바탕색이 빨강으로 관리자 단말장치(120)의 화면상에 표시되도록 한다(S650, S655).
또한 관리자 단말장치(120)는 특정 무선센서(100)에서 배터리 비트 에러가 없으면, 센서 감지 비트의 수신 여부에 따라 해당 센서를 찾아 초록으로 바탕색을 설정하거나 회색으로 바탕색을 설정할 수 있다(S660, S665, S670). 가령 센서 감지 비트의 수신이 있으면 초록 바탕색으로 설정하고, 수신이 없으면 회색 바탕색으로 설정할 수 있다.
상기한 내용 이외에도 도 1의 관리자 단말장치(120)는 다양한 동작을 수행할 수 있으며, 기타 자세한 내용은 앞서 충분히 설명하였으므로 그 내용들로 대신하고자 한다.
본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 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 비일시적 저장매체(non-transitory computer readable media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시 예를 구현할 수 있다.
여기서 비일시적 판독 가능 기록매체란, 레지스터, 캐시(cache), 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라, 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로, 상술한 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리 카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독가능 기록매체에 저장되어 제공될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

Claims (6)

  1. 임의 공간이나 임의 장비의 상태를 감시하는 복수의 무선센서와 각각 통신하여 각 무선센서의 배터리 상태와 관련한 상태 데이터를 수신하는 무선제어장치; 및
    상기 수신한 상태 데이터를 각 무선센서의 식별정보에 매칭시켜 저장 및 관리하고, 상기 복수의 무선센서를 관리하는 관리자 단말장치로 에러 알람을 제공하며, 상기 관리자 단말장치에서 상기 제공한 에러 알람의 선택시 에러가 발생한 무선센서의 위치가 파악가능한 모니터링 화면을 제공하는 센서모니터링장치;를
    포함하는 센서 배터리 알람 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 무선센서는 CPU 또는 MPU의 제어부를 포함하며, 상기 제어부로 제공되는 전압을 측정하여 사용 전압이 설정 전압보다 작을 때 상기 상태 데이터를 상기 무선 제어장치로 전송하는 센서 배터리 알람 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 무선센서는 배터리부에서 상기 제어부로 제공되는 단위 시간당 단면적의 전하량을 측정하여 상기 전압을 측정하는 센서 배터리 알람 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 센서모니터링장치는, 각 무선제어장치가 관할하는 복수의 무선센서별로 배터리 상태를 관리하며, 상기 관리자 단말장치로 상기 모니터링 화면의 제공시 각 무선제어장치별로 모니터링 화면을 각각 제공하는 센서 배터리 알람 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 센서모니터링장치는, 상기 모니터링 화면의 제공시 화면상에 각 무선센서의 식별정보를 표시하고, 에러 발생 여부를 지정 컬러로 표시하는 센서 배터리 알람 시스템.
  6. 무선제어장치가, 임의 공간이나 임의 장비의 상태를 감시하는 복수의 무선센서와 각각 통신하여 각 무선센서의 배터리 상태와 관련한 상태 데이터를 수신하는 단계; 및
    센서모니터링장치가, 상기 수신한 상태 데이터를 각 무선센서의 식별정보에 매칭시켜 저장 및 관리하며, 상기 복수의 무선센서를 관리하는 관리자 단말장치로 에러 알람을 제공하며, 상기 관리자 단말장치에서 상기 제공한 에러 알람의 선택시 에러가 발생한 무선센서의 위치가 파악가능한 모니터링 화면을 제공하는 단계;를
    포함하는 센서 배터리 알람 시스템의 알람 방법.
PCT/KR2023/008783 2022-06-24 2023-06-23 무선센서 배터리 알람 시스템 및 방법 WO2023249460A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220077194A KR20240000704A (ko) 2022-06-24 2022-06-24 무선센서 배터리 알람 시스템 및 방법
KR10-2022-0077194 2022-06-24

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023249460A1 true WO2023249460A1 (ko) 2023-12-28

Family

ID=89380300

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2023/008783 WO2023249460A1 (ko) 2022-06-24 2023-06-23 무선센서 배터리 알람 시스템 및 방법

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20240000704A (ko)
WO (1) WO2023249460A1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015511309A (ja) * 2012-01-12 2015-04-16 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトＳｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ 電気エネルギ蓄積器の充電状態決定方法および装置
JP2015192188A (ja) * 2014-03-27 2015-11-02 セイコーエプソン株式会社 センサー機器のバッテリー充電時期告知方法、端末装置及びプログラム
KR101652461B1 (ko) * 2016-06-17 2016-09-09 테크와이드 주식회사 무선센서 네트워크를 이용한 설비 예지 진단시스템
JP2017120491A (ja) * 2015-12-28 2017-07-06 セコム株式会社 警備業務支援システムおよび警備装置
KR20210084094A (ko) * 2019-12-27 2021-07-07 아셋케어 주식회사 무선 진동 센서의 배터리 상태 감시 시스템 및 방법

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101098042B1 (ko) 2009-02-23 2012-01-16 주식회사 휴텍이일 무선 센서 네트워크 시스템 및 그의 운용 방법
KR101143343B1 (ko) 2011-11-29 2012-05-09 이우상 무선 센서모듈과 유선 모니터링 단말기가 호환연결된 일체형 무선계측 모니터링 시스템
KR102452704B1 (ko) 2018-03-22 2022-10-11 현대자동차주식회사 무선 센서 연결 장치 및 방법
KR102420771B1 (ko) 2020-07-13 2022-07-15 주식회사 썬에이치에스티 산업용 무선 센서 시스템

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015511309A (ja) * 2012-01-12 2015-04-16 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトＳｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ 電気エネルギ蓄積器の充電状態決定方法および装置
JP2015192188A (ja) * 2014-03-27 2015-11-02 セイコーエプソン株式会社 センサー機器のバッテリー充電時期告知方法、端末装置及びプログラム
JP2017120491A (ja) * 2015-12-28 2017-07-06 セコム株式会社 警備業務支援システムおよび警備装置
KR101652461B1 (ko) * 2016-06-17 2016-09-09 테크와이드 주식회사 무선센서 네트워크를 이용한 설비 예지 진단시스템
KR20210084094A (ko) * 2019-12-27 2021-07-07 아셋케어 주식회사 무선 진동 센서의 배터리 상태 감시 시스템 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20240000704A (ko) 2024-01-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2020141676A1 (ko) 스마트 팩토리 모니터링 시스템
US20210235569A1 (en) Emergency lighting system with integrated testing and reporting functionality
CN102497274A (zh) 在通过通信链路供电的系统中提供供电设备和用电设备之间的数据通信
WO2012099372A2 (en) Central control system and method for setting control point thereof
CN110112825A (zh) 电网设备在线监测方法、服务器及系统
CN101370289A (zh) 区域估计系统、区域估计方法及区域估计装置
CN106646186B (zh) 一种芯片的批量测试方法及系统
EP3608888A1 (en) Intelligent space safety monitoring apparatus and system thereof
GB2275848A (en) Mobile wireless station having communications quality indicator
WO2020138977A1 (en) Apparatus and method for monitoring performance of network device in wireless communication system
JP2018048815A (ja) 斜面崩壊検出方法
KR20170119962A (ko) 전신주 도괴 감시 및 관리 시스템
WO2023249460A1 (ko) 무선센서 배터리 알람 시스템 및 방법
KR101597272B1 (ko) 비콘장치의 자동 관리 방법 및 장치
KR102322449B1 (ko) 장비전원 모니터링장치 및 그 장치의 구동방법
EP3499928B1 (en) Determining signal quality in a low-power wide-area network
KR20210034473A (ko) 사물 인터넷 기반 피뢰침 시스템
CN102970784A (zh) 照明设备和报警系统
CN108663970B (zh) 一种电力操作安全监控系统
KR102337823B1 (ko) 전기자동차 충전기 및 그 충전기의 구동방법
WO2023249459A1 (ko) 센서 주소 매핑 장치 및 그 장치의 구동방법
CN107038102A (zh) 低功耗电子标签系统
Xie et al. An intelligent smoke detector system based on lora and indoor positioning
WO2015167061A1 (ko) 통신 서비스 제공 시스템 및 그 제어방법
CN110823284A (zh) 一种智能环境监测设备及监测方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23827568

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1