KR101790260B1 - 시설물 통합 모니터링 시스템 및 그 동작 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 센서 데이터에 대한 분석 정보에 기반하여 각각의 설비를 통합적으로 모니터링하는 시설물 통합 모니터링 시스템 및 그 동작 방법에 관한 것으로서, 시설물의 설비별로 분산되게 복수 개의 IoT 센서가 배치되어 설비 환경을 감지하는 IoT 센서부로부터 복수 개의 센서 데이터를 수신하는 통신부; 복수 개의 통신 프로토콜 필드가 포함된 필드 테이블을 참조하여 각각의 센서 데이터의 통신 프로토콜 필드를 통합 필드로 변환하는 필드 변환부; 상기 통합 필드를 항목별로 구분하여 저장하거나, 사전에 수집된 머신케어 빅데이터에 데이터마이닝하여 저장하는 데이터베이스; 상기 머신케어 빅데이터를 참조하여 센서 데이터를 분석하고, 상기 센서 데이터에 대한 분석 정보에 기반하여 각각의 설비를 통합적으로 모니터링하는 통합 모니터링부 및 상기 이상 징후로 판별되는 설비의 구동을 제어하기 위한 제어 커맨드를 생성하는 제어부를 포함한다.

Description

시설물 통합 모니터링 시스템 및 그 동작 방법{INTEGRATED MONITORING FACILITIES SYSTEM AND OPERATING METHOD THEREOF}
본 발명은 시설물 통합 모니터링 시스템 및 그 동작 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 센서 데이터에 대한 분석 정보에 기반하여 각각의 설비를 통합적으로 모니터링하는 기술에 관한 것이다.
종래에는 산업용 시설물의 설비를 보호하고, 시설물 현장의 작업자를 보호하기 위하여 유비쿼터스 센서 네트워크(USN: Ubiquitous Sensor Network) 또는 무선 센서 네트워크 시스템 기반의 시설물 관리 기술들이 보급화되고 있다.
무선 센서 네트워크 시스템은 설비 상태 또는 설비 환경을 감지하여 센서 데이터를 생성하는 복수 개의 센서 장치 및 센서 데이터에 기반하여 설비를 원격 모니터링하는 원격 제어 장치를 포함한다.
센서 장치는 중계 노드를 통하여 원격 제어 시스템과 통신하나, 중계 노드의 노후 또는 고장 등의 이유로 정상적으로 동작하지 않는 경우, 중계 노드에 속한 센서 장치와의 통신이 중단되는 문제점이 있다.
특허문헌 1은 지능형 센서 장치 및 그에 따른 구동 방법에 관한 것으로서, 센서 장치와의 통신이 중단되는 문제점을 해결하기 위하여 통신환경에 따라 라우팅 경로를 재설정하는 구성을 개시하고 있다.
그러나, 특허문헌 1은 설비 환경의 이상 징후를 감지한 IoT 센서에 대응하는 센서 노드에게 데이터 전송에 대한 우선순위를 제공하기 위한 라우팅을 설정하기 어려운 문제점이 있고, 사전에 수집된 머신케어 빅데이터를 이용하여 설비 환경의 이상 징후를 모니터링하지 못하는 문제점이 있다.
1. 한국등록특허 제10-0921931호(2009.10.08.)
본 발명은 각각의 설비에 대한 빅데이터 분석을 용이하게 수행하기 위하여 센서 데이터의 통신 프로토콜 필드를 통합 필드로 변환하는 시설물 통합 모니터링 시스템 및 그 동작 방법을 제공한다.
본 발명은 각 센서 노드의 네트워크를 통합적으로 제어하는 시설물 통합 모니터링 시스템 및 그 동작 방법을 제공한다.
본 발명은 애플리케이션 기반의 이동통신 단말기 또는 데스크톱 단말기에서 원격으로 인터페이스를 제공하는 시설물 통합 모니터링 시스템 및 그 동작 방법을 제공한다.
본 발명의 시설물 통합 모니터링 시스템은, 시설물의 설비별로 분산되게 복수 개의 IoT 센서가 배치되어 설비 환경을 감지하는 IoT 센서부로부터 복수 개의 센서 데이터를 수신하는 통신부; 복수 개의 통신 프로토콜 필드가 포함된 필드 테이블을 참조하여 각각의 센서 데이터의 통신 프로토콜 필드를 통합 필드로 변환하는 필드 변환부; 상기 통합 필드를 항목별로 구분하여 저장하거나, 사전에 수집된 머신케어 빅데이터에 데이터마이닝하여 저장하는 데이터베이스; 상기 머신케어 빅데이터를 참조하여 센서 데이터를 분석하고, 상기 센서 데이터에 대한 분석 정보에 기반하여 각각의 설비를 통합적으로 모니터링하는 통합 모니터링부 및 상기 이상 징후로 판별되는 설비의 구동을 제어하기 위한 제어 커맨드를 생성하는 제어부를 포함한다.
상기 IoT 센서부는 상기 설비의 표면, 내부 또는 주변에 배치되어 온습도, 압력, 가스, 화재, 피사체, 변형률, 기울기 및 진동 중 적어도 하나에 대한 설비 환경을 감지할 수 있다.
상기 통신부는 상기 센서 데이터에 대한 전송 제어, 트래픽 제어 및 네트워크 제어하는 적어도 하나의 게이트웨이를 통하여 복수 개의 센서 데이터를 수신하고, 상기 제어부는 상기 게이트웨이의 라우팅 설정을 제어할 수 있다.
상기 통합 모니터링부는 상기 머신케어 빅데이터를 참조하여 센서 데이터를 분석하는 데이터 분석부; 상기 센서 데이터에 대한 분석 정보에 기반하여 각각의 설비의 이상 징후를 판별하는 이상 징후 판별부 및 애플리케이션 기반의 이동통신 단말기 또는 데스크톱 단말기에게 각각의 설비를 통합적으로 모니터링하기 위한 인터페이스를 제공하는 인터페이스 제공부를 포함할 수 있다.
본 발명의 시설물 통합 모니터링 시스템의 동작 방법은, 통신부를 통하여 시설물의 설비별로 분산되게 복수 개의 IoT 센서가 배치되어 설비 환경을 감지하는 IoT 센서부로부터 복수 개의 센서 데이터를 수신하는 단계; 필드 변환부를 통하여 복수 개의 통신 프로토콜 필드가 포함된 필드 테이블을 참조하여 각각의 센서 데이터의 통신 프로토콜 필드를 통합 필드로 변환하는 단계; 데이터베이스에 통합 필드를 항목별로 구분하여 저장하거나, 사전에 수집된 머신케어 빅데이터에 데이터마이닝하여 저장하는 단계; 통합 모니터링부를 통하여 머신케어 빅데이터를 참조하여 센서 데이터를 분석하는 단계; 상기 센서 데이터에 대한 분석 정보에 기반하여 각각의 설비의 이상 징후를 판별하는 단계 및 상기 이상 징후에 대한 판별 정보를 통하여 각각의 설비를 통합적으로 모니터링하는 단계를 포함한다.
본 발명은 센서 데이터의 통신 프로토콜 필드를 통합 필드로 변환함으로써, 각각의 설비에 대한 빅데이터 분석을 용이하게 수행할 수 있다.
본 발명은 각 센서 노드의 네트워크를 통합적으로 제어하여 시스템의 복잡도를 줄일 수 있다.
본 발명은 애플리케이션 기반의 이동통신 단말기 또는 데스크톱 단말기에서 원격으로 인터페이스를 제공하여 원격에 위치하는 사용자가 실시간으로 시설물을 모니터링할 수 있다.
도 1은 본 발명의 시설물 통합 모니터링 시스템을 도시한 블록도이다.
도 2는 도 1의 통합 모니터링부를 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 시설물 통합 모니터링 시스템의 동작 방법을 도시한 흐름도이다.
이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 시설물 통합 모니터링 시스템을 도시한 블록도로서, 시설물 통합 모니터링 시스템(100)은 공장의 자동화 설비를 포함하는 산업용 시설물을 관리할 수 있고, 전기, 가스, 태양열, 상하수도, 풍력 발전 등 에너지 설비를 포함하는 산업용 시설물을 관리할 수 있으며, 빌딩 및 홈 댁네 설비를 포함하는 일반용 시설물을 관리할 수 있다.
시설물 통합 모니터링 시스템(100)은 통신부(110), 필드 변환부(120), 데이터베이스(130), 통합 모니터링부(140) 및 제어부(150)를 포함한다.
통신부(110)는 시설물의 설비별로 분산되게 복수 개의 IoT 센서(미도시)가 배치되어 설비 환경을 감지하는 IoT 센서부(300)로부터 복수 개의 센서 데이터를 수신한다.
IoT 센서부(300)는 설비의 표면, 내부 또는 주변에 배치되어 온습도, 압력, 가스, 화재, 피사체, 변형률, 기울기 및 진동 중 적어도 하나에 대한 설비 환경을 감지한다.
IoT 센서부(300)는 설비 표면의 온습도, 변형률, 기울기 및 진동 중 적어도 하나를 감지할 수 있고, 설비 내부의 온습도, 압력, 가스 및 화재 중 적어도 하나를 감지할 수 있으며, 설비 주변의 온습도, 가스, 화재 및 피사체 중 적어도 하나를 감지할 수 있다.
IoT 센서부(300)는 센서 노드(310)를 포함하고, 센서 노드(310)는 복수 개의 IoT 센서들과 일대일로 대응하여 형성되어 센서 데이터를 수집할 수 있다.
IoT 센서부(300)는 중계기(320)를 포함하고, 센서 노드(310)는 중계기(320)를 통하여 센서 데이터를 전송할 수 있다.
IoT 센서부(300)와 시설물 통합 모니터링 시스템(100) 사이에 적어도 하나의 게이트웨이(200)가 연결될 수 있다.
통신부(110)는 센서 데이터에 대한 전송 제어, 트래픽 제어 및 네트워크 제어하는 적어도 하나의 게이트웨이(200)를 통하여 복수 개의 센서 데이터를 수신할 수 있다.
제어부(150)는 게이트웨이(200)의 라우팅 설정을 제어하고, 게이트웨이(200)는 설비 환경의 이상 징후를 감지한 IoT 센서에 대응하는 센서 노드(310)에게 데이터 전송에 대한 우선순위를 할당하여 센서 노드(310) 간의 데이터 전송을 제어할 수 있다.
게이트웨이(200)는 윈도우 방식의 흐름 제어를 통하여 각각의 센서 데이터의 전송을 제어할 수 있다.
게이트웨이(200)는 이상 징후에 대한 우선순위를 통하여 데이터 전송을 제어함으로써, 시설물을 효율적으로 관리할 수 있고, 윈도우 방식의 흐름 제어를 통하여 각 센서 노드(310)의 네트워크를 통합적으로 제어하여 시스템의 복잡도를 줄일 수 있다.
필드 변환부(120)는 복수 개의 통신 프로토콜 필드가 포함된 필드 테이블을 참조하여 각각의 센서 데이터의 통신 프로토콜 필드를 통합 필드로 변환한다.
설비의 상태를 감지하는 센서를 설치하는 업체마다 통신 프로토콜 체계가 다를 수 있다. 데이터베이스(130)는 상이한 통신 프로토콜 체계를 통합하기 위해 참조되는 복수 개의 통신 프로토콜 필드가 포함된 필드 테이블을 저장한다.
데이터베이스(130)는 통합 필드를 항목별로 구분하여 저장하거나, 사전에 수집된 머신케어 빅데이터에 데이터마이닝하여 저장한다. 머신케어 빅데이터는 설비의 이상 징후에 대응하는 사례 또는 데이터 참조값을 포함한다.
통합 모니터링부(140)는 머신케어 빅데이터를 참조하여 센서 데이터를 분석하고, 센서 데이터에 대한 분석 정보에 기반하여 각각의 설비를 통합적으로 모니터링한다.
도 2는 도 1의 통합 모니터링부를 도시한 블록도로서, 통합 모니터링부(140)는 데이터 분석부(141), 이상 징후 판별부(142) 및 인터페이스 제공부(143)를 포함한다.
데이터 분석부(141)는 머신케어 빅데이터를 참조하여 센서 데이터를 분석한다. 예를 들어, 데이터 분석부(141)는 센서 데이터의 가스 감지량을 참조하여 설비의 폭발 위험에 대한 이상 징후를 분석할 수 있다.
이상 징후 판별부(142)는 센서 데이터에 대한 분석 정보에 기반하여 각각의 설비의 이상 징후를 판별하며, 인터페이스 제공부(143)는 애플리케이션 기반의 이동통신 단말기 또는 데스크톱 단말기에게 각각의 설비를 통합적으로 모니터링하기 위한 인터페이스를 제공한다. 예를 들어, 인터페이스 제공부(143)는 애플리케이션 기반으로 구현되어 이동통신 단말기에게 제공되거나, 응용 프로그램 기반으로 구현되어 데스크톱 단말기에게 제공된다.
다시 도 1을 참조하면, 제어부(150)는 이상 징후로 판별되는 설비의 구동을 제어하기 위한 제어 커맨드를 생성한다.
제어 커맨드는 이상 징후에 대한 판별 정보에 기반하거나, 이동통신 단말기 또는 데스크톱 단말기로 입력되는 사용자의 선택 입력에 기반하여 생성된다.
본 발명은 애플리케이션 기반의 이동통신 단말기 또는 데스크톱 단말기에서 원격으로 인터페이스를 제공하여 실시간으로 시설물을 통합적으로 모니터링할 수 있다.
도 3은 본 발명의 시설물 통합 모니터링 시스템의 동작 방법을 도시한 흐름도로서, 동작 방법은 통신부를 통하여 시설물의 설비별로 분산되게 복수 개의 IoT 센서가 배치되어 설비 환경을 감지하는 IoT 센서부로부터 복수 개의 센서 데이터를 수신한다.
센서 데이터를 수신한 후, 필드 변환부를 통하여 복수 개의 통신 프로토콜 필드가 포함된 필드 테이블을 참조하여 각각의 센서 데이터의 통신 프로토콜 필드를 통합 필드로 변환한다.
통합 필드로 변환한 후, 데이터베이스에 통합 필드를 항목별로 구분하여 저장하거나, 사전에 수집된 머신케어 빅데이터에 데이터마이닝하여 저장한다.
저장한 후, 통합 모니터링부를 통하여 상기 머신케어 빅데이터를 참조하여 센서 데이터를 분석한다.
센서 데이터를 분석한 후, 센서 데이터에 대한 분석 정보에 기반하여 각각의 설비의 이상 징후를 판별한다.
이상 징후를 판별한 후, 이상 징후에 대한 판별 정보를 통하여 각각의 설비를 통합적으로 모니터링한다.
모니터링하는 동안에 이상 징후로 판별되는 설비의 구동을 제어하기 위한 제어 커맨드를 생성한다.
제어 커맨드는 이상 징후에 대한 판별 정보에 기반하거나, 이동통신 단말기 또는 데스크톱 단말기로 입력되는 사용자의 선택 입력에 기반하여 생성된다.
100: 시설물 통합 모니터링 시스템 110: 통신부
120: 필드 변환부 130: 데이터베이스
140: 통합 모니터링부 150: 제어부
200: 게이트웨이 300: IoT 센서부

Claims (5)

  1. 시설물의 설비별로 분산되게 복수 개의 IoT 센서가 배치되어 설비 환경을 감지하는 IoT 센서부로부터 복수 개의 센서 데이터를 수신하는 통신부;
    복수 개의 통신 프로토콜 필드가 포함된 필드 테이블을 참조하여 각각의 센서 데이터의 통신 프로토콜 필드를 통합 필드로 변환하는 필드 변환부;
    상기 통합 필드를 항목별로 구분하여 저장하고, 설비의 이상 징후에 대응하는 사례와 데이터 참조값을 포함하는 머신케어 빅데이터를 저장하는 데이터베이스;
    상기 머신케어 빅데이터를 참조하여 센서 데이터를 분석하고, 상기 센서 데이터에 대한 분석 정보에 기반하여 각각의 설비를 통합적으로 모니터링하는 통합 모니터링부 및
    이상 징후로 판별되는 설비의 구동을 제어하기 위한 제어 커맨드를 생성하는 제어부를 포함하되,
    상기 통신부는 적어도 하나의 게이트웨이를 통하여 복수 개의 센서 데이터를 수신하고,
    상기 게이트웨이는 센서 데이터에 대한 전송 제어, 트래픽 제어 및 네트워크 제어하고, 설비 환경의 이상 징후를 감지한 IoT 센서에 대응하는 센서 노드에게 데이터 전송에 대한 우선순위를 할당하여 센서 노드 간의 데이터 전송을 제어하는 것을 특징으로 하는 시설물 통합 모니터링 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 IoT 센서부는,
    상기 설비의 표면, 내부 또는 주변에 배치되어 온습도, 압력, 가스, 화재, 피사체, 변형률, 기울기 및 진동 중 적어도 하나에 대한 설비 환경을 감지하는 시설물 통합 모니터링 시스템.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 통합 모니터링부는,
    상기 머신케어 빅데이터를 참조하여 센서 데이터를 분석하는 데이터 분석부;
    상기 센서 데이터에 대한 분석 정보에 기반하여 각각의 설비의 이상 징후를 판별하는 이상 징후 판별부 및
    애플리케이션 기반의 이동통신 단말기 또는 데스크톱 단말기에게 각각의 설비를 통합적으로 모니터링하기 위한 인터페이스를 제공하는 인터페이스 제공부를 포함하는 시설물 통합 모니터링 시스템.
  5. 통신부를 통하여 시설물의 설비별로 분산되게 복수 개의 IoT 센서가 배치되어 설비 환경을 감지하는 IoT 센서부로부터 복수 개의 센서 데이터를 수신하는 단계;
    필드 변환부를 통하여 복수 개의 통신 프로토콜 필드가 포함된 필드 테이블을 참조하여 각각의 센서 데이터의 통신 프로토콜 필드를 통합 필드로 변환하는 단계;
    데이터베이스에 통합 필드를 항목별로 구분하여 저장하고, 설비의 이상 징후에 대응하는 사례와 데이터 참조값을 포함하는 머신케어 빅데이터를 저장하는 단계;
    통합 모니터링부를 통하여 머신케어 빅데이터를 참조하여 센서 데이터를 분석하는 단계;
    상기 센서 데이터에 대한 분석 정보에 기반하여 각각의 설비의 이상 징후를 판별하는 단계 및
    상기 이상 징후에 대한 판별 정보를 통하여 각각의 설비를 통합적으로 모니터링하는 단계를 포함하되,
    상기 통신부는 적어도 하나의 게이트웨이를 통하여 복수 개의 센서 데이터를 수신하고,
    상기 게이트웨이는 센서 데이터에 대한 전송 제어, 트래픽 제어 및 네트워크 제어하고, 설비 환경의 이상 징후를 감지한 IoT 센서에 대응하는 센서 노드에게 데이터 전송에 대한 우선순위를 할당하여 센서 노드 간의 데이터 전송을 제어하는 것을 특징으로 하는 시설물 통합 모니터링 시스템의 동작 방법.
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