KR102054225B1 - 근거리 무선 통신망을 이용한 자연환경 감시시스템 - Google Patents

근거리 무선 통신망을 이용한 자연환경 감시시스템 Download PDF

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Abstract

전기 공급 및 통신이 제한되는 지역에서 사용할 수 있는 근거리 무선 통신망을 이용한 자연환경 감시시스템이 개시된다. 이를 위하여 자연환경에 대한 센싱정보를 생성하는 제1 센서모듈과, 제1 근거리 무선통신모듈, 및 제1 재생에너지 발전모듈을 포함하는 복수개의 하위 센서부와, 복수개의 하위 센서부 중 미리 지정된 일부에 무선으로 연결되어 하위 센서부가 전송한 센싱정보를 수신받고 이 센싱정보를 외부로 전송하는 제3 근거리 무선통신모듈, 및 제3 재생에너지 발전모듈을 포함하는 복수개의 상위 센서부와, 복수개의 상위 센서부에 무선으로 연결되어 상위 센서부가 전송한 센싱정보를 수신받고 이 센싱정보를 외부로 전송하는 통신모듈을 포함하는 메인 컨트롤러, 및 상기 메인 컨트롤러에 유무선 통신 네트워크를 통해 연결되고, 상기 메인 컨트롤러로부터 전송된 센싱정보를 수신받아 저장하며, 상기 센싱정보를 분석하여 이벤트 정보를 생성하는 관리 서버를 포함하는 자연환경 감시시스템을 제공한다. 본 발명에 의하면, 징검다리 방식으로 데이터를 전송하는 무선 통신망을 이용하기 때문에 전력공급이 원활하지 않은 도서산간 지역의 자연재난 상황 감시 장치로 이용할 수 있다.

Description

근거리 무선 통신망을 이용한 자연환경 감시시스템{SYSTEM FOR MONITORING NATURAL ENVIRONMENT USING SHORT RANGE WIRELESS COMMUNICATION NETWORK}
본 발명은 전기 공급 및 통신이 제한되는 지역에서 사용할 수 있는 근거리 무선 통신망을 이용한 자연환경 감시시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전력 소모 및 데이터 전송량을 최소화하여 산악지역 같은 전기 공급과 통신이 제한되는 환경에서도 안정적으로 운용할 수 있는 근거리 무선 통신망을 이용한 자연환경 감시시스템에 관한 것이다.
최근 들어, 산림 자원 관리 등에 감시 카메라(CCTV)를 설치하여 운용하고 있는 추세에 있으나, 이는 전력 공급이 원활한 지역에 국한되어 있으며 도서산간 지역의 범죄 예방 감시와 산악지역의 자연재난 감시, 기후변화 감시 등은 인력에 의존하여 주로 이루어지고 있다.
이와 같이 감시 카메라(CCTV)는 도시 지역과 전기 공급이 원활한 지역을 위주로 설치가 집중되어 있으며, 전력 공급이 원활하지 않은 산악지역의 자연재난 상황 감시, 기후변화 감시에 대한 대책과 방안은 미비한 실정이다.
한편, 종래에는 전기의 공급의 원활하지 않은 도서산간 지역과 산악지역에서 감시 카메라(CCTV)를 설치하고 운용하기 위해서는 전력 공급 공사와 통신 공사가 이루어져야 함에 따라서 이에 따른 설치비용이 크게 증가하였다.
또한, 태양광 발전과 풍력 발전을 이용하더라도 동영상을 촬영하는 감시 카메라(CCTV)의 경우에 많은 전력을 소모하는 것은 물론이며, 영상전송에도 많은 전력을 소모하여 이러한 태양광 발전과 풍력 발전을 이용한 감시 카메라(CCTV) 운용에 적합하지 않았다.
한편, 도서산간 지역과 산악지역에서는 감시 카메라(CCTV) 대신 감시 센서를 설치하여 운영하는 경우도 있으나, 이러한 감시 센서, 예컨대 온도 센서나 습도 센서, 풍속 센서도 전력의 공급이 충분하지 못하며, 별도의 중계기가 설치되어 있지 않은 이상 데이터의 전송이 원활하지 않기 때문에 별도의 모뎀을 설치하여 데이터를 전송해야 하는 불편함이 있고, 이러한 제약 때문에 정확한 데이터의 검출을 위하여 복수의 감시 센서를 구동하기에는 여러 가지 개선해야 할 문제점들이 존재하고 있었다.
특히, 기존의 감시 센서들은 직접 전력을 공급하기 위한 전력 케이블을 설치하거나 혹은 태양광 발전을 채택하여 전력을 공급하고 있다.
이와 같은 감시 센서들은 데이터를 전송하기 위해 별도로 설치된 중계기를 이용하거나 추가로 모뎀을 설치하여 데이터를 전송하나, 이 방법은 전력의 소모가 많고 통신비용 등의 문제점 때문에 복수의 감시 센서를 동시에 운용하기에 많은 어려움이 있었다.
또한, 전력 케이블을 설치하는 것에는 전기가 안정적으로 공급 가능한 지역이어야 하고 야생동물에 의한 절단 현상이 발생되는 문제, 복수의 감시 센서를 이용하게 될 경우 사용하는 케이블이 길어지고 많아져 배선이 복잡해지는 문제, 장거리에 센서 장비를 운용할 경우 통신이 단절되어 데이터 축적이 이루어지지 않는 문제 등이 발생될 수 있다.
대한민국 공개특허 제10-2011-0050218호(2011.05.13 공개) 대한민국 공개특허 제10-2016-0102714호(2016.08.31 공개) 대한민국 등록특허 제10-0452118호(2004.10.12 공고) 대한민국 등록특허 제10-1753651호(2017.07.05 공고)
따라서, 본 발명의 목적은 복수의 센서로 수집된 데이터를 징검다리 방식으로 구현된 블루투스 통신망을 이용하여 하나의 메인 컨트롤러에 집적하고, 상기 메인 컨트롤러로 집적된 데이터를 관리서버로 전송함으로써 전력 소모 및 데이터 전송량을 최소화 하는 근거리 무선 통신망을 이용한 자연환경 감시시스템을 제공하는데 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에서는 자연환경에 대한 센싱정보를 생성하는 제1 센서모듈과, 상기 센싱정보를 외부로 전송하는 제1 근거리 무선통신모듈, 및 자연에너지로 전기에너지를 생성하여 상기 제1 센서모듈과 제1 근거리 무선통신모듈에 전원을 제공하는 제1 재생에너지 발전모듈을 포함하는 복수개의 하위 센서부와, 복수개의 하위 센서부 중 미리 지정된 일부에 무선으로 연결되어 하위 센서부가 전송한 센싱정보를 수신받고 이 센싱정보를 외부로 전송하는 제3 근거리 무선통신모듈, 및 자연에너지로 전기에너지를 생성하여 상기 제3 근거리 무선통신모듈에 전원을 제공하는 제3 재생에너지 발전모듈을 포함하는 복수개의 상위 센서부와, 복수개의 상위 센서부에 무선으로 연결되어 상위 센서부가 전송한 센싱정보를 수신받고 이 센싱정보를 외부로 전송하는 제4 근거리 무선통신모듈을 포함하는 메인 컨트롤러, 및 상기 메인 컨트롤러에 유무선 통신 네트워크를 통해 연결되고, 상기 메인 컨트롤러로부터 전송된 센싱정보를 수신받아 저장하며, 상기 센싱정보를 분석하여 이벤트 정보를 생성하는 관리 서버를 포함하는 자연환경 감시시스템을 제공한다.
본 발명에 의하면, 전력공급이 원활하지 않은 도서산간 지역의 자연재난 상황 감시 장치로 이용함으로써, 자연환경의 감시와 관리가 용이하며, 산악지역의 자연재난 상황에 대한 실시간 확인이 가능하다.
또한, 본 발명은 기존의 CCTV 감시 시스템보다 설치비용을 크게 절감할 수 있기 때문에 한정된 지자체의 예산 내에서 최대한 많은 숫자의 장소를 원거리에서 감시할 수 있게 된다.
아울러, 본 발명은 징검다리 방식으로 데이터를 전송하는 근거리 무선통신을 이용하기 때문에 일부 구역을 담당하는 임의의 제1 근거리 무선통신모듈이 고장나더라도 그 구역을 제외한 나머지 구역에 대한 감시가 원활히 진행될 수 있다.
그리고 본 발명은 근거리 무선신호를 송출하는 단말기를 소지한 등산객이 산악지형에서 조난을 당하더라도 등산객의 위치를 신속히 파악할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자연환경 감시시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 징검다리 방식의 무선 통신망을 나타내는 블록도이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 의한 근거리 무선 통신망을 이용한 자연환경 감시시스템(이하, '자연환경 감시시스템'이라 약칭함)을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자연환경 감시시스템을 설명하기 위한 구성도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 징검다리 방식의 무선 통신망을 나타내는 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 자연환경 감시시스템은 주변 자연환경에 대한 각종 데이터를 수집할 센서모듈과 전력을 생산할 재생에너지 발전모듈 및 근거리 무선통신모듈을 결합하여 하나의 모듈화 된 센서부를 구성하고, 이러한 센서부들을 근거리 무선 통신으로 연결하여 무선 통신망(100,200,300)을 구축하며, 상기 무선 통신망을 통해 수집된 센싱정보를 집적하여 유무선통신 네트워크(이하, '통신 네트워크'라고 약칭함)로 연결된 원격지의 관리 서버(500)로 전송한다. 이때, 센서부들은 다단계 구조를 갖도록 형성되며, 하부에 위치한 복수개의 하위 센서부(100)와 미리 지정된 하위 센서부(100)를 관리하는 상위 센서부(300)를 포함하며, 선택적으로 하위 센서부(100)와 상위 센서부(300) 사이에서 하위 센서부(100)를 관리하여 집적된 센싱정보를 상위 센서부(300)로 전송하는 중위 센서부(200)를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 자연환경 감시시스템은 징검다리 방식으로 구성된 무선 통신망의 영역을 확장시키기 위해 하위 센서부(100)에 근거리 무선 통신으로 연결되어 하위 센서부(100)와 동일한 역할을 수행하는 제1 최하위 센서부와, 상기 제1 최하위 센서부에 근거리 무선 통신으로 연결되어 하위 센서부(100)와 동일한 역할을 수행하는 제2 최하위 센서부와, 상기 제2 최하위 센서부에 근거리 무선 통신으로 연결되어 하위 센서부(100)와 동일한 역할을 수행하는 제3 최하위 센서부 등을 더 포함할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 각 구성요소별로 보다 구체적으로 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 자연환경 감시시스템은 복수개의 하위 센서부(100)를 포함한다.
상기 복수개의 하위 센서부(100)는 산악지역에서 소정 간격으로 설치되어 산악지역의 자연환경을 감시하는 것으로, 각 하위 센서부(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 제1 센서모듈(110)과 제1 근거리 무선통신모듈(120) 및 제1 재생에너지 발전모듈(130)을 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 서로 이웃한 하위 센서부(100)는 100 내지 400m의 이격거리를 갖도록 설치될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
상기 제1 센서모듈(110)은 자연환경에 대한 센싱정보를 생성하는 것으로, 하위 센서부(100)가 관리하는 감시 영역에 대한 자연환경 정보를 수집하여 센싱정보를 생성한다.
상기 제1 근거리 무선통신모듈(120)은 제1 센서모듈(110)이 생성한 센싱정보를 외부로 전송하는 것으로, 100m~1000m의 거리에서 무선 통신을 진행할 수 있는 무선통신모듈이라면 어떠한 무선통신모듈을 사용하더라도 무방하다. 예를 들면, 제1 근거리 무선통신모듈(120)로는 블루투스(bluetooth) 통신모듈, 지그비(zigbee) 통신모듈 등을 사용할 수 있으나 통신거리와 통신속도 등을 고려하면 블루투스 통신모듈을 사용하는 것이 바람직하다.
일 실시 양태로서, 본 발명에 따른 제1 근거리 무선통신모듈(120)은 상위 센서부(300)의 제3 근거리 무선통신모듈(320)과 무선으로 연결되어 무선 통신망을 구축한다.
다른 실시 양태로서, 본 발명에 따른 제1 근거리 무선통신모듈(120)은 하위 센서부(100)와 상위 센서부(300) 사이에 중위 센서부(200)가 구비된 경우 중위 센서부(200)의 제2 근거리 무선통신모듈(220)과 무선으로 연결되어 무선 통신망을 구축한다.
상기 제1 재생에너지 발전모듈(130)은 태양광, 바람, 지열 등의 자연에너지로 전기에너지를 생성하여 상기 제1 센서모듈(110)과 제1 근거리 무선통신모듈(120)에 전원을 제공하는 것으로, 소형화 및 경량화를 위해 태양광전지를 사용하는 것이 바람직하다.
필요에 따라, 하위 센서부(100)는 자연환경의 변화에도 상관없이 하위 센서부(100)가 원활히 동작할 수 있도록 제1 재생에너지 발전모듈(130)에 의해 생성된 전기를 저장하여 제1 센서모듈(110)과 제1 근거리 무선통신모듈(120)로 제공하는 배터리가 구비될 수 있다.
또한, 하위 센서부(100)는 시간적 제한을 두어 일정 시간 동안만 제1 근거리 무선통신모듈(120)과 상위 센서부(300)의 제3 근거리 무선통신모듈(320)을 활성화하고, 활성화 된 시간에만 하위 센서부(100)와 상위 센서부(300) 간에 데이터 송수신이 가능하도록 조정하는 전송 소프트웨어(140)가 설치될 수 있다. 예컨대, 전송 소프트웨어(140)는 5 내지 30분 간격으로 데이터의 송수신을 진행하도록 제1 근거리 무선통신모듈(120)을 제어할 수 있다.
필요에 따라, 중위 센서부(200)가 설치되면 하위 센서부(100)는 시간적 제한을 두어 일정 시간 동안만 제1 근거리 무선통신모듈(120)과 중위 센서부(200)의 제2 근거리 무선통신모듈(220)을 활성화하고, 활성화 된 시간에만 하위 센서부(100)와 중위 센서부(200) 간에 데이터 송수신이 가능하도록 조정하는 전송 소프트웨어(140)가 설치될 수 있다.
또한, 상기 전송 소프트웨어(140)는 중위 센서부(200)나 상위 센서부(300)로 전송된 센싱정보가 어떤 하위 센서부(100)로부터 생성된 것인지를 확인할 수 있도록 센싱정보에 식별정보를 첨부할 수 있다.
예컨대, 전송 소프트웨어(140)는 센싱정보에 A-1-1-1, A-1-1-2, A-1-1-3, A-1-1-4, A-1-1-5 등의 식별정보를 첨부할 수 있다. 이때, 'A'는 센싱정보를 전송할 메인 컨트롤러(400)의 식별정보를 나타내는 표시이고, 첫 번째 '1'은 센싱정보를 전송할 상위 센서부(300)의 식별정보를 나타내는 표시이며, 두 번째 '1'은 센싱정보를 전송할 중위 센서부(200)의 식별정보를 나타내는 표시이다.
이와 같이, 전송 소프트웨어(140)에는 각 하위 센서를 관리하는 상위 센서부(300) 또는 중위 센서부(200)가 미리 지정되어 있으므로, 제1 근거리 무선통신모듈(120)은 제1 센서모듈(110)이 생성한 센싱정보를 전송 소프트웨어(140)의 제어에 따라 상위 센서부(300) 또는 중위 센서부(200)로 전송한다.
필요에 따라, 전송 소프트웨어(140)는 미리 지정된 중위 센서부(200) 또는 상위 센서부(300)와의 무선 연결이 지연되거나 불발되면, 미리 지정된 중위 센서부(200)나 상위 센서부(300) 대신에 다른 중위 센서부(200) 또는 상위 센서부(300)와 무선으로 연결하여 센싱정보를 전송한다.
또한, 하위 센서부(100)는 센싱정보를 전송하는 대상인 중위 센서부(200)나 상위 센서부(300)에 고장이 발생되면, 이를 우회하여 이웃한 다른 중위 센서부나 상위 센서부를 통해 관리 서버(500)로 센싱정보를 전송하도록 구성될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 자연환경 감시시스템은 복수개의 중위 센서부(200)를 더 포함할 수 있다.
상기 중위 센서부(200)는 하위 센서부(100)와 상위 센서부(300) 사이에 구비되어 하위 센서부(100)와 상위 센서부(300)를 근거리 무선통신으로 중계하는 것으로, 복수개의 하위 센서부(100) 중 관리 대상으로 미리 지정된 한 개 이상의 하위 센서부(100)로부터 전송된 센싱정보를 미리 지정된 상위 센서부(300)로 전송한다.
구체적으로, 중위 센서부(200)는 도 2에 도시된 바와 같이 제2 근거리 무선통신모듈(220) 및 제2 재생에너지 발전모듈(230)을 포함하며, 선택적으로 제2 센서모듈(210)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제2 센서모듈(210)은 자연환경에 대한 센싱정보를 생성하는 것으로, 중위 센서부(200)가 직접 관리하는 감시 영역에 대한 자연환경 정보를 수집하여 센싱정보를 생성한다.
상기 제2 근거리 무선통신모듈(220)은 복수개의 하위 센서부(100) 중 미리 지정된 일부에 무선으로 연결되어 하위 센서부(100)가 전송한 센싱정보를 수신받고 이 센싱정보를 미리 지정된 상위 센서부(300)로 전송하는 것으로, 징검다리 방식의 무선 통신망을 구축하는 기능을 제공한다. 필요에 따라, 제2 근거리 무선통신모듈(220)은 제2 센서모듈(210)이 생성한 센싱정보를 상위 센서부(300)로 전송하는 기능을 제공할 수 있다.
이러한 제2 근거리 무선통신모듈(220)로는 하위 센서부(100) 및 상위 센서부(300)와 근거리 무선 통신을 진행할 수 있는 무선통신모듈이라면 어떠한 무선통신모듈을 사용하더라도 무방하다. 예를 들면, 제2 근거리 무선통신모듈(220)로는 제1 근거리 무선통신모듈(120)과의 무선 통신을 위해 제1 근거리 무선통신모듈(120)과 동일한 근거리 무선통신모듈을 사용한다.
이와 같이, 제2 근거리 무선통신모듈(220)은 하위 센서부(100) 및 상위 센서부(300)와 무선으로 연결되어 무선 통신망을 구축한다.
상기 제2 재생에너지 발전모듈(230)은 태양광, 바람, 지열 등의 자연에너지로 전기에너지를 생성하여 상기 제2 센서모듈(210)과 제2 근거리 무선통신모듈(220)에 전원을 제공하는 것으로, 소형화 및 경량화를 위해 태양광전지를 사용하는 것이 바람직하다.
필요에 따라, 중위 센서부(200)는 하위 센서부(100)와 같이 배터리가 구비될 수 있다.
또한, 중위 센서부(200)는 시간적 제한을 두어 일정 시간 동안만 하위 센서부(100)의 제1 근거리 무선통신모듈(120) 및 상위 센서부(300)의 제3 근거리 무선통신모듈(320)과 함께 제2 근거리 무선통신모듈(220)을 활성화시키고, 활성화 된 시간에만 하위 센서부(100)와의 사이와 상위 센서부(300)와의 사이에서 각각 데이터 송수신이 가능하도록 조정하는 전송 소프트웨어(240)가 설치될 수 있다.
예컨대, 전송 소프트웨어(240)는 5 내지 30분 간격으로 데이터의 송수신을 진행하도록 제2 근거리 무선통신모듈(220)을 제어할 수 있다. 이때, 하위 센서부(100)의 전송 소프트웨어(140)와 중위 센서부(200)의 전송 소프트웨어(240)는 동일한 시간에 데이터의 송수신을 진행하도록 설정된다.
아울러, 중위 센서부(200)의 전송 소프트웨어(240)는 상위 센서부(300)로 전송된 센싱정보가 어떤 중위 센서부(200)로부터 생성된 것인지를 확인할 수 있도록 센싱정보에 식별정보를 첨부할 수 있다. 예컨대, 중위 센서부(200)의 전송 소프트웨어(240)는 제2 센서모듈(210)에 의해 생성된 센싱정보에 A-1-1, A-1-2, A-1-3, A-1-4, A-1-5 등의 식별정보를 첨부할 수 있다. 이때, 'A'는 센싱정보를 전송할 메인 컨트롤러(400)의 식별정보를 나타내는 표시이고, 첫 번째 '1'은 센싱정보를 전송할 상위 센서부(300)의 식별정보를 나타내는 표시이다.
이와 같이, 전송 소프트웨어(140)에는 각 중위 센서부(200)를 관리하는 상위 센서부(300)가 미리 지정되어 있으므로, 제2 근거리 무선통신모듈(220)은 제2 센서모듈(210)이 자체 생성한 센싱정보와 하위 센서부(100)로부터 수신된 센싱정보를 전송 소프트웨어(140)의 제어에 따라 상위 센서부(300)로 전송한다.
필요에 따라, 중위 센서부(200)는 센싱정보를 전송하는 대상인 상위 센서부(300)에 고장이 발생되면, 이를 우회하여 이웃한 다른 상위 센서부를 통해 관리 서버(500)로 센싱정보를 전송하도록 구성될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 자연환경 감시시스템은 복수개의 상위 센서부(300)를 포함한다.
상기 상위 센서부(300)는 하위 센서부(100) 또는 중위 센서부(200)를 메인 컨트롤러(400)에 근거리 무선통신으로 중계하는 것으로, 복수개의 하위 센서부(100) 또는 중위 센서부(200) 중 관리 대상으로 미리 지정된 한 개 이상의 하위 센서부(100) 또는 한 개 이상의 중위 센서부(200)로부터 전송된 센싱정보를 미리 지정된 메인 컨트롤러(400)로 전송한다.
구체적으로, 상위 센서부(300)는 도 2에 도시된 바와 같이 제3 근거리 무선통신모듈(320) 및 제3 재생에너지 발전모듈(330)을 포함하며, 선택적으로 제3 센서모듈(310)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제3 센서모듈(310)은 자연환경에 대한 센싱정보를 생성하는 것으로, 상위 센서부(300)가 직접 관리하는 감시 영역에 대한 자연환경 정보를 수집하여 센싱정보를 생성한다. 이때, 제1 센서모듈(110)과 제2 센서모듈(210)과 제3 센서모듈(310)에는 각각 온도센서, 습도센서, 불꽃감지센서, 초전형 적외선 센서, 연기센서, 산소센서, 이산화탄소센서 중 어느 하나 이상이 포함될 수 있다.
상기 제3 근거리 무선통신모듈(320)은 복수개의 하위 센서부(100) 또는 중위 센서부(200) 중 미리 지정된 일부에 무선으로 연결되어 하위 센서부(100)가 전송한 센싱정보를 수신받고 이 센싱정보를 미리 지정된 메인 콘트롤러로 전송하는 것으로, 징검다리 방식의 무선 통신망을 구축하는 기능을 제공한다. 이때, 제3 근거리 무선통신모듈(320)은 중위 센서부(200)가 구비된 경우 복수개의 중위 센서부(200) 중 미리 지정된 일부의 중위 센서부(200)에 무선으로 연결되며, 중위 센서부(200)가 미 구비된 경우 복수개의 하위 센서부(100) 중 미리 지정된 일부의 하위 센서부(100)에 무선으로 연결된다.
필요에 따라, 제3 근거리 무선통신모듈(320)은 제3 센서모듈(310)이 생성한 센싱정보를 메인 컨트롤러(400)로 전송하는 기능을 제공할 수 있다.
이러한 제3 근거리 무선통신모듈(320)로는 하위 센서부(100) 또는 중위 센서부(200)와 근거리 무선 통신을 진행할 수 있는 무선통신모듈이라면 어떠한 무선통신모듈을 사용하더라도 무방하다. 예를 들면, 제3 근거리 무선통신모듈(320)로는 제1 근거리 무선통신모듈(120) 또는 제2 근거리 무선통신모듈(220)과의 무선 통신을 위해 제1 근거리 무선통신모듈(120) 및 제2 근거리 무선통신모듈(220)과 동일한 근거리 무선통신모듈을 사용한다.
이와 같이, 제3 근거리 무선통신모듈(320)은 하위 센서부(100) 또는 중위 센서부(200)와 무선으로 연결되어 무선 통신망을 구축한다.
상기 제3 재생에너지 발전모듈(330)은 태양광, 바람, 지열 등의 자연에너지로 전기에너지를 생성하여 상기 제3 센서모듈(310)과 제3 근거리 무선통신모듈(320)에 전원을 제공하는 것으로, 소형화 및 경량화를 위해 태양광전지를 사용하는 것이 바람직하다.
필요에 따라, 상위 센서부(300)는 하위 센서부(100)와 같이 배터리가 구비될 수 있다.
또한, 상위 센서부(300)는 시간적 제한을 두어 일정 시간 동안만 하위 센서부(100)의 제1 근거리 무선통신모듈(120) 또는 중위 센서부(200)의 제2 근거리 무선통신모듈(220)과 함께 제3 근거리 무선통신모듈(320)을 활성화시키고, 활성화 된 시간에만 하위 센서부(100)와의 사이 또는 상위 센서부(300)와의 사이에서 데이터 송수신이 가능하도록 조정하는 전송 소프트웨어(340)가 설치될 수 있다. 다시 말해, 중위 센서부(200)가 구비된 경우에는 상위 센서부(300)의 전송 소프트웨어(340)가 하위 센서부(100)의 제1 근거리 무선통신모듈(120) 대신 중위 센서부(200)의 제2 근거리 무선통신모듈(220)과의 무선 통신망을 구축한다.
예컨대, 상기 전송 소프트웨어(340)는 5 내지 30분 간격으로 데이터의 송수신을 진행하도록 제3 근거리 무선통신모듈(320)을 제어할 수 있다. 이때, 상위 센서부(300)의 전송 소프트웨어(340)는 하위 센서부(100)의 전송 소프트웨어(140) 및 중위 센서부(200)의 전송 소프트웨어(240)와 동일한 시간에 데이터의 송수신을 진행하도록 설정된다.
아울러, 상위 센서부(300)의 전송 소프트웨어(340)는 메인 컨트롤러(400)로 전송된 센싱정보가 어떤 상위 센서부(300)로부터 생성된 것인지를 확인할 수 있도록 센싱정보에 식별정보를 첨부할 수 있다. 예컨대, 상위 센서부(300)의 전송 소프트웨어(340)는 제3 센서모듈(310)에 의해 생성된 센싱정보에 A-1, A-2, A-3, A-4, A-5 등의 식별정보를 첨부할 수 있다. 이때, 'A'는 센싱정보를 전송할 메인 컨트롤러(400)의 식별정보를 나타내는 표시이고, 첫 번째 숫자는 센싱정보를 생성한 상위 센서부(300)의 식별정보를 나타내는 표시이다.
이와 같이, 상위 센서부(300)의 전송 소프트웨어(340)에는 각 상위 센서를 관리하는 메인 컨트롤러(400)가 미리 지정되어 있으므로, 제3 근거리 무선통신모듈(320)은 제3 센서모듈(310)이 자체 생성한 센싱정보와 중위 센서부(또는 하위 센서부)로부터 수신된 센싱정보를 전송 소프트웨어(340)의 제어에 따라 메인 컨트롤러(400)로 전송한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 자연환경 감시시스템은 메인 컨트롤러(400)를 포함한다.
상기 메인 컨트롤러(400)는 복수개의 상위 센서부(300)와 관리 서버(500)에 연결되어 복수개의 상위 센서부(300)와 관리 서버(500)를 중계하는 것으로, 상위 센서부(300)로부터 전송된 센싱정보를 관리 서버(500)로 전송한다.
구체적으로, 메인 컨트롤러(400)는 통신모듈(미도시) 및 제4 재생에너지 발전모듈(미도시)을 포함한다.
상기 통신모듈은 상위 센서부(300)와 무선으로 연결되어 상위 센서부(300)가 전송한 센싱정보를 수신받고 이 센싱정보를 외부로 전송하는 것으로, 상위 센서부(300)와 근거리 무선통신을 위한 제4 근거리 무선통신모듈 및 전술한 통신 네트워크를 통해 관리 서버(500)와 통신하기 위한 모뎀을 포함하여 구성된다.
이때, 제4 근거리 무선통신모듈은 복수개의 상위 센서부(300)에 무선으로 연결되어 상위 센서부(300)가 전송한 센싱정보를 수신받는 것으로, 징검다리 방식의 무선 통신망을 구축하는 기능을 제공한다.
이러한 제4 근거리 무선통신모듈로는 상위 센서부(300)와 근거리 무선 통신을 진행할 수 있는 무선통신모듈이라면 어떠한 무선통신모듈을 사용하더라도 무방하다. 예를 들면, 제4 근거리 무선통신모듈로는 제3 근거리 무선통신모듈(320)과의 무선 통신을 위해 제3 근거리 무선통신모듈(320)과 동일한 근거리 무선통신모듈을 사용한다.
이와 같이, 제4 근거리 무선통신모듈은 상위 센서부(300)와 무선으로 연결되어 무선 통신망을 구축한다.
상기 제4 재생에너지 발전모듈은 태양광, 바람, 지열 등의 자연에너지로 전기에너지를 생성하여 상기 통신모듈에 전원을 제공하는 것으로, 소형화 및 경량화를 위해 태양광전지를 사용하는 것이 바람직하다.
필요에 따라, 메인 컨트롤러(400)는 하위 센서부(100)와 같이 배터리가 구비될 수 있다.
또한, 메인 컨트롤러(400)는 시간적 제한을 두어 일정 시간 동안만 상위 센서부(300)의 제3 근거리 무선통신모듈(320)과 함께 제4 근거리 무선통신모듈을 활성화시키고, 활성화 된 시간에만 상위 센서부(300)와의 사이에서 데이터 송수신이 가능하도록 조정하는 관리 소프트웨어가 설치될 수 있다.
아울러, 관리 소프트웨어는 상위 센서부(300)로부터 전송된 센싱정보를 분석하여 중복된 센싱정보를 삭제하는 기능을 제공할 수 있다. 예컨대, 관리 소프트웨어는 상위 센서부(300)로부터 수신된 센싱정보의 식별정보와 생성시간을 분석하여 식별정보와 생성시간이 동일한 센싱정보를 1개만 보관하고, 중복된 센싱정보를 삭제한다.
본 발명에 따른 자연환경 감시시스템은 비콘단말기(미도시)를 더 포함할 수 있다.
상기 비콘단말기는 자연환경 감시시스템이 감시하는 산악지역을 등반한 등산객의 위치정보를 수집하거나, 하위 센서부(100)를 통해 센싱정보가 수집되지 않은 산악지역의 음영지역에 대한 센싱정보를 수집하는 구성이다.
일 실시 양태로서, 본 발명에 따른 비콘단말기는 인접한 하위 센서부(100)의 제1 근거리 무선통신모듈(120)에 연결되어 상기 제1 근거리 무선통신모듈(120)로 위치정보를 전송하는 제5 근거리 무선통신모듈, 및 상기 제5 근거리 무선통신모듈에 전원을 제공하는 배터리를 포함한다. 이때, 비콘단말기는 제1 근거리 무선통신모듈(120)에 접속한 기록을 위치정보로 제공함으로써, 접속한 하위 센서부(100)의 주변에 위치하고 있음을 알려줄 수 있다. 그리고 하위 센서부(100)는 비콘단말기의 접속기록 데이터를 상위 센서부(300), 메인 컨트롤러(400) 등을 통해 관리 서버(500)로 전송한다.
이와 같이, 하위 센서부(100)의 전송 소프트웨어(140)는 제1 근거리 무선통신모듈(120)에 비콘단말기가 접속되면, 이에 대한 기록 데이터를 생성한 후 순차적으로 중위 센서부(200), 상위 센서부(300), 메인 컨트롤러(400)를 통해 관리 서버(500)로 전송한다.
다른 실시 양태로서, 본 발명에 따른 비콘단말기는 자연환경에 대한 센싱정보를 생성하는 제4 센서모듈과, 인접한 하위 센서부(100)의 제1 근거리 무선통신모듈(120)에 연결되어 상기 제1 근거리 무선통신모듈(120)로 상기 제4 센싱모듈이 생성한 센싱정보를 전송하는 제5 근거리 무선통신모듈, 및 상기 제5 근거리 무선통신모듈에 전원을 제공하는 배터리를 포함한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 자연환경 감시시스템은 관리 서버(500)를 포함한다.
상기 관리 서버(500)는 메인 컨트롤러(400)에 통신 네트워크를 통해 연결된 것으로, 상기 메인 컨트롤러(400)로부터 전송된 센싱정보를 수신받아 저장하며, 상기 센싱정보를 분석하여 이벤트 정보를 생성한다.
이를 위해, 관리 서버(500)는 센싱정보와 이벤트 감시 프로그램을 저장하는 저장부와, 상기 이벤트 감시 프로그램을 통해 상기 센싱정보를 분석하여 이벤트 정보를 생성하는 이벤트 정보 생성부를 포함하여 구성된다.
구체적으로, 상기 이벤트 정보 생성부는 센싱정보를 통해 미리 설정된 기준에 부합하는 센싱정보가 검출되면, 상기 센싱정보에 첨부된 식별정보를 통해 센싱정보를 전송한 센서부가 설치된 센서부 위치정보를 추출하고, 상기 센싱정보와 센서부 위치정보가 포함된 이벤트 정보를 생성한다. 그리고 이벤트 정보 생성부는 상기 이벤트 정보를 디스플레이의 화면을 통해 출력하거나, 미리 지정된 관리자 단말기로 전송한다.
필요에 따라, 이벤트 감시 프로그램은 비콘단말기의 접속기록 데이터를 통해 비콘단말기의 위치를 측정하는 기능을 제공할 수 있다. 구체적으로, 이벤트 정보 생성부는 복수개의 하위 센서부(100)로부터 임의의 제1 비콘단말기에 대한 접속기록 데이터가 수집되면, 이벤트 감시 프로그램을 통해 접속기록 데이터에 포함된 신호의 강도를 기반으로 삼각 측량 방식을 이용해 제1 비콘단말기의 위치를 측정한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 하위 센서부 110 : 제1 센서모듈
120 : 제1 근거리 무선통신모듈 130 : 제1 재생에너지 발전모듈
140 : 전송 소프트웨어 200 : 중위 센서부
210 : 제2 센서모듈 220 : 제2 근거리 무선통신모듈
230 : 제2 재생에너지 발전모듈 240 : 전송 소프트웨어
300 : 상위 센서부 310 : 제3 센서모듈
320 : 제3 근거리 무선통신모듈 330 : 제3 재생에너지 발전모듈
340 : 전송 소프트웨어 400 : 메인 컨트롤러
500 : 관리 서버

Claims (8)

  1. 자연환경에 대한 센싱정보를 생성하는 제1 센서모듈과, 상기 센싱정보를 외부로 전송하는 제1 근거리 무선통신모듈, 및 자연에너지로 전기에너지를 생성하여 상기 제1 센서모듈과 제1 근거리 무선통신모듈에 전원을 제공하는 제1 재생에너지 발전모듈을 포함하는 복수개의 하위 센서부;
    복수개의 하위 센서부 중 미리 지정된 일부에 무선으로 연결되어 하위 센서부가 전송한 센싱정보를 수신받고 이 센싱정보를 외부로 전송하는 제3 근거리 무선통신모듈, 및 자연에너지로 전기에너지를 생성하여 상기 제3 근거리 무선통신모듈에 전원을 제공하는 제3 재생에너지 발전모듈을 포함하는 복수개의 상위 센서부;
    상기 하위 센서부와 상위 센서부 사이에 구비되며, 복수개의 하위 센서부 중 미리 지정된 일부에 무선으로 연결되어 하위 센서부가 전송한 센싱정보를 수신받고 이 센싱정보를 미리 지정된 상위 센서부로 전송하는 제2 근거리 무선통신모듈, 및 자연에너지로 전기에너지를 생성하여 상기 제2 근거리 무선통신모듈에 전원을 제공하는 제2 재생에너지 발전모듈이 포함된 중위 센서부;
    복수개의 상위 센서부에 무선으로 연결되어 상위 센서부가 전송한 센싱정보를 수신받고 이 센싱정보를 외부로 전송하는 통신모듈을 포함하는 메인 컨트롤러; 및
    상기 메인 컨트롤러에 유무선 통신 네트워크를 통해 연결되고, 상기 메인 컨트롤러로부터 전송된 센싱정보를 수신받아 저장하며, 상기 센싱정보를 분석하여 이벤트 정보를 생성하는 관리 서버를 포함하는 자연환경 감시시스템.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 중위 센서부는 자연환경에 대한 센싱정보를 생성하는 제2 센서모듈을 더 포함하고, 자체 생성한 센싱정보와 하위 센서부로부터 수신된 센싱정보를 제2 근거리 무선통신모듈을 통해 상기 상위 센서부로 전송하며,
    상기 상위 센서부는 자연환경에 대한 센싱정보를 생성하는 제3 센서모듈을 더 포함하고, 자체 생성한 센싱정보와 중위 센서부로부터 수신된 센싱정보를 제3 근거리 무선통신모듈을 통해 상기 메인 컨트롤러로 전송하는 것을 특징으로 하는 자연환경 감시시스템.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 제1 내지 제3 근거리 무선통신모듈은
    블루투스 통신모듈로 구성된 것을 특징으로 하는 자연환경 감시시스템.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 하위 센서부와 상위 센서부는
    시간적 제한을 두어 일정 시간 동안만 제1 근거리 무선통신모듈과 제3 근거리 무선통신모듈을 활성화하고, 활성화 된 시간에만 하위 센서부와 상위 센서부 간에 데이터 송수신이 가능하도록 조정하는 전송 소프트웨어가 설치된 것을 특징으로 하는 자연환경 감시시스템.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 하위 센서부는
    복수개의 상위 센서부 중 미리 지정된 상위 센서부에 무선 통신망을 연결하되, 미리 지정된 상위 센서부에 무선 통신망이 연결되지 않으면 이웃한 상위 센서부에 무선 통신망을 연결하고 제1 센서모듈이 생성한 센싱정보를 전송하는 전송 소프트웨어가 설치된 것을 특징으로 하는 자연환경 감시시스템.
  7. 제1 항에 있어서,
    인접한 하위 센서부의 제1 근거리 무선통신모듈에 연결되어 상기 제1 근거리 무선통신모듈로 위치정보를 전송하는 제5 근거리 무선통신모듈, 및 상기 제5 근거리 무선통신모듈에 전원을 제공하는 배터리를 포함하는 비콘단말기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자연환경 감시시스템.
  8. 제1 항에 있어서,
    자연환경에 대한 센싱정보를 생성하는 제4 센서모듈과, GPS 위성에서 보내는 신호를 수신해 위치정보를 생성하는 GPS모듈과, 인접한 하위 센서부의 제1 근거리 무선통신모듈에 연결되어 상기 제1 근거리 무선통신모듈로 상기 제4 센서모듈이 생성한 센싱정보와 위치정보를 전송하는 제5 근거리 무선통신모듈, 및 상기 제5 근거리 무선통신모듈에 전원을 제공하는 배터리를 포함하는 비콘단말기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자연환경 감시시스템.
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