KR102112233B1 - 무선 데이터 전송 장치 및 게이트웨이를 이용한 개폐식 구조물의 모니터링 방법 및 장치 - Google Patents

무선 데이터 전송 장치 및 게이트웨이를 이용한 개폐식 구조물의 모니터링 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

무선 데이터 전송 장치 및 게이트웨이를 이용한 개폐식 구조물의 모니터링 방법 및 장치가 제시된다. 일 실시예에 따른 개폐식 구조물의 모니터링 장치는, 지그비 통신에서 슬레이브(Slave) 역할을 하며, 진동 데이터를 계측하는 무선 데이터 전송 장치를 포함하고, 상기 무선 데이터 전송 장치는, 진동 계측을 위한 가속도센서부, 게이트웨이와의 무선 통신을 위한 지그비 통신부, 상기 가속도센서부에서 측정한 측정 데이터를 저장하고 상기 게이트웨이의 요청시 통신 프로토콜로 구현하여 보내는 데이터 처리부, 및 전원을 공급하는 배터리 전원부를 포함하며, 상기 무선 데이터 전송 장치의 상기 배터리 전원부의 전력 절약을 위해, 평상시 슬립모드(Sleep Mode)의 대기상태로 유지되고, 일정시간마다 웨이크-업(Wake-up)하여 게이트웨이에게 측정 시작 명령 여부를 확인하여, 상기 측정 시작 명령이 없는 경우 다시 슬립모드로 들어가고, 상기 측정 시작 명령이 있는 경우 상기 데이터 처리부는 시간 동기화를 세팅하고, 상기 가속도 센서를 이용하여 측정을 시작하여 진동 데이터의 소정 크기 이상의 변화가 감지되면 시간과 함께 측정 데이터를 저장하고, 상기 무선 데이터 전송 장치는 게이트웨이와 통신시 상기 측정 데이터를 전송할 수 있다.

Description

무선 데이터 전송 장치 및 게이트웨이를 이용한 개폐식 구조물의 모니터링 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MONITORING OF RETRACTABLE STRUCTURE USING WIRELESS DATA TRANSMISSION DEVICE AND GATEWAY}
아래의 실시예들은 무선 데이터 전송 장치 및 게이트웨이를 이용한 개폐식 구조물의 모니터링 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 스마트센서장치의 기능을 가진 무선 데이터 전송 장치 및 게이트웨이를 이용한 개폐식 구조물의 모니터링 방법 및 장치에 관한 것이다.
개폐식 구조물의 하나의 예로써, 지붕구조의 개폐가 가능한 체육시설 및 복합시설이 있다. 개폐식 지붕구조는 구조형식, 마감재료, 개폐방식에 따라서 매우 다양하며 개폐방식에 따라서 중첩방식, 수평이동방식, 주름접기방식 등으로 구분할 수 있다. 여기서, 개폐식 지붕을 가진 구조물을 운영함에 있어서 개폐식 지붕의 개폐 안전성의 모니터링은 중요한 문제이다.
국내에서는 개폐식 구조물이 건설된 사례가 거의 없으나, 국외의 사례를 봤을 때 국내에도 충분히 건설이 될 것으로 예측되며, 현재 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 일반 구조물의 모니터링을 위해 기존의 스마트센서를 적용하는 방안이 제안되어지나, 국외의 개폐식 구조물에 스마트센서를 적용한 사례가 없으며, 개폐식 구조물에 적용함에 있어서 맞지않는 부분의 발생시 즉각적인 수정 대응이 불가능하다는 문제점이 있다. 이에 따라 개폐식 구조물에 특화된 장치가 요구된다.
한국공개특허 10-2006-0016700호는 이러한 개폐식 지붕구조물에 관한 것으로, 수평으로 설치된 레일을 따라 이동하면서 가동지붕부가 중앙개구부를 선택적으로 개폐하는 동작에 의하여, 간편한 설치구조와 함께 향상된 동작성능을 갖는 장치에 관한 기술을 기재하고 있다.
한국공개특허 10-2006-0016700호
실시예들은 무선 데이터 전송 장치 및 게이트웨이를 이용한 개폐식 구조물의 모니터링 방법 및 장치에 관하여 기술하며, 보다 구체적으로 개폐식 구조물의 모니터링을 위한 스마트센서장치의 기능을 가진 무선 데이터 전송 장치 및 그 동작 방법을 제공한다.
실시예들은 반도체 형태의 가속도 센서와 지그비 무선 통신 기능을 가진 무선 데이터 전송 장치와 지그비 무선 통신 기능과 TCP/IP 서버 통신 기능을 가진 게이트웨이 간의 통신 방법을 통해, 유선으로는 설치될 수 없는 개폐식 구조물에 무선으로 설치하여 안전성을 모니터링할 수 있는, 무선 데이터 전송 장치 및 게이트웨이를 이용한 개폐식 구조물의 모니터링 방법 및 장치를 제공하는데 있다.
일 실시예에 따른 개폐식 구조물의 모니터링 장치는, 지그비 통신에서 슬레이브(Slave) 역할을 하며, 진동 데이터를 계측하는 무선 데이터 전송 장치를 포함하고, 상기 무선 데이터 전송 장치는, 진동 계측을 위한 가속도센서부, 게이트웨이와의 무선 통신을 위한 지그비 통신부, 상기 가속도센서부에서 측정한 측정 데이터를 저장하고 상기 게이트웨이의 요청시 통신 프로토콜로 구현하여 보내는 데이터 처리부, 및 전원을 공급하는 배터리 전원부를 포함하며, 상기 무선 데이터 전송 장치의 상기 배터리 전원부의 전력 절약을 위해, 평상시 슬립모드(Sleep Mode)의 대기상태로 유지되고, 일정시간마다 웨이크-업(Wake-up)하여 게이트웨이에게 측정 시작 명령 여부를 확인하여, 상기 측정 시작 명령이 없는 경우 다시 슬립모드로 들어가고, 상기 측정 시작 명령이 있는 경우 상기 데이터 처리부는 시간 동기화를 세팅하고, 상기 가속도 센서를 이용하여 측정을 시작하여 진동 데이터의 소정 크기 이상의 변화가 감지되면 시간과 함께 측정 데이터를 저장하고, 상기 무선 데이터 전송 장치는 게이트웨이와 통신시 상기 측정 데이터를 전송할 수 있다.
복수 개의 상기 무선 데이터 전송 장치와의 지그비 통신에서 마스터(Master) 역할을 하며, 복수 개의 상기 무선 데이터 전송 장치로부터 데이터를 수신하고, 서버 장치인 모니터링부와 TCP/IP로 통신하는 게이트웨이를 더 포함하고, 상기 게이트웨이는, 무선 통신을 위한 지그비 통신부, 상기 무선 데이터 전송 장치로부터 수신받는 데이터를 저장하고 상기 모니터링부로부터 받는 명령을 처리하는 데이터 처리부, 및 TCP/IP 통신을 위한 LAN 통신부를 포함하며, 상기 게이트웨이는 상시 전원이 연결되어 있으며, 웨이크-업(Wake-up)된 상기 무선 데이터 전송 장치로부터 데이터를 수신받아 저장하고, 이러한 동작으로 상기 무선 데이터 장치가 정상 동작하고 있는지 여부를 모니터링 할 수 있다.
모니터링 프로그램이 탑재된 상기 서버 장치로 구성되어, 상기 게이트웨이에 TCP/IP 통신으로 접속하여 상기 게이트웨이가 가지고 있는 무선 데이터 전송 장치로부터 수신된 데이터를 수신 받아 관리자에게 보여주는 모니터링부를 더 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따른 개폐식 구조물의 모니터링 방법은, 무선 데이터 전송 장치는 평상시 슬립모드(Sleep Mode)의 대기상태로 유지되고, 상기 무선 데이터 전송 장치에서 일정시간마다 웨이크-업(Wake-up)하여 게이트웨이에게 측정 시작 명령 여부를 확인하는 단계; 상기 무선 데이터 전송 장치는 상기 측정 시작 명령이 없는 경우, 다시 슬립모드의 대기상태가 되는 단계; 상기 무선 데이터 전송 장치는 상기 측정 시작 명령이 있는 경우, 시간 동기화를 세팅하고, 진동 계측을 위한 가속도 센서를 이용하여 측정을 시작하여 진동 데이터의 소정 크기 이상의 변화가 감지되면 시간과 함께 측정 데이터를 저장하는 단계; 상기 무선 데이터 전송 장치는 게이트웨이와 통신시 상기 측정 데이터를 전송하는 단계; 및 상기 무선 데이터 전송 장치는 상기 게이트웨이로부터 측정 중지 명령을 받는 경우, 측정을 멈추고 다시 슬립모드로 들어가는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 모니터링부에서 상기 게이트웨이로 TCP/IP 접속을 하는 경우, 상기 게이트웨이는 해당 포트를 개방하고 상기 무선 데이터 전송 장치로부터 받은 데이터 및 경고 태그(Error-Tag)를 전송하는 단계; 상기 게이트웨이에서 상기 모니터링부에서 측정 시작 명령을 받는 경우, 웨이크-업(Wake-up)된 상기 무선 데이터 전송 장치에게 측정 시작 명령과 동기화를 위한 시간 데이터를 전달하는 단계; 및 상기 게이트웨이는 상기 무선 데이터 전송 장치로부터 측정 시작 명령의 수신완료 메시지를 받은 후 전송되는 측정 데이터를 저장하고 상기 모니터링부에게 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
실시예들에 따르면 반도체 형태의 가속도 센서와 지그비 무선 통신 기능을 가진 무선 데이터 전송 장치와 지그비 무선 통신 기능과 TCP/IP 서버 통신 기능을 가진 게이트웨이 간의 통신 방법을 통해, 유선으로는 설치될 수 없는 개폐식 구조물에 무선으로 설치하여 안전성을 모니터링할 수 있는, 무선 데이터 전송 장치 및 게이트웨이를 이용한 개폐식 구조물의 모니터링 방법 및 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 일반적인 개폐식 구조물의 예시를 나타내는 도면이다.
도 2는 일반적인 연성막 개폐식 구조물을 나타내는 도면이다.
도 3은 일반적인 개폐식 구조물의 구동장치의 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 개폐식 구조물의 모니터링 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 무선 데이터 전송 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 무선 데이터 전송 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 게이트웨이를 설명하기 위한 블록도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 게이트웨이의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 모니터링 프로그램 예시를 나타내는 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 무선 데이터 전송 장치 및 게이트웨이 시제품을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 설명한다. 그러나, 기술되는 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시예들에 의하여 한정되는 것은 아니다. 또한, 여러 실시예들은 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
아래의 실시예들은 반도체 형태의 가속도 센서와 지그비(Zigbee) 무선 통신 기능을 가진 무선 데이터 전송 장치와 지그비 무선 통신 기능과 TCP/IP 서버 통신 기능을 가진 게이트웨이 간의 통신 방법 및 동작에 관한 것으로, 유선으로는 설치될 수 없는 개폐식 구조물에 설치하여 안전성을 모니터링하기 위한 것이다.
도 1은 일반적인 개폐식 구조물의 예시를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 개폐식 구조물의 하나의 예로써, 지붕구조의 개폐가 가능한 체육시설 및 복합시설이 있다. 예를 들어, 로덴바움 테니스 센터, 프랑크푸르트 코메즈방크 경기장, 루마니아 부카레스트 경기장, 폴란드 바르샤바스타디움 등이 있다.
도 2는 일반적인 연성막 개폐식 구조물을 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 개폐식 연성막 지붕을 가진 구조물을 운영함에 있어서 연성막을 펼치거나 닫을 때 안전성의 모니터링은 중요한 문제인데, 안전성을 모니터링하기 위해 케이블의 진동을 측정하는 지그비 기반의 무선 데이터 전송 장치와 해당 장치로부터 측정 데이터를 수신받아 저장하고 외부의 모니터링 프로그램이 탑재된 클라이언트(Client) PC로 전송하여 모니터링 할 수 있다.
연성막은 방사형으로 연결된 케이블을 따라 이동하는 트롤리라 불리는 구동장치에 의해 끌려서 펼쳐지거나 접히는 구조인데 평상시에 케이블이 풀려 있지는 않은지, 트롤리의 이동경로를 방해하는 것은 없는지를 확인해야 하며, 특히 트롤리의 이동 중에도 상기의 모니터링이 필요하다.
도 3은 일반적인 개폐식 구조물의 구동장치의 예를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 안전성를 모니터링하는 방법은 트롤리를 이동시켜서 케이블의 진동 데이터를 계측하여 그 진동파형을 그래프 및 테이블표로 표현함으로써 관리자가 이상 유무를 판단하게 된다.
이렇듯 케이블의 진동 데이터를 계측하려면 트롤리라 불리는 구동장치에 설치해야 하는데, 트롤리가 케이블을 따라 움직이기 때문에 유선으로의 설치는 어렵고 전원과 통신의 무선화가 필수이며, 측정 지점(point)이 여러 군데이기 때문에 여러 대의 장치와 상호 통신할 수 있어야 한다.
도 4는 일 실시예에 따른 개폐식 구조물의 모니터링 장치를 설명하기 위한 도면이다.
트롤리에 설치해야 하는 장치는 완전한 무선화가 되어야 하기에 자체 배터리를 이용해야 하며, 무선 통신은 WiFi, LTE, RF보다 저전력인 지그비 통신을 사용해서 배터리의 소모를 줄이며, 평상시에는 최소전력으로 대기하다가 필요시에만 동작하도록 하는 기능이 요구된다.
또한, 케이블이 방사형으로 구성되기 때문에 여러 군데에 설치해야 하며, 한 개의 마스터(Mater)가 복수 개의 슬레이브(Slave)와 상호 통신할 수 있어야 한다.
도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 무선 데이터 전송 장치 및 게이트웨이를 이용한 개폐식 구조물의 모니터링 장치(400)는 무선 데이터 전송 장치(410), 게이트웨이(420) 및 모니터링부(430)를 포함하여 이루어질 수 있다.
다시 말하면, 일 실시예에 따른 무선 데이터 전송 장치(410) 및 게이트웨이(420)를 이용한 개폐식 구조물의 모니터링 장치(400)는 지그비 통신의 슬레이브(Slave)로서 진동 데이터를 계측하는 무선 데이터 전송 장치(410), 지그비 통신의 마스터(Master)로서 여러 대의 무선 데이터 전송 장치(410)로부터 데이터를 수신하는 게이트웨이(Gateway, 420) 및 게이트웨이(420)에 TCP/IP 통신으로 접속하여 데이터를 수신 받아 관리자에게 보여주는 모니터링-프로그램이 탑재된 클라이언트 PC(Client-PC), 즉, 모니터링부(430)로 구성될 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 무선 데이터 전송 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 5를 참조하면, 무선 데이터 전송 장치(410)는 지그비 통신에서 슬레이브(Slave) 역할을 하며, 진동 데이터를 계측할 수 있으며, 게이트웨이(420)와의 무선 통신을 위한 지그비 통신부(411), 진동 계측을 위한 가속도센서부(412), 실계측값 및 필요한 데이터(평균값, 최대값, 최소값)로 가공한 값을 저장하고, 지그비-게이트웨이(420)(Zigbee-Gateway)의 요청시 통신 프로토콜로 구현하여 보내는 데이터 처리부(413), 및 전원을 공급하는 배터리 전원부(414)로 구성될 수 있다. 여기서, 데이터 처리부(413)는 가속도센서부에서 측정한 측정 데이터를 저장하고 게이트웨이(420)의 요청시 통신 프로토콜로 구현하여 보낼 수 있다.
무선 데이터 전송 장치(410)는 무선 데이터 전송 장치(410)의 배터리 전원부(414)의 전력 절약을 위해, 평상시 슬립모드(Sleep Mode)의 대기상태로 유지되고, 일정시간마다 웨이크-업(Wake-up)하여 게이트웨이(420)에게 측정 시작 명령 여부를 확인하여, 측정 시작 명령이 없는 경우 다시 슬립모드로 들어가고, 측정 시작 명령이 있는 경우 데이터 처리부(413)는 시간 동기화를 세팅하고, 가속도 센서를 이용하여 측정을 시작하여 진동 데이터의 소정 크기 이상의 변화가 감지되면 시간과 함께 측정 데이터를 저장하고, 무선 데이터 전송 장치(410)는 게이트웨이(420)와 통신시 측정 데이터를 전송할 수 있다.
일실시예에 따른 개폐식 구조물의 모니터링 방법은, 무선 데이터 전송 장치는 평상시 슬립모드(Sleep Mode)의 대기상태로 유지되고, 무선 데이터 전송 장치에서 일정시간마다 웨이크-업(Wake-up)하여 게이트웨이에게 측정 시작 명령 여부를 확인하는 단계, 무선 데이터 전송 장치는 측정 시작 명령이 없는 경우, 다시 슬립모드의 대기상태가 되는 단계, 무선 데이터 전송 장치는 측정 시작 명령이 있는 경우, 시간 동기화를 세팅하고, 진동 계측을 위한 가속도 센서를 이용하여 측정을 시작하여 진동 데이터의 소정 크기 이상의 변화가 감지되면 시간과 함께 측정 데이터를 저장하는 단계, 무선 데이터 전송 장치는 게이트웨이와 통신시 측정 데이터를 전송하는 단계, 및 무선 데이터 전송 장치는 게이트웨이로부터 측정 중지 명령을 받는 경우, 측정을 멈추고 다시 슬립모드로 들어가는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 일실시예에 따른 개폐식 구조물의 모니터링 방법은, 모니터링부에서 게이트웨이로 TCP/IP 접속을 하는 경우, 게이트웨이는 해당 포트를 개방하고 무선 데이터 전송 장치로부터 받은 데이터 및 경고 태그(Error-Tag)를 전송하는 단계, 게이트웨이에서 모니터링부에서 측정 시작 명령을 받는 경우, 웨이크-업(Wake-up)된 무선 데이터 전송 장치에게 측정 시작 명령과 동기화를 위한 시간 데이터를 전달하는 단계, 및 게이트웨이는 무선 데이터 전송 장치로부터 측정 시작 명령의 수신완료 메시지를 받은 후 전송되는 측정 데이터를 저장하고 모니터링부에게 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
아래에서 일실시예에 따른 개폐식 구조물의 모니터링 방법을 보다 상세히 설명한다.
도 6은 일 실시예에 따른 무선 데이터 전송 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 일실시예에 따른 개폐식 구조물의 모니터링 방법은, 무선 데이터 전송 장치(410)는 평상시 슬립모드(Sleep Mode)의 대기상태로 유지되고, 무선 데이터 전송 장치(410)에서 일정시간마다 웨이크-업(Wake-up)하여 게이트웨이(420)에게 측정 시작 명령 여부를 확인하는 단계(610), 무선 데이터 전송 장치(410)는 측정 시작 명령이 없는 경우, 다시 슬립모드의 대기상태가 되는 단계(620), 무선 데이터 전송 장치(410)는 측정 시작 명령이 있는 경우(630), 시간 동기화를 세팅하고, 진동 계측을 위한 가속도 센서를 이용하여 측정을 시작하여 진동 데이터의 소정 크기 이상의 변화가 감지되면 시간과 함께 측정 데이터를 저장하는 단계(640), 무선 데이터 전송 장치(410)는 게이트웨이(420)와 통신시 측정 데이터를 전송하는 단계(650), 및 무선 데이터 전송 장치(410)는 게이트웨이(420)로부터 측정 중지 명령을 받는 경우(660), 측정을 멈추고 다시 슬립모드로 들어가는 단계(670)를 포함하여 이루어질 수 있다.
무선 데이터 전송 장치(410)는 배터리전원으로 동작하기 때문에 최소의 전력만 소모해야 오랜 시간동안 동작할 수 있는데, 무선 통신시 가장 많은 전력을 소모한다. 이에 따라 평상시에는 슬립모드(Sleep Mode)로 대기상태에 있다가 일정시간마다 웨이크-업(Wake-up)하여 게이트웨이(420)에게 측정 시작 명령이 있는지 요청하여 없으면 다시 슬립모드로 들어가고, 있으면 측정 시작 명령을 수행할 수 있다.
또한, 웨이크-업(Wake-up)했을 때 진동 데이터의 급격한 변화가 감지되면 이를 시간과 함께 저장하였다가 게이트웨이(420)와 통신시 데이터를 보낼 수 있다.
무선 데이터 전송 장치(410)는 배터리 용량을 체크하여 설정된 위험 수위 값 아래로 떨어지면 경고 태그(Error-Tag)를 저장하고 웨이크-업(Wake-up)했을 때 이를 게이트웨이(420)에게 알릴 수 있다.
무선 데이터 전송 장치(410)는 게이트웨이(420)로부터 측정 시작 명령과 시간 동기화를 받으면 그 즉시 시간 동기화를 세팅하고, 측정을 시작할 수 있다.
가속도센서는 진동에 따른 X, Y, Z축 가속도 Raw 데이터 측정하는 반도체형 센서로 측정된 데이터는 데이터 처리부에서 측정 데이터를 읽어서(Read) 메모리에 저장하며, 1분 단위의 평균값과 최대/최소값을 생성 및 저장하며, 게이트웨이(420)로 저장된 데이터를 보내게 된다.
게이트웨이(420)로부터 측정 중지 명령을 받으면 측정을 멈추고 다시 슬립모드(Sleep Mode)로 들어간다.
도 7은 일 실시예에 따른 게이트웨이를 설명하기 위한 블록도이다.
도 7을 참조하면, 게이트웨이(420)는 복수 개의 무선 데이터 전송 장치(410)와의 지그비 통신에서 마스터(Master) 역할을 하며, 복수 개의 무선 데이터 전송 장치(410)로부터 데이터를 수신하고, 모니터링 프로그램이 탑재된 서버 장치인 모니터링부(430)와 TCP/IP로 통신할 수 있다. 이러한 게이트웨이(420)는 무선 통신을 위한 지그비 통신부(421), 무선 데이터 전송 장치(410)로부터 수신받는 데이터를 저장하고, 모니터링부(430)(모니터링 프로그램)로부터 받는 명령을 처리하는 데이터 처리부(422), 모니터링부(430)와의 TCP/IP 통신을 위한 LAN 통신부(423), 및 전원 공급을 위한 전원부(424)로 구성될 수 있다.
게이트웨이(420)는 상시 전원이 연결되어 있으며, 웨이크-업(Wake-up)된 무선 데이터 전송 장치(410)로부터 데이터를 수신받아 이를 저장할 수 있다. 이러한 동작으로 무선 데이터 장치가 정상 동작하고 있는지, 고장이나 기타 문제에 의해 장치가 죽었는지를 모니터링 할 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 게이트웨이의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 모니터링부(430)에서 게이트웨이(420)로 TCP/IP 접속을 하면 해당 포트(Port)를 개방(Open)하고 그동안 무선 데이터 전송 장치(410)로부터 받은 데이터 및 경고 태그(Error-Tag)를 전송할 수 있다.
모니터링부(430)에서 측정 시작 명령을 받으면 이를 저장하고 웨이크-업(Wake-up)된 무선 데이터 전송 장치(410)에게 명령과 동기화를 위한 시간 데이터를 전달할 수 있다.
무선 데이터 전송 장치(410)로부터 측정 시작 명령의 수신완료 메시지를 받은 후 전송되는 측정 데이터를 저장하고 이를 모니터링부(430)에게 전송할 수 있다.
다시 말하면, 일실시예에 따른 개폐식 구조물의 모니터링 방법은, 모니터링부(430)에서 게이트웨이(420)로 TCP/IP 접속을 하는 경우(810), 게이트웨이(420)는 해당 포트를 개방하고 무선 데이터 전송 장치(410)로부터 받은 데이터 및 경고 태그(Error-Tag)를 전송하는 단계(820), 게이트웨이(420)에서 모니터링부(430)에서 측정 시작 명령을 받는 경우(830), 웨이크-업(Wake-up)된 무선 데이터 전송 장치(410)에게 측정 시작 명령과 동기화를 위한 시간 데이터를 전달하는 단계(840), 및 게이트웨이(420)는 무선 데이터 전송 장치(410)로부터 측정 시작 명령의 수신완료 메시지를 받은 후(850), 전송되는 측정 데이터를 저장하고 모니터링부(430)에게 전송하는 단계(860)를 더 포함할 수 있다.
그리고, 측정 중지 요청 및 응답이 있는 경우(870), 게이트웨이(420)는 무선 데이터 전송 장치(410)에 측정 중지 명령을 전송하거나 수신하고(880), 모니터링부(430) 및 게이트웨이(420)의 TCP/IP 접속이 종료될 수 있다(890).
도 9는 일 실시예에 따른 모니터링 프로그램 예시를 나타내는 도면이다.
모니터링부(430)는 모니터링 프로그램이 탑재되며 TCP/IP로 통신하는 서버 장치로 구성되어, 게이트웨이(420)에 TCP/IP 통신으로 접속하여 게이트웨이(420)가 가지고 있는 무선 데이터 전송 장치(410)로부터 수신된 데이터를 수신 받아 관리자에게 보여줄 수 있다.
도 9를 참조하면, 무선 데이터 전송 장치(410)와 게이트웨이(420)의 동작을 테스트하기 위해서 원도우버젼의 모니터링 프로그램을 제공할 수 있다. 모니터링 프로그램은 측정 데이터의 그래프 표시부(910), 이상 진동에 대한 표본 그래프 표시부(920), 그리고 측정 시작/정지 제어 표시부(930)로 구성될 수 있다. 여기서, 측정 데이터의 그래프 표시부(910)는 Raw 데이터(좌측) 및 노이즈를 제거(우측)한 실제 진동 그래프를 표시할 수 있다. 여기에서 모니터링 프로그램은 상술한 모니터링부(430)에 포함되거나 포함할 수 있다.
모니터링 프로그램은 게이트웨이(420)에 TCP/IP로 접속하여 게이트웨이(420)가 가지고 있는 무선 데이터 전송 장치(410)로부터 수신된 데이터 및 경고 태그를 전송받아 그래프로 화면에 표시하며, x, y, z축 Raw 데이터 및 노이즈를 제거한 실제 진동 그래프를 표시할 수 있다. 그 하단에는 이상 진동때 추츨한 이상 진동 그래프를 표시하여 현재 측정 데이터와 비교할 수 있다.
또한, 측정 시작과 정지 버튼을 만들어 측정 시작과 정지 명령을 게이트웨이(420)에 전송할 수 있다.
모니터링 프로그램은 게이트웨이(420)의 ip와 포트(port) 번호를 입력한 후 서버접속을 하면, 게이트웨이(420)로부터 접속응답요청과 누적된 데이터 및 경고 태그를 수신받는다.
측정 시작과 함께 시간 동기화 요청을 하면 게이트웨이(420)로부터 무선 데이터 전송 장치(410)에서 받는 측정 데이터를 수신 받게 된다.
측정 중지 명령으로 수신을 중지시킨다. 이는 필요할때만 무선 데이터 전송 장치(410)를 동작시키게 하여 배터리 소모를 줄이고자 하는 것이다.
도 10은 일 실시예에 따른 무선 데이터 전송 장치 및 게이트웨이 시제품을 나타내는 도면이다. 도 10을 참조하면, 무선 데이터 전송 장치(410) 및 게이트웨이(420) 시제품의 예시를 나타내며, 시제품을 통해 제품의 기능을 테스트 하였다.
실시예들에 따르면 반도체 형태의 가속도 센서와 지그비 무선 통신 기능을 가진 무선 데이터 전송 장치와 지그비 무선 통신 기능과 TCP/IP 서버 통신 기능을 가진 게이트웨이 간의 통신 방법을 통해, 유선으로는 설치될 수 없는 개폐식 구조물에 무선으로 설치하여 안전성을 모니터링할 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 컨트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 컨트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (5)

  1. 개폐식 지붕을 가진 구조물의 복수 개의 케이블을 따라 각각 이동하여 개폐식 지붕을 개폐하는 구동장치에 구성되어 지그비 통신에서 슬레이브(Slave) 역할을 하며, 진동 데이터를 계측하는 무선 데이터 전송 장치(410); 및
    복수 개의 상기 무선 데이터 전송 장치와의 지그비 통신에서 마스터(Master) 역할을 하며, 복수 개의 상기 무선 데이터 전송 장치로부터 데이터를 수신하고, 서버 장치인 모니터링부(430)와 TCP/IP로 통신하는 게이트웨이(420)
    를 포함하고,
    상기 무선 데이터 전송 장치(410)는,
    진동 계측을 위한 가속도센서부(412), 게이트웨이(420)와의 무선 통신을 위한 지그비 통신부(411), 상기 가속도센서부(412)에서 측정한 측정 데이터를 저장하고 상기 게이트웨이(420)의 요청시 통신 프로토콜로 구현하여 보내는 데이터 처리부(413), 및 전원을 공급하는 배터리 전원부(414)를 포함하며, 상기 개폐식 지붕을 개폐하는 구동장치의 이동시 케이블의 상기 진동 데이터를 계측하여 이상 유무를 판단하도록 하고,
    상기 무선 데이터 전송 장치(410)의 상기 배터리 전원부(414)의 전력 절약을 위해, 평상시 슬립모드(Sleep Mode)의 대기상태로 유지되고, 일정시간마다 웨이크-업(Wake-up)하여 게이트웨이(420)에게 측정 시작 명령 여부를 확인하여, 상기 측정 시작 명령이 없는 경우 다시 슬립모드로 들어가고, 상기 측정 시작 명령이 있는 경우 상기 데이터 처리부(413)는 시간 동기화를 세팅하고, 상기 가속도 센서를 이용하여 측정을 시작하여 진동 데이터의 소정 크기 이상의 변화가 감지되면 시간과 함께 측정 데이터를 저장하고, 상기 무선 데이터 전송 장치(410)는 게이트웨이(420)와 통신시 상기 측정 데이터를 전송하며,
    상기 게이트웨이(420)는,
    무선 통신을 위한 지그비 통신부(421), 상기 무선 데이터 전송 장치(410)로부터 수신받는 데이터를 저장하고 상기 모니터링부(430)로부터 받는 명령을 처리하는 데이터 처리부(422), 및 TCP/IP 통신을 위한 LAN 통신부(423)를 포함하며,
    상기 게이트웨이(420)는 상시 전원이 연결되어 있으며, 웨이크-업(Wake-up)된 상기 무선 데이터 전송 장치(410)로부터 데이터를 수신받아 저장하고, 이러한 동작으로 상기 무선 데이터 전송 장치(410)가 정상 동작하고 있는지 여부를 모니터링 하는 것
    을 특징으로 하는, 개폐식 구조물의 모니터링 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    모니터링 프로그램이 탑재된 상기 서버 장치로 구성되어, 상기 게이트웨이(420)에 TCP/IP 통신으로 접속하여 상기 게이트웨이(420)가 가지고 있는 무선 데이터 전송 장치(410)로부터 수신된 데이터를 수신 받아 관리자에게 보여주는 모니터링부(430)
    를 더 포함하는, 개폐식 구조물의 모니터링 장치.
  4. 무선 데이터 전송 장치(410)는 평상시 슬립모드(Sleep Mode)의 대기상태로 유지되고, 상기 무선 데이터 전송 장치(410)에서 일정시간마다 웨이크-업(Wake-up)하여 게이트웨이(420)에게 측정 시작 명령 여부를 확인하는 단계;
    상기 무선 데이터 전송 장치(410)는 상기 측정 시작 명령이 없는 경우, 다시 슬립모드의 대기상태가 되는 단계;
    상기 무선 데이터 전송 장치(410)는 상기 측정 시작 명령이 있는 경우, 시간 동기화를 세팅하고, 진동 계측을 위한 가속도 센서를 이용하여 측정을 시작하여 진동 데이터의 소정 크기 이상의 변화가 감지되면 시간과 함께 측정 데이터를 저장하는 단계;
    상기 무선 데이터 전송 장치(410)는 게이트웨이(420)와 통신시 상기 측정 데이터를 전송하는 단계; 및
    상기 무선 데이터 전송 장치(410)는 상기 게이트웨이(420)로부터 측정 중지 명령을 받는 경우, 측정을 멈추고 다시 슬립모드로 들어가는 단계
    를 포함하고,
    서버 장치인 모니터링부(430)에서 상기 게이트웨이(420)로 TCP/IP 접속을 하는 경우, 상기 게이트웨이(420)는 해당 포트를 개방하고 상기 무선 데이터 전송 장치(410)로부터 받은 데이터 및 경고 태그(Error-Tag)를 전송하는 단계;
    상기 게이트웨이(420)에서 상기 모니터링부(430)에서 측정 시작 명령을 받는 경우, 웨이크-업(Wake-up)된 상기 무선 데이터 전송 장치(410)에게 측정 시작 명령과 동기화를 위한 시간 데이터를 전달하는 단계; 및
    상기 게이트웨이(420)는 상기 무선 데이터 전송 장치(410)로부터 측정 시작 명령의 수신완료 메시지를 받은 후 전송되는 측정 데이터를 저장하고 상기 모니터링부(430)에게 전송하는 단계
    를 더 포함하고,
    개폐식 지붕을 가진 구조물의 복수 개의 케이블을 따라 각각 이동하여 개폐식 지붕을 개폐하는 구동장치에 상기 무선 데이터 전송 장치(410)가 구성되어, 상기 개폐식 지붕을 개폐하는 구동장치의 이동시 케이블의 상기 진동 데이터를 계측하여 이상 유무를 판단하도록 하는, 개폐식 구조물의 모니터링 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 모니터링부(430)는,
    모니터링 프로그램이 탑재된 상기 서버 장치로 구성되어, 상기 게이트웨이(420)에 TCP/IP 통신으로 접속하여 상기 게이트웨이(420)가 가지고 있는 무선 데이터 전송 장치(410)로부터 수신된 데이터를 수신 받아 관리자에게 보여주는 것
    을 특징으로 하는, 개폐식 구조물의 모니터링 방법.
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