KR102331056B1

KR102331056B1 - 지하시설물 상태 모니터링을 위한 스마트 맨홀 및 이를 이용한 스마트 맨홀 관제 시스템

Info

Publication number: KR102331056B1
Application number: KR1020190107191A
Authority: KR
Inventors: 문병두; 조종화
Original assignee: 주식회사 네이블커뮤니케이션즈
Priority date: 2019-08-30
Filing date: 2019-08-30
Publication date: 2021-11-29
Also published as: KR20210026426A

Abstract

지하시설물 상태 모니터링을 위한 스마트 맨홀 및 이를 이용한 스마트 맨홀 관제 시스템이 개시된다. 스마트 맨홀은 맨홀 커버; 상기 맨홀 커버의 상단에 배치되어 맨홀 내부 환경 및 상기 맨홀 내부에 존재하는 지하 시설물에 대하여 수집된 센서 데이터를 관제 서버로 전송하는 안테나; 상기 맨홀 커버의 하단에 배치되어 상기 맨홀 내부에 설치된 복수의 측정 센서들로부터 상기 센서 데이터를 수집하여 상기 안테나로 전송하는 통신 디바이스; 및 상기 통신 디바이스의 하단에 배치되어 상기 통신 디바이스를 고정 및 보호하는 보호 커버를 포함하고, 상기 통신 디바이스의 내부에 설치된 홀 센서는 상기 맨홀 커버의 하단에 배치된 스프링에 의해 발생되는 상기 홀 센서와 상기 보호 커버의 일면에 배치된 자석 간의 거리 변화를 이용하여 상기 맨홀 커버의 개폐 여부를 판단할 수 있다.

Description

지하시설물 상태 모니터링을 위한 스마트 맨홀 및 이를 이용한 스마트 맨홀 관제 시스템{SMART MANHOLE FOR MONITORING THE STATUS OF UNDERGROUND FACILITIES AND SMART MANHOLE CONTROL SYSTEM USING THE SAME}

본 발명은 지하시설물 상태에 대한 센서 데이터를 수집하는 스마트 맨홀 및 스마트 맨홀을 통해 수집된 센서 데이터를 이용하여 상기 지하시설물에 대한 관제 솔루션을 제공하는 스마트 맨홀 관제 시스템에 관한 것이다.

일반적인 맨홀 관리 방법은 작업자가 주기적으로 맨홀을 방문하여 내부를 직접 점검하는 것이므로 유지 비용이 높고, 작업자가 맨홀 내부에서 작업 중 사고를 당할 위험이 있다.

센서를 이용하여 맨홀 내부 상태를 확인하는 방법이 사용되기도 하지만, 맨홀 커버는 재질상 전기/전파를 차단하므로 맨홀 내부에 설치한 센서의 측정 결과를 수집하기 위해서는 작업자가 맨홀 커버를 열고 전파 차단을 해제한 후 센서 측정 결과를 수집해야 한다. 이 경우 인사 사고 위험은 줄일 수 있지만 유지 비용이 여전히 높다는 문제점이 있다.

또한, 종래의 스마트 빌딩에서 이용되는 M2M/IoT 기반 하수도 맨홀 모니터링 시스템은 하수관 속을 흐르는 물의 양의 변화를 모니터링할 수 있으나, 유선 통신망을 사용하고 있으므로, 설치 및 통신망에 장애 발생시 복구가 어려운 실정이다.

본 발명은 센서 장치, 통신 디바이스 및 안테나를 포함하는 맨홀 커버를 이용하여 맨홀 내부의 상태를 모니터링하고, 모니터링 결과를 무선으로 전송함으로써, 사용자의 방문 없이도 맨홀 내부의 상태를 확인하는 시스템을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 맨홀 커버의 하단에 배치되어 맨홀 내부에 존재하는 지하 시설물에 대한 센서 데이터를 수집하는 통신 디바이스에 포함된 홀 센서와 상기 통신 디바이스를 보호하는 보호 커버의 일면에 설치된 자석 간의 거리 변화를 이용하여 맨홀 커버의 개폐 여부를 판단하는 시스템을 제공할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 스마트 맨홀은 맨홀 커버; 상기 맨홀 커버의 상단에 배치되어 맨홀 내부 환경 및 상기 맨홀 내부에 존재하는 지하 시설물에 대하여 수집된 센서 데이터를 관제 서버로 전송하는 안테나; 상기 맨홀 커버의 하단에 배치되어 상기 맨홀 내부에 설치된 복수의 측정 센서들로부터 상기 센서 데이터를 수집하여 상기 안테나로 전송하는 통신 디바이스; 및 상기 통신 디바이스의 하단에 배치되어 상기 통신 디바이스를 고정 및 보호하는 보호 커버를 포함하고, 상기 통신 디바이스의 내부에 설치된 홀 센서는 상기 맨홀 커버의 하단에 배치된 스프링에 의해 발생되는 상기 홀 센서와 상기 보호 커버의 일면에 배치된 자석 간의 거리 변화를 이용하여 상기 맨홀 커버의 개폐 여부를 판단할 수 있다.

상기 안테나는 외부 충격에 견딜 수 있는 안테나 커버를 포함하고, 상기 안테나 커버에 형성된 홀을 통과하는 고정 볼트를 통해 상기 보호 커버와 연결됨으로써 상기 맨홀 커버에 고정될 수 있다.

상기 통신 디바이스의 내부에 설치된 동작 상태의 홀 센서는 상기 보호 커버의 일면에 배치된 자석과의 거리가 일정 간격 이상이 되는 경우, 상기 맨홀 커버의 닫힘을 나타내는 상태 메시지를 상기 안테나로 전송한 후 동작을 멈출 수 있다.

상기 통신 디바이스의 내부에 설치된 미동작 상태의 홀 센서는 상기 보호 커버의 일면에 배치된 자석과의 거리가 일정 간격 미만이 되는 경우, 상기 자석에 의해 동작 상태로 변경되어 상기 맨홀 커버의 열림을 나타내는 메시지를 상기 안테나로 전송할 수 있다.

상기 센서 데이터는 상기 지하 시설물이 위치한 공간의 온도, 습도, 누설 전류, 화재 여부 및 침수 여부 중 적어도 하나에 관한 데이터를 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 관제 서버가 수행하는 스마트 맨홀 관제 시스템은 스마트 맨홀을 구성하는 맨홀 커버의 상단에 배치된 안테나를 통해 맨홀 내부 환경 및 상기 맨홀 내부에 존재하는 지하 시설물에 대한 센서 데이터를 수신하는 단계; 상기 수신된 센서 데이터를 분석하여 상기 맨홀 내부 환경 및 지하 시설물에 대한 상태 정보를 모니터링 하는 단계; 및 상기 모니터링 된 상태 정보를 사용자에게 제공하는 단계를 포함하고, 상기 스마트 맨홀은 상기 맨홀 커버의 하단에 배치되어 상기 맨홀 내부에 설치된 복수의 측정 센서들로부터 상기 센서 데이터를 수집하여 상기 안테나로 전송하는 통신 디바이스; 및 상기 통신 디바이스의 하단에 배치되어 상기 통신 디바이스를 고정 및 보호하는 보호 커버를 포함하고, 상기 통신 디바이스의 내부에 설치된 홀 센서는 상기 맨홀 커버의 하단에 배치된 스프링에 의해 발생되는 상기 홀 센서와 상기 보호 커버의 일면에 배치된 자석 간의 거리 변화를 이용하여 상기 맨홀 커버의 개폐 여부를 판단할 수 있다.

본 발명은 센서 장치, 통신 디바이스 및 안테나를 포함하는 맨홀 커버를 이용하여 맨홀 내부의 상태를 모니터링하고, 모니터링 결과를 무선으로 전송함으로써, 사용자의 방문 없이도 맨홀 내부의 상태를 확인할 수 있다.

또한, 본 발명은 모니터링된 맨홀 내부의 상태 정보를 사용자에게 실시간으로 제공함으로써 안전 사고를 예방할 수 있다.

또한, 본 발명은 맨홀 커버의 하단에 배치되어 맨홀 내부에 존재하는 지하 시설물에 대한 센서 데이터를 수집하는 통신 디바이스에 포함된 홀 센서와 상기 통신 디바이스를 보호하는 보호 커버의 일면에 설치된 자석 간의 거리 변화를 이용하여 맨홀 커버의 개폐 여부를 판단할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 맨홀 관제 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 맨홀의 구성도를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 안테나 커버의 구성도를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 통신 디바이스의 구성도를 도시한 도면이다.
도 5와 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 맨홀 커버의 개폐 여부에 대한 판단 방법을 도시한 도면이다.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.

실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 맨홀 관제 시스템을 도시한 도면이다.

도 1을 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 맨홀 관제 시스템(100)은 스마트 맨홀(110) 및 관제 서버(120)로 구성될 수 있다. 스마트 맨홀(110)은 맨홀 내부 환경 및 지하 시설물에 대한 센서 데이터를 수집할 수 있다. 이때, 수집되는 센서 데이터는 맨홀 커버의 개폐 정보, 작업자의 위치 및 상태 정보, 맨홀 내부의 온/습도 정보, 누설 전류 정보, 화재 정보, 유독 가스 정보, 맨홀 구조물의 기울기 정보 및 침수 정보 등을 포함할 수 있다.

이때, 스마트 맨홀(110)은 RF 통신, 저전력 블루투스(Bluetooth Low Energy, BLE) 또는 지그비(ZigBee) 중 적어도 하나의 무선 통신 방식을 통해 맨홀 내부에 설치된 복수의 측정 센서들과 통신을 수행할 수 있다.

이후 스마트 맨홀(110)은 수집된 맨홀 내부 환경 및 지하 시설물에 대한 센서 데이터를 관제 서버(120)로 전송할 수 있다. 이때, 스마트 맨홀(110)은 저전력 광대역 통신 네트워크(Low-Power Wide-Area Network, LPWAN)를 통해 센서 데이터를 관제 서버(120)로 전송할 수 있다.

관제 서버(120)는 스마트 맨홀(110)로부터 수신된 센서 데이터를 분석하여 맨홀 커버의 개폐 여부와 맨홀 내부 환경 및 지하 시설물에 대한 상태 정보를 모니터링함으로써 주기적 또는 비주기적으로 사용자에게 제공할 수 있다. 보다 구체적으로 관제 서버(120)는 스마트 맨홀(110)로부터 수신된 센서 데이터를 미리 설정된 임계치와 비교함으로써 맨홀 내부 환경 및 지하 시설물에 대한 상태 정보를 판단할 수 있다.

관리 서버(120)는 판단된 맨홀 내부 환경 및 지하 시설물에 대한 상태 정보를 이용하여 각종 안전 사고를 예방할 수 있다. 즉, 관리 서버(120)는 맨홀 내부의 위험성을 관계 기관이나 해당 스마트 맨홀(110)의 주위에서 작업 중인 사용자에게 별도의 관제 웹(Web)이나 어플리케이션 등을 통해 실시간으로 알림으로써 안전 사고를 예방할 수 있다.

일례로, 관리 서버(120)는 스마트 맨홀(110)로부터 수신된 센서 데이터를 분석하여 맨홀 커버의 개폐 상태를 감시함으로써 추락사 사고를 방지하거나 도난 또는 비인가 작업 등의 감지를 수행할 수 있다. 또는 관리 서버(120)는 스마트 맨홀(110)로부터 수신된 센서 데이터를 분석하여 맨홀 내 유독가스/산소 농도/화재 등을 감지함으로써 다양한 안전 사고를 예방할 수 있다.

다른 일례로, 관리 서버(120)는 스마트 맨홀(110)로부터 수신된 센서 데이터를 분석하여 상하수도관의 수위를 모니터링함으로써 침수 관제를 수행하거나 맨홀 커버의 기울기 등을 이용하여 지반 침하 관제를 수행할 수 있다.

또한, 관리 서버(120)는 스마트 맨홀(110)로부터 수신된 센서 데이터를 분석하여 온도 정보 및 상수도 검침 정보를 수집함으로써 동파 사고 방지 및 난검침 문제를 해결할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 맨홀의 구성도를 도시한 도면이다.

도 2를 참고하면, 스마트 맨홀(110)은 맨홀 커버(111)의 상단에 관제 서버(120)와의 통신을 위한 안테나(미도시)가 배치될 수 있다. 안테나는 제1 및 제2고정용 볼트(112a, 112b)와 방수 실리콘을 이용하여 맨홀 커버(111)의 상단에 고정될 수 있으며, 맨홀 커버(111)의 최상부에 설치되기 때문에 보행자나 차량의 통행에 간섭이 없으면서도 압력 및 충격에 견딜 수 있도록 낮고 견고하게 설계될 수 있다. 이때, 안테나는 안테나 커버(113)를 통해 외부의 충격으로부터 보호될 수 있다.

스마트 맨홀(110)은 맨홀 커버(111)의 하단에 맨홀 내부 환경 및 지하 시설물에 대한 센서 데이터를 수집하는 통신 디바이스(114)가 배치될 수 있다. 통신 디바이스(114)는 RF 통신, 저전력 블루투스(Bluetooth Low Energy, BLE) 또는 지그비(ZigBee) 중 적어도 하나의 무선 통신 방식을 통해 맨홀 내부에 설치된 복수의 측정 센서들과 연동되어 센서 데이터를 수집할 수 있다. 이때, 통신 디바이스(114)는 내장 배터리를 통해 전력이 공급될 수 있으며, 맨홀 내부의 환경을 고려하여 방진 방수 구조로 설계될 수 있다.

스마트 맨홀(110)은 통신 디바이스(114)의 하단에 통신 디바이스(114)를 고정 및 보호하는 보호 커버(115)가 배치될 수 있다. 이때, 보호 커버(115)의 양측에는 각각 제1 및 제2고정용 볼트(112a, 112b)가 통과될 수 있는 홀이 형성될 수 있는데, 안테나 커버(113)에 형성된 홀들을 통과하는 제1 및 제2고정용 볼트(112a, 112b) 중 제2고정용 볼트(112b)는 통신 디바이스(114)에 형성된 홀(430)과 보호 커버(115) 일측에 형성된 홀을 동시에 통과하여 고정용 너트(116')로 연결됨으로써, 통신 디바이스(114)는 맨홀 커버(111)에 견고하게 고정될 수 있고, 상기 보호 커버(115)의 일측 역시 맨홀 커버(111)에 고정된 통신 디바이스(114)에 고정될 수 있다. 한편, 제1고정용 볼트(112a)는 안테나 커버(113) 및 맨홀 커버(111)에 각각 형성된 홀을 통과하여 와셔 및 스프링(117)을 관통한 후 보호 커버(115)의 타측에 형성된 홀을 통과하여 또 하나의 고정용 너트(116, 캡 너트)에 연결됨으로써, 일측이 고정된 보호 커버(115)의 타측은 스프링(117)의 일측(혹은 와셔)과 고정용 너트(116) 사이에 위치한다. 이로써 일측이 고정된 보호 커버(115)의 타측은 고정용 너트(116)의 캡부에 일정 압력이 가해짐에 따라 윗방향으로 가동되는 제1고정용 볼트(112a)를 따라 맨홀 커버(111)의 하면으로 이동할 수 있게 되고 압력 해제시 스프링(117)에 의해 원위치로 복원된다. 이를 위해 보호 커버(115)는 하기 표 1에서와 같이 스테인리스 재질을 사용할 수 있다. 참고적으로 보호 커버(115)의 양측에 형성된 홀 사이, 즉 보호 커버(115)의 중앙부에는 자석(118)이 배치고정될 수용홈이 형성되고, 그 수용홈의 소정 위치, 바람직하게는 통신 디바이스(114)에서 홀 센서가 위치하는 곳과 마주하는 위치에 자석(118)이 고정 배치된다.

아래의 표 1은 스마트 맨홀(110)을 구성하는 각 상세 부품들의 사양 및 재질을 나타낸 것이다.

<표 1>

표 1을 참고하면, 안테나는 높은 안정성과 신뢰성을 가지고 센서 데이터를 먼거리까지 전송하기 위하여 LoRa(Long Range) 안테나를 사용하고, 외부 충격으로부터 안테나를 보호하기 위하여 플라스토머 재질의 안테나 커버가 사용될 수 있다. 고정용 볼트, 고정용 너트 및 보호 커버는 부식이 적고 내구성 및 내열성이 강한 스테인리스가 사용될 수 있다. 그리고, 자석은 크기 대비 자력이 우수한 네오디뮴(Neodymium)이 사용될 수 있다.

한편, 스마트 맨홀(110)의 통신 디바이스(114)는 내부에 홀 센서를 포함할 수 있다. 이때, 통신 디바이스(114)는 내부에 위치하는 홀 센서와, 상기 홀 센서와 마주하되 보호 커버(115)의 수용홈 일면에 배치된 자석(118) 간의 거리 변화에 기초하여 결정되는 홀 센서의 출력신호를 이용하여 맨홀 커버(111)의 개폐 여부를 판단할 수 있다. 보다 자세한 맨홀 커버(111)의 개폐 여부 판단 방법은 이후의 도 5 및 도 6을 통해 자세히 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 안테나 커버의 구성도를 도시한 도면이다.

도 3을 참고하면, 안테나 커버(113)는 맨홀 커버(111)의 최상부에 설치되므로 보행자나 차량의 통행에 간섭이 없으면서도 외부 압력 및 충격에 견딜 수 있도록 낮고 견고하게 설계될 수 있다. 안테나 커버(113)는 파손이나 형상 변경이 없도록 내부 공간이 밀폐되도록 설계될 수 있으며, 안테나(310)의 충격이 없도록 내부 공간이 완충 설계될 수 있다.

안테나 커버(113)는 제1 및 제2고정용 볼트(112a, 112b)가 통과될 수 있도록 두 개의 홀(320)이 형성될 수 있는데, 안테나 커버(113)에 형성된 두 개의 홀(320) 중 어느 하나의 홀을 통해 안테나(310)와 통신 디바이스(114) 간 케이블(330)을 연결함으로써 센서 데이터를 송수신할 수 있다.

이때, 안테나 커버(113)와 제1 및 제2고정용 볼트(112a, 112b)는 몰드 형식으로 생성되어 하나의 부품으로도 설계될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 통신 디바이스의 구성도를 도시한 도면이다.

도 4를 참고하면, 통신 디바이스(114)는 낮은 높이의 구조 설계를 통해 간격이 좁은 맨홀 내 속뚜껑 공간에 설치가 용이할 수 있다. 통신 디바이스(114)의 일영역에는 내장 배터리(410)가 배치되어 전력을 공급할 수 있는데 일례로, AA 사이즈의 건전지가 사용될 수 있다. 또한, 통신 디바이스(114)는 기구 자체 방수를 위하여 케이블(330)이 연결되는 영역(420)이 방수 실리콘 압착형 구조로 형성될 수 있다.

통신 디바이스(114)의 일영역에는 제1 및 제2고정용 볼트(112a, 112b) 중 어느 하나가 통과될 수 있는 홀(430)이 형성될 수 있으며, 회로 영역(440)에 포함된 홀 센서를 통해 맨홀 커버(111)의 개폐 여부를 판단할 수 있다.

도 5와 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 맨홀 커버의 개폐 여부에 대한 판단 방법을 도시한 도면이다.

위에서 언급한 바와 같이 스마트 맨홀(110)의 통신 디바이스(114)는 내부에 홀 센서를 포함할 수 있다. 이때, 통신 디바이스(114)는 홀 센서와 보호 커버(115)의 내측 수용홈 일면에 배치된 자석(118) 간의 거리 변화에 기초하여 결정되는 홀 센서의 출력신호를 이용하여 맨홀 커버(111)의 개폐 여부를 판단할 수 있다.

구체적으로 도 5를 참고하면, 통신 디바이스(114)는 홀 센서와 보호 커버(115)의 내측 수용홈 일면에 배치된 자석(118)과의 거리가 일정 간격 이상이 되어 마치 홀 센서의 출력이(출력변화가) 없는(미동작 모드라 할 수 있음) 경우, 맨홀 커버(111)가 닫혀 있다고 판단하고, 맨홀 커버(111)의 닫힘을 나타내는 상태 메시지를 안테나로 전송할 수 있다.

이와는 달리 도 6을 참고하면, 우선 작업자가 맨홀 커버(111)을 열어 도 6에 도시한 바와 같이 지면에 놓을 경우 제1고정용 볼트(112a)의 하단에 결합된 고정용 너트(116)의 캡부에 일정 압력이 가해짐으로써, 제1고정용 볼트(112a)는 윗 방향으로 이동하게 된다. 이러한 경우 일측이 제1고정용 볼트(112a)에 결합된 보호 커버(115)의 일측 역시 제1고정용 볼트(112a)를 따라 맨홀 커버(111)의 하면으로 이동함으로써, 홀 센서와 보호 커버(115)의 내측 수용홈에 배치된 자석(118)과의 거리가 일정 간격 미만이 되어 홀 센서의 출력신호에 변화를 가져온다. 이러한 홀 센서의 출력신호 변화에 따라 통신 디바이스(114), 보다 구체적으로는 통신 디바이스(114)에 포함된 제어부가 맨홀 커버(111)가 열려 있다고 판단하고, 맨홀 커버(111)의 열림을 나타내는 메시지를 안테나로 전송할 수 있다. 이때, 통신 디바이스(114)는 주기적으로 맨홀 커버(111)의 개폐 여부를 판단하고, 그 판단 결과를 나타내는 상태 메시지를 안테나로 전송할 수 있다.

한편, 도 6은 맨홀 커버(111)가 정상 상태(즉, 안테나 커버가 지면의 반대 방향에 위치)로 이동되었을 때 맨홀 커버(111)의 개폐 여부를 판단하는 방법을 제공할 수 있다. 그러나 맨홀 커버(111)가 뒤집어진 상태(즉, 안테나 커버가 지면과 맞닿는 방향에 위치)로 이동되었을 때, 스마트 맨홀(110)은 별도의 3축 가속도 센서를 이용하여 맨홀 커버(111)의 개폐 여부를 감지할 수 있다.

다양한 실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성되어 마그네틱 저장매체, 광학적 판독매체, 디지털 저장매체 등 다양한 기록 매체로도 구현될 수 있다.

본 명세서에 설명된 각종 기술들의 구현들은 디지털 전자 회로조직으로, 또는 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어로, 또는 그들의 조합들로 구현될 수 있다. 구현들은 데이터 처리 장치, 예를 들어 프로그램가능 프로세서, 컴퓨터, 또는 다수의 컴퓨터들의 동작에 의한 처리를 위해, 또는 이 동작을 제어하기 위해, 컴퓨터 프로그램 제품, 예를 들어 기계 판독가능 저장 장치(컴퓨터 판독가능 매체)에서 유형적으로 구체화된 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수 있다. 상술한 컴퓨터 프로그램(들)과 같은 컴퓨터 프로그램은 컴파일된 또는 인터프리트된 언어들을 포함하는 임의의 형태의 프로그래밍 언어로 기록될 수 있고, 독립형 프로그램으로서 또는 모듈, 구성요소, 서브루틴, 또는 컴퓨팅 환경에서의 사용에 적절한 다른 유닛으로서 포함하는 임의의 형태로 전개될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 하나의 사이트에서 하나의 컴퓨터 또는 다수의 컴퓨터들 상에서 처리되도록 또는 다수의 사이트들에 걸쳐 분배되고 통신 네트워크에 의해 상호 연결되도록 전개될 수 있다.

컴퓨터 프로그램의 처리에 적절한 프로세서들은 예로서, 범용 및 특수 목적 마이크로프로세서들 둘 다, 및 임의의 종류의 디지털 컴퓨터의 임의의 하나 이상의 프로세서들을 포함한다. 일반적으로, 프로세서는 판독 전용 메모리 또는 랜덤 액세스 메모리 또는 둘 다로부터 명령어들 및 데이터를 수신할 것이다. 컴퓨터의 요소들은 명령어들을 실행하는 적어도 하나의 프로세서 및 명령어들 및 데이터를 저장하는 하나 이상의 메모리 장치들을 포함할 수 있다. 일반적으로, 컴퓨터는 데이터를 저장하는 하나 이상의 대량 저장 장치들, 예를 들어 자기, 자기-광 디스크들, 또는 광 디스크들을 포함할 수 있거나, 이것들로부터 데이터를 수신하거나 이것들에 데이터를 송신하거나 또는 양쪽으로 되도록 결합될 수도 있다. 컴퓨터 프로그램 명령어들 및 데이터를 구체화하는데 적절한 정보 캐리어들은 예로서 반도체 메모리 장치들, 예를 들어, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Video Disk)와 같은 광 기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 롬(ROM, Read Only Memory), 램(RAM, Random Access Memory), 플래시 메모리, EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM) 등을 포함한다. 프로세서 및 메모리는 특수 목적 논리 회로조직에 의해 보충되거나, 이에 포함될 수 있다.

또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용매체일 수 있고, 컴퓨터 저장매체를 모두 포함할 수 있다.

본 명세서는 다수의 특정한 구현물의 세부사항들을 포함하지만, 이들은 어떠한 발명이나 청구 가능한 것의 범위에 대해서도 제한적인 것으로서 이해되어서는 안되며, 오히려 특정한 발명의 특정한 실시형태에 특유할 수 있는 특징들에 대한 설명으로서 이해되어야 한다. 개별적인 실시형태의 문맥에서 본 명세서에 기술된 특정한 특징들은 단일 실시형태에서 조합하여 구현될 수도 있다. 반대로, 단일 실시형태의 문맥에서 기술한 다양한 특징들 역시 개별적으로 혹은 어떠한 적절한 하위 조합으로도 복수의 실시형태에서 구현 가능하다. 나아가, 특징들이 특정한 조합으로 동작하고 초기에 그와 같이 청구된 바와 같이 묘사될 수 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징들은 일부 경우에 그 조합으로부터 배제될 수 있으며, 그 청구된 조합은 하위 조합이나 하위 조합의 변형물로 변경될 수 있다.

마찬가지로, 특정한 순서로 도면에서 동작들을 묘사하고 있지만, 이는 바람직한 결과를 얻기 위하여 도시된 그 특정한 순서나 순차적인 순서대로 그러한 동작들을 수행하여야 한다거나 모든 도시된 동작들이 수행되어야 하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정한 경우, 멀티태스킹과 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 또한, 상술한 실시형태의 다양한 장치 컴포넌트의 분리는 그러한 분리를 모든 실시형태에서 요구하는 것으로 이해되어서는 안되며, 설명한 프로그램 컴포넌트와 장치들은 일반적으로 단일의 소프트웨어 제품으로 함께 통합되거나 다중 소프트웨어 제품에 패키징 될 수 있다는 점을 이해하여야 한다.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

100 : 스마트 맨홀 관제 시스템
110 : 스마트 맨홀
111 : 맨홀 커버
112a, 112b : 제1 및 제2고정용 볼트
113 : 안테나 커버
114 : 통신 디바이스
115 : 보호 커버
116 : 고정용 너트
117 : 스프링
118 : 자석
120 : 관제 서버

Claims

홀들이 형성되어 있는 맨홀 커버와, 상기 맨홀 커버의 상단에 배치되되 외부 충격에 견딜 수 있는 안테나 커버를 포함하고 상기 안테나 커버 양측에 상기 홀들 각각과 정렬되는 홀들이 형성되어 있는 안테나와, 상기 맨홀 커버의 하단에 배치되어 하나의 상기 홀을 통과한 제2고정용 볼트가 관통할 수 있도록 홀이 형성되어 있고 내부에 홀 센서를 포함하며 센서 데이터를 수집하여 상기 안테나로 전송하는 통신 디바이스를 포함하는 스마트 맨홀에 있어서,
상기 통신 디바이스를 통과한 상기 제2고정용 볼트가 통과될 수 있는 홀이 일측에 형성되고 타측에는 상기 맨홀 커버에 형성된 또 다른 홀을 통과한 제1고정용 볼트가 통과될 수 있는 홀이 형성되며, 양측의 홀 사이에는 자석이 고정 배치될 수용홈이 형성되되, 상기 제2고정용 볼트에 연결되는 고정용 너트에 의해 상기 통신 디바이스를 상기 맨홀 커버의 하단에 고정 및 보호하는 보호 커버와;
상기 홀 센서와 마주하도록 상기 수용홈에 고정 배치되는 자석과;
상기 맨홀 커버를 관통한 상기 제1고정용 볼트가 삽입되되 상기 맨홀 커버의 하부와 상기 보호 커버의 일측 사이에 위치하는 스프링과;
상기 보호 커버 양측에 형성된 홀 각각을 통과한 상기 제1 및 제2고정용 볼트에 연결되는 고정용 너트들;을 더 포함하되, 상기 통신 디바이스는,
상기 맨홀 커버를 지면에 놓을 경우 상기 제1고정용 볼트에 연결된 고정용 너트에 가해지는 압력에 따라 가동하는 상기 제1고정용 볼트와 함께 이동하는 상기 보호 커버 일측의 위치에 따라 변화되는 홀 센서의 출력신호를 이용하여 상기 맨홀 커버의 개폐 여부를 판단하는 스마트 맨홀.
제1항에 있어서, 상기 제1고정용 볼트에 연결되는 고정용 너트는 캡 너트임을 특징으로 하는 스마트 맨홀.
제1항에 있어서, 상기 통신 디바이스는,
상기 제1고정용 볼트에 연결된 고정용 너트에 가해지는 압력이 없을 경우 상기 홀 센서와 상기 보호 커버의 수용홈에 배치된 자석과의 거리가 일정 간격 이상이 되어 상기 홀 센서의 출력신호 변화가 없는 경우, 상기 맨홀 커버가 닫혀 있다고 판단하고, 상기 맨홀 커버의 닫힘을 나타내는 상태 메시지를 상기 안테나로 전송하는 스마트 맨홀.
제1항에 있어서, 상기 통신 디바이스는,
지면과의 접촉으로 상기 제1고정용 볼트에 연결된 고정용 너트에 압력이 가해질 경우 상기 홀 센서와 상기 보호 커버의 수용홈에 배치된 자석과의 거리가 일정 간격 미만이 되어 상기 홀 센서의 출력신호 변화가 있는 경우, 상기 맨홀 커버가 열려 있다고 판단하고, 상기 맨홀 커버의 열림을 나타내는 메시지를 상기 안테나로 전송하는 스마트 맨홀.
제1항에 있어서, 상기 센서 데이터는,
지하 시설물이 위치한 공간의 온도, 습도, 누설 전류, 화재 여부 및 침수 여부 중 적어도 하나에 관한 데이터를 포함하는 스마트 맨홀.
스마트 맨홀로부터 수신된 센서 데이터를 분석하여 맨홀 커버의 개폐 여부와 맨홀 내부 환경 및 지하 시설물에 대한 상태 정보를 사용자에게 제공하는 관제 서버와, 맨홀 내부 환경 및 상기 맨홀 내부에 존재하는 지하 시설물에 대하여 수집된 센서 데이터를 상기 관제 서버로 무선 전송하는 스마트 맨홀을 포함하되, 상기 스마트 맨홀은,
홀들이 형성되어 있는 맨홀 커버와;
상기 맨홀 커버의 상단에 배치되되 외부 충격에 견딜 수 있는 안테나 커버를 포함하고 상기 안테나 커버 양측에 상기 홀들 각각과 정렬되는 홀들이 형성되어 있는 안테나와;
상기 맨홀 커버의 하단에 배치되어 하나의 상기 홀을 통과한 제2고정용 볼트가 관통할 수 있도록 홀이 형성되어 있고 내부에 홀 센서를 포함하며 센서 데이터를 수집하여 상기 안테나로 전송하는 통신 디바이스와;
상기 통신 디바이스를 통과한 상기 제2고정용 볼트가 통과될 수 있는 홀이 일측에 형성되고 타측에는 상기 맨홀 커버에 형성된 또 다른 홀을 통과한 제1고정용 볼트가 통과될 수 있는 홀이 형성되며, 양측의 홀 사이에는 자석이 고정 배치될 수용홈이 형성되되, 상기 제2고정용 볼트에 연결되는 고정용 너트에 의해 상기 통신 디바이스를 상기 맨홀 커버의 하단에 고정 및 보호하는 보호 커버와;
상기 홀 센서와 마주하도록 상기 수용홈에 고정 배치되는 자석과;
상기 맨홀 커버를 관통한 상기 제1고정용 볼트가 삽입되되 상기 맨홀 커버의 하부와 상기 보호 커버의 일측 사이에 위치하는 스프링과;
상기 보호 커버 양측에 형성된 홀 각각을 통과한 상기 제1 및 제2고정용 볼트에 연결되는 고정용 너트들;을 더 포함하되,
상기 통신 디바이스는 상기 맨홀 커버를 지면에 놓을 경우 상기 제1고정용 볼트에 연결된 고정용 너트에 가해지는 압력에 따라 가동하는 상기 제1고정용 볼트와 함께 이동하는 상기 보호 커버 일측의 위치에 따라 변화되는 홀 센서의 출력신호를 이용하여 상기 맨홀 커버의 개폐 여부를 판단함을 특징으로 하는 스마트 맨홀 관제 시스템.
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제6항에 있어서, 상기 통신 디바이스는,
지면과의 접촉으로 상기 제1고정용 볼트에 연결된 고정용 너트에 압력이 가해질 경우, 상기 홀 센서와 상기 보호 커버의 수용홈에 배치된 자석과의 거리가 일정 간격 미만이 되어 상기 홀 센서의 출력신호 변화가 있는 경우, 상기 맨홀 커버가 열려 있다고 판단하고, 상기 맨홀 커버의 열림을 나타내는 메시지를 상기 안테나로 전송하는 스마트 맨홀 관제 시스템.
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