KR20070089467A

KR20070089467A - 맨홀 감시용 무선시스템

Info

Publication number: KR20070089467A
Application number: KR1020060019553A
Authority: KR
Inventors: 조중삼; 김영로; 유재식; 김영민; 윤준철
Original assignee: 한국전력공사; 주식회사 이피아테크; 김영로
Priority date: 2006-02-28
Filing date: 2006-02-28
Publication date: 2007-08-31
Also published as: KR100874343B1; WO2007100191A1

Abstract

본 발명은 맨홀 내부의 온도, 수위 및 뚜껑개폐여부를 감시하기 위한 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 맨홀 내부에 설치된 센서를 이용하여 맨홀의 현재 상태를 파악하고, 이를 외부로 무선 전송함으로써 관리자가 맨홀의 내부 상태를 실시간으로 원격관리 할 수 있게 하는 맨홀 감시용 무선시스템에 관한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 개폐센서, 수위센서 및 온도센서 중 적어도 하나 이상의 센서가 장착되고, 상기 센서를 이용하여 맨홀의 내부 상태를 감지하는 터미널유닛과,상기 터미널유닛으로부터 센서에 의해 감지된 맨홀의 감지정보를 수집하고, 수집된 감지정보를 안테나를 이용하여 중계단말기로 전송하는 무선통신모듈을 포함한 복수의 수집단말기; 상기 복수의 수집단말기로부터 수신 한 복수의 맨홀의 감지정보를 취합 및 정리하고, 취합 및 정리 된 맨홀의 감지정보를 통신모듈을 이용하여 무선으로 서버에 전송 하는 중계단말기; 및 상기 중계단말기로부터 통신모듈을 이용하여 복수의 맨홀의 감지정보를 무선으로 수신하고, 수신된 감지정보를 이용하여 복수의 맨홀의 현재 상태를 실시간으로 표출하는 서버를 포함하여 이루어지는 것을 특징적 구성으로 한다.

맨홀감시, 원격제어, 맨홀, 센서

Description

맨홀 감시용 무선시스템{A wireless system for monitoring of manhole}

[도 1]은 본 발명에 따른 맨홀 감시용 무선시스템의 블록도.

[도 2]는 본 발명에 따른 맨홀 감시용 무선시스템의 수집단말기의 블록도.

[도 3]은 본 발명에 따른 맨홀 감시용 무선시스템의 중계단말기의 블록도.

[도 4]는 본 발명에 따른 맨홀 감시용 무선시스템의 서버의 블록도.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

2: 개폐센서 4: 온도센서

6: 수위센서 8: 전원센서

10: 수집단말기 20: 중계단말기

30: 서버

일반적으로 도심지에서 전력설비는 도시 미관이나 안전성, 건물의 고층화 등에 따라 점차 지중화 되고 있는 추세이며, 그 비중이 날로 증대되고 있다.

그러나 다른 설비와 함께 지중선로가 설치되어 있는 공동구에 대해서는 연구개발이 진행되고 있으나, 맨홀 등은 아직 인력에 의존할 수밖에 없는 데 그 이유는 환경이 열악하고 확인이나 순시 등을 위한 출입이 용이하지 않기 때문이다.

따라서 맨홀은 외부인의 침입이나 사고 발생 등 유사시에도 즉시 확인이 불가능한 특징을 지니고 있다.

따라서 이런 난점을 극복하고 원격지에서 맨홀을 용이하게 관리하기 위해서는 맨홀 내부에 필요한 정보를 얻을 수 있는 센서를 설치하고, 상기 센서에 의해 검출된 정보를 관할지점으로 전달할 수 있도록 하기 위해서 맨홀의 원격 경보시스템과 맨홀의 현재 감지정보를 쉽게 확인할 수 있는 시스템의 개발이 필수적이라 할 수 있다.

상기와 같은 맨홀의 이벤트 내용을 쉽게 확인할 수 있는 시스템에 관한 종래 의 기술은 대한민국등록특허공보 제10-0545911호의 맨홀 상태 감시 시스템에 잘 나타나 있었다.

상기 대한민국등록특허공보 제10-0545911호에 나타난 기술은

맨홀 내부의 상태를 감시하는 원격 감시 단말을 맨홀 내에 설치하여 상기 원격 감시 단말에 의해 감지된 상태 정보를 센터 서버에서 전송 받아 상기 맨홀을 관리하는 맨홀 상태 감시 시스템에 있어서,

상기 맨홀 내에 기 구축된 통신망에 접속하여 상기 통신망에 흐르는 전류로부터 전력을 추출하는 통신망 전원 추출부와,

상기 통신망 전원 추출부에서 얻어진 전력을 상기 원격 감시 단말이 사용할 수 있는 전압으로 안정화시켜 상기 원격 감시 단말로 제공하는 전원 안정화부와,

상기 맨홀의 보안과 감시 및 관리를 위하여 상기 맨홀 내부의 상태를 감지하는 복수의 센서들로 이루어진 센서부와,

상기 센서부의 감지값을 상기 센터 서버로 전송하고 상기 센터 서버로부터의 명령을 전달받아 상기 센서부를 구동시키는 중앙 처리부등의 구성요소를 구비한다.

상기 종래의 기술은 광범위하게 산재되어 있는 맨홀의 상태 감시를 위한 원격 감시 단말을 설치함에 있어서 기 구축된 PSTN 망으로부터 전원을 공급받고 통신 회선 또한 기 구축된 통신망을 이용하므로 시스템 구축 비용을 최소화하면서도 통신 맨홀에 대한 실시간 감시 및 관리가 가능하고, 통신 맨홀내의 이상사태 발생 시 사고내역의 파악과 처리를 신속하게 수행할 수 있는 장점이 있었지만, 다음과 같은 문제점이 있었다.

상기 종래의 기술은 한국통신의 전용 통신망인 PSTN 망을 이용하여 유선으로 구축함으로써, 맨홀감시 시스템을 운영함에 있어 PSTN 망을 확보하여야 하는 불편함이 있고, 맨홀의 현재 상태를 무선으로 원격 관리 할 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로서,

첫째, 본 발명은 종래의 PSTN망과 같이 유선으로 맨홀의 내부 상태를 감지하고 관리하는 것에서 벗어나, 센서의 맨홀 감지정보를 수집하는 수집단말기와 서버 및 중계단말기 간에 무선통신으로 맨홀의 감지정보를 송수신 할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

둘째, 상기 서버와 중계단말기 및 수집단말기는 실시간으로 무선통신 하므로, 서버의 관리자가 실시간으로 맨홀의 정상동작상태 및 통신장치의 정상동작여부를 확인할 수 있게 하는 것을 목적으로 한다.

셋째, 일정구역에 설치된 중계단말기를 이용하여 주변지역의 맨홀을 일괄적으로 관리할 수 있게 하는 것을 목적으로 한다.

넷째, 배터리가 방전되면 관리자에게 통보함으로써 배터리의 방전으로 인한 수집단말기의 작동불능상태를 예방 하는 것을 목적으로 한다.

다섯째, 상기 중계단말기는 태양전지를 사용하고 CDMA 통신망을 이용함으로써 설치장소에 제한받지 않게 하는 것을 목적으로 한다.

여섯째, 상기 맨홀 내부에 설치된 수집단말기의 방수, 방진성능을 개선하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 개폐센서, 수위센서 및 온도센서 중 적어도 하나 이상의 센서가 장착되고, 상기 센서를 이용하여 맨홀의 내부 상태를 감지하는 터미널유닛과,

상기 터미널유닛으로부터 센서에 의해 감지된 맨홀의 감지정보를 수집하고, 수집된 감지정보를 안테나를 이용하여 중계단말기로 전송하는 무선통신모듈을 포함한 복수의 수집단말기;

상기 복수의 수집단말기로부터 수신 한 복수의 맨홀의 감지정보를 취합 및 정리하고, 취합 및 정리 된 맨홀의 감지정보를 통신모듈을 이용하여 무선으로 서버에 전송 하는 중계단말기; 및

상기 중계단말기로부터 통신모듈을 이용하여 복수의 맨홀의 감지정보를 무선 으로 수신하고, 수신된 감지정보를 이용하여 복수의 맨홀의 현재 상태를 실시간으로 표출하는 서버를 포함하여 이루어지는 것을 특징적 구성으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 구성 및 작용에 대하여 설명하도록 한다.

[도 1]은 본 발명에 따른 맨홀 감시용 무선시스템의 블록도이고, [도 2]는 본 발명에 따른 맨홀 감시용 수집단말기의 블록도이며, [도 3]은 본 발명에 따른 맨홀 감시용 중계단말기의 블록도이고, [도 4]는 본 발명에 따른 맨홀 감시용 서버의 블록도이다.

[도 1] 내지 [도 4]에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 맨홀 감시용 무선 시스템(이하, 발명의 상세한 설명에서는 "시스템"이라고 한다.)은 기본적으로 개폐센서(2), 수위센서(4), 온도센서(6) 및 터미널유닛을 포함하는 수집단말기(10)와, 중계단말기(20)와 서버(30) 등의 구성요소가 구비된다.

상기에 설명된 구성 이외의 구성도 추가될 수 있으나, 본 발명의 설명에 불필요한 부분은 생략하기로 한다.

상기의 구성요소를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

상기 수집단말기(10)는

개폐센서(2), 수위센서(4) 및 온도센서(6) 중 적어도 하나 이상의 센서가 장착되고, 상기 센서를 이용하여 맨홀의 내부 상태를 감지하는 터미널유닛과,

상기 터미널유닛으로부터 센서에 의해 감지된 맨홀의 감지정보를 수집하고, 수집된 감지정보를 안테나(13)를 이용하여 중계단말기(20)로 전송하는 무선통신모듈(14)을 포함하여 이루어진다.

여기서 상기 개폐센서(2)는 맨홀의 개폐여부를 감지하는 것으로, 레버식 리미트 스위치로 맨홀몸체에 고정되고, 롤러레버를 맨홀뚜껑이 누르고 있는 형태로 설치되어 맨홀뚜껑이 열리면 레버가 복귀하면서 스위치의 접점이 동작되는 구조로 이루어져 있다.

또한 상기 개폐선서(2)는 다이캐스팅의 견고한 케이스로 이루어져 외부의 충격을 흡수하게 되며, 상기 개폐센서의 내장 스위치는 2회로 쌍단 기본스위치로 이루어져 있고, 열에 강한 페놀(phenol)재질로 이루어진다.

상기와 같이 구성된 개폐센서(2)는 내유, 내열 및 방진의 견고한 구조이며, 특히 기계적 강도가 우수한 특성이 있다.

또한 레버의 과동작방지와 긴 수명유지를 위해 설정위치표시가 부착되어 있어 장기간 안전사용이 가능한 특징이 있다.

그리고 상기 수위센서(4)는 맨홀 내부의 수위를 감지하는 것으로, 오뚜기식 레벨스위치로 이루어지되, 맨홀의 아래쪽에 설치되어 침수가 되면 아래로 늘어졌던 센서가 부력으로 바로서면서 내부의 스위치접점이 동작된다.

상기 수위센서(4)는 바람직하게는 합성수지로 이루어져 가볍고, 부식에 강한 구조로 이루어져 있다.

또한 상기 수위센서(4)는 플로트 스위치 내부가 택트(tact)스위치로 되어 있어 종래의 수은스위치에 비하여 견고한 특징이 있다.

그리고 상기 온도센서(6)는 맨홀 내부의 온도를 감지하기 위한 것으로, 일반적으로 상기 온도센서는 온도에 따라 저항 값이 변하는 다이오드 써미스터(diode thermister)인 TGA130B를 사용한다.

그러나 본 발명에 따른 온도센서(6)는 전류소모, 직진성 및 정밀도를 개선하기 위해 종래의 아날로그 방식이 아닌 디지털 온도센서인 스위스 SENSIRION사의 모델명 STH10을 채용하였다.

따라서 본 발명에 따른 온도센서(6)는 정밀하고 소비전력이 매우 적으며 상대습도도 측정할 수 있다.

그리고 상기 수집단말기(10)는 센서에서 발생한 상태 정보를 수집하고, 상기 센서들을 미소전류로 제어하는 저전력제어부(11); 및

상기 저전력제어부(11)로부터 센서에서 발생한 상태 정보를 무선 송신하기 위한 안테나(13) 및 무선통신모듈(14)을 이용하여 중계단말기(20)와 무선 통신하는 마이크로컨트롤러(12)를 더 포함하여 이루어진다.

상기와 같은 구성으로 인해 수집단말기(10)는 상기 센서를 이용하여 맨홀에서 발생하는 각종 감지정보를 수집하여 자신이 소속되어있는 중계단말기(20)에 즉시 소출력으로 무선 전송하는 역할을 하게 된다.

즉, 상기 수집단말기(10)는 각 센서에서 발생된 감지정보가 이 센서들을 미소한 전류로 제어하는 저전력제어부(11)를 통하여 마이크로컨트롤러(12)로 입력되면 마이크로컨트롤러(12)는 이 내용을 정리하여 상기 무선통신모듈(RF모듈)(14) 및 안테나(13)를 이용하여 중계단말기(20)로 전송하게 된다.

상기 수집단말기(10)의 터미널유닛의 내부에는 배터리(17)가 내장되어 있어 센서에 필요한 전원을 공급하게 되고, 상기 수집단말기(10)의 각 블록에 필요한 전원을 공급하게 된다.

여기서 배터리의 방전여부를 파악가능하게 하는 전원센서(8)를 더 구비하여, 상기 수집단말기(10)의 배터리(17)가 방전되면 관리자에게 통보됨으로써 배터리(17)의 방전으로 인한 수집단말기(10)의 작동불능상태를 예방할 수 있다.

여기서 상기 맨홀의 감지정보는 맨홀의 고유번호와, 온도센서에 의해 감지된 맨홀 내부의 온도 값과, 수위센서에 의해 감지된 맨홀 내부의 수위 값과, 개폐센서에 의해 감지된 맨홀 뚜껑의 개폐여부를 포함한다.

상기 수집단말기가 센서의 상태를 수집하는 구성에 대해 보다 상세히 설명하면, 마이크로컨트롤러(12)는 1초에 1회씩 1/1000초의 기간에 계폐 및 수위센서를 체크하고, 1분에 1회씩 전원센서를 이용하여 배터리의 잔량(바람직하게는 2.7V이하가 되면 즉시 중계단말기로 전송한다)을 체크하게 된다.

또한 온도센서로부터 10초에 1회씩 온도데이터를 읽어오게 되고, 개폐 및 수위센서가 동작하는 즉시 중계단말기로 동작여부를 전송하게 된다.

또한 온도가 60도 이상이 되면 즉시 중계단말기로 전송하고, 10초에 5도이상이 변하면 중계단말기로 전송하게 된다.

마지막으로, 24시간 내에 아무런 동작여부가 발생되지 않으면 자신의 현재상태를 중계단말기로 자동 전송하게 된다.

여기서 상기 수집단말기(10)는 우선 맨홀 내부에 센서들이 장착되어 있고, 상기 센서에 전원을 공급하는 배터리를 포함한 터미널유닛이 장착되어 있으며, 상기 센서와 케이블로 연결되어 센서를 제어하는 모든 회로구성(안테나를 포함함)은 모두 맨홀의 주위에 지중 매설되는 수집단말기(10)의 하우징에 내장된 구성을 갖는다.

따라서 상기 수집단말기의 하우징은 스테인리스스틸의 바닥판에 아세탈수지의 덮개로 제작되어 21 TON 의 압축하중에 전혀 손상이 없이 견뎠으며 1미터의 수 심에 30분간 잠겨있어도 수분이 침투되지 않는 IP67등급의 방수로 장마 비에 맨홀이 침수 되어도 내부회로를 보호할 수 있게 구성되어 있다.

그리고 상기 마이크로컨트롤러(12)는 바람직하게는 ATmega16을 이용하는 데, 상기 ATmega16은 AVR RISC 구조에 기초한 저전력 CMOS형의 8비트 마이크로컨트롤러(12)이다.

따라서 상기 ATmega16에 의해 명령어가 한 클럭 사이클 내에 수행되고 1 MIPS/MHz에 처리속도를 낼 수 있기 때문에 전력 소모를 최적화 할 수 있다.

여기서 상기 수집단말기(10)와 중계단말기(20) 간의 무선통신을 위한 무선통신모듈(14)은 바람직하게는 CHIPCON사의 모델명 CC1020을 이용하여 무선송수신장치의 기본을 설계하고 ATMEL 사의 모델명 ATMEGA16 마이크로컨트롤러로 제어 펌웨어를 구현하게 된다.

또한 상기 무선통신모듈(14)은 바람직하게는 RF 424Mhz 대역의 주파수를 이용한 비 허가된 통신방식을 이용한다.

상기 수집단말기(10)와 무선통신모듈(14)을 이용하여 무선 통신하는 중계단말기(20)는 복수의 수집단말기(10)로부터 수신 한 복수의 맨홀의 감지정보를 취합 및 정리하고, 취합 및 정리 된 맨홀의 감지정보를 통신모듈, 바람직하게는 CDMA모듈을 이용하여 무선으로 서버(30)에 전송하기 위해 일정구역을 두고 설치되어 있 다.

상기 중계단말기(20)는 바람직하게는 1대당 250개의 수집단말기를 관리 할 수 있도록 설계되어 있다.

상기 중계단말기(20)의 구성요소를 보다 상세히 설명하면 상기 중계단말기는

상기 수집단말기(10)로부터 전파신호의 형태로 수신 한 센서의 상태 정보를 수신 하는 안테나(13);

상기 이벤트신호의 전파신호를 데이터로 변환하는 무선통신모듈(14) 및 마이크로컨트롤러(12);

상기 마이크로컨트롤러(12)와 연결수단을 통해 연결되고, CDMA 안테나(26)를 이용하여 서버의 CDMA모듈(22)과 무선 통신하는 CDMA모듈(31); 및

상기 각 구성요소에 전원을 공급하는 전원부를 포함하여 이루어진다.

즉, 상기 중계단말기(20)의 안테나(21)를 통하여 들어온 전파신호가 무선통신모듈(RF 모듈)(22)과 마이크로컨트롤러1(23-1)에서 데이터로 된다.

상기 데이터는 마이크로컨트롤러2(23-2)로 즉시 전달되고 그 내용은 다시 연결수단, 즉 RS232를 거처 CDMA 모듈(25) 및 안테나(26)를 이용하여 CDMA 공중 통신망을 통해서 서버(30)에 연결된다.

상기 마이크로컨트롤러1(23-1)은 무선통신모듈(22)을 제어하고 마이크로컨트롤러2(23-2)는 CDMA 모듈(25)을 제어한다.

상기와 같이 멀티 CPU를 사용하는 이유는 데이터전송의 신뢰도를 높이기 위함이다.

그리고 외부로부터 들어오는 데이터는 모두 인터럽트로 처리되므로 우선순위에 의하여 처리순서가 결정된다.

그러나 중계단말기(20)의 경우 어느 한쪽이라도 그 우선순위가 양보 될 수 없으므로 양쪽에 각각 별도의 마이크로컨트롤러를 사용하여 처리하고 서로는 병렬 핸드세이크 통신으로 연결한다.

상기 CDMA 모듈(25)은 BELLWAVE 사의 모델명 BSM-800/850을 이용하고. 상기 CDMA 모듈(25)은 CDMA 공중통신망을 이용하여 다이얼링으로 접속하고 일반 모듈과 마찬가지로 AT 커맨드를 사용하여 데이터를 전송한다.

여기서 상기 중계단말기(20)를 구동하기 위한 전원부는

태양 에너지를 전기에너지로 변환하는 태양전지(27),

상기 태양전지(27)로부터 전기에너지를 공급받고 배터리(29)를 충전시키는 전원제어부(28); 및

상기 전원제어부(28)에 의해 충전된 전원으로 기기의 각 블록에 전원을 공급하는 배터리(29)를 포함하여 이루어진다.

상기 태양전지(27)의 경우 중계단말기(20)는 상전원의 연결이 용이하지 않은 전신주나 건물의 옥상 등에 설치되므로 자체발전이 필요하다.

따라서 본 발명의 전원부는 바람직하게는 Amorphous 솔라셀을 사용하여 전원을 해결하였다.

상기와 같이 구성된 중계단말기(20)는 멀티프로세서가 채용되어 수집단말기(10) 통신과 서버(30) 통신의 충돌이 전혀 없이 운용될 수 있으며 태양전지와 CDMA 모듈 및 안테나의 채용으로 설치장소에 대한 제한이 없게 된다.

따라서 가장 최적의 전파전송 조건의 위치에 설치하므로 탁월한 통신 중계기능을 확보 할 수 있다.

또한 PIFA(Planer Inverting F Antenna)안테나가 채용되어 중계 장치의 생명인 통신의 신뢰도를 충분히 제고하였다.

여기서 상기 중계단말기는 서버에 자신의 상태와 수집단말기의 상태를 주기적으로 보고하게 되는 데, 수집단말기로부터 24시간 이내에 통신이 이루어지지 않으면 서버에 수집단말기의 고장을 보고하게 되고, 수집단말기로부터 아무런 감지정보가 전송되지 않아도 24시간에 1회씩 자신의 시간정보를 서버에 전송하여, 중계단말기가 정상임을 확인하게 된다.

또한 후술하는 서버로부터 시간정보를 전송받고 이를 이용하여 자신의 시간을 정정하는 기능을 수행한다.

또한 서버로부터 수집명령을 전송받으면 수집단말기와의 최종 통신내용을 서버에 리포트한다.

그리고 상기 중계단말기(20)와 CDMA 모듈(31)을 이용하여 무선 통신하는 서버(30)는

상기 중계단말기로부터 CDMA 안테나(31)를 이용하여 맨홀의 감지정보를 수신 하는 CDMA 모듈(31);

상기 CDMA 모듈(31)으로부터 수신 된 맨홀의 감지정보를 저장하는 저장부;

전자지도상에서 맨홀의 위치를 표시하기 위한 지도데이터가 저장된 지도데이터저장부(36);

상기 맨홀의 감지정보를 지도데이터저장부(36)의 전자지도를 이용하여 표출하도록 제어하는 중앙제어부(35); 및

상기 맨홀의 감지정보에 해당하는 경보음을 발생시키는 경보수단(34)을 포함하여 이루어진다.

상기 중계단말기(20)와 서버(30)는 바람직하게는 CDMA 모듈(25, 31)을 이용하여 서로 848Mhz 대역의 무선통신을 하게 된다.

여기서 상기 서버의 CDMA 모듈(25, 31)의 구성을 보다 상세히 살펴보면, 상기 CDMA 모듈(31)은 RF 송신부, RF 수신부 및 모드 전환부로 이루어지는 데, 상기 RF 송신부는 트랜시버 모듈(Transceiver Module)로부터 데이터를 수집하고 이에 대한 Acknowledge를 무선으로 송출 처리하는 부분이며, 상기 RF 수신부는 트랜시버 모듈(Transceiver Module)로부터 데이터를 수집하고 수집된 data를 가공하여 CDMA 인터페이스(interface)부로 데이터를 송출 처리하는 부분이다.

그리고 상기 모드 전환부는 RF 송/수신에 대하여 수신 모드에서 송신 모드로 전환하고 송신 모드에서 수신 모드로 전환하는데 사용된다.

상기와 같은 구성으로 인해 상기 중앙제어부(35)가 중계단말기로부터 수신 한 맨홀의 감지정보를 모니터와 같은 표시부(37)를 이용하여 표출하게 되고, 경보수단(34)을 이용하여 경보음을 발생시키게 되는 것이다.

여기서 상기 표시부(37)는 지도데이터저장부(36)의 전자지도를 이용하여 맨홀의 고유번호에 대한 현재위치를 표시할 수 있다.

여기서 상기 중앙제어부(35)가 경보수단(34)을 이용하여 경보음을 울리는 시기는 중계단말기(20)로부터 수집단말기(10)의 감지정보를 수신 하면 관리자에게 맨홀의 고유번호에 따른 위치 및 감지정보를 전송 및 표시하고 경보음을 발생시키게 된다.

또한 상기 저장부(33)를 이용하여 수신 된 각각의 맨홀에 대한 감지정보를 저장하여 이력을 관리하게 되고, 중계단말기(20)로부터 24시간 이내에 통신이 두절되면 중계단말기(20)가 고장임을 인지하고 경보음을 발생시켜 서버 관리자에게 알려주게 된다.

또한 중계단말기(20)로부터 전송된 시간데이터가 5분 이상 틀리면 중계단말기에 시간정정명령을 내리게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 맨홀 감시용 무선시스템의 동작과정을 보다 상세히 설명하도록 한다.

먼저, 수집단말기(10)와 연결된 개폐센서(2), 온도센서(4) 및 수위센서(6)는 맨홀의 뚜껑개폐여부, 온도 및 수위 및 전원센서(8)에 의해 감지된 수집단말기(10)에 내장된 배터리(17)의 방전여부를 포함하는 감지정보를 수집하게 된다.

상기 감지정보는 수집단말기(10)에 의해 수집되어, 상기 수집단말기(10)의 무선통신모듈(14) 및 안테나(15)에 의해 중계단말기(20)로 전송된다.

이에 따라, 상기 중계단말기(20)는 수집단말기(10)로부터 수신 한 맨홀의 감지정보를 취합 및 정리하여 이를 CDMA모듈(25) 및 CDMA 안테나(26)을 이용하여 CDMA 통신망을 통해서 서버(30)로 맨홀의 감지정보를 전송하게 된다.

상기 중계단말기로(20)부터 맨홀의 감지정보를 CDMA모듈을 이용하여 수신 한 서버는 맨홀의 감지정보를 모니터와 같은 표시수단을 이용하여 실시간으로 표시함으로써 각각의 맨홀의 위치에 대한 현재 상태 및 정상동작여부를 실시간으로 관리자에게 알려줄 수 있는 것이다.

여기서 상기 중계단말기로(20)와 서버(30)간의 무선통신을 수행하는 통신모듈은 CDMA 모듈 및 CDMA 안테나뿐만 아니라 기타 무선통신이 가능한 모든 수단을 이용하여도 본 발명에 따른 목적은 같을 것이다.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명에 따르면,

첫째, 본 발명은 종래의 PSTN망과 같은 유선으로 맨홀의 내부 상태를 감지하 는 것에서 벗어나,

수집단말기가 센서에 의해 감지된 맨홀의 감지정보를 수집하고, 수집된 감지정보를 안테나를 이용하여 중계단말기로 전송하고, 상기 중계단말기는 수집단말기로부터 수신 한 복수의 맨홀의 감지정보를 취합 및 정리하고, 취합 및 정리 된 맨홀의 감지정보를 CDMA모듈을 이용하여 무선으로 서버에 전송 하는 것처럼 맨홀 감시시스템을 무선으로 구현함으로써 보다 편리하게 맨홀의 상태를 원격 감시할 수 있는 효과가 있다.

둘째, 상기 서버와 중계단말기 및 수집단말기는 실시간으로 무선통신 하므로, 서버의 관리자가 실시간으로 맨홀의 정상동작상태 및 통신장치의 정상동작여부를 확인할 수 있는 효과가 있다.

셋째, 일정구역에 설치된 중계단말기를 이용하여 주변지역의 맨홀을 일괄적으로 관리할 수 있는 효과가 있다.

넷째, 수집단말기의 배터리가 방전되면 관리자에게 통보됨으로써 배터리의 방전으로 인한 수집단말기의 작동불능상태를 예방 할 수 있는 효과가 있다.

다섯째, 상기 중계단말기는 태양전지를 사용하고 CDMA 통신망을 이용하여 구현하였기 때문에 전원공급 및 통신가능범위에 구애받지 않고 자유롭게 설치 할 수 있는 효과가 있다.

여섯째, 상기 수집단말기는 스테인리스스틸의 베이스에 아세탈수지로 제작되어 강성 및 방수 기능을 지녀 맨홀에 과다한 하중이 부과되거나 맨홀이 침수 되어도 수집단말기의 내부회로를 보호할 수 있는 효과가 있다.

Claims

개폐센서, 수위센서 및 온도센서 중 적어도 하나 이상의 센서가 장착되고, 상기 센서를 이용하여 맨홀의 내부 상태를 감지하는 터미널유닛과,

상기 터미널유닛으로부터 센서에 의해 감지된 맨홀의 감지정보를 수집하고, 수집된 감지정보를 안테나를 이용하여 중계단말기로 전송하는 무선통신모듈을 포함한 복수의 수집단말기;

상기 복수의 수집단말기로부터 수신 한 복수의 맨홀의 감지정보를 취합 및 정리하고, 취합 및 정리 된 맨홀의 감지정보를 통신모듈을 이용하여 무선으로 서버에 전송 하는 중계단말기; 및

상기 중계단말기로부터 통신모듈을 이용하여 복수의 맨홀의 감지정보를 무선으로 수신하고, 수신된 감지정보를 이용하여 복수의 맨홀의 현재 상태를 실시간으로 표출하는 서버를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 맨홀 감시용 무선 시스템.
제1항에 있어서,

상기 수집단말기는

상기 터미널유닛으로부터 센서에서 발생한 상태 정보신호를 수집하고, 상기 센서들을 미소전류로 제어하는 저전력제어부;

상기 터미널유닛으로부터 수집한 맨홀의 상태 정보신호를 무선 전송하기 위한 안테나;

상기 무선통신모듈을 이용하여 중계단말기와 무선 통신하도록 제어하는 마이크로컨트롤러; 및

기기의 각 블록에 전원을 공급하는 배터리를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 맨홀 감시용 무선 시스템.
제1항에 있어서,

상기 중계단말기는

상기 수집단말기로부터 수신 한 맨홀의 상태 정보신호를 수신 하는 안테나;

상기 안테나가 수신 한 맨홀의 상태 정보신호를 데이터로 변환하는 무선통신모듈 및 마이크로컨트롤러;

상기 마이크로컨트롤러와 연결수단을 통해 연결되고, 안테나를 이용하여 서버와 무선 통신하는 통신모듈; 및

상기 각 구성요소에 전원을 공급하는 전원부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 맨홀 감시용 무선 시스템.
제3항에 있어서,

상기 전원부는

태양 에너지를 전기에너지로 변환하는 태양전지;

상기 태양전지로부터 전기에너지를 공급받고 배터리를 충전시키는 전원제어부; 및

상기 전원제어부에 의해 충전된 전원으로 기기의 각 블록에 전원을 공급하는 배터리를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 맨홀 감시용 무선 시스템.
제1항에 있어서,

상기 서버는

상기 중계단말기로부터 안테나를 이용하여 맨홀의 감지정보를 수신 하는 통신모듈;

상기 통신모듈으로부터 수신 된 맨홀의 감지정보를 저장하여 이력을 관리하는 저장부;

전자지도상에서 맨홀의 위치를 표시하기 위한 지도데이터가 저장된 지도데이터저장부;

상기 맨홀의 감지정보를 지도데이터저장부의 전자지도를 이용하여 이를 표출하도록 제어하는 중앙제어부; 및

상기 맨홀의 감지정보에 해당하는 경보음을 발생시키는 경보수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 맨홀 감시용 무선 시스템.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 맨홀의 감지정보는

상기 맨홀의 고유번호와,

상기 온도센서에 의해 감지된 맨홀 내부의 온도 값과

상기 수위센서에 의해 감지된 맨홀 내부의 수위 값과,

상기 개폐센서에 의해 감지된 맨홀 뚜껑의 개폐여부와,

상기 수집단말기의 배터리의 방전여부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 맨홀 감시용 무선 시스템.
제1항에 있어서,

상기 터미널 유닛에는 배터리의 방전여부를 파악하여 수집단말기로 전송가능하게 하는 전원센서를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 맨홀 감시용 무선 시스템.
제1항 또는 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,

상기 통신모듈은 CDMA 모듈인 것을 특징으로 하는 맨홀 감시용 무선 시스템.