KR20100021057A - 유비쿼터스 센서 네트워크환경에서의 멀티감시장치 및 방법 - Google Patents

유비쿼터스 센서 네트워크환경에서의 멀티감시장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유비쿼터스를 통한 센서네트워크 환경하에서 원격으로 제어하여 실시간으로 주변환경을 감시하는 센서 네트워크 감시시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 감시 카메라, 이미지 센서, 환경센서로부터 전송된 이미지 촬영데이터, 동영상 데이터, 환경정보 데이터(미세먼지농도, CO, CO2, 풍속)를 분석하여, 침입자 유무를 검증한 후, 침입자가 있는 것으로 판단될 경우, 센서 네트워크 내에 위치한 관할 경찰서로 동영상 데이터와 이미지 촬영데이터를 전송시키거나 또는, 센서 네트워크 내에 위치한 기상청이나 재난상황관제부로 동영상 데이터와 환경정보 데이터를 전송시키도록 구성됨으로서, 침입자 감시뿐만 아니라, 주변환경(미세먼지농도, CO, CO2, 풍속)을 감시할 수 있는 유비쿼터스 센서 네트워크환경에서의 멀티감시장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
유비쿼터스, 센서 네트워크, 이미지센서, 환경센서

Description

유비쿼터스 센서 네트워크환경에서의 멀티감시장치 및 방법{THE APPARATUS AND METHOD OF MONITORING WITH UBIQUITOUS SENSOR NETWORK}
본 발명은 유비쿼터스 센서 네트워크 환경하에서 침입자 감시뿐만 아니라, 주변환경(미세먼지농도, CO, CO2, 풍속)을 감시할 수 있는 유비쿼터스 센서 네트워크환경에서의 멀티감시장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 범죄에 대한 경각심이 높아짐에 따라 범죄예방과, 범죄 후 범인의 신속한 검거에 도움이 되고 법규 위반을 방지하는 목적으로 감시 카메라를 설치하여 실시간으로 주변을 감시하고 있는 추세이다.
감시 카메라는 원격에서 다양한 각도로 모니터할 수 있으며 빌딩, 아파트, 일반 가정과 일반 도로, 지하 주차장 등 생활의 곳곳에서 감시 카메라를 설치하여 실시간으로 주변 환경을 감시하는 것이 일반적인 추세이다.
감시 카메라 장치는 이러한 장점에도 불구하고, 각 구역의 영상을 단순히 하나의 모니터에 표시하는데 일반적으로 감시 카메라는 화각(view angle)이 대략 30 °에서 90°정도로 제한되며, 이와 같은 화각으로 특정 구역을 감시하는 경우, 사각 지대가 발생하여 특정 구역을 빈틈없이 감시할 수 없는 문제점이 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위해서 종래에는 감시 카메라 장치를 추가하여 사각지역을 감시하였으나, 이때는 추가되는 감시 카메라를 설치하기 위해 설치지역에서 추가 개수만큼 영상선 및 전원선을 모니터링 서버에서 끌어와 감시카메라에 연결시켜야 했다.
그에 따라 추가 감시 카메라 비용과 배선 연결비용 등이 과도하게 측정되어 사용자의 부담이 가중되어 왔다.
이러한 문제로 현재 설치된 감시카메라의 운영자들도 감시카메라의 추가 도입을 검토할 때 사각을 최소화하기 위해 추가 감시카메라의 도입을 검토할 것 인지보다는 새로운 지역에 감시 카메라를 설치하는 것으로 설치지역을 결정하고 있는 추세이다.
또한, 우리나라는 현재, 침입자 감시를 위한 감시 카메라가 따로 설치되고, 환경정보 데이터(미세먼지농도, CO, CO2, 풍속) 측정을 위한 측정장비가 따로 설치되고, 이원화되어 있기 때문에, 재난상황이 발생되었을 때 정보공유가 어렵고, 관계기관과의 협조가 어려운 문제점이 있었다.
상기의 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 감시 카메라가 침입자 감시 뿐만 아니라, 환경 감시까지 멀티로 감시할 수 있고, 이를 유비쿼터스 센서 네트워크 환경에 연결시켜 관계기관과 정보를 공유할 수 있도록 동영상 데이터 + 이미지 촬영 데이터, 동영상 데이터 + 환경정보 데이터, 동영상데이터 + 이미지 촬영 데이터 + 환경정보 데이터로 이루어진 멀티데이터 전송 방식을 제공함으로서, 도난사고 및 각종 재난재해(황사, 태풍, 폭우, 강풍, 폭설, 가스 누출, 대기오염)로부터 국민의 생명과 재산을 보호하고 각종 사고를 미연에 방지 또는 피해를 최소화하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 유비쿼터스 센서 네트워크환경에서의 멀티감시장치는,
USN 싱크노드부의 감시 카메라 일측에 설치되어, 센서 네트워크 내에서 감시 카메라의 사각을 이미지로 촬영한 이미지 촬영데이터와, 주변 환경정보(미세먼지농도, CO, CO2, 풍속)를 센싱한 환경정보 데이터를 USN 싱크노드부로 전송시키는 USN 센서노드부와,
원격지의 모니터링 서버부의 제어를 통해 다양한 각도로 주변상황을 모니터링하는 감시 카메라(CCTV)를 싱크노드로 하여, 이웃하는 N개의 USN 센서노드부와 감시 카메라(CCTV)를 연결시켜 하나의 센서 네트워크망을 구축하고, 그 센서 네트워크망의 USN 센서노드부와 감시 카메라로부터 전송된 이미지 촬영데이터, 환경정보 데이터, 동영상 데이터를 멀티데이터 전송 프로토콜을 통해 편집하고 압축시킨 후, 원격지의 모니터링 서버부로 전송시키는 USN 싱크노드부와,
원격지에 위치한 감시카메라의 동작을 제어하고, USN 싱크노드부로부터 전송된 이미지 촬영데이터, 동영상 데이터를 분석하여, 침입자 유무를 검증한 후, 침입자가 있는 것으로 판단될 경우, 센서 네트워크 내에 위치한 관할 경찰서로 동영상 데이터와 이미지 촬영데이터를 전송시키도록 제어하며, 환경정보 데이터(미세먼지농도, CO, CO2, 풍속)를 분석한 후, 센서 네트워크 내에 위치한 기상청이나 재난상황관제부로 동영상 데이터와 환경정보 데이터를 전송시키도록 제어하는 모니터링 서버부가 포함되어 구성됨으로서 달성된다.
또한, 본 발명에 따른 유비쿼터스 센서 네트워크환경에서의 멀티감시방법은,
모니터링 서버부의 구동신호에 의해 이미지 센서가 구동되어, 감시카메라가 촬영하지 못한 사각지역을 이미지로 촬영하고, 그 이미지 촬영 데이터를 USN 싱크 노드부로 전송시키는 단계(S100)와,
모니터링 서버부의 구동신호에 의해 환경센서가 구동되어, 주변 환경을 센싱하고, 그 센싱된 환경정보 데이터(미세먼지농도, CO, CO2, 풍속)를 USN 싱크 노드부로 전송시키는 단계(S200)와,
감시 카메라를 통해 주변상황을 실시간으로 동영상 촬영하고, USN 싱크 노드 부에서 수집된 이미지 영상과 센싱 데이터를, 촬영된 동영상 데이터와 함께 멀티데이터 전송 프로토콜부에 실어서 모니터링서버부로 전송시키는 단계(S300)와,
모니터링 서버부에서 USN 싱크노드부로부터 전송된 이미지 촬영데이터, 동영상 데이터를 분석하여, 검증한 후 센서네트워크 내에 위치한 기관으로 동영상 데이터와 이미지 촬영데이터를 전송시키는 단계(S400)로 이루어짐으로서 달성된다.
이상에서 설명드린 바와 같이, 본 발명에서는 종래에 설치된 감시카메라 장비와 호환되어 설치할 수 있어, 응용범위가 넓고, 침입자 감시뿐만 아니라, 환경 감시까지 실시간으로 한 순간에 동시에 이루어질 수 있고, 유비쿼터스 센서 네트워크망으로 관계기관과 연계되어 정보를 서로 공유할 수 있어, 도난사고 및 각종 재난재해(황사, 태풍, 폭우, 강풍, 폭설, 가스 누출, 대기오염)로부터 국민의 생명과 재산을 보호하고 각종 사고를 미연에 방지 또는 피해를 최소화할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에서 설명되는 유비쿼터스는 모든 물리공간에 컴퓨터를 집어넣음으로써 사람과 컴퓨터뿐만 아니라 사람과 사물, 사물과 사물이 모두 유무선으로 연결되어 서로 대화하고 알아서 스스로의 행동을 결정할 수 있는 환경을 의미한다.
이러한 유비쿼터스 환경의 구체적 구현예로, 최근 급속히 발전되고 있는 무 선통신기술과 반도체 설계 기술을 이용한 저가격, 저전력의 다양한 센서 노드들에 기반한 센서 네트워크를 들 수 있다.
센서네트워크는 기본적으로 계측 및 무선통신 기능이 탑재된 다수의 센서 노드들로 구성된다.
이러한 센서 노드들은 자체적으로 네트워크를 형성하는 것이 가능하며 이로 인해 측정된 정보를 자체적으로 형성된 망을 통해 인터넷과 같은 기간망으로 전달할 수 있어 광범위한 지역의 생태 모니터링, 지진 감시 및 군사용 등에 폭넓게 적용되고 있다.
본 발명에서는 이러한 센서 네트워크의 특징을 이용하여, 감시 카메라에 유비쿼터스 센서 네트워크 감시 시스템을 도입시켜, 센서 네트워크 내에서 침입자 감시 뿐만아니라, 환경감시(미세먼지농도, CO, CO2, 풍속)를 동시에 할 수 있고, 수집된 데이터를 관계기관에 전송할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 유비쿼터스 센서 네트워크환경에서의 멀티감시 시스템의 구성요소를 도시한 블럭도에 관한 것으로, 이는 USN 센서노드부(100), USN 싱크노드부(200), 모니터링 서버(300)로 구성된다.
상기 USN 센서노드부(100)는 감시 카메라 일측에 설치되어, 센서 네트워크 내에서 감시 카메라의 사각을 이미지로 촬영한 이미지 촬영데이터와, 주변 환경정보(미세먼지농도, CO, CO2, 풍속, 화재감지센서)를 센싱한 환경정보 데이터를 USN 싱크노드부로 전송시킨다.
이는 모니터링 서버부의 구동신호에 의해 구동되거나, 또는 자체 구동 모드에 의해 구동되도록 프로그램된다.
본 발명에 따른 USN 센서노드부(100)는 도 2에서 도시한 바와 같이, 이미지센서(110), 환경센서(120), 화재감지센서(130)로 구성된다.
상기 이미지센서(110)는 감시 카메라 일측에 설치되어, 감시 카메라 촬영할 수 없는 사각 지역을 영상이미지로 촬영해서 USN 싱크 노드부로 전송할 수 있도록, CCD카메라(charge-coupled device camera)가 부착된 유무선 센서이다.
이미지센서로 촬영된 영상이미지는 JPG, GIF, BMP형식으로 메모리에 저장하게 된다.
그리고, 본 발명에서 설명되는 이미지센서의 전송주기와, 감시카메라의 영상촬영 주기는 사용자 설정으로 바꿀 수 있도록 타임설정기능을 부가하여, 10초 단위의 영상을 찍고 전송하여 스틸컷을 보존하거나, 또는 1초 단위의 비교적 짧은 시간에 영상을 촬영하여 모니터링 서버에서 동영상을 보듯이 구성할 수가 있다.
또한 영상 촬영을 설정시간에 맞추지 않고, 환경센서 및 화재감지센서 등과 연동하여 화재가 발생했을 때, 감시물이 움직일 때, 온도가 변하거나 색깔이 변화하였을 때 등의 상황의 변화에 따라 촬영이 이루어지도록 제어할 수 있다
상기 환경센서(120)는 감시 카메라 일측에 설치되어, 주변 환경정보(미세먼지농도, CO, CO2, 풍속)를 센싱한다.
이는 주변의 환경을 감시하거나 모니터링하는 센서로서, 온도, 조도, 습도, 기울기, CO2, 수질, 진동, 악취, 초음파 등의 현재값과 변화값을 계측하여 판단의 근거를 제공하는 역할을 한다.
본 발명에 따른 환경센서는 USN 센서 노드부에 구성된 다른 센서들과 함께 연동하여서 주변의 환경 모니터링 정보를 USN 싱크노드부로 전송시킨다.
그리고, 상기 화재감지센서(130)는 감시 카메라 일측에 설치되어, 화재 상황을 감지하여 화재정보를 측정하는 곳으로, 이는 도 3에서 도시한 바와 같이, 불꽃감지센서(131), 동작감지센서(132), 연기감지센서(133), 습도감지센서(134), 온도감지센서(135)로 구성된다.
불꽃감지센서(131)는 화재발생시 어두운 실내에 불꽃이 감지되었을 때, 실내 형광등 혹은 기타 전등을 지정한 목표 조도에서 자동점멸하는 것으로, 이는 CdS 소자가 사용되며, 사용전압 정격전압 100V~240V AC이고, 출력정격 240V/15A AC이며, ON/OFF 조도조절범위 약 10~2000 Lux 인 특성을 갖는다.
동작감지센서(132)는 평상시 또는 화재 초기에 사람이 유동적인 움직임이 빈번했을 때를 감지하기 위한 것으로, 사람의 움직임 변위를 전압으로 변환하는 역할 을 한다.
연기감지센서(133)는 화재 초기에 발생되는 연기를 감지하며, 이는 구동전압이 15~35VDC이고, 구동전류가 0.2mA이며, 감도 농도범위가 0.3 ~ 5 % / foot인 특성을 갖는다.
습도감지센서(134)는 감지 부근의 재료에 수분이 흡착하여 전기 저항이 감소하는 것을 측정한다. 재료는 염화 리튬, 탄소막, 셀렌 박막, 알루마이트, 세라믹 등으로 이루어진다.
온도감지센서(135)는 화재발생시 실내 온도를 측정하는 것으로, 이는 차동식(15) 또는 정온식(16)으로 구성되고, 서미스터(Thermistor), IC 온도감지가 사용된다. 온도 측정 범위는 -50℃ ~ 500℃인 특성을 갖는다.
그리고, 본 발명에 따른 USN 센서노드부(100)는 USN 싱크노드부(200)로부터 전송받은 이미지센서, 환경센서, 화재감지센서의 전송주기에 따라 감시카메라(CCTV) 영상정보의 프레임과 프레임 중간에 이미지 촬영데이터, 환경정보 데이터를 전송시킨다.
즉, USN 센서노드부가 N개 일 때 각각의 USN 센서노드부는 USN 싱크노드부로부터 전송할 시간(Time)을 미리 할당받아 데이터를 전송한다. 이는 N개의 센서노드가 동시에 데이터를 전송하여 데이터 충돌이 발생하는 것을 방지하기 위함이다.
또한, 본 발명에서는 모니터링 서버부의 구성을 생략하고, USN 센서노드부에 서 사용자의 휴대용 디스플레이 단말장치로 직접 데이터를 전달하도록 근거리용 센서네트워크망이 구성될 수가 있다.
즉, USN 센서부로부터 침입, 이동, 불꽃, 온도 등의 이벤트 발생시 촬영데이터 이미지를 원격지의 모니터링 서버부를 거치지 않고, 센서네트워크 환경내의 근거리에 위치한 사용자의 휴대용 디스플레이 장치에 직접 보낼 수가 있다.
그리고, 침입, 이동, 불꽃, 온도 등의 이벤트 발생을 휴대용 디스플레이 장치에 경보음이 울리도록 프로그램하여 사용자로 하여금 경보, 침입자 유무를 확인하도록 하고, 침입자 유무나 환경의 이상 상황에 대한 주의를 환기시키는 시스템을 구성할 수 있다.
상기 USN 싱크노드부(200)는 원격지의 모니터링 서버부의 제어를 통해 다양한 각도로 주변상황을 모니터링하는 감시 카메라(CCTV)를 싱크노드로 하여, 이웃하는 N개의 USN 센서노드부와 감시 카메라(CCTV)를 연결시켜 하나의 센서 네트워크망을 구축하고, 그 센서 네트워크망의 USN 센서노드부와 감시 카메라로부터 전송된 이미지 촬영데이터, 환경정보 데이터, 동영상 데이터를 멀티데이터 전송 프로토콜을 통해 편집하고 압축시킨 후, 원격지의 모니터링 서버부로 전송시킨다.
그리고, USN 싱크노드부(200)는 이미지센서, 환경센서, 화재감지센서의 전송주기와, 감시카메라의 영상촬영 주기를 설정하여 USN 센서노드부로 전송시킨다.
이렇게 USN 센서노드부로부터 데이터를 수신받은 USN 싱크노드부는 모니터링 서버부로의 데이터 전송주기에 따라 감시카메라(CCTV) 영상정보의 프레임과 프레임 중간에 수신한 데이터를 보내는 역할을 한다.
이는 도 4에서 도시한 바와 같이, 감시카메라(CCTV)(210)와 멀티데이터 전송 프로토콜부(220)로 구성된다.
상기 감시카메라(CCTV)(210)는 건물의 실내/외곽에 설치되어, 원격지의 모니터링 서버부의 제어를 통해 다양한 각도로 주변상황을 모니터링한다.
본 발명에 따른 감시카메라(CCTV)는 원격지에서 원격지의 모니터링 서버부의 제어를 통해 카메라 줌이 확대·축소(Zoom in/out)되도록, 카메라줌, 포토다이오드, 적외선발광센서, 스마트 태그(RFID : Radio Frequency Identification)로 구성된다.
여기서 스마트 태그(RFID : Radio Frequency Identification)는 무선 신호를 통해 비접촉식으로 사물에 부착된 얇은 평면형태의 태그를 식별하여 정보를 처리하는 것으로, 이는 판독 및 해독 기능을 하는 판독기(RF Reader)와, 정보를 제공하는 RF(Radio Frequency) 태그와, 운용 소프트웨어 및 네트워크로 구성된다.
본 발명에서는 감시(CCTV)카메라 내부에 스마트 태그가 구성됨으로서, 건물의 실내/외곽등 여러 위치에 설치된 다수의 감시(CCTV)카메라를 식별하여 찾을 수 있어, 원격지의 모니터링 서버부의 제어를 통해 해당 위치의 동영상 화면을 실시간으로 모니터링할 수가 있게 된다.
상기 멀티데이터 전송 프로토콜부(220)는 도 6 내지 도 8에서 도시한 바와 같이, 이미지 전송모드시, 동영상데이터 + 이미지 촬영 데이터로 편집하고 압축시킨 후, 원격지의 모니터링 서버부로 전송시키도록 프로그램되고, 환경정보 데이터 전송모드시, 동영상데이터 + 환경정보 데이터로 편집하고 압축시킨 후, 원격지의 모니터링 서버부로 전송시키도록 프로그램되며, 멀티 데이터 전송모드시, 동영상데이터 + 이미지 촬영 데이터 + 환경정보 데이터로 편집하고 압축시킨 후, 원격지의 모니터링 서버부로 전송시키도록 프로그램된다.
이는 빠른 전송속도와, 에러교정 능력을 갖는 비동기 데이터 전송 프로토콜인 TCP/IP로 구성되고, TCP/IP는 전송되는 데이터를 적당한 크기의 패킷으로 나누고, 각 패킷에 일련 번호를 부여하여 전송 수신하는 호스트에서는 패킷의 성공적인 수신 여부를 전송측 호스트에 알려준다.
그리고, 데이터 전송 도중 에러가 발생했거나 손실되는 경우에는 데이터 재전송, 패킷 전달 순서 확인, 중복 패킷 제거, 흐름제어, 네트웍 오동작시 보고 등을 제공하고 해당 패킷을 다시 전송 하므로써 데이터 통신의 신뢰성을 높이는 특성을 갖는다.
또한, TCP/IP는 신뢰성 있는 즉 재전송에 의한 오류제어와 흐름제어를 하는 스트림 형태의 연결형 서비스 제공한다. 주로, 종점간의 연결을 개설한다,
이러한 특성을 이용하여, 본 발명에 따른 TCP/IP으로 이루어진 멀티데이터 전송 프로토콜부는 동영상과 이미지 촬영데이터, 환경정보 데이터의 서로 다른 데 이터를 하나의 통신방식으로 전송하도록 하여 전송받은 서버시스템이 수신한 데이터의 내용을 분석하여 표식하며, 상황에 따른 경보를 취할 수 있도록 프로그램된다.
즉, 동영상데이터의 전송중 USN 센서노드에서 전송된 이미지 촬영데이터, 환경정보 데이터를 전송받아 동영상 데이터의 전송중에 수신된 이미지 촬영데이터, 환경정보 데이터를 동영상 데이터의 프레임 구분구역 중간에 배치하고 동영상과 이미지 촬영데이터, 환경정보 데이터를 동시에 전송할 수 있도록 한다.
여기서, 이미지 촬영 데이터는 도 6에서 도시한 바와 같이, 전송할 패킷의 타입을 알리는 패킷 타입(Packet Type)부, 전송될 센서 노드 ID가 설정된 센서 노드 ID(Sensor Node ID), 패킷의 길이(Length), 촬영된 이미지(Image Data), 보안을 위한 체크섬(CheckSum)으로 이루어져, 동영상 데이터의 프레임 구분구역 중간에 배치하고 동영상과 이미지 촬영데이터, 환경정보 데이터를 동시에 전송할 수 있도록 한다.
또한 멀티데이터 전송 프로토콜부(220)는 설치된 여러 감시카메라(CCTV)의 식별 값(ID)을 내장하여, 여러 센서네트워크 그룹을 동일한 서버시스템에서 관리할 수 있도록 프로그램된다.
이외에도 이미지 센서, 환경센서에 대해서도 식별값(ID)을 포함하도록 하여 다수의 센서노드가 식별되어 사용될 수 있도록 한다.
상기 모니터링 서버부(300)는 원격지에 위치한 감시카메라의 동작을 제어하고, USN 싱크노드부로부터 전송된 이미지 촬영데이터, 동영상 데이터를 분석하여, 침입자 유무를 검증한 후, 침입자가 있는 것으로 판단될 경우, 센서 네트워크 내에 위치한 관할 경찰서로 동영상 데이터와 이미지 촬영데이터를 전송시키도록 제어하며, 환경정보 데이터(미세먼지농도, CO, CO2, 풍속)를 분석한 후, 센서 네트워크 내에 위치한 기상청이나 재난상황관제부로 동영상 데이터와 환경정보 데이터를 전송시키도록 제어한다.
이는 도 5에서 도시한 바와 같이, 메인제어부(310), LCD 디스플레이부(DISPLAY)(320), 매크로 제어부(330)로 구성된다.
메인 제어부(310)는 전체 I/O 명령 및 기기의 동작을 제어하는 곳으로, 이는 모니터링 서버부의 중앙 처리부에 해당하는 곳으로서 유비쿼터스 통신망으로부터의 I/O 명령들을 제어하며 매크로 제어부로 I/O 명령들을 제어한다.
또한, 메인 제어부는 USN 싱크노드부로부터 전송된 이미지 촬영데이터, 동영상 데이터를 분석하여, 침입자 유무를 검증한 후, 침입자가 있는 것으로 판단될 경우, 센서 네트워크 내에 위치한 관할 경찰서로 동영상 데이터와 이미지 촬영데이터를 전송시키도록 제어하며, 환경정보 데이터(미세먼지농도, CO, CO2, 풍속)를 분석한 후, 센서 네트워크 내에 위치한 기상청이나 재난상황관제부로 동영상 데이터와 환경정보 데이터를 전송시키도록 제어한다.
그리고, 메인 제어부는 USN 싱크노드부로부터 전송된 이미지 촬영데이터, 동영상 데이터를 분석하여 프레임 구분 구역 사이에 데이터가 없으면, 연속된 동영상만을 디스플레이하고, 프레임 구분 구역 사이에 데이터가 존재하면, 이미지 촬영 데이터에 대한 처리와 환경정보 데이터에 대한 처리를 따로 하도록 한다.
LCD 디스플레이부(DISPLAY)(320)는 LCD 모니터란에 이미지 촬영데이터, 동영상 데이터를 표시하는 곳으로, 이는 메인 제어부에서 내려지는 명령들을 입력받아, 원격지에서 촬영된 이미지 촬영데이터 및 동영상 데이터를 디스플레이한다.
매크로 제어부(330)는 원격지에 위치한 감시카메라의 동작을 제어하고, 센서 네트워크 내에 위치한 기상청이나 재난상황관제부로 SMS 영상메일을 보내도록 제어하는 곳으로, 매크로 제어부의 독립 코드들은 감시카메라(CCTV)의 식별 값(ID)과 일대일 대응되어 코드화되어, 원격지의 특정 위치한 감시카메라의 동작을 사용자가 원하는 방향으로 제어할 수가 있다.
매크로 제어부에는 사전에 정의된 침입자별, 환경별(황사, 태풍, 폭우, 강풍, 폭설, 가스 누출, 대기오염), 재난 유형별 각각의 코드값이 입력되거나, 저장되며, 이는 수정이 되도록 구성된다.
그리고, 본 발명에 따른 모니터링 서버부(300)는 센서 네트워크 내에 위치한 관할 경찰서 및 기상청, 재난상황제어부에 각각 구성된다.
그리고, 본 발명에 따른 USN 센서노드부와 USN 싱크노드부사이, USN 싱크노드부와 모니터링 서버 사이에는 각각 유비쿼터스 통신망(400)이 구축된다.
여기서, 유비쿼터스 통신망은 감시 카메라에서 촬영된 동영상 데이터를 USN 싱크노드부로 전송시키고, USN 센서 노드부에서 촬영된 이미지 촬영 데이터와, 환경정보 데이터를 USN 싱크노드부로 전송시키며, USN 싱크노드부의 멀티데이터 전송 프로토콜을 통해 편집되고 압축된 동영상 데이터 + 이미지 촬영 데이터, 동영상 데이터 + 환경정보 데이터, 동영상데이터 + 이미지 촬영 데이터 + 환경정보 데이터를 원격지의 모니터링 서버로 전송시키는 역할을 한다.
또한, 모니터링 서버부의 제어신호에 맞게 데이터를 가공 및 처리(판단 및 의사결정까지 포함)하는 곳으로, 이는 상황인식(Context-Aware)기술을 기반으로, 원격지의 감시(CCTV)카메라에서 촬영한 위치별 동영상 신호, 주변장치의 센서신호, 스마트 태그의 식별신호가 모니터링 서버와 송수신되도록 교량역할을 하게 된다.
한편, 본 발명에서 원격지에 위치한 감시카메라의 이미지 정보와 USN 센서노드의 환경데이터를 수집하여 관리를 위해 모니터링 서버부는 각각 이미지 정보관리와 환경데이터 관리, 그리고 동영상데이터 관리로 분리하여 관리되도록 구성된다.
이 경우 모니터링 서버부의 구성을 이미지 정보관리나 환경데이터 관리, 또는 동영상데이터 관리로 각각 필요성이 있는 기능만을 구성하고, 이로 인해 모니터링 서버부는 최소한의 시스템으로 구성할 수가 있다.
이하, 본 발명에 따른 유비쿼터스 센서 네트워크환경에서의 멀티감시 시스템을 통한 멀티 감시 방법에 관해 설명한다.
먼저, 모니터링 서버부의 구동신호에 의해 이미지 센서가 구동되어, 감시카메라가 촬영하지 못한 사각지역을 이미지로 촬영하고, 그 이미지 촬영 데이터를 USN 싱크 노드부로 전송시킨다(S100).
이어서, 모니터링 서버부의 구동신호에 의해 환경센서가 구동되어, 주변 환경을 센싱하고, 그 센싱된 환경정보 데이터(미세먼지농도, CO, CO2, 풍속)를 USN 싱크 노드부로 전송시킨다(S200).
이어서 USN 싱크 노드부에서 센서 네트워크망의 USN 센서노드부와 감시 카메라로부터 전송된 이미지 촬영데이터, 환경정보 데이터, 동영상 데이터를 멀티데이터 전송 프로토콜부를 통해 편집하고 압축시킨 후, 원격지의 모니터링 서버부로 전송시킨다(S300).
이때, USN 싱크 노드부에서 수집된 이미지 영상과 센싱 데이터가 없으면 촬영된 동영상을 모니터링 서버부로 바로 전송한다.
그리고, 상기 멀티데이터 전송 프로토콜은 이미지 전송모드시, 동영상데이터 + 이미지 촬영 데이터로 편집하고 압축시킨 후, 원격지의 모니터링 서버부로 전송 시키고, 환경정보 데이터 전송모드시, 동영상데이터 + 환경정보 데이터로 편집하고 압축시킨 후, 원격지의 모니터링 서버부로 전송시키며, 멀티 데이터 전송모드시, 동영상데이터 + 이미지 촬영 데이터 + 환경정보 데이터로 편집하고 압축시킨 후, 원격지의 모니터링 서버부로 전송시킨다.
이어서, 모니터링 서버부에서 USN 싱크노드부로부터 전송된 이미지 촬영데이터, 동영상 데이터를 분석하여, 검증한 후 센서네트워크 내에 위치한 기관으로 동영상 데이터와 이미지 촬영데이터를 전송시킨다(S400).
즉, 침입자 유무를 검증한 후, 침입자가 있는 것으로 판단될 경우, 센서 네트워크 내에 위치한 관할 경찰서로 동영상 데이터와 이미지 촬영데이터를 전송시킨다.
또한, 환경정보 데이터(미세먼지농도, CO, CO2, 풍속)를 분석한 후, 센서 네트워크 내에 위치한 기상청이나 재난상황관제부로 동영상 데이터와 환경정보 데이터를 전송시킨다.
도 1은 본 발명에 따른 유비쿼터스 센서 네트워크환경에서의 멀티감시 시스템의 구성요소를 도시한 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 유비쿼터스 센서 네트워크환경에서의 멀티감시 시스템 중 USN 센서노드부의 구성요소를 도시한 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 유비쿼터스 센서 네트워크환경에서의 멀티감시 시스템 중 화재감지센서의 구성요소를 도시한 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 유비쿼터스 센서 네트워크환경에서의 멀티감시 시스템 중 USN 싱크노드부의 구성요소를 도시한 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 유비쿼터스 센서 네트워크환경에서의 멀티감시 시스템 중 모니터링 서버부의 구성요소를 도시한 구성도,
도 6은 본 발명에 따른 멀티데이터 전송 프로토콜부를 통해 이미지 전송모드시, 동영상데이터 + 이미지 촬영 데이터로 편집하고 압축시킨 후, 원격지의 모니터링 서버부로 전송시키는 과정을 도시한 일실시예도,
도 7은 본 발명에 따른 멀티데이터 전송 프로토콜부를 통해 환경정보 데이터 전송모드시, 동영상데이터 + 환경정보 데이터로 편집하고 압축시킨 후, 원격지의 모니터링 서버부로 전송시키는 과정을 도시한 일실시예도,
도 8은 본 발명에 따른 멀티데이터 전송 프로토콜부를 통해 멀티 데이터 전송모드시, 동영상데이터 + 이미지 촬영 데이터 + 환경정보 데이터로 편집하고 압축시킨 후, 원격지의 모니터링 서버부로 전송시키는 과정을 도시한 일실시예도.
도 9는 본 발명에 따른 유비쿼터스 센서 네트워크환경에서의 멀티감시방법을 도시한 순서도.
※ 도면 부호의 간단한 설명 ※
100 : USN 센서노드부 200 : USN 싱크노드부
300 : 모니터링 서버 310 : 메인제어부
320 : LCD 디스플레이부 330 : 매크로 제어부
400 : 유비쿼터스 통신망

Claims (6)

  1. 유비쿼터스를 통한 센서네트워크 환경하에서 원격으로 제어하여 실시간으로 주변환경을 감시하는 센서 네트워크 감시시스템에 있어서,
    상기 센서 네트워크 감시 시스템은,
    USN 싱크노드부의 감시 카메라 일측에 설치되어, 센서 네트워크 내에서 감시 카메라의 사각을 이미지로 촬영한 이미지 촬영데이터와, 주변 환경정보(미세먼지농도, CO, CO2, 풍속)를 센싱한 환경정보 데이터를 USN 싱크노드부로 전송시키는 USN 센서노드부(100)와,
    원격지의 모니터링 서버부의 제어를 통해 다양한 각도로 주변상황을 모니터링하는 감시 카메라(CCTV)를 싱크노드로 하여, 이웃하는 N개의 USN 센서노드부와 감시 카메라(CCTV)를 연결시켜 하나의 센서 네트워크망을 구축하고, 그 센서 네트워크망의 USN 센서노드부와 감시 카메라로부터 전송된 이미지 촬영데이터, 환경정보 데이터, 동영상 데이터를 멀티데이터 전송 프로토콜부를 통해 편집하고 압축시킨 후, 원격지의 모니터링 서버부로 전송시키는 USN 싱크노드부(200)와,
    원격지에 위치한 감시카메라의 동작을 제어하고, USN 싱크노드부로부터 전송된 이미지 촬영데이터, 동영상 데이터를 분석하여, 침입자 유무를 검증한 후, 침입자가 있는 것으로 판단될 경우, 센서 네트워크 내에 위치한 관할 경찰서로 동영상 데이터와 이미지 촬영데이터를 전송시키도록 제어하며, 환경정보 데이터(미세먼지농도, CO, CO2, 풍속)를 분석한 후, 센서 네트워크 내에 위치한 기상청이나 재난상 황관제부로 동영상 데이터와 환경정보 데이터를 전송시키도록 제어하는 모니터링 서버부(300)가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 센서 네트워크환경에서의 멀티감시장치.
  2. 제1항에 있어서, USN 센서노드부(100)는 감시 카메라 일측에 설치되어, 감시 카메라 촬영할 수 없는 사각 지역을 영상이미지로 촬영해서 USN 싱크 노드부로 전송할 수 있도록, CCD카메라(charge-coupled device camera)가 부착된 이미지센서(110)와,
    감시 카메라 일측에 설치되어, 주변 환경정보(미세먼지농도, CO, CO2, 풍속)를 센싱하는 환경센서(120)와,
    감시 카메라 일측에 설치되어, 화재 상황을 감지하여 화재정보를 측정하는 화재감지센서(130) 중 어느 하나가 선택되어 구성되는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 센서 네트워크환경에서의 멀티감시장치.
  3. 제1항에 있어서, USN 센서노드부는 센서네트워크 환경내의 근거리에 위치한 사용자의 휴대용 디스플레이 장치로 침입, 이동, 불꽃, 온도의 이벤트 발생시 촬영데이터 이미지를 직접 데이터를 전달하도록 근거리용 센서네트워크망이 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 센서 네트워크환경에서의 멀티감시장치.
  4. 제1항에 있어서, 모니터링 서버부(300)는 센서 네트워크 내에 위치한 기상청이나 재난상황관제부로 SMS 영상메일을 보내도록 제어하며, 감시카메라(CCTV)의 식별 값(ID)과 일대일 대응되어 코드화되어, 원격지의 특정 위치한 감시카메라의 동작을 사용자가 원하는 방향으로 제어하는 매크로 제어부가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 센서 네트워크환경에서의 멀티감시장치.
  5. 모니터링 서버부의 구동신호에 의해 이미지 센서가 구동되어, 감시카메라가 촬영하지 못한 사각지역을 이미지로 촬영하고, 그 이미지 촬영 데이터를 USN 싱크 노드부로 전송시키는 단계(S100)와,
    모니터링 서버부의 구동신호에 의해 환경센서가 구동되어, 주변 환경을 센싱하고, 그 센싱된 환경정보 데이터(미세먼지농도, CO, CO2, 풍속)를 USN 싱크 노드부로 전송시키는 단계(S200)와,
    감시 카메라를 통해 주변상황을 실시간으로 동영상 촬영하고, USN 싱크 노드부에서 수집된 이미지 영상과 센싱 데이터를, 촬영된 동영상 데이터와 함께 멀티데이터 전송 프로토콜부에 실어서 모니터링서버부로 전송시키는 단계(S300)와,
    모니터링 서버부에서 USN 싱크노드부로부터 전송된 이미지 촬영데이터, 동영 상 데이터를 분석하여, 검증한 후 센서네트워크 내에 위치한 기관으로 동영상 데이터와 이미지 촬영데이터를 전송시키는 단계(S400)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 센서 네트워크환경에서의 멀티감시방법.
  6. 제4항에 있어서, 멀티데이터 전송 프로토콜부는 이미지 전송모드시, 동영상데이터 + 이미지 촬영 데이터로 편집하고 압축시킨 후, 원격지의 모니터링 서버부로 전송시키도록 프로그램되고, 환경정보 데이터 전송모드시, 동영상데이터 + 환경정보 데이터로 편집하고 압축시킨 후, 원격지의 모니터링 서버부로 전송시키도록 프로그램되며, 멀티 데이터 전송모드시, 동영상데이터 + 이미지 촬영 데이터 + 환경정보 데이터로 편집하고 압축시킨 후, 원격지의 모니터링 서버부로 전송시키도록 프로그램되는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 센서 네트워크환경에서의 멀티감시 방법.
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