KR20230120075A - 전기차 충전 구역의 효율적인 관리를 위한 IoT 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

전기차 충전 구역의 효율적인 관리를 위한 IoT 장치 및 그 제어 방법 Download PDF

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KR20230120075A
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Abstract

본 발명은 전기차 충전 구역의 효율적인 관리를 위한 IoT 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 이는 충전 구역별로 개별 설치되며, 충전 전력 공급 동작을 수행하면서 충전 상태를 확인하여 충전 정보를 생성 및 출력하는 적어도 하나의 전기차 충전 장치; 충전 구역별로 개별 설치되며, 충전 구역을 촬영 및 분석하여 차량 주차 여부, 차량 번호, 차량 종류 중 적어도 하나를 포함하는 차량 정보를 획득한 후, 상기 차량 정보 및 상기 충전 정보를 포함하는 로컬 감시 데이터를 생성하여 IoT(internet of things) 통신 방식으로 출력하는 적어도 하나의 IoT 감시 장치; 상기 로컬 감시 데이터에 기반하여 충전 구역 이용 상황 모니터링 및 통계 서비스를 제공하는 서비스 서버; 및 상기 IoT 감시 장치로 구성되는 사설 네트워크를 구축한 후, 사설 네트워크를 통해 수집되는 상기 로컬 감시 데이터를 상기 서비스 서버로 전달하는 데이터 전달 장치를 포함할 수 있다.

Description

전기차 충전 구역의 효율적인 관리를 위한 IoT 장치 및 그 제어 방법{System for managing electric vehicle charging areas based on IoT}
본 발명은 IoT 기술을 이용하여, 전기차 충전 구역을 자동화하여 관리할 수 있도록 하는 전기차 충전 구역의 효율적인 관리를 위한 IoT 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
최근 IoT(internet of things) 기술을 기반으로 원격의 IoT 장치들이 환경 정보를 센싱하고 이를 서비스 서버로 전송하여 다양한 빅데이터로 가공하여 활용하는 기술들이 많이 개발되어지고 있다.
한편, 전기차의 보급 증가로 자가 거주 지역에 대한 전용 충전 설비 뿐만 아니라 공용 주택의 경우에도 전기차 전용 충전 구역 설치 및 운영을 강제적으로 시행하고 있다. 환경친화적 자동차의 주차구획은 총 주차대수의 100 분의 5 이상 설치토록 설치비율을 구체화했으며 향후 전기차 보급 대수 증가로 인해 늘어날 전망이다.
전기차 전용 충전 구역은 한정된 충전 구역에서 일정 비율을 차지하게 되었지만 전기차 충전 방해를 금지하기 위해 일반 차량의 주차를 금지하여 일반 자동차 운전자뿐만 아니라 높지 않은 전기차 충전 전용 공간 확보 전기차를 보유한 운전자도 충전을 못하는 문제가 발생되고 있다.
현재, 전기차에 대한 충전 시설 및 주차 공간 점유는 비어 있는 주차면을 확보하고 충전 단자를 보유중인 전기차에 결합함으로써 충전 설비 및 주차 공간의 점유권을 갖게 되며 전기차에서 플러그를 분리하지 않는 이상 점유권을 지속적으로 유지하는 형태로 운영되고 있다.
또한, 충전이 완료된 상태임에도 주차 공간을 점유한 상태로 유지되어 타 전기 자동차의 충전 권한을 침해하는 경우가 발생되고 있으나 충전 완료 여부 및 공간 점유 시간들을 특정할 수 없는 데이터가 없기 때문에 이동 주차 요구 등의 조치를 할 수 문제점을 가지고 있다.
현재, 전기차가 급속충전기에서 2 시간 이상, 완속충전기에서 12 시간 주차하면 과태료가 부과하지만 '충전 개시 이후'가 기준이어서 충전을 안 하고 단순 주차하는 전기차에는 단속이 불가능하며 주차 허용 시간의 기준을 '주차 이후'로 바꿔, 장기 주차를 '충전방해행위'로 규정해 과태료를 부과하였으나 전기차 입출고를 관리자가 수기로 작성해야 하는 부분과 객관적인 데이터가 부재하여 실효성이 없는 상태로 유지되고 있다.
따라서, 충전 구역의 실정에 맞게 입차 시간을 통한 점유시간을 자동적으로 계산 및 통보, 완충 후 이동주차를 권고하는 알림 기능 포함된 IoT 시스템이 필요하다.
국내등록특허 제10-1737818호(2017.05.15)
이에 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 IoT 기술을 이용하여, 전기차 충전 구역을 자동화하여 관리할 수 있도록 하는 전기차 충전 구역의 효율적인 관리를 위한 IoT 장치 및 그 제어 방법을 제공하고자 한다.
또한 전기차 충전 구역을 보다 효율적으로 사용할 수 있도록 하는 전기차 충전 구역의 효율적인 관리를 위한 IoT 장치 및 그 제어 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면 충전 구역별로 개별 설치되며, 충전 전력 공급 동작을 수행하면서 충전 상태를 확인하여 충전 정보를 생성 및 출력하는 적어도 하나의 전기차 충전 장치; 충전 구역별로 개별 설치되며, 충전 구역을 촬영 및 분석하여 차량 주차 여부, 차량 번호, 차량 종류 중 적어도 하나를 포함하는 차량 정보를 획득한 후, 상기 차량 정보 및 상기 충전 정보를 포함하는 로컬 감시 데이터를 생성하여 IoT 통신 방식으로 출력하는 적어도 하나의 IoT 감시 장치; 상기 로컬 감시 데이터에 기반하여 충전 구역 이용 상황 모니터링 및 통계 서비스를 제공하는 서비스 서버; 및 상기 IoT 감시 장치로 구성되는 사설 네트워크를 구축한 후, 사설 네트워크를 통해 수집되는 상기 로컬 감시 데이터를 상기 서비스 서버로 전달하는 데이터 전달 장치를 포함하는 전기차 충전 구역의 효율적인 관리를 위한 IoT 장치 및 그 제어 방법을 제공한다.
상기 IoT 감시 장치는 가시광선 카메라와 적외선 카메라 중 적어도 하나를 통해 충전 구역을 촬영한 카메라 영상을 획득 및 출력하는 카메라; 상기 카메라 영상을 수신 및 분석하여, 차량 주차 여부, 차량 번호, 차량 종류 중 적어도 하나를 포함하는 차량 정보를 생성 및 출력하는 영상 처리부; 발광색, 알람음, 이미지, 및 문자 중 적어도 하나에 기반한 정보 알람 동작을 수행하는 알람부; 상기 차량 정보와 상기 충전 정보에 기반하여 충전 구역 이용 상황을 유추한 후 상기 알람부를 통해 시청각적으로 안내하고, 상기 차량 정보, 상기 충전 정보 및 충전 구역 이용 상황 정보에 장치 식별 정보 및 시간 정보를 추가하여 로컬 감시 데이터를 생성 및 출력하는 제어부; 상기 전기차 충전 장치의 충전 정보를 무선 수신하여, 상기 제어부에 전달하는 무선 수신부; 상기 로컬 감시 데이터를 IoT 통신 방식으로 출력하는 IoT 통신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 충전 정보는 충전 시작 시간, 충전 종료 시간, 충전 모드, 충전율 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 차량 정보는 차량 유/무, 차량 번호, 차량 종류 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 서비스 서버는 상기 IoT 감시 장치의 장치 식별 정보와 주차 위치와의 상관관계를 정의한 위치 정보를 등록한 후, 상기 위치 정보에 기반하여 로컬 감시 데이터 각각의 발신처를 식별하는 장치 식별부; 상기 로컬 감시 데이터를 수신하는 데이터 수신부; 상기 로컬 감시 데이터를 상기 서비스 서버에서 인식 가능한 데이터로 변환한 후 수집 및 분석하여, 주자창 관리자, 운전자 중 적어도 하나에 제공될 데이터를 생성 및 출력하는 데이터 처리부; 및 웹페이지와 어플리케이션 중 적어도 하나를 통해 상기 데이터 처리부의 출력 데이터에 대한 검색 및 열람을 지원하는 사용자 인터페이스부를 포함하는것을 특징으로 한다.
상기 데이터 처리부는 안내 데이터와 통계 데이터를 생성 및 제공하며, 상기 안내 데이터는 차량 정보, 주차 위치, 입차 시간, 충전 완료 시간, 및 이벤트 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 통계 데이터는 시간대별 주차 공간 사용 통계, 주차 위치별 사용 통계, 사용자별 점유 통계, 충전 사용량 통계, 점유 시간 통계 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 데이터 처리부는 운전자 계정에 등록된 차량 번호와 로컬 감시 데이터에 포함된 차량 번호를 비교하여 상기 운전자에 상응하는 안내 데이터를 선택 및 제공하되, 안내 데이터 제공 중에 동일 차량 번호를 가지는 로컬 감시 데이터의 전송이 중지되면 상기 운전자 계정의 연결을 즉각 해제하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면 충전 구역별로 개별 설치된 IoT 감시 장치를 통해 충전 구역을 촬영 및 분석하여 차량 주차 여부, 차량 번호, 차량 종류 중 적어도 하나를 포함하는 차량 정보를 획득하는 단계; 충전 구역별로 개별 설치된 전기차 충전 장치를 통해 충전 상태를 확인하여 충전 정보를 생성 및 출력하는 단계; 상기 IoT 감시 장치를 통해 차량 정보 및 충전 정보를 교차 분석하여 충전 구역 이용 상황을 유추한 후, 차량 정보, 충전 정보 및 충전 구역 이용 상황을 포함하는 로컬 감시 데이터를 생성하여 IoT(internet of things) 통신 방식으로 출력함과 동시에 충전 구역 이용 상황에 상응하는 각종 알람 동작을 수행하는 단계; 상기 IoT 감시 장치가 전송하는 로컬 감시 데이터를 데이터 전달 장치를 통해 수집하여 서비스 서버로 전달하는 단계; 및 상기 서비스 서버를 통해 로컬 감시 데이터를 수집 및 분석하여, 웹 페이지 및 어플리케이션 중 적어도 하나를 통해 충전 구역 이용 상황 모니터링 및 통계 서비스를 제공하는 단계를 포함하는 전기차 충전 구역의 효율적인 관리를 위한 IoT 장치의 제어 방법을 제공한다.
본 발명은 IoT 기술을 이용하여 전기차 충전 상태와 충전 구역의 이용 상태에 대한 정보를 자동으로 수집할 수 있도록 함으로써, 전기차 충전 구역 관리 동작 모두가 자동화 방식으로 처리될 수 있도록 한다.
그리고 충전 구역에 설치되는 알람 장치 이외에 웹페이지 및 어플리케이션 기반으로도 전기차 충전에 관련된 정보를 제공하고, 제공 가능한 정보의 종류를 보다 다양화함으로써, 전기차 충전 구역을 보다 효율적으로 사용할 수 있도록 해준다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 전기차 충전 구역의 효율적인 관리를 위한 IoT 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 IoT 감시 장치의 상세 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 로컬 감시 데이터와 관리 데이터를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 서비스 서버의 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에서 안내 데이터를 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에서 통계 데이터를 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전기차 충전 구역의 효율적인 관리를 위한 IoT 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 전기차 충전 구역의 효율적인 관리를 위한 IoT 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 IoT 장치는 적어도 하나의 전기차 충전 장치(100), 적어도 하나의 IoT 감시 장치(200), 데이터 전달 장치(300), 및 서비스 서버(400)를 포함하여, 충전 구역의 주차 상태를 보다 효율적으로 관리할 수 있도록 한다.
이하, 각 구성 요소의 기능에 대해 보다 살펴보면 다음과 같다.
전기차 충전 장치(100)는 충전 구역별로 개별 설치되며, 이는 운전자의 요청하에 전기차 충전을 위한 전력 공급 동작을 수행한다. 그리고 전력 공급 동작을 수행하면서, 충전 시작 시간, 충전 종료 시간, 충전 모드(고속 충전, 저속 충전), 충전율 등과 같이 충전 정보를 추가적으로 획득하여 IoT 감시 장치(200)에 공유하도록 한다.
IoT 감시 장치(200)는 전기차 충전 장치(100) 각각에 인접되도록 충전 구역별로 개별 설치되며, 이는 카메라를 통해 자신이 설치된 충전 구역을 촬영 및 분석하여 차량 주차 여부, 차량 번호, 차량 종류 등과 같은 차량 정보를 획득한다.
그리고 차량 정보 및 충전 정보를 교차 분석하여 충전 구역 이용 상황을 추가적으로 파악한 후, 이들 차량 정보, 충전 정보, 충전 구역 이용 상황 정보 모두를 포함하는 로컬 감시 데이터를 생성하여 IoT 통신 방식으로 데이터 전달 장치(300)에 전달하도록 한다.
또한 데이터 전송 부하를 최소화하기 위해, 차량 입차가 감지되거나 차량 충전이 감지되는 동안에만 상기의 로컬 감시 데이터를 선택적으로 생성 및 제공할 수 있도록 한다.
데이터 전달 장치(300)는 게이트웨이, 라우터, 공유기 등으로 구현되며, 이는 IoT 감시 장치(200)로 구성되는 사설 네트워크를 구축한 후, 사설 네트워크를 통해 수집되는 로컬 감시 데이터를 서비스 서버(400)로 전달하고, 서비스 서버(400)가 전송하는 사설 네트워크에 속한 IoT 감시 장치(200)에 개별 전달하도록 한다.
이때, 서비스 서버(400)와의 통신 채널은 근거리 무선 통신(블루투스, LoRa, Zigbe, Wifi 등), 원거리 무선 통신(5G, LTE 등), 및 유선 인터넷 중 어느 하나를 이용하여 형성 및 운영될 수 있으나, 이에 한정될 필요는 없다.
서비스 서버(400)는 IoT 감시 장치(200)를 통해 수집된 로컬 감시 데이터를 수신 및 분석하여 충전 구역 각각의 현재 이용 상태를 파악하고, 이를 실시간 모니터링할 수 있도록 한다. 또한 로컬 감시 데이터를 일정 기간에 걸쳐 수집한 후 통계 처리하고, 이에 대한 정보도 함께 제공할 수 있도록 한다.
더하여, 서버 사용자의 입력값 또는 기 등록된 전기차 충전 관리 조건에 따라 특정 IoT 감시 장치를 동작 제어하기 위한 제어값을 생성 및 제공함으로써, 원격지에 있는 IoT 감시 장치를 동작 제어할 수도 있도록 한다.
또한 서비스 서버(400) 내에서 서비스되는 모니터링 프로그램 이외에 웹 페이지 또는 어플리케이션을 추가적으로 구축 및 서비스함으로써, 주차 관리 단말(510) 및 운전자 단말(520)이 이를 통해 서비스 서버(400)에 접근 및 이용할 수도 있도록 한다.
주차 관리 단말(510) 및 운전자 단말(520)은 컴퓨터, 노트북, 스마트 폰, 태블릿 PC 등과 같이 통신 기능을 가지는 컴퓨팅 장치로 구현된다.
다만, 주차 관리 단말(510)은 주자창 관리자에 의해 이용 및 조작되나 운전자 단말(520)은 운전자에 의해 이용 및 조작되는 차이와, 주차 관리 단말(510)만이 IoT 감시 장치 제어 동작을 수행할 수 있는 차이를 가진다.
또한 주자창 관리자 및 운전자별로 정보 접근 권한을 달리함으로써, 운전자에 의한 정보 오남용 발생 가능성은 사전 차단되도록 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 IoT 감시 장치의 상세 구조를 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 IoT 감시 장치(200)는 크게 카메라(210), 영상 처리부(220), 알람부(230), 제어부(240), 무선 수신부(250), IoT 통신부(260) 및 전력 공급부(270) 등을 포함한다.
카메라(210)는 충전 구역을 촬영한 카메라 영상을 획득 및 출력한다. 이때, 가시광선 카메라로 구현되는 것을 기본으로 하나, 필요한 경우 적외선 카메라를 추가 구비하여, 주변 조도가 낮은 야간에는 가시광선 카메라 대신에 적외선 카메라를 이용하여 영상을 획득할 수도 있도록 한다. 즉, 주변 조도와 상관없이 충전 구역에 주차된 차량을 식별 및 분석할 수 있는 영상을 획득 및 제공할 수 있도록 한다.
영상 처리부(220)는 카메라 영상을 수신 및 분석하여 충전 구역내에 존재하는 차량을 객체 검출하는 기능, ANPR(Automatic Number Plate Recognition) 기능 등을 통해 차량의 차량 번호를 인식하는 기능, 차량 번호판의 색상 및 디자인 기반으로 차량 종류를 식별하는 기능을 구비한다. 그리고 상기 기능들을 통해 획득된 정보, 즉 차량 유/무, 차량 번호, 차량 종류 중 적어도 하나를 포함하는 차량 정보를 생성 및 출력한다.
알람부(230)는 경광등, 스피커, 모니터 중 적어도 하나를 구비하고, 발광색, 알람음, 이미지 및 문자 등에 기반한 정보 알람 동작을 수행하도록 한다.
제어부(240)는 기 설정된 제어 조건에 따라 IoT 감시 장치의 동작 전반을 제어하는 프로세서(241), 장치 식별 정보 및 로컬 감시 데이터 등을 저장하기 위한 메모리(242), 현재 시간을 유지하는 RTC(Real Time Clock, 243) 등을 구비한다.
그리고 영상 처리부(220)와 전기차 충전 장치(100)를 통해 새로운 차량 정보 및 충전 정보가 생성될 때마다, 차량 정보 및 충전 정보를 기 설정된 규칙에 따라 교차 분석하여 충전 구역 이용 상황을 유추한 후 알람부(230)를 통해 시청각적으로 안내한다.
예를 들어, 충전 구역 이용 상황은 차량 정보 및 충전 정보를 다음과 같이 분석함으로써 파악될 수 있으나, 이에 한정될 필요는 없다.
(1) 차량 검출이 시작되면, 차량 입차 상황임을, (2) 차량 검출이 종료되면, 차량 출차 상황임을, (3) 차량 종류가 전기차가 아니면 일반 차량 무단 점유 상황임을, (4) 차량 검출 위치가 충전 구역을 벗어난 상태이면, 주차 공간 진입로 방해 상황 또는 이중 주차 상황임을, (5) 전기차 입차 확인 후 임계 시간내에 충전 시작이 확인되지 않으면, 전기차 무단 점유 상황임을, (6) 전기차 입차, 충전 시작이 순차 확인되면, 전기차 충전 상황임을, (7) 전기차 입차, 충전 시작, 충전 종료가 순차 확인되면, 전기차 충전 완료 상황임을, (8) 전기차 입차, 충전 시작, 충전 종료가 순차 확인되었으나 전기차 출차가 임계 시간이내에 확인되지 않으면 전기차 출차 지연 상황임을 확인 및 통보하도록 한다. 또한 (9) 전기차 출차 지연 시간에 비례하여 발광색 및 알람음에 기반한 알람 강도를 증가시킴으로써, 충전구역의 무단 점유 상태가 보다 신속 정확하게 해소될 수 있도록 한다.
그리고 차량 정보, 충전 정보 및 충전 구역 이용 상황 정보에 메모리(242)에 기 저장되어 있는 장치 식별 정보과 RTC(243)를 통해 실시간 획득되는 시간 정보를 추가하여 로컬 감시 데이터를 생성한 후 서비스 서버(400)로 전송함으로써, 서비스 서버(400) 측에서도 충전 구역의 현재 이용 상황을 실시간 모니터링할 수 있도록 한다.
더하여, 또한 데이터 전송 부하를 최소화하기 위해, 제어부(240)는 차량 입/출차가 감지되거나 차량 충전이 감지되는 동안에만 상기의 로컬 감시 데이터를 선택적으로 생성 및 제공할 수도 있도록 한다.
무선 수신부(250)는 전기차 충전 장치(100)가 전송하는 충전 정보를 무선 통신 방식으로 수신하여 제어부(240)로 전달한다.
IoT 통신부(260)는 IoT 방식으로 데이터 전달 장치(300)에 로컬 감시 데이터를 전송하거나, 데이터 전달 장치(300)로부터 전송되는 서비스 서버(400)의 제어 정보를 수신하여 제어부(240)로 전달한다.
전력 공급부(270)는 상용전력을 이용하여 장치 구동 전력을 생성 및 공급한다. 또한 상용전력을 충방전 배터리를 추가 구비함으로써, 전력 차단 여부와 상관없이 안정적인 전력 공급 동작을 수행할 수도 있도록 한다.
그리고 필요시에는 태양광 발전 장치와 풍력 발전 장치 중 어느 하나를 구비하고, 이를 통해 배터리를 충방전하는 방식으로 장치 구동 전력을 생성 및 공급할 수도 있도록 한다.
더하여, 본 발명의 제어부(240)는 별도의 하드웨어 장치로써 독립 구현될 수 있으나, 소프트웨어 프로그램 형태의 임베디드 장치로써 구현될 수도 있도록 한다.
또한 본 발명의 제어부(240)의 기능 일부는 서비스 서버(400) 측에서 실행되도록 함으로써, IoT 감시 장치(200)측의 처리 부하가 분산될 수 있도록 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 로컬 감시 데이터와 관리 데이터를 도시한 도면이다.
먼저, 본 발명의 IoT 감시 장치(200)는 로컬 감시 데이터(F1 내지 F7)를 전송할 수 있다.
데이터(F1)는 시간 정보로써, 로컬 감시 데이터의 생성 시간을 알려주는 데이터이다.
데이터(F2)는 충전 구역의 차량 유/무를 알려주는 데이터이다.
데이터(F3)는 차량 번호를 알려주는 데이터이다.
데이터(F4)는 차량 번호판의 색상 또는 차량 번호판의 색상 및 디자인에 기반하여 파악된 차량 종류를 알려주는 데이터이다.
데이터(F5)는 충전 구역 이용 상황을 알려주는 데이터이다.
데이터(F6)는 전기차 충전 장치(100)가 제공한 충전 정보(즉, 충전 시작 시간, 충전 모드, 충전율 등)를 알려주는 데이터이다.
데이터(F7)는 IoT 감시 장치(200)의 고유한 장치 식별 정보(ID)로서, MCU 고유 ID를 사용할 수 있다.
로컬 감시 데이터(F1 내지 F7)는 특별한 가공 없이 IoT 감시 장치(200)에서 자연스럽게 획득 가능한 데이터로 구성되어 있어, 최소의 컴퓨팅 파워로 데이터 생성 및 전송하는 것이 가능하다.
한편, 서비스 서버(400)는 로컬 감시 데이터 (F1 내지 F7)를 충전 구역 및 차량에 따라 수집 및 분석함으로써, 이를 관리 데이터(G1 내지 G7)로 생성 및 저장한다.
데이터(G1)는 차량이 검출되기 시작하는 시간을 입차 시간으로, 차량이 검출 종료되는 시간을 출차 시간으로 산출한 결과이다.
데이터(G2)는 충전 구역의 차량 유/무에 기반하여 주차 공간의 이용 가능성을 산출한 결과이다.
데이터(G3)는 차량 번호를 알려주는 데이터이고, 데이터(G4)는 차량 종류를 알려주는 데이터이다.
데이터(G5)는 충전 구역 이용 상황에 상응하는 이벤트 종류를 알려주는 데이터이다.
데이터(G6)는 충전 정보의 충전 시작 시간, 충전 모드, 충전율에 따라 충전 완료까지 소요되는 시간을 산출한 결과를 알려주는 데이터이다.
데이터(G7)는 IoT 감시 장치(200)의 장치 식별 정보(ID)에 기반으로 파악된 IoT 감시 장치(200)의 위치, 즉 충전 구역 위치를 알려주는 데이터이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 서비스 서버의 구성을 도시한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 서비스 서버(400)는 장치 식별부(410), 데이터 수신부(420), 데이터 처리부(430), 사용자 인터페이스(440) 및 데이터베이스(450)을 포함한다.
장치 식별부(410)는 IoT 감시 장치(200)에 대한 정보를 등록 관리한다. 특히, IoT 감시 장치(200)의 장치 식별 정보와 주차 위치와의 상관관계를 정의한 위치 정보를 등록하고, 이를 기반으로 로컬 감시 데이터 각각의 발신처(즉, 어느 충전소의 어느 충전 구역에 위치한 IoT 감시 장치(200))를 실시간 식별하도록 한다. 아울러, 위치 정보가 변경되는 경우에는 데이터베이스(450)은 갱신되어야 한다.
데이터 수신부(420)는 데이터 전달 장치(300)를 경유하여 수신되는 로컬 감시 데이터를 수신하며, IP 기반의 통신 프로토콜을 이용할 수 있다.
데이터 처리부(430)는 수신된 로컬 감시 데이터를 미리 정해진 프로세스에 따라 변환하여 서비스 서버에서 인식 가능한 데이터 형식의 관리 데이터(G1 내지 G7)로 변환한다. 그리고 관리 데이터를 일정 시간에 거쳐 수집한 후, 주자창 관리자에 제공될 데이터(HI 내지 H5)와 운전자에 제공될 데이터(UI 내지 U5)도 생성 및 출력하도록 한다.
그리고 로컬 감시 데이터 수신 상태 기반으로 고장 발생 위치 및 고장 원인을 파악 및 통보할 수도 있도록 한다. 예를 들어, 특정 지역의 로컬 감시 데이터 모두가 미수신되는 경우에는 해당 지역의 데이터 전달 장치(300)가 고장 상태임을, 특정 충전 구역의 로컬 감시 데이터가 미 수신되는 경우에는 해당 충전 구역의 IoT 감시 장치(200)가 고장 상태임을, 특정 충전 구역의 로컬 감시 데이터내 충전 정보가 포함되지 못하는 경우에는 해당 충전 구역의 전기차 충전 장치(100)가 고장 상태임을 확인 및 통보하도록 한다.
또한 고장 상태가 확인되면, 고장 장치에 대한 장치 재부팅, 장치 초기화 등의 절차를 수행하여 소프웨어적 결함로 인한 고장 상태가 자동 해소되도록 하되, 상기 절차를 수행하여도 고장 상태가 계속 유지되면, 해당 고장 장치에 하드웨어 결함이 발생하였음을 확인 및 통보하도록 한다. 즉, 소프트웨어 결함은 프로그램적으로 자동 해결되도록 하고, 하드웨어 결함 발생시에만 작업자가 직접 고장 발생 장소를 방문하여 고장원인 제거 작업을 수행하도록 함으로써, 장치 유지 보수에 소요되는 시간과 비용이 최소화될 수 있도록 한다.
사용자 인터페이스부(460)는 웹페이지 및 어플리케이션을 구축 및 운영함으로써, 주자창 관리자 및 운전자가 자신의 상황에 최적화된 인터페이스 수단을 통해 필요 정보를 검색 및 열람하거나, 각종 제어값을 입력할 수 있도록 한다.
물론 주자창 관리자 및 운전자에 제공 가능한 정보 범위는 서로 상이하며, 예를 들어, 주차장 관리자에게는 주차장 관리자가 관리하고 있은 충전 구역 모두의 정보를 일괄 제공할 수 있도록 하고, 운전자에게는 현재 이용하고 있는 충전 구역의 정보만을 선택적으로 제공할 수 있도록 한다.
특히, 운전자 제공 정보를 선별하기 위해, 서비스 서버(400)는 운전자 계정에 차량 번호를 사전 등록한 후, 운전자 계정에 등록된 차량 번호와 로컬 감시 데이터에 포함된 차량 번호를 비교하여 운전자 각각에 상응하는 안내 데이터를 선별 및 제공할 수 있도록 한다. 또한 운전자 계정의 충전 완료 시간 기반으로 충전 접속 허용 시간을 산출한 후, 해당 시간 동안에만 운전자 계정 연결을 허용함으로써, 정보의 악의적 남용 가능성을 사전 차단할 수 있도록 한다.
도 5는 본 발명의 실시예에서 안내 데이터를 설명하는 도면이다.
본 발명의 서비스 서버(400)는 앞서 설명된 바와 같이, 로컬 감시 데이터 기반으로 운전자가 자신의 차량에 관련된 정보를 검색 및 열람할 수 안내 데이터를 생성 및 제공하도록 한다.
데이터(U1)는 로컬 감시 데이터의 데이터(F3, F4)를 통해 파악된 차량 번호와 차량 종류 중 적어도 하나를 포함한 차량 정보를 알려주는 데이터이다.
데이터(U2)는 로컬 감시 데이터의 데이터(F7)를 통해 파악된 장치 식별 정보(F7)에 매핑된 IoT 감시 장치(200)의 설치 위치, 즉 주차 위치를 알려주는 데이터이다.
데이터(U3)는 로컬 감시 데이터의 데이터(F2)를 통해 파악된 차량 입차 시간을 알려주는 데이터이다.
데이터(U4)는 로컬 감시 데이터의 데이터(F6) 또는 서비스 서버(400)에 기 등록된 주차 위치별 충전 조건에 따라 파악된 충전 완료 시간을 알려주는 데이터이다. 예를 들어, 고속 충전 구역의 경우 2 시간까지, 저속 충전 구역은 12 시간까지 단속이 유예된다. 추가적으로 종료시간을 초과하였을 경우, 종료 후 경과시간을 알려줌으로써, 충전 완료된 전기차의 보다 빠른 출차를 독려할 수 있도록 한다.
데이터((U5)는 로컬 감시 데이터의 데이터(F5)에 상응하는 알람 이벤트를 알려주는 데이터이다.
이와 같이 본 발명의 서비스 서버(400)는 IoT 감시 장치(200)가 제공하는 로컬 감시 데이터 기반으로 운전자가 자신의 차량에 관련된 정보를 검색 및 열람할 수 안내 데이터를 생성 및 제공하도록 한다.
더하여, 본 발명은 운전자가 이용 가능한 충전 구역을 안내하는 기능을 추가적으로 제공할 수도 있도록 한다.
이를 위해, 서비스 서버(400)는 운전자의 현재 위치를 파악한 후, IoT 감시 장치(200)들의 설치 위치와 비교함으로써, 운전자 현재 위치에 인접되는 적어도 하나의 IoT 감시 장치(200)들을 선별하도록 한다. 그리고 선별된 IoT 감시 장치(200)들이 제공하는 로컬 감시 데이터의 데이터(F2)에 기반하여 충전 구역이 비어있는 곳을 파악한 후, 이의 위치 정보를 운전자에 안내함으로써, 운전자가 별도 정보 검색 동작 없이 충전 가능 장소를 확인 및 이동할 수 있도록 한다.
도 6은 본 발명의 실시예에서 통계 데이터를 설명하는 도면이다.
더하여 본 발명의 서비스 서버(400)는 앞서 설명된 바와 같이, 로컬 감시 데이터를 일정 기간 동안 누적 수집한 후 통계처리하여 통계 데이터를 추가 생성하고, 이를 주자창 관리자 등에 제공할 수도 있도록 한다.
데이터(H1)는 로컬 감시 데이터의 데이터(F1, F2)를 일정 기간 동안 수집 및 분석하여 파악된 시간대별 주차 공간 통계를 알려주는 데이터이고, 데이터(H2)는 로컬 감시 데이터의 데이터(F1, F8)를 일정 기간 동안 수집 및 분석하여 파악된 주차 위치별 주차 공간 사용 통계를 알려주는 데이터로, 이들 데이터를 통해 충전소 관리자는 입체적으로 주차 공간의 사용 현황을 확인하는 것이 가능하다.
데이터(H3)는 로컬 감시 데이터의 데이터(F1, F3)를 일정 기간 동안 수집 및 분석하여 파악된 사용자별 점유 통계를 알려주는 데이터로, 이를 통해 특정 기간의 충전소에서 주차공간을 점유하는 점유율을 안내할 수 있도록 한다.
데이터(H4)는 로컬 감시 데이터의 데이터(F1, F6, F7)를 일정 기간 동안 수집 및 분석하여 파악된 충전 사용량 통계를 알려주는 데이터이다.
또한 데이터(H5)는 충전소내의 활용율의 척도로 사용가능한 점유 시간 통계를 제공한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전기차 충전 구역의 효율적인 관리를 위한 IoT 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 방법은 충전 구역별로 개별 설치된 IoT 감시 장치(200)를 통해 충전 구역을 촬영 및 분석하여 차량 주차 여부, 차량 번호, 차량 종류 중 적어도 하나를 포함하는 차량 정보를 획득하는 단계(S1), 충전 구역별로 개별 설치된 전기차 충전 장치(100)를 통해 충전 상태를 확인하여 충전 정보를 생성 및 출력하는 단계(S2), IoT 감시 장치(200)를 통해 차량 정보 및 충전 정보를 교차 분석하여 충전 구역 이용 상황을 유추한 후, 차량 정보, 충전 정보 및 충전 구역 이용 상황을 포함하는 로컬 감시 데이터를 생성하여 IoT(internet of things) 통신 방식으로 출력하는 단계(S3), IoT 감시 장치(200)를 통해 충전 구역 이용 상황에 상응하는 각종 알람 동작을 수행하는 단계(S4), 데이터 전달 장치(300)를 통해 적어도 하나의 IoT 감시 장치(200)가 전송하는 로컬 감시 데이터를 수집하여 서비스 서버(S4)로 전달하는 단계(S5), 서비스 서버(S4)를 통해 로컬 감시 데이터를 수집 및 분석하여, 웹 페이지 및 어플리케이션 중 적어도 하나를 통해 충전 구역 이용 상황 모니터링 및 통계 서비스를 제공하는 단계(S6) 등을 포함한다.
이상과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전기차 충전 구역의 효율적인 관리를 위한 IoT 장치 및 그 제어 방법은 충전 상태와 충전 구역 상태를 동시 확인 및 모니터링할 수 있도록 하며, 이를 위한 데이터 가공은 최소화하면서 효율적이고 원활한 IoT 서비스를 제공하는 것 또한 가능하도록 한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

Claims (8)

  1. 충전 구역별로 개별 설치되며, 충전 전력 공급 동작을 수행하면서 충전 상태를 확인하여 충전 정보를 생성 및 출력하는 적어도 하나의 전기차 충전 장치;
    충전 구역별로 개별 설치되며, 충전 구역을 촬영 및 분석하여 차량 주차 여부, 차량 번호, 차량 종류 중 적어도 하나를 포함하는 차량 정보를 획득한 후, 상기 차량 정보 및 상기 충전 정보를 포함하는 로컬 감시 데이터를 생성하여 IoT(internet of things) 통신 방식으로 출력하는 적어도 하나의 IoT 감시 장치;
    상기 로컬 감시 데이터에 기반하여 충전 구역 이용 상황 모니터링 및 통계 서비스를 제공하는 서비스 서버; 및
    상기 IoT 감시 장치로 구성되는 사설 네트워크를 구축한 후, 사설 네트워크를 통해 수집되는 상기 로컬 감시 데이터를 상기 서비스 서버로 전달하는 데이터 전달 장치를 포함하는 전기차 충전 구역의 효율적인 관리를 위한 IoT 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 IoT 감시 장치는
    가시광선 카메라와 적외선 카메라 중 적어도 하나를 통해 충전 구역을 촬영한 카메라 영상을 획득 및 출력하는 카메라;
    상기 카메라 영상을 수신 및 분석하여, 차량 주차 여부, 차량 번호, 차량 종류 중 적어도 하나를 포함하는 차량 정보를 생성 및 출력하는 영상 처리부;
    발광색, 알람음, 이미지, 및 문자 중 적어도 하나에 기반한 정보 알람 동작을 수행하는 알람부;
    상기 차량 정보와 상기 충전 정보에 기반하여 충전 구역 이용 상황을 유추한 후 상기 알람부를 통해 시청각적으로 안내하고, 상기 차량 정보, 상기 충전 정보 및 충전 구역 이용 상황 정보에 장치 식별 정보 및 시간 정보를 추가하여 로컬 감시 데이터를 생성 및 출력하는 제어부;
    상기 전기차 충전 장치의 충전 정보를 무선 수신하여, 상기 제어부에 전달하는 무선 수신부; 및
    상기 로컬 감시 데이터를 IoT 통신 방식으로 출력하는 IoT 통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전 구역의 효율적인 관리를 위한 IoT 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 충전 정보는
    충전 시작 시간, 충전 종료 시간, 충전 모드, 충전율 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전 구역의 효율적인 관리를 위한 IoT 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 차량 정보는
    차량 유/무, 차량 번호, 차량 종류 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전 구역의 효율적인 관리를 위한 IoT 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 서비스 서버는
    상기 IoT 감시 장치의 장치 식별 정보와 주차 위치와의 상관관계를 정의한 위치 정보를 등록한 후, 상기 위치 정보에 기반하여 로컬 감시 데이터 각각의 발신처를 식별하는 장치 식별부;
    상기 로컬 감시 데이터를 수신하는 데이터 수신부;
    상기 로컬 감시 데이터를 상기 서비스 서버에서 인식 가능한 데이터로 변환한 후 수집 및 분석하여, 주자창 관리자, 운전자 중 적어도 하나에 제공될 데이터를 생성 및 출력하는 데이터 처리부; 및
    웹페이지와 어플리케이션 중 적어도 하나를 통해 상기 데이터 처리부의 출력 데이터에 대한 검색 및 열람을 지원하는 사용자 인터페이스부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전 구역의 효율적인 관리를 위한 IoT 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 데이터 처리부는
    안내 데이터와 통계 데이터를 생성 및 제공하며,
    상기 안내 데이터는 차량 정보, 주차 위치, 입차 시간, 충전 완료 시간, 및 이벤트 중 적어도 하나를 포함하며,
    상기 통계 데이터는 시간대별 주차 공간 사용 통계, 주차 위치별 사용 통계, 사용자별 점유 통계, 충전 사용량 통계, 점유 시간 통계 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전 구역의 효율적인 관리를 위한 IoT 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 데이터 처리부는
    운전자 계정에 등록된 차량 번호와 로컬 감시 데이터에 포함된 차량 번호를 비교하여 상기 운전자에 상응하는 안내 데이터를 선택 및 제공하되, 안내 데이터 제공 중에 동일 차량 번호를 가지는 로컬 감시 데이터의 전송이 중지되면 상기 운전자 계정의 연결을 즉각 해제하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전 구역의 효율적인 관리를 위한 IoT 장치.
  8. 충전 구역별로 개별 설치된 IoT 감시 장치를 통해 충전 구역을 촬영 및 분석하여 차량 주차 여부, 차량 번호, 차량 종류 중 적어도 하나를 포함하는 차량 정보를 획득하는 단계;
    충전 구역별로 개별 설치된 전기차 충전 장치를 통해 충전 상태를 확인하여 충전 정보를 생성 및 출력하는 단계;
    상기 IoT 감시 장치를 통해 차량 정보 및 충전 정보를 교차 분석하여 충전 구역 이용 상황을 유추한 후, 차량 정보, 충전 정보 및 충전 구역 이용 상황을 포함하는 로컬 감시 데이터를 생성하여 IoT(internet of things) 통신 방식으로 출력함과 동시에 충전 구역 이용 상황에 상응하는 각종 알람 동작을 수행하는 단계;
    상기 IoT 감시 장치가 전송하는 로컬 감시 데이터를 데이터 전달 장치를 통해 수집하여 서비스 서버로 전달하는 단계; 및
    상기 서비스 서버를 통해 로컬 감시 데이터를 수집 및 분석하여, 웹 페이지 및 어플리케이션 중 적어도 하나를 통해 충전 구역 이용 상황 모니터링 및 통계 서비스를 제공하는 단계를 포함하는 전기차 충전 구역의 효율적인 관리를 위한 IoT 장치의 제어 방법.
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