KR102685751B1 - Smart factory system based on cloud computing - Google Patents
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Abstract
본 발명은 클라우드 컴퓨팅 기반의 스마트 팩토리 시스템에 관한 것으로서, 공장 내 운용 장비에 부착되어, 이종의 센서 프로토콜을 하나의 통합된 표준 프로토콜로 변환하여 제공하고, 상기 운용 장비에 장착된 적어도 하나 이상의 센서로부터 센서 데이터를 수집하여 통합한 후 통합 센서 데이터를 제공하는 적어도 하나 이상의 스마트 디바이스; 네트워크를 통해 상기 스마트 디바이스로부터 전송되는 통합 센서 데이터를 수집하여 관리하고, 상기 통합 센서 데이터를 분석하여 비정상 상황 발생시 비정상 상황이 발생한 운용 장비의 식별 정보와 상태 정보를 포함한 이벤트 정보를 제공하는 클라우드 서버; 및 상기 네트워크를 통해 클라우드 서버 또는 스마트 디바이스와 연결되고, 상기 통합 센서 데이터를 실시간 모니터링하며, 상기 이벤트 정보가 수신되면 해당 운용 장비의 상태 점검 기능을 수행하는 사용자 단말을 포함하는 것이다. The present invention relates to a smart factory system based on cloud computing, which is attached to operating equipment in the factory, converts heterogeneous sensor protocols into one integrated standard protocol, and provides information from at least one sensor mounted on the operating equipment. At least one smart device that collects and integrates sensor data and then provides integrated sensor data; A cloud server that collects and manages integrated sensor data transmitted from the smart device through a network, analyzes the integrated sensor data, and provides event information including identification information and status information of the operating equipment in which the abnormal situation occurs when an abnormal situation occurs; and a user terminal that is connected to a cloud server or smart device through the network, monitors the integrated sensor data in real time, and performs a status check function of the corresponding operating equipment when the event information is received.
Description
본 발명은 실시간 센서 데이터를 모니터링할 수 있는 클라우드 컴퓨팅 기반의 스마트 팩토리 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a smart factory system based on cloud computing that can monitor real-time sensor data.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명의 일 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.The content described in this part simply provides background information on an embodiment of the present invention and does not constitute prior art.
스마트 팩토리는 단순 자동화 공장이 아닌, 제품의 기획·설계·생산·유통·판매 등 전 과정을 ICT(정보통신기술)로 통합해 스스로 데이터를 수집하고 작업 명령을 내릴 수 있도록 설계된 지능화된 공장이라고 할 수 있다. 인공지능, 사물인터넷(Internet of Things, 이하 IoT), 빅데이터 등 디지털 기술 발전에 따라 제조업 분야에서도 최신 기술을 접목한 제조업의 혁신인 제조 효율 극대화가 이루어지고 있다.A smart factory is not a simple automated factory, but an intelligent factory designed to collect data and issue work orders on its own by integrating the entire process of product planning, design, production, distribution, and sales with ICT (information and communication technology). You can. With the development of digital technologies such as artificial intelligence, Internet of Things (IoT), and big data, the manufacturing industry is also maximizing manufacturing efficiency, which is an innovation in manufacturing that incorporates the latest technology.
구체적으로, 스마트팩토리는 제품의 기획, 설계, 생산, 유통 및 판매 등 전 과정에 인공지능, IoT, 빅데이터, 사이버 물리 시스템, 임베디드 운영 체제 등 최신 디지털 기술을 접목하는 것을 기반으로 하고 있다.Specifically, Smart Factory is based on applying the latest digital technologies such as artificial intelligence, IoT, big data, cyber-physical systems, and embedded operating systems to the entire process of product planning, design, production, distribution, and sales.
이러한 스마트 팩토리의 구성요소는 크게 애플리케이션, 플랫폼, 디바이스 및 네트워크로 구성된다. 애플리케이션은 스마트 팩토리 솔루션 최상단의 소프트웨어 시스템으로써 플랫폼 상에서 제조 과정을 실행하고, 수집된 데이터를 분석 및 가시화하는 기술이다. 플랫폼은 스마트 팩토리 솔루션의 디바이스들이 수집한 정보를 애플리케이션으로 전달하는 역할을 수행하며 디바이스에 의해 수집된 데이터를 분석하여 최적화된 정보를 선별하는 기술이다. 마지막으로 디바이스 및 네트워크는 스마트 팩토리의 최하단의 하드웨어 시스템으로 공장 내에서 발생하는 모든 상황에 대한 데이터 및 정보를 감지하고 상위 시스템으로 전송하는 기술을 의미한다.The components of this smart factory largely consist of applications, platforms, devices, and networks. The application is a software system at the top of the smart factory solution and is a technology that executes the manufacturing process on the platform and analyzes and visualizes the collected data. The platform plays the role of delivering information collected by the devices of the smart factory solution to the application and is a technology that analyzes the data collected by the devices and selects optimized information. Lastly, devices and networks are the hardware systems at the bottom of a smart factory and refer to technologies that detect data and information about all situations that occur within the factory and transmit them to the upper system.
도 1은 종래 기술의 일 실시예에 따른 스마트 팩토리 시스템을 설명하는 도면이다.1 is a diagram illustrating a smart factory system according to an embodiment of the prior art.
도 1에 도시된 바와 같이, 스마트 팩토리 시스템은 제조 기업 내 서버를 구축하고, 서비스를 제공하는 형태로서, 이는 제조 기업 내 자체 서버 구축 비용 발생과 시스템의 지속적인 관리를 위한 IT 전문 인력 고용에 대한 부담이 존재한다. As shown in Figure 1, the smart factory system is a form of building a server within a manufacturing company and providing services, which incurs the cost of building the manufacturing company's own server and the burden of hiring IT experts for continuous management of the system. This exists.
또한, 이러한 스마트 팩토리 시스템이 더욱 발전 및 활성화되기 위해 클라우드, 사물인터넷, 에너지 절감, 스마트 센서, CPS 및 빅데이터 등과 같은 다양한 스마트 팩토리 서비스를 사용자가 저렴한 비용으로 제공받을 수 있어야 한다. 그러나 현재 사용자는 스마트 팩토리를 구현하기 위해 다양한 서비스와 관련된 서버, 스토리지, 네트워크 및 소프트웨어와 같은 자원을 모두 구비해야 함으로, 스마트 팩토리를 구현하는데 많은 비용이 발생하는 문제가 있으며, 학습 기간 또한 과도하게 소요되어 중소제조업에서 ICT 기술을 산업 현장에 적용하기에 어려움이 있다.In addition, in order for this smart factory system to be further developed and activated, users must be able to receive various smart factory services such as cloud, Internet of Things, energy saving, smart sensors, CPS, and big data at low cost. However, currently, users must have all the resources such as servers, storage, networks, and software related to various services to implement a smart factory, so there is a problem that a lot of cost is incurred to implement a smart factory, and the learning period is also excessive. Therefore, it is difficult for small and medium-sized manufacturing companies to apply ICT technology to industrial sites.
또한, 스마트 팩토리 시스템에 적용되는 센서 장치는 특정의 설비의 대상과만 통신할 수 있도록 회로가 설계되어 있기 때문에, 이 경우 제어 계측 대상의 사물이 추가될 때, 그 추가된 사물들에 맞게 센서 장치를 재설계 및 개발을 해야 하는 문제점이 있다.In addition, since the sensor device applied to the smart factory system is designed to communicate only with the object of a specific facility, in this case, when an object to be controlled and measured is added, the sensor device is adapted to the added object. There is a problem that requires redesign and development.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따라 소규모 공장, 신규 공장, 기존의 센서 장치를 이용하는 공장 등의 운용 장비에 부착되어 운용 장비의 센서 데이터를 실시간 모니터링 할 수 있도록 하는 클라우드 컴퓨팅 기반의 스마트 팩토리 시스템을 제공하는 것에 목적이 있다.In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is attached to operating equipment such as small factories, new factories, and factories using existing sensor devices according to an embodiment of the present invention, so that sensor data of the operating equipment can be monitored in real time. The purpose is to provide a smart factory system based on cloud computing.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.However, the technical challenge that this embodiment aims to achieve is not limited to the technical challenges described above, and other technical challenges may exist.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서 본 발명의 일 실시예에 따른 클라우드 컴퓨팅 기반의 스마트 팩토리 시스템은, 공장 내 운용 장비에 부착되어, 이종의 센서 프로토콜을 하나의 통합된 표준 프로토콜로 변환하여 제공하고, 상기 운용 장비에 장착된 적어도 하나 이상의 센서로부터 센서 데이터를 수집하여 통합한 후 통합 센서 데이터를 제공하는 적어도 하나 이상의 스마트 디바이스; 네트워크를 통해 상기 스마트 디바이스로부터 전송되는 통합 센서 데이터를 수집하여 관리하고, 상기 통합 센서 데이터를 분석하여 비정상 상황 발생시 비정상 상황이 발생한 운용 장비의 식별 정보와 상태 정보를 포함한 이벤트 정보를 제공하는 클라우드 서버; 및 상기 네트워크를 통해 클라우드 서버 또는 스마트 디바이스와 연결되고, 상기 통합 센서 데이터를 실시간 모니터링하며, 상기 이벤트 정보가 수신되면 해당 운용 장비의 상태 점검 기능을 수행하는 사용자 단말을 포함하는 것이다. As a technical means for achieving the above-described technical problem, the cloud computing-based smart factory system according to an embodiment of the present invention is attached to operating equipment in the factory and converts heterogeneous sensor protocols into one integrated standard protocol. At least one smart device that collects and integrates sensor data from at least one sensor mounted on the operating equipment and then provides integrated sensor data; A cloud server that collects and manages integrated sensor data transmitted from the smart device through a network, analyzes the integrated sensor data, and provides event information including identification information and status information of the operating equipment in which the abnormal situation occurs when an abnormal situation occurs; and a user terminal that is connected to a cloud server or smart device through the network, monitors the integrated sensor data in real time, and performs a status check function of the corresponding operating equipment when the event information is received.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 클라우드 서버는, 상기 스마트 디바이스에 대한 고유 식별 정보를 저장하고, 상기 스마트 디바이스별로 기 설정한 센서 목록과 전송 주기를 포함한 데이터 전송 방식을 설정하며, 상기 사용자 단말이 접속시 사용자 인증을 수행한 후 사용자 단말의 접속 권한에 따라 센서 데이터의 실시간 모니터링이 가능한 웹페이지를 제공하는 것이다.According to one aspect of the present invention, the cloud server stores unique identification information for the smart device, sets a data transmission method including a preset sensor list and transmission cycle for each smart device, and the user terminal After performing user authentication upon connection, a web page is provided that allows real-time monitoring of sensor data according to the access rights of the user terminal.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 스마트 디바이스는, 상기 클라우드 서버를 포함한 외부 장치와의 무선 통신을 수행하는 통신부; 이종의 센서 프로토콜을 하나의 통합된 표준 프로토콜로 변환하여 제공하는 통신 인터페이스부; 상기 통신 인터페이스부를 통해 연결되어, 온도와 습도를 포함한 환경 정보를 감지하는 적어도 하나 이상의 센서를 포함하는 센서부; 상기 센서부에서 감지된 센서 데이터를 통합하여 통합 센서 데이터의 제공 기능을 수행하고, 스마트 디바이스 내 각 구성요소 제어를 위한 알고리즘이 탑재된 제어부; 및 사용자의 입력 명령에 따라 상기 센서부에서 추가 또는 삭제되는 센서에 대한 통신 설정 기능을 수행하고, 상기 제어부의 제어에 따른 데이터를 표시하는 TFT-LCD를 포함하는 포함하는 것이다. According to one aspect of the present invention, the smart device includes a communication unit that performs wireless communication with an external device including the cloud server; a communication interface unit that converts and provides heterogeneous sensor protocols into one integrated standard protocol; a sensor unit connected through the communication interface unit and including at least one sensor that detects environmental information including temperature and humidity; A control unit that integrates the sensor data detected by the sensor unit and performs a function of providing integrated sensor data, and is equipped with an algorithm for controlling each component in the smart device; and a TFT-LCD that performs a communication setting function for sensors added or deleted in the sensor unit according to a user's input command and displays data according to the control of the control unit.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 스마트 디바이스는, 구동 전원을 제공하는 전원부; 및 사용자의 조작에 의해 상기 전원부의 온/오프 동작, 상기 TFT-LCD 또는 센서부에 대한 동작, 초기화 동작 기능을 포함한 동작 실행 기능을 수행하는 구동버튼부를 더 포함하는 것이다. According to one aspect of the present invention, the smart device includes a power supply unit that provides driving power; And a driving button unit that performs an operation execution function including an on/off operation of the power unit, an operation of the TFT-LCD or sensor unit, and an initialization operation function by a user's manipulation.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 스마트 디바이스는 상기 제어부의 제어에 따라 상기 스마트 디바이스의 통합 센서 데이터 중 온도, 습도를 포함한 환경 정보가 기 설정된 제1 임계치 이상인 경우에 상기 운용 장비 내 송풍팬의 온/오프 기능을 수행하고, 상기 환경 정보가 기 설정된 제2 임계치 이상인 경우에 운용 장비의 동작을 중지시키는 릴레이부를 더 포함하는 것이다. According to one aspect of the present invention, the smart device turns on the blower fan in the operating equipment when environmental information including temperature and humidity among the integrated sensor data of the smart device is greater than a preset first threshold under the control of the control unit. It further includes a relay unit that performs an /off function and stops operation of the operating equipment when the environmental information is higher than a preset second threshold.
상기 제어부는, 시간 동기를 위한 시간을 제공하는 시간 동기화 모듈; 상기 센서부로부터 수신되는 센서 데이터를 상기 시간 동기화 모듈에서 제공되는 시간과 함께 저장하는 데이터 저장 모듈; 상기 데이터 저장 모듈에 저장되어 있는 센서 데이터를 상기 시간 동기화 모듈에서 제공되는 시간에 통합 센서 데이터로 통합하여 상기 클라우드 서버로 제공하는 데이터 처리 모듈; 및 스마트 팩토리 기능을 지원하기 위해 탑재된 알고리즘을 실행하여 각 구성요소를 제어하는 알고리즘 실행 모듈을 포함하는 것이다. The control unit includes a time synchronization module that provides time for time synchronization; a data storage module that stores sensor data received from the sensor unit together with the time provided by the time synchronization module; a data processing module that integrates the sensor data stored in the data storage module into integrated sensor data at the time provided by the time synchronization module and provides the integrated sensor data to the cloud server; and an algorithm execution module that controls each component by executing the loaded algorithm to support the smart factory function.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 표준 프로로콜은, RS-232, RS-422, RS-485, I2C(Inter-Integrated Circuit)를 포함한 시리얼 통신 프로토콜인 것이다.According to one aspect of the present invention, the standard protocol is a serial communication protocol including RS-232, RS-422, RS-485, and I2C (Inter-Integrated Circuit).
전술한 본 발명의 과제 해결 수단에 의하면, 본 발명은 각종 센서, 디스플레이, 다양한 이종의 센서 프로토콜을 하나의 통합된 표준 프로토콜로 변환하여 제공할 수 있는 스마트 디바이스를 활용함으로써 스마트 팩토리 기능을 간편하고 저렴한 비용으로 구현할 수 있고, 스마트 팩토리의 전문가가 아니더라도 적은 인력으로 공장 내 많은 운용 장비를 관리할 수 있으며, 고가의 하드웨어 또는 소프트웨어를 도입하지 않더라도 스마트 디바이스를 이용하여 사용자 단말을 통해 센서 데이터의 모니터링과 비상 상황 발생시 사용자가 빠르게 비상 상황에 대한 이벤트를 인지할 수 있는 효과가 있다. According to the above-described means of solving the problem of the present invention, the present invention utilizes a smart device that can convert various sensors, displays, and various heterogeneous sensor protocols into one integrated standard protocol to provide a smart factory function in a simple and inexpensive way. It can be implemented at a low cost, and even if you are not a smart factory expert, you can manage a lot of operating equipment in the factory with a small number of people. Even without introducing expensive hardware or software, you can monitor sensor data and emergency situations through user terminals using smart devices. This has the effect of allowing users to quickly recognize emergency events when a situation occurs.
도 1은 종래 기술의 일 실시예에 따른 스마트 팩토리 시스템을 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 클라우드 컴퓨팅 기반의 스마트 팩토리 시스템의 구성을 설명하는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 클라우드 컴퓨팅 기반의 스마트 팩토리 시스템을 공장 현장 내에 적용한 상태를 설명하는 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 디바이스의 구성을 설명하는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 디바이스의 외관을 설명하는 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부의 구성을 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 클라우드 컴퓨팅 기반의 스마트 팩토리 시스템의 지역별 운용 상태를 설명하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 클라우드 서버의 모니터링 화면을 설명하는 예시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말에서의 모니터링 화면을 설명하는 예시도이다. 1 is a diagram illustrating a smart factory system according to an embodiment of the prior art.
Figure 2 is a block diagram illustrating the configuration of a cloud computing-based smart factory system according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is an example diagram illustrating the application of a cloud computing-based smart factory system in a factory site according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a block diagram illustrating the configuration of a smart device according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is an exemplary diagram explaining the appearance of a smart device according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a diagram explaining the configuration of a control unit according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a diagram explaining the regional operation status of a cloud computing-based smart factory system according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 is an example diagram illustrating a monitoring screen of a cloud server according to an embodiment of the present invention.
Figure 9 is an example diagram illustrating a monitoring screen in a user terminal according to an embodiment of the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Below, with reference to the attached drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly explain the present invention in the drawings, parts unrelated to the description are omitted, and similar parts are given similar reference numerals throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Throughout the specification, when a part is said to be “connected” to another part, this includes not only cases where it is “directly connected” but also cases where it is “electrically connected” with another element in between. . In addition, when a part is said to "include" a certain component, this does not mean excluding other components unless specifically stated to the contrary, but may further include other components and one or more other features. It should be understood that it does not exclude in advance the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
본 명세서에서 ‘단말’은 휴대성 및 이동성이 보장된 무선 통신 장치일 수 있으며, 예를 들어 스마트 폰, 태블릿 PC 또는 노트북 등과 같은 모든 종류의 핸드헬드(Handheld) 기반의 무선 통신 장치일 수 있다. 또한, ‘단말’은 네트워크를 통해 다른 단말 또는 서버 등에 접속할 수 있는 PC 등의 유선 통신 장치인 것도 가능하다. 또한, 네트워크는 단말들 및 서버들과 같은 각각의 노드 상호 간에 정보 교환이 가능한 연결 구조를 의미하는 것으로, 근거리 통신망(LAN: Local Area Network), 광역 통신망(WAN: Wide Area Network), 인터넷 (WWW: World Wide Web), 유무선 데이터 통신망, 전화망, 유무선 텔레비전 통신망 등을 포함한다. In this specification, a ‘terminal’ may be a wireless communication device that guarantees portability and mobility, and may be any type of handheld-based wireless communication device such as a smart phone, tablet PC, or laptop, for example. Additionally, the ‘terminal’ may be a wired communication device such as a PC that can connect to another terminal or server through a network. In addition, a network refers to a connection structure that allows information exchange between nodes such as terminals and servers, including a local area network (LAN), a wide area network (WAN), and the Internet (WWW). : World Wide Web), wired and wireless data communication networks, telephone networks, and wired and wireless television communication networks.
무선 데이터 통신망의 일례에는 3G, 4G, 5G, 3GPP(3rd Generation Partnership Project), LTE(Long Term Evolution), WIMAX(World Interoperability for Microwave Access), 와이파이(Wi-Fi), 블루투스 통신, 적외선 통신, 초음파 통신, 가시광 통신(VLC: Visible Light Communication), 라이파이(LiFi) 등이 포함되나 이에 한정되지는 않는다.Examples of wireless data communication networks include 3G, 4G, 5G, 3GPP (3rd Generation Partnership Project), LTE (Long Term Evolution), WIMAX (World Interoperability for Microwave Access), Wi-Fi, Bluetooth communication, infrared communication, and ultrasound. This includes, but is not limited to, communication, Visible Light Communication (VLC), LiFi, etc.
이하의 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 상세한 설명이며, 본 발명의 권리 범위를 제한하는 것이 아니다. 따라서 본 발명과 동일한 기능을 수행하는 동일 범위의 발명 역시 본 발명의 권리 범위에 속할 것이다.The following examples are detailed descriptions to aid understanding of the present invention and do not limit the scope of the present invention. Therefore, inventions of the same scope and performing the same function as the present invention will also fall within the scope of rights of the present invention.
또한, 본 발명의 각 실시예에 포함된 각 구성, 과정, 공정 또는 방법 등은 기술적으로 상호간 모순되지 않는 범위 내에서 공유될 수 있다.Additionally, each configuration, process, process, or method included in each embodiment of the present invention may be shared within the scope of not being technically contradictory to each other.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 클라우드 컴퓨팅 기반의 스마트 팩토리 시스템의 구성을 설명하는 블록도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 클라우드 컴퓨팅 기반의 스마트 팩토리 시스템을 공장 현장 내에 적용한 상태를 설명하는 예시도이다. Figure 2 is a block diagram illustrating the configuration of a cloud computing-based smart factory system according to an embodiment of the present invention, and Figure 3 is a block diagram showing the cloud computing-based smart factory system applied within a factory site according to an embodiment of the present invention. This is an example diagram explaining the state.
도 2 및 도 3을 참조하면, 클라우드 컴퓨팅 기반의 스마트 팩토리 시스템은 적어도 하나 이상의 스마트 디바이스(100), 클라우드 서버(200) 및 사용자 단말(300)을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 2 and 3, the cloud computing-based smart factory system includes, but is not limited to, at least one smart device 100, a cloud server 200, and a user terminal 300.
스마트 디바이스(100)는 스마트 팩토리의 기능을 지원하기 위한 것으로서, 공장 내 각종 운용 장비(10)에 부착되고, 이종의 센서 프로토콜을 하나의 통합된 표준 프로토콜로 변환하여 제공하며, 운용 장비(10)에 장착된 적어도 하나 이상의 센서로부터 센서 데이터를 수집하여 통합한 후 통합 센서 데이터를 클라우드 서버(200)로 제공한다. 여기서, 운용 장비(10)는 스마트팜 또는 공장 현장에서 운용되는 차량, 스마트IoT 단말, 단위 장비 또는 설비, 자동화기기, 냉장설비 등이 될 수 있다. The smart device 100 is intended to support the functions of the smart factory, is attached to various operating equipment 10 in the factory, converts heterogeneous sensor protocols into one integrated standard protocol, and provides operating equipment 10. After collecting and integrating sensor data from at least one sensor mounted on the , the integrated sensor data is provided to the cloud server 200. Here, the operating equipment 10 may be a vehicle operated at a smart farm or factory site, a smart IoT terminal, unit equipment or facilities, automation equipment, refrigeration equipment, etc.
클라우드 서버(200)는 네트워크를 통해 스마트 디바이스(100)로부터 전송되는 통합 센서 데이터를 수집하여 관리하고, 통합 센서 데이터를 분석하여 비정상 상황 발생시 비정상 상황이 발생한 운용 장비(10)의 식별 정보와 상태 정보를 포함한 이벤트 정보를 사용자 단말(300)에 제공한다. 이러한 클라우드 서버(200)는 온도, 습도 등의 센서 데이터 뿐만 아니라 센서에 의한 집계 데이터 등을 생산 관리 시스템, 품질 관리 시스템, 설비 관리 시스템, 에너지 관리 및 안전 관리 시스템, 물류 관리 시스템 등과 연계하여 스마트 팩토리의 데이터로 활용될 수 있도록 할 수 있다. The cloud server 200 collects and manages integrated sensor data transmitted from the smart device 100 through a network, and analyzes the integrated sensor data to provide identification information and status information of the operating equipment 10 in which the abnormal situation occurs when an abnormal situation occurs. Event information including is provided to the user terminal 300. This cloud server 200 connects not only sensor data such as temperature and humidity, but also aggregated data from sensors to a production management system, quality management system, facility management system, energy management and safety management system, and logistics management system to create a smart factory. It can be used as data.
클라우드 서버(200)는 스마트 디바이스(100)에 대한 ID, 설치 위치, 부착된 운용 장비 정보 등의 식별 정보를 저장하고, 스마트 디바이스별로 기 설정한 센서 목록과 전송 주기를 포함한 데이터 전송 방식을 설정하여 사용자 단말(300)로 제공한다. The cloud server 200 stores identification information such as ID, installation location, and attached operating equipment information for the smart device 100, and sets a data transmission method including a preset sensor list and transmission cycle for each smart device. It is provided to the user terminal 300.
클라우드 서버(200)는 일반적인 의미의 서버용 컴퓨터 본체일 수 있고, 그 외에 서버 역할을 수행할 수 있는 다양한 형태의 장치로 구현될 수 있다. 구체적으로, 클라우드 서버(200)는 통신 모듈(미도시), 메모리(미도시), 프로세서(미도시) 및 데이터베이스(미도시)를 포함하는 컴퓨팅 장치에 구현될 수 있는데, 스마트폰이나 TV, PDA, 태블릿 PC, PC, 노트북 PC 및 기타 사용자 단말 장치 등으로 구현될 수 있다. The cloud server 200 may be a server computer body in the general sense, or may be implemented as various types of devices that can perform the role of a server. Specifically, the cloud server 200 may be implemented in a computing device including a communication module (not shown), memory (not shown), processor (not shown), and database (not shown), such as a smartphone, TV, or PDA. , can be implemented in tablet PCs, PCs, laptop PCs, and other user terminal devices.
사용자 단말(300)은 네트워크를 통해 클라우드 서버(200) 또는 스마트 디바이스(100)와 통신하여 통합 센서 데이터를 실시간 모니터링하고, 이벤트 정보가 수신되면 해당 운용 장비의 상태 점검 기능을 수행한다. 이러한 사용자 단말(300)은 클라우드 서버(200)에서 제공하는 스마트 팩토리 기능에 대한 어플리케이션을 제공받아 실행하고, 해당 어플리케이션을 통해 스마트 디바이스(100)와 1:N 연결을 통해 사용자(또는 관리자)가 간편하게 센서 데이터를 모니터링할 수 있도록 한다. The user terminal 300 monitors integrated sensor data in real time by communicating with the cloud server 200 or the smart device 100 through a network, and performs a function of checking the status of the corresponding operating equipment when event information is received. This user terminal 300 receives and runs an application for the smart factory function provided by the cloud server 200, and through the application, the user (or administrator) can easily connect to the smart device 100 and 1:N. Allows monitoring of sensor data.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 디바이스의 구성을 설명하는 블록도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 디바이스의 외관을 설명하는 예시도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부의 구성을 설명하는 도면이다. Figure 4 is a block diagram explaining the configuration of a smart device according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is an exemplary diagram explaining the appearance of a smart device according to an embodiment of the present invention, and Figure 6 is a block diagram of the present invention. This is a diagram explaining the configuration of the control unit according to one embodiment.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 스마트 디바이스(100)는 각종 센서 기능, 디스플레이 기능, 통신 기능을 탑재한 디바이스로서, 통신부(110), 통신 인터페이스부(120), 센서부(130), 제어부(140), TFT-LCD(디스플레이부)(150), 전원부(160), 구동 버튼부(170) 및 릴레이부(180)를 포함하지만 이에 한정되지는 않는다.4 to 6, the smart device 100 is a device equipped with various sensor functions, display functions, and communication functions, and includes a communication unit 110, a communication interface unit 120, a sensor unit 130, and a control unit ( 140), TFT-LCD (display unit) 150, power unit 160, drive button unit 170, and relay unit 180, but is not limited thereto.
통신부(110)는 클라우드 서버(200)를 포함한 외부 장치와의 무선 통신을 수행하는 것으로서, 클라우드 서버(200) 또는 사용자 단말(300) 간의 송수신 신호를 패킷 데이터 형태로 제공하는 데 필요한 통신 인터페이스를 제공한다. 여기서, 통신부(110)는 다른 네트워크 장치와 유무선 연결을 통해 제어 신호 또는 데이터 신호와 같은 신호를 송수신하기 위해 필요한 하드웨어 및 소프트웨어를 포함하는 장치일 수 있다.The communication unit 110 performs wireless communication with external devices, including the cloud server 200, and provides a communication interface necessary to provide transmission and reception signals between the cloud server 200 or the user terminal 300 in the form of packet data. do. Here, the communication unit 110 may be a device that includes hardware and software necessary to transmit and receive signals such as control signals or data signals through wired or wireless connections with other network devices.
통신 인터페이스부(120)는 이종의 센서 프로토콜을 하나의 통합된 표준 프로토콜로 변환하여 제공하는데, 센서 연결을 위한 복수의 컨넥터를 포함한다. 이때, 표준 프로로콜은 RS-232, RS-422, RS-485, I2C(Inter-Integrated Circuit)를 포함한 시리얼 통신 프로토콜이 될 수 있다. 특히, RS-485 통신 프로토콜은 산업장비에서 많이 쓰이는 통신으로 제어부(140)와 통신하여 데이터를 송수신할 수 있다. I2 C통신 프로토콜은 산업장비나 외부에서 추가되는 센서 등의 데이터에 미리 정해둔 명령어를 통하여 간단하게 사용할 수 있는 직렬 통신 프로토콜이다.The communication interface unit 120 converts heterogeneous sensor protocols into one integrated standard protocol and includes a plurality of connectors for sensor connection. At this time, the standard protocol can be a serial communication protocol including RS-232, RS-422, RS-485, and I2C (Inter-Integrated Circuit). In particular, the RS-485 communication protocol is a communication widely used in industrial equipment and can transmit and receive data by communicating with the control unit 140. The I2 C communication protocol is a serial communication protocol that can be easily used through predefined commands for data from industrial equipment or externally added sensors.
센서부(130)는 통신 인터페이스부(120)를 통해 연결되어, 온도와 습도를 포함한 환경 정보를 감지하는 적어도 하나 이상의 센서를 포함한다. 센서부(130)는 온도 센서(PT-100, K-type 온도센서 등), 온습도 센서(SHT 10 등) 등을 포함할 수 있지만 이에 한정되지 않고, 진동 센서, 광센서, 전류 센서, 근접 센서, 위치 센서 등을 더 포함할 수 있다. The sensor unit 130 is connected through the communication interface unit 120 and includes at least one sensor that detects environmental information including temperature and humidity. The sensor unit 130 may include, but is not limited to, a temperature sensor (PT-100, K-type temperature sensor, etc.), a temperature and humidity sensor (SHT 10, etc.), and may include a vibration sensor, an optical sensor, a current sensor, and a proximity sensor. , a position sensor, etc. may be further included.
제어부(140)는 센서부(130)에서 감지된 센서 데이터를 통합하여 통합 센서 데이터의 제공 기능을 수행하고, 스마트 디바이스(100) 내 각 구성요소 제어를 위한 알고리즘을 탑재하고 있다. 이러한 제어부(140)는 와이파이, 블루투스 등의 근거리 통신 모듈을 위한 통신부(110)가 내장될 수 있고, 근거리 통신망을 통해 클라우드 서버(200)로 데이터를 전송할 수 있다.The control unit 140 performs a function of providing integrated sensor data by integrating sensor data detected by the sensor unit 130, and is equipped with an algorithm for controlling each component within the smart device 100. This control unit 140 may have a built-in communication unit 110 for short-range communication modules such as Wi-Fi and Bluetooth, and may transmit data to the cloud server 200 through a short-range communication network.
따라서, 스마트 디바이스(100)와 클라우드 서버(200) 사이에는 액세스 포인트(Access Point, AP)(250)가 배치되고, AP(250)는 스마트 디바이스(100)와 와이파이로 연결되고, 무선 인터넷을 통해 클라우드 서버(200)와 접속하여 데이터 전송의 중계 역할을 수행한다. Therefore, an access point (AP) 250 is placed between the smart device 100 and the cloud server 200, and the AP 250 is connected to the smart device 100 via Wi-Fi and via wireless Internet. It connects to the cloud server 200 and acts as a relay for data transmission.
종래의 통합 센서 디바이스들은 하드웨어에 프로그램되어 있는 센서의 프로토콜만 처리가 가능하거나, 센서의 종류와 업체에서 제공하는 사양에 맞게 펌웨어를 수정하여 센서를 장착해야 하는 불편함이 있었다. 이때, 펌웨어를 수정하여 센서를 장착할 경우에, 공장 현장에서 운용중인 운용 장비를 정지시키는 상황이 발생하기도 하기 때문에 생산 관리, 물류 관리, 품질 관리 등에 차질이 생길 수 있다. Conventional integrated sensor devices can only process the sensor protocol programmed in hardware, or there is the inconvenience of having to install the sensor by modifying the firmware to suit the type of sensor and specifications provided by the company. At this time, when installing a sensor by modifying the firmware, a situation may occur in which operating equipment in operation at the factory site is stopped, which may cause disruptions in production management, logistics management, and quality control.
그러나, 본 발명에서는 센서의 프로토콜이 달라도 표준 프로토콜을 사용하는 센서는 모두 연결하여 클라우드서버에서 새롭게 연결되는 센서의 프로토콜에 맞는 통신 설정이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명의 추가적인 전원부(160)는 스마트 디바이스(100)에 필요한 구동 전원을 제공한다. 이때, 전원부(160)는 배터리의 잔량을 체크하여 기 설정된 임계치 이하인 경우에, TFT-LCD(150)나 통신부(110) 등에 소요되는 전력을 줄이고, 센서부(130)와 제어부(140)의 필요한 최소 기능만 실행되도록 절전 모드를 수행할 수 있다. However, in the present invention, even if the sensor protocol is different, all sensors using the standard protocol can be connected to establish communication settings that match the protocol of the newly connected sensor in the cloud server. Accordingly, the additional power supply unit 160 of the present invention provides the driving power required for the smart device 100. At this time, the power unit 160 checks the remaining battery power and, if it is below a preset threshold, reduces the power required for the TFT-LCD 150 or the communication unit 110, and performs the necessary functions of the sensor unit 130 and the control unit 140. Power saving mode can be performed so that only minimal functions are run.
구동 버튼부(170)는 사용자의 조작에 의해 전원부(160)의 온/오프 동작, TFT-LCD(150) 또는 센서부(130)에 대한 동작, 초기화 동작 기능을 포함한 동작 실행 기능을 수행한다. The drive button unit 170 performs operation execution functions including an on/off operation of the power unit 160, an operation for the TFT-LCD 150 or the sensor unit 130, and an initialization operation function by the user's manipulation.
릴레이부(180)는 제어부(140)의 제어에 따라 비정상 상황 발생시 운용 장비의 자동 온/오프 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 릴레이부(180)는 통합 센서 데이터 중 온도, 습도를 포함한 환경 정보가 기 설정된 제1 임계치 이상인 경우에 운용 장비 내 송풍팬의 온/오프 기능을 수행하고, 환경 정보가 기 설정된 제2 임계치 이상인 경우 또는 부속품의 교체 주기에 도달한 경우에 운용 장비(10)의 동작을 중지시킬 수 있다. The relay unit 180 can perform an automatic on/off function of the operating equipment when an abnormal situation occurs under the control of the control unit 140. For example, the relay unit 180 performs an on/off function of the blowing fan in the operating equipment when the environmental information including temperature and humidity among the integrated sensor data is greater than a preset first threshold, and the environmental information is set to the preset first threshold. 2 If the value is above the threshold or the replacement cycle of accessories has been reached, the operation of the operating equipment 10 can be stopped.
또한, 릴레이부(180)는 센서부(130)의 센서들 중 고장이 발생한 센서에 대한 센서 기능을 오프시키고, 해당 라인에 정상 상태의 센서가 추가되는 경우에 센서 기능을 온시킬 수 있다. Additionally, the relay unit 180 may turn off the sensor function for a sensor in a malfunction among the sensors of the sensor unit 130 and turn on the sensor function when a sensor in a normal state is added to the corresponding line.
케이스(101)는 통신부(110), 통신 인터페이스부(120), 센서부(130), 제어부(140), TFT-LCD(150), 전원부(160), 구동 버튼부(170) 및 릴레이부(180)를 모두 내장할 수 있는 내부 공간을 갖으며, 온도, 습도, 충격 및 진동에 강한 재질로 형성된다. Case 101 includes a communication unit 110, a communication interface unit 120, a sensor unit 130, a control unit 140, a TFT-LCD (150), a power unit 160, a driving button unit 170, and a relay unit ( 180), and is made of a material that is resistant to temperature, humidity, shock, and vibration.
한편, 스마트 디바이스(100)는 현재 상태를 표시하는 LED들을 더 포함할 수 있다. Meanwhile, the smart device 100 may further include LEDs that display the current status.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 제어부(140)는 시간 동기화 모듈(141), 데이터 저장 모듈(142), 데이터 처리 모듈(143) 및 알고리즘 실행 모듈(144)을 포함하지만 이에 한정되지는 않는다. Meanwhile, as shown in FIG. 6, the control unit 140 includes, but is not limited to, a time synchronization module 141, a data storage module 142, a data processing module 143, and an algorithm execution module 144. .
시간 동기화 모듈(141)은 시간 동기를 위한 시간을 제공하고, 데이터 저장 모듈(142)은 센서부(130)로부터 수신되는 센서 데이터를 시간 동기화 모듈(141)에서 제공되는 시간과 함께 저장한다. The time synchronization module 141 provides time for time synchronization, and the data storage module 142 stores sensor data received from the sensor unit 130 together with the time provided by the time synchronization module 141.
데이터 처리 모듈(143)은 데이터 저장 모듈에 저장되어 있는 센서 데이터를 시간 동기화 모듈에서 제공되는 시간에 통합 센서 데이터로 통합하여 기 설정된 전송주기마다 클라우드 서버(200)로 제공한다.The data processing module 143 integrates the sensor data stored in the data storage module into integrated sensor data at the time provided by the time synchronization module and provides it to the cloud server 200 at a preset transmission cycle.
알고리즘 실행 모듈(144)은 클라우드 컴퓨팅 기반의 스마트 팩토리 시스템의 스마트 팩토리 기능을 지원하기 위한 알고리즘을 실행하여 각 구성요소를 제어한다. 알고리즘 실행 모듈(144)은 스마트 디바이스(100)에 연결된 센서를 구동하기 위한 알고리리즘, 통신 인터페이스부(120)를 통한 센서의 통신 설정 기능을 위한 알고리즘, 트리거 기능의 릴레이부(180)를 동작시키기 위한 알고리즘, 센서 데이터 처리 및 통신을 위한 알고리즘 등을 적절히 실행할 수 있고, 각 알고리즘을 주기적으로 업데이트할 수 있다. 특히, 알고리즘 실행 모듈(144)은 센서 데이터 중 비정상 상황을 알리는 센서 데이터가 있는 경우에 전송 주기와 상관없이 해당 센서 데이터를 클라우드 서버(200)로 바로 전송하도록 할 수 있다. The algorithm execution module 144 controls each component by executing an algorithm to support the smart factory function of the cloud computing-based smart factory system. The algorithm execution module 144 operates an algorithm for driving a sensor connected to the smart device 100, an algorithm for the communication setting function of the sensor through the communication interface unit 120, and a relay unit 180 with a trigger function. Algorithms for processing, sensor data processing, and communication can be appropriately executed, and each algorithm can be updated periodically. In particular, if there is sensor data indicating an abnormal situation among the sensor data, the algorithm execution module 144 may transmit the sensor data directly to the cloud server 200 regardless of the transmission cycle.
이때, 메모리(미도시)는 클라우드 컴퓨팅 기반의 스마트 팩토리 시스템의 스마트 팩토리 기능을 지원하기 위한 모든 알고리즘을 저장하고, 데이터 저장 모듈(142)에서 처리하는 데이터를 일시적 또는 영구적으로 저장하는 기능을 수행한다. 여기서, 메모리는 휘발성 저장 매체(volatile storage media) 또는 비휘발성 저장 매체(non-volatile storage media)를 포함할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.At this time, the memory (not shown) stores all algorithms to support the smart factory function of the cloud computing-based smart factory system and performs the function of temporarily or permanently storing data processed by the data storage module 142. . Here, the memory may include volatile storage media or non-volatile storage media, but the scope of the present invention is not limited thereto.
상술한 모듈들은 본 발명을 설명하기 위한 일 실시예일 뿐, 이에 한정되지 않고 다양한 변형으로 구현될 수 있다. 또한, 알고리즘의 적어도 일부는 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어 또는 이들 중 적어도 둘 이상의 조합으로 구현될 수 있으며, 하나 이상의 기능을 수행하기 위한 모듈, 프로그램, 루틴, 명령어 세트 또는 프로세스를 포함할 수 있다.The modules described above are only an example for explaining the present invention, and are not limited thereto and may be implemented in various modifications. Additionally, at least a portion of the algorithm may be implemented in software, firmware, hardware, or a combination of at least two or more thereof, and may include a module, program, routine, instruction set, or process for performing one or more functions.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 클라우드 컴퓨팅 기반의 스마트 팩토리 시스템의 지역별 운용 상태를 설명하는 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 클라우드 서버의 모니터링 화면을 설명하는 예시도이며, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말에서의 모니터링 화면을 설명하는 예시도이다. FIG. 7 is a diagram illustrating the regional operation status of a cloud computing-based smart factory system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is an exemplary diagram illustrating a monitoring screen of a cloud server according to an embodiment of the present invention. , Figure 9 is an example diagram illustrating a monitoring screen in a user terminal according to an embodiment of the present invention.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 클라우드 서버(200)는 스마트 디바이스(100)를 통해 지역별 공장 현장 내 각종 센서 데이터를 수집할 수 있고, 스마트 디바이스(100)가 부착된 운용 장비의 상태 및 환경 정보(온도, 습도 등)를 수집하여 관리할 수 있다. 이러한 클라우드 서버(200)는 지역별 산재되어 있는 공장, 공장별 운용 장비들에 대한 데이터를 체계적으로 구분하여 관리할 수 있다. Referring to FIGS. 7 to 9, the cloud server 200 can collect various sensor data within the factory site for each region through the smart device 100, and status and environmental information of the operating equipment to which the smart device 100 is attached. (temperature, humidity, etc.) can be collected and managed. This cloud server 200 can systematically classify and manage data on factories scattered across regions and operating equipment for each factory.
이때, 스마트 디바이스(100)는 서버 API 통신을 통해 클라우드 서버(200)로 센서 목록을 요청하고, 서버에서 설정한 전송주기마다 통합 센서 데이터를 전송한다. 한편, 클라우드 서버(200)는 스마트 디바이스(100)의 요청에 따라 센서 목록을 제공하고, 전송 주기 등의 데이터 통신 방식을 전송한다. 또한, 클라우드 서버(200)는 디바이스(100)로 릴레이 동작 조건(온도/습도의 임계치, 운용 장비의 부속품 교체 주기 등)을 설정한 후 릴레이 동작 상태를 전송한다 At this time, the smart device 100 requests a sensor list from the cloud server 200 through server API communication and transmits integrated sensor data at each transmission cycle set by the server. Meanwhile, the cloud server 200 provides a list of sensors upon request from the smart device 100 and transmits data communication methods such as transmission cycles. In addition, the cloud server 200 sets relay operation conditions (temperature/humidity threshold, replacement cycle of operating equipment accessories, etc.) to the device 100 and then transmits the relay operation status.
도 7에 도시된 바와 같이, 클라우드 서버(200)는 사용자 단말(300)이 접속하면, 사용자 단말(300)이 허가된 사용자인지를 인증한 후에 사용자 접속 권한에 따라 센서 데이터의 실시간 모니터링이 가능한 공장 전체, 제한된 공장 사이트, 공장 사이트 내 제한된 운용 장비 등에 대한 웹페이지를 제공한다. 따라서, 사용자 단말(300)에서는 도 8에 도시된 바와 같이, 운용 장비(10)에 설치된 스마트 디바이스(100)가 정상적으로 동작하는지를 확인할 수 있으며, 스마트 디바이스(100)에서 전송되는 센서 데이터를 실시간 모니터링할 수 있어 사고나 위험 상황에 대한 이벤트에 빠르게 대처할 수 있다. As shown in FIG. 7, when the user terminal 300 connects, the cloud server 200 is a factory capable of real-time monitoring of sensor data according to the user access authority after authenticating whether the user terminal 300 is an authorized user. Provides web pages for all, limited factory sites, and limited operating equipment within the factory site. Therefore, as shown in FIG. 8, the user terminal 300 can check whether the smart device 100 installed on the operating equipment 10 is operating normally, and can monitor sensor data transmitted from the smart device 100 in real time. This allows you to quickly respond to accidents or dangerous situations.
사용자 단말(300)은 클라우드 서버(200)에서 제공하는 스마트 팩토리 기능에 대한 어플리케이션을 통해 센서 데이터에 대한 저장, 엑셀 또는 그래프 등을 이용한 보고서 출력 기능, 위험 알림에 대한 이벤트 정보 출력 기능을 수행할 수 있다. The user terminal 300 can store sensor data, output reports using Excel or graphs, and output event information for risk notifications through an application for the smart factory function provided by the cloud server 200. there is.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 이러한 기록 매체는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함하며, 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체를 포함하며, 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다.The embodiments of the present invention described above can also be implemented in the form of a recording medium containing instructions executable by a computer, such as program modules executed by a computer. Such recording media includes computer-readable media, which can be any available media that can be accessed by a computer and includes both volatile and non-volatile media, removable and non-removable media. Computer-readable media also includes computer storage media, both volatile and non-volatile implemented in any method or technology for storage of information such as computer-readable instructions, data structures, program modules, or other data. , includes both removable and non-removable media.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The description of the present invention described above is for illustrative purposes, and those skilled in the art will understand that the present invention can be easily modified into other specific forms without changing the technical idea or essential features of the present invention. will be. Therefore, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive. For example, each component described as single may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may also be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the claims described below rather than the detailed description above, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention. do.
100 : 스마트 디바이스
110 : 통신부
120 : 통신 인터페이스부
130 : 센서부
140 : 제어부
150 : TFT-LCD
160 : 전원부
170 : 구동 버튼부
180 : 릴레이부
200 : 클라우드 서버
300 : 사용자 단말100: Smart device
110: Department of Communications
120: Communication interface unit
130: sensor unit
140: control unit
150: TFT-LCD
160: power unit
170: Driving button part
180: relay unit
200: Cloud server
300: user terminal
Claims (3)
공장 내 운용 장비에 부착되어, 이종의 센서 프로토콜을 하나의 통합된 표준 프로토콜로 변환하여 제공하고, 상기 운용 장비에 장착된 적어도 하나 이상의 센서로부터 센서 데이터를 수집하여 통합한 후 통합 센서 데이터를 제공하는 적어도 하나 이상의 스마트 디바이스;
네트워크를 통해 상기 스마트 디바이스로부터 전송되는 통합 센서 데이터를 수집하여 관리하고, 상기 통합 센서 데이터를 분석하여 비정상 상황 발생시 비정상 상황이 발생한 운용 장비의 식별 정보와 상태 정보를 포함한 이벤트 정보를 제공하는 클라우드 서버; 및
상기 네트워크를 통해 클라우드 서버 또는 스마트 디바이스와 연결되고, 상기 통합 센서 데이터를 실시간 모니터링하며, 상기 이벤트 정보가 수신되면 해당 운용 장비의 상태 점검 기능을 수행하는 사용자 단말;
상기 스마트 디바이스는,
시간 동기를 위한 시간을 제공하는 시간 동기화 모듈; 센서부로부터 수신되는 센서 데이터를 상기 시간 동기화 모듈에서 제공되는 시간과 함께 저장하는 데이터 저장 모듈; 상기 데이터 저장 모듈에 저장되어 있는 상기 센서 데이터를 상기 시간 동기화 모듈에서 제공되는 시간에 상기 통합 센서 데이터로 통합하여 상기 클라우드 서버로 제공하는 데이터 처리 모듈; 및 스마트 팩토리 기능을 지원하기 위해 탑재된 알고리즘을 실행하여 각 구성요소를 제어하는 알고리즘 실행 모듈;로 된 제어부;를 포함하고,
상기 클라우드 서버는,
상기 스마트 디바이스에 대한 고유 식별 정보를 저장하고, 상기 스마트 디바이스별로 기 설정한 센서 목록과 전송 주기를 포함한 데이터 전송 방식을 설정하며,
상기 사용자 단말이 접속시 사용자 인증을 수행한 후 사용자 단말의 접속 권한에 따라 센서 데이터의 실시간 모니터링이 가능한 웹페이지를 제공하는 클라우드 컴퓨팅 기반의 스마트 팩토리 시스템. In a cloud computing-based smart factory system,
It is attached to the operating equipment in the factory, converts heterogeneous sensor protocols into one integrated standard protocol, collects and integrates sensor data from at least one sensor mounted on the operating equipment, and provides integrated sensor data. At least one smart device;
A cloud server that collects and manages integrated sensor data transmitted from the smart device through a network, analyzes the integrated sensor data, and provides event information including identification information and status information of the operating equipment in which the abnormal situation occurs when an abnormal situation occurs; and
A user terminal that is connected to a cloud server or smart device through the network, monitors the integrated sensor data in real time, and performs a status check function of the corresponding operating equipment when the event information is received;
The smart device is,
a time synchronization module that provides time for time synchronization; a data storage module that stores sensor data received from the sensor unit together with the time provided by the time synchronization module; a data processing module that integrates the sensor data stored in the data storage module into the integrated sensor data at the time provided by the time synchronization module and provides the integrated sensor data to the cloud server; and a control unit consisting of an algorithm execution module that controls each component by executing an algorithm mounted to support the smart factory function,
The cloud server is,
Stores unique identification information for the smart device, sets a data transmission method including a preset sensor list and transmission cycle for each smart device,
A smart factory system based on cloud computing that performs user authentication when the user terminal connects and then provides a web page that allows real-time monitoring of sensor data according to the access rights of the user terminal.
상기 스마트 디바이스와 상기 클라우드 서버 사이에는 액세스 포인트가 배치되고, 상기 액세스 포인트는 상기 스마트 디바이스와 와이파이로 연결되고, 무선 인터넷을 통해 상기 클라우드 서버와 접속하여 데이터 전송의 중계 역할을 수행하는 것을 특징으로 하는 클라우드 컴퓨팅 기반의 스마트 팩토리 시스템.According to paragraph 1,
An access point is placed between the smart device and the cloud server, and the access point is connected to the smart device via Wi-Fi, and connects to the cloud server through wireless Internet to serve as a relay for data transmission. Smart factory system based on cloud computing.
상기 스마트 디바이스는,
상기 클라우드 서버를 포함한 외부 장치와의 무선 통신을 수행하는 통신부;
상기 이종의 센서 프로토콜을 상기 하나의 통합된 표준 프로토콜로 변환하여 제공하는 통신 인터페이스부;
상기 통신 인터페이스부를 통해 연결되어, 온도와 습도를 포함한 환경 정보를 감지하는 적어도 하나 이상의 센서를 포함하는 상기 센서부;
상기 센서부에서 감지된 상기 센서 데이터를 통합하여 상기 통합 센서 데이터의 제공 기능을 수행하고, 상기 스마트 디바이스 내 각 구성요소 제어를 위한 상기 알고리즘이 탑재된 상기 제어부; 및
사용자의 입력 명령에 따라 상기 센서부에서 추가 또는 삭제되는 센서에 대한 통신 설정 기능을 수행하고, 상기 제어부의 제어에 따른 데이터를 표시하는 TFT-LCD를 포함하는 것을 특징으로 하는 클라우드 컴퓨팅 기반의 스마트 팩토리 시스템. According to paragraph 1,
The smart device is,
a communication unit that performs wireless communication with external devices including the cloud server;
a communication interface unit that converts the heterogeneous sensor protocols into the single integrated standard protocol and provides it;
The sensor unit is connected through the communication interface unit and includes at least one sensor that detects environmental information including temperature and humidity;
The control unit performs a function of providing the integrated sensor data by integrating the sensor data detected by the sensor unit, and is equipped with the algorithm for controlling each component in the smart device; and
A cloud computing-based smart factory that performs a communication setting function for sensors added or deleted in the sensor unit according to a user's input command and includes a TFT-LCD that displays data according to the control of the control unit. system.
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