특 별 기 고 Special contribution 근거리무선통신 (NFC) 을활용한스마트시설물관리시스템구현 함진각주무관서울특별시상수도사업본부 jgham63@seoul.go.kr 최근 UNS(Ubiquitous Sensor Network) 기술개발이증진되면서플랜트설비를최첨단 USN 기반의플랜트로구축하고자한다. 그러나관공서, 국영기업체에서운영하고있는플랜트설비인가스, 화학공장, 발전소, 정수장등대형플랜트의토목, 건축, 기계, 전기등시설물에대하여 UNS 기반의플랜트를구축하기에는막대한초기투자비용이걸림돌이되고있다. 따라서, 시설물관리자가시설물작동상태등이상유무를판단하기위한유관점검시시설물의유지관리를효율적으로하기위한방법으로근거리무선통신방법을이용한시설물유지관리시스템을소개하기로한다. 관공서, 국영기업체에서는플랜트설비를준공한후시설물관리자가시설물유지관리를위하여종이로된비표준화된시설물관리대장보유하고있거나, 또는조금더체계적이고진보적으로관리하는방법으로는시설물정보를표준화시켜시설물을전산화하여정보시스템으로관리하고있다. 그러나시설물에대한점검및보수이력관리를아직까지는일반적으로종이문서로관리하고있어시설물의고장, 교체, 수리이력관리를시설물관리대장 108 계장기술
근거리무선통신 (NFC) 을활용한스마트시설물관리시스템구현 에수기로기재하여야하는불편함이있으며, 미기재시이력정보부재로인한시설물이력단절로시설물관리에어려움이있다. 또한수기로기재된시설물관리대장의이력데이터가분산관리되어별도로가공처리하여야만정보로서효용가치가발생되는비효율적인방법으로시설물을유지관리하고있다. 따라서공정별, 위치별로시설물에대하여표준화및전산화하여각각의시설물에대한특성정보를웹방식을도입, 정보시스템으로구현하여네트워크가구축된장소에서는운영자 PC를통하여시설물의정보를확인할수있으며, 또한시설물점검관리시각각의시설물의고유번호가입력된 NFC Tag 가부착된시설물을스마트폰과의근거리무선통신을이용, 스마트폰앱을통하여시설물에대한속성정보를확인할수있으며, 시설물의점검결과및보수이력을기재하고점검결과를네트워크에연결된 DB 서버에전송하고, 전송된점검결과를웹서버를통하여언제어디서나확인할수있도록시스템을구축함으로써시설물보수개량시중요정보로활용하여시설물유지관리의효율성향상과경영혁신을통한기업이윤증진에큰토대가될수있을것이다. 1. 근거리무선통신 (NFC) 을활용한스마트시설물관리시스템가. 시스템의개요스마트시설물관리시스템은수도사업소및정수센터마다분산관리되어온시설물데이터를통합관리하고, 시설물코드의표준화를통해데이터를체계적으로관 리하도록하고, NFC(Near Field Communication) 를도입하여스마트폰에서 NFC의시설물데이터를인식하고, 스마트폰의앱을시설물이력정보를검색하고운영상태를기록한후 PC를통한동기화가되도록함으로써, 유지관리의편의성을갖추도록설계되어있다. 데이터는범용 DBMS를사용해통합서버와데이터를주고받으며, 타시스템과의유기적인연동기능을제공하고있으며, 각수도사업소및정수장의시설물관리를위한데이터는통합서버및 DB와연동을통해가져오며, 이데이터를모바일점검장비에다운로드하여시설물을점검 / 관리하고, 이를통합서버및 DB에업로드한다. 또한시설물의신설및변경시, 시설물데이터의입 / 출력을업무관리자의화면을통하여자유롭게입출력하는기능을제공한다. 각수도사업소및정수장의시설물을효율적으로점검, 관리하기위한관리대장표준화를제공한다. 관리대상설비에대한점검이력정보를제공하며, 불요불급한유지관리비용지출을억제하고해당설비의수명을극대화할수있도록한다. 시설물관리프로그램은범용프로그램언어 (ex. C++, C#) 로구성되어타언어로의개발및이식이가능하도록한다. 동일 OS의타하드웨어제품으로이식이가능하도록한다. (ex. IBM 서버-Windows SERVER 2008, HP 서버-Windows SERVER 2008) SSO(Single Sign On) 을적용하여, 기존에설치된타시스템과통합로그인이가능하도록하며, 시설물코드와관리대장의표준화를적용하여각수도사업소및정수장의시설물추가 / 변경관리에유연하게대처가가능하도록하며, 데이터관리의효율을높일수있도록한다. 2014. 7 109
특별기고 Special contribution 나. 시스템의구성도 1) H/W 의구성도 NFC 정보전송 내부행정망 NFC 정수센터 수도사업소 웹 / DB 서버 시설물 ( 수배전반, 펌프, 기타 ) 2) S/W 의구성도 DB 서버 WEB 서버 일반현황 건물정보관리, 도면관리 설비관리계통관리 / 설비내역 공사관리공사관리입력 / 조회 이력관리점검이력 / 설비이력 시스템관리 사용자관리 공지사항 도움말, 로그, 에러코드관리 통합 / 정수장별사용자관리 공지사항 정수장 / 사업소운영 PC [ 점검관리 ] - 시설물점검, 점검이력관리 [ 설비관리 ] - 설비분류및 Data 관리 USB 연결 스마트폰 (Galaxy Note) 110 계장기술
근거리무선통신 (NFC) 을활용한스마트시설물관리시스템구현 다. 시스템의구성및사양 구분명칭사양 H/W 시설물 Web 서버 모바일단말기 ( 삼성갤럭시노트 ) CPU : E5606 2.13GHz 1P 4C Memory : 8GB memory HDD : 500GB 3 OS : Windows 2008 Std 플랫폼 : 안드로이드 2.3( 진저브레드 ) 디스플레이 : 5.3 inch 메모리 : 16GB 내장메모리, 외장메모리 NFC : NFC Connectivity 지원 구분프로그램명용도기타 OS 서버응용프로그램 Windows 2008 Server (64bit) Tomcat 7.0 JAVA SE 6.X IIS 7.0 OS 인터넷서버실행 서비스실행파일 이미지호스팅서버실행 Microsoft Sun Microsoft 상용 S/W 개발 SW NFC 메탈태그 태그종류 : NFC 메탈태그프로토콜 : ISO 14443A 주파수 : 13.56MHZ 백신 V3(WEB 서버, 1 개, 2 년라이센스기준 ) NFC SW DB 동기화 SW 모바일환경설정, 시설현황, 개별시설내역, 설비별점검목록조회, 점검결과등록, 연락처조회 동기화환경설정, 동기화현황조회, 데이터동기기능 < 웹서버설명 > 스마트시설물관리시스템에접속되며, 이때초기화면이나타나며, 아이디와비밀번호를텍스트박스에입력하고 [LOGIN] 버튼을클릭하면로그인이된다. 스마트시설물관리시스템로그인이되면상단의메 데이터분석 기전시설물데이터분석 라. 시스템의기능 1) Web Server 웹브라우저를실행하고, URL 주소창에 http://,,, 를입력하면, 스마트시설관리시스템에접속되며, 이를통해, 본부및정수장, 수도사업소의등록된시설물을관리할수있다. 스마트폰을이용하여시설물을점검하고, 이력을기록하며, 해당시설물의이력및점검정보를웹브라우저를통해확인할수있다. 스마트시설물관리시스템을운영하기위한웹서버는아래와같이 OS 및응용프로그램으로구성되어있다. 인메뉴를통해기능별화면이동이가능하며, 좌측의메뉴를통해사업소및정수장별메뉴이동이가능하다. 상단메뉴구성도 일반현황 설비관리 공사관리 이력관리 시스템관리 사용자관리 공지사항 개요계통정보 설비내역 공사대장조회 설비이력점검이력경향분석주기관리 도움말로그 / 에러관리 사용자등록 공지내역 스마트시설물관리시스템이상단메뉴와좌측메뉴로 2014. 7 111
특별기고 Special contribution 좌측메뉴구성도 상수도사업본부수도사업소아리수정수센터상수도연구원수도자재관리센터 강남수도사업소강동수도사업소강서수도사업소남부수도사업소동부수도사업소북부수도사업소 상수도사업본부수도사업소아리수정수센터상수도연구원수도자재관리센터 경영관리부요금관리부생산부급수부시설관리부 상수도사업본부수도사업소아리수정수센터상수도연구원수도자재관리센터 강북정수센터광암정수센터구의정수센터뚝도정수센터암사정수센터영등포정수센터 서부수도사업소 중부수도사업소 구성되며, 좌측메뉴는조직도와같이구성하였다. 상단메뉴는크게 6개로구성되어있으며, 내용은일반현황, 설비관리, 공사관리, 이력관리, 시스템관리, 사용자관리, 공지사항이다. 다음은각메뉴에대한설명이다. 일반현황은시설물개요와계통정보로구성되며, 계통정보는정수장인경우착수정, 혼화지, 응집지, 여과지, 오존접촉동, 활성탄흡착지, 염소투입동, 정수지등공정별로구성되어있다. 또한수도사업소의경우관할수도사업소에속해있는배수지, 가압장, 증압장의정보를표출하게되어있다. 설비관리는해당설비정보조회페이지로기관구분, 가동유무, 설비구분, 설비분류, 선택박스에서조회하고, 상세설비명, 설비명텍스트박스에내용을입력한후 [ 검색 ] 버튼을클릭하면해당정보에대한내용을조회할수있다. 공사관리는공사대자명클릭시공사대장의상세페이지로이동하며공사구분, 계약유형에따라해당정보에대한내용을조회할수있다. 이력관리는설비이력, 점검이력, 경향분석, 주기관리로구분되며, 설비이력은개벌시설물의이력정보가나타난다. 또한점검이력은스마트폰을이용하여시설 물을점검한이력을나타낸다. 시스템관리, 사용자관리, 공지사항은일반적인내용으로생략하기로한다. 2) 윈도우어플리케이션프로그램윈도우어플리케이션프로그램은업무용 PC와스마트폰의시설물관리시스템 App. 의데이터통신을위한프로그램으로, 스마트시설물관리시스템의설비관리에있는시설정보를 USB 케이블을통하여스마트폰으로다운로드하고, 스마트폰으로시설물을점검한후, 점검한결과를 USB 케이블을통하여 PC로업로드할수있는응용프로그램이다. 프로그램실행프로그램설치가완료된후, 바탕화면에생성된스마트시설관리시스템아이콘을클릭하여, 프로그램을실행하고, 이를통해스마트폰에시설물점검데이터를업로드하거나, 점검된시설물데이터를다운로드할수있다. 프로그램화면설명연결여부는 USB 케이블을통하여스마트폰과운영 112 계장기술
근거리무선통신 (NFC) 을활용한스마트시설물관리시스템구현 자 PC 가연결되면연결여부박스에연결되었습니다라 고표시된다. 정보검색은스마트폰과운영 PC가 USB 케이블을통하여연결이완료된상태에서스마트폰을통해표출된시설물점검항목에대한데이터가컴퓨터의금일점검내역에관한정보로화면에표출된다. 점검정보전송은시설물점검자가스마트폰에시설물에대한상태를기록한시설물의상태정보를스마트시설물관리시스템 DB서버에업로드하는것이며, 모바일전송은스마트시설물관리시스템의설비관리정보를스마트폰에다운로드하는기능이다. 3) 스마트시설물관리 Mobile App Mobile App 실행 하여시설물에대한정보를표출한다. 모바일앱의메인화면은그림과같이일상점검, 점검관리, 이력관리, 시설물읽기, 금일점검내역, 시설물 DB, 내보내기와같이 7개메뉴로구성되어있다. 일상점검은매일점검하는시설물을그룹핑한 NFC 태그에대한정보확인및조회기능이며, 점검관리는과거시설물점검에대한내용에대해정보확인및조회기능이며, 이력관리는과거시설물점검에대한내용에대해저장및수정이가능한기능이며, 시설물읽기는일상점검 NFC 태그인식화면으로이동하는기능이며, 금일점검내역은금일점검내역에대한내용에대해정보확인및조회기능이며, 시설물DB는시설물DB 에대한정보를컴퓨터와연동하여모바일로데이터를 import 및저장하는기능이다. 또한내보내기는시설물DB에대한정보를컴퓨터로 export 하는기능이다. 바탕화면앱로딩앱로그인시설물점검준비 Mobile App 설명스마트폰으로시설물의 NFC 태그를인식하게되면인식한 NFC 태그의시설물정보를스마트폰의앱을통 4) NFC TAG Reader / Writer 스마트시설물관리시스템에서사용되는 NFC 태그에시설물의고유정보를저장하거나, 저장된정보를확인하기위한장비이다. NFC TAG 에기록할정보 Text : 스마트폰을태그에접촉했을때, 문자열정 2014. 7 113
특별기고 Special contribution 보가표시되도록할때사용 URI : 스마트폰을태그에접촉했을때, 웹페이지로연결하고자할때사용 Sp : SMS, 북마크등, 특수한기능이연결되도록할때사용 vcard : 전자명함으로사용하고자할때사용 Add : 기록하고자하는정보를추가하는기능 5) NFC TAG 스마트시설물관리시스템의설비관리메뉴에서생성 되는설비의고유번호 (Text) 를 NFC TAG Reader / Writer를통하여해당설비의고유번호를기록하여수도사업소, 정수센터의기계, 전기시설물에부착하여스마트폰의 NFC 기능을통하여시설물의정보를인식할수있도록한다. 마. 스마트시설물관리시스템의업무처리절차 본부 Smart 시설물관리 Server 시설물데이터 행정망 점검데이터전송 행망을이용시설물데이터스마트폰에다운로드 점검결과 DB 서버업로드 시설물순회점검 1 2 3 4 행망 PC 를통한시설물정보를갤럭시노트로다운로드 갤럭시노트를이용한순회점검데이터기록 점검걸과데이터를행망 PC 로업로드 DB Server 에데이터업로드 114 계장기술
근거리무선통신 (NFC) 을활용한스마트시설물관리시스템구현 2. 결론시설물상태및관리실시간으로효율적이고신뢰성있도록관리하기위해센서를이용한근거리무선통신이혁신적연구되고있으며, 일부에서는실질적으로적용되고있다. 그러나센서를이용한근거리무선통신은시설물의실시간상태정보를이용하는것이므로계측제어에활용되는편이옳다. 스마트시설물관리시스템은시설물의실시간상태정보가아닌시설물의점검이력관리를위한시스템이다. 스마트폰이대중적으로활용되기전에는일반 적으로시설물점검이력관리를위하여 CMB(Contact Memory Button) 나 PDA 를이용하여시스템을구축하고있었으나, 스마트폰이범용화됨으로써비용이저렴한 NFC tag 와스마트폰을이용하여시설물관리시스템을구축하는것이비용이나활용도에서훨씬낫다. 앞으로시설물관리는근거리통신방법이지속적으로개발되어센서, 디바이스가격이저렴해지면현재보다더욱더진화된정보화시스템으로탈바꿈되리라생각되며, NFC 기술이접목된스마트폰의비약적인확대보급으로또다른스마트라이프의장이열릴것이라기대된다. [ 참조문헌 ] 1. 모바일어플리케이션을이용한시설물유지관리시스템 / 주영도 / 한국전자통신학회논문지 / 2012.10월 2. 센싱데이터기반도시공공시설물관리공간정보플랫폼기술개발최종보고서 / 국토해양부, 한국건설교통기술평가원, 지능형국토정보기술혁신사업단 / 한국건설기술연구원 / 2012 3. USN 기반의플랜트시설물관리시스템연구동향 / 유재학외 4명 / 인터넷자료 / 정보통신산업진흥원 / 2011 4. 사물통신 (Machine-to-Machine) 에서의정보보호를위한효율적인증시스템연구 / 한국정보보호학회 / 방송통신위원회 / 2010.9.30 5. 행정안전부, 유비쿼터스기반공공서비스활성화기본계획 / 2009. 3 6. 지식경제부, RFID/USN 산업발전전략보고서 / 2008.12 7. 산업경제리서치, 2009 RFID/USN 산업총람 / 2009. 2 8. 한국정보화진흥원, 유비쿼터스기반공공서비스활성화지원용역완료보고서, 2009.12 9. 2010 국가정보화백서 / 한국정보화진흥원 10. 스마트단말을이용한 RFID 기반말개체정보관리시스템연구 / 안상식 / 서울과학기술대학교 NID융합기술대학원 / 2013.2 11. RFID 기술동향및적용전망 / 박주석 / 國會圖書館報. 제43권제10호통권제330호 (2006. 11) pp.46-55 12. 미래정부를위한 NFC 기술의공공부분적용방향 / NIA 한국정보화진흥원 /2011.9.30. 13. NFC 국내외최신기술, 서비스현황과동향 / KCA 한국방송통신전파진흥원 / 2013. 제14호 14. 무선주파수인식시스템기술분석 / 전자통신동향분석제19권 / 2004.4월 15. 지그비 (ZigBee) / 국립안동대학교 2006.9 2014. 7 115