IoT 센서

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정의[편집 | 원본 편집]

IoT(Internet of Things) 센서는 IoT 기술의 중요한 구성요소 중 하나로 사물인터넷을 기반으로 주변 환경, 기기 정보 등의 정보 및 데이터를 감지하고 측정하는 센서를 의미한다.

건설분야에서의 IoT 센서는 현장에서 발생하는 다양한 데이터를 실시간으로 수집 및 분석하여 전체적인 프로젝트 관리와 관련된 주요 정보를 제공함으로써 작업의 효율성을 높이고 안전성을 강화할 수 있는 매우 중요한 요소이다.

1. 모니터링 : 구조물, 건축물 등의 내외부 온도, 습도, 가스 및 분진 등의 농도, 누수 등을 실시간 감지하여 구조물과 건축물의 안전성을 점검한다.

2. 구조물 감지 : 교량, 터널, 지하구조물 등 구조물의 주요 부재, 위치 등에서의 변형, 균열, 진동 등을 모니터링 및 감지함으로써 구조물의 상태를 파악한다.

3. 기계 및 장비 모니터링 : 건설기계, 장비의 작동 상태를 실시간으로 추적하여 유지보수 효율성을 높인다.

4. 환경 모니터링 : 건설 현장, 구조물 및 건축물의 주변 환경 등에 대한 공기, 기후, 소음, 진동 등 환경 여건의 모니터링을 통해 작업자의 안전과 주변 환경을 보호한다.

5. 자동화 및 제어 : 건설현장의 IoT 센서 데이터를 기반으로 자동화된 프로세스를 관리하고 효율적인 에너지 사용을 지원한다.

분류		내용
소재		센서의 재료에 따른 분류 금속, 반도체, 세라믹, 광섬유, 유전체, 고분자, 생체물질, 복합재료 등으로 분류 지능형 센서의 경우, 실리콘 또는 실리콘 화합물 기반이 다수
출력신호	아날로그	출력이 연속적으로 변하는 아날로그 신호, 출력신호를 진폭으로 나타냄
출력신호	디지털	디지털 형태로 출력함 전송이 용이하고, 재현성이 우수하며, 신뢰성이 높음
전원	변조형(수동)	외부 전원 공급, 입력은 출력만 제어함 포토트랜지스터, 서미스터 등
전원	자가발전형(능동)	입력에 의한 전원 공급 태양전지, 열전대 등
변환형상	역학	근접센서, 회전각센서, 레벨센서, 가속도센서, 진동센서, 하중센서, 압력센서, 유량센서 등
	전자기	홀센서, 홀IC, 자기저항(MR) 센서 등
	광	포토다이오드, 포토트랜지스터, 적외선센서, 가시광센서, 자외선센서, 이미지센서 등
	온도	열전대, RTD, NTC/PTC 서미스터, IC 온도센서
	화학	가스센서, 습도센서, 이온센서, 효소센서 등

분류	내용
온도	공기, 작업환경, 기계 또는 열건조를 추적 접촉식과 비접촉식으로 구분
수분	습도 측정 농업환경, HAVC 등에 적용
음향	특정 환경에서의 소음 수준을 측정
초음파	초음파를 발생시켜 두께, 움직임을 검출 정전효과 방식과 압전소자 방식 등으로 구분
수위	자연재해를 방지하기 위한 수위 센서로 홍수 경보 및 분석, 예측 등에 활용
모션	움직임, 동작 등의 감지를 통한 모니터링
소재	센서의 재료에 따른 분류 금속, 반도체, 세라믹, 광섬유, 유전체, 고분자, 생체물질, 복합재료 등으로 분류
자이로스코프	회전 및 각속도 측정 내비게이션 시스템, 로봇공학 등에 주로 적용
화학	화학물질 검출 센서
이미지	광학 데이터를 전기적 임펄스로 변환시키는 센서

분류	내용
소비/가전	가전제품, 조명, 도어 등에 적용되는 지능형 센서 온도/습도 센서, 진동/소음센서, 접촉, 터치, 압력센서, 마이크로폰, 카메라, 근접, 조도, 색감센서, 가속도/지자기계, 체온센서 등
의료/건강	의료기기, 웨어러블 기기, 건강 기구 및 기계 등에 적용되는 지능형 센서 체온계, 혈압계, 심전도/심박센서, 지문/홍채 인식 센서 등
항공	항공기에 적용되어 비행 제어를 지원하는 지능형 센서 기온, 습도, 풍속, 풍향 센서, 레인, 라이다, RF/Laser 기반 고도 센서 등
자동차	차량에 적용되는 지능형 센서 흡/배기가스 센서, 유량센서, 공기압 센서, 온도/습도 센서, 마이크로폰, 카메라 등
가정/빌딩	스마트홈, 스마트 빌딩에 적용되는 지능형 센서 CO₂, 미세먼지, 황사 감지, 카메라, 적외선, 음향, 진동 감지 센서, 동작 센서, 압력 센서 등
도시/환경	스마트시티와 관련되어 적용되는 지능형 센서 기압/온도/습도 센서, 일조량/적외선/자외선 센서, 황사/먼지/오존 감지 센서, 방사능 감지 센서 등

현장의 IoT 센서 데이터의 흐름은 아래 그림과 같다. 현장에 설치된 IoT 센서로부터 각종 데이터가 수집되고 이는 현장 상황실의 게이트웨이를 통해 현장 엣지로 모여 각종 필요 프로세싱을 거쳐 중앙 플랫폼에 저장되어 활용된다.

그림 1. 현장 IoT 센서 데이터 흐름도

- 소음, 분진, 진동 데이터는 자체적으로 개발한 통합 센싱 모듈을 통해 수집하고, 온·습도, 풍향·속 데이터는 현장에 설치할 기상측기를 통해 수집한다.

- 데이터의 송·수신은 GPS 데이터 취득이 가능한 LTE 통신망을 활용한다.

- 통합 센싱 모듈에 포함되는 세부 센서 및 기상측기의 기본 정보는 아래 표와 같다.