소규모 대기사업장의 대기오염물질 배출 관리 강화를 위해, 한국환경공단은 대기환경보전법 시행령 개정을 통해 사물인터넷(IoT) 기반의 측정기기 부착을 의무화했습니다. 이러한 변화에 대응하여 소규모 사업장에서 활용할 수 있는 IoT 게이트웨이(GW) 소프트웨어를 개발하고, 한국환경공단의 승인까지 받은 것이 본 프로젝트의 추진 배경입니다. 이 소프트웨어는 "게이트웨이 연동시험" 통신 프로토콜 규격정의서(버전 3.0)에 따라 개발되었으며, 대기오염물질의 실시간 모니터링과 데이터 전송을 효율적으로 수행할 수 있도록 설계되었습니다.

환경 IoT 시스템 구성도

• 사업장 원격관리 위한 IoT 시스템 구성

• IoT Device(핵심 운영인자의 측정), IoT GateWay (측정자료의 수집 및 전송), 관제센터(운영 모니터링)로 구성

그린링크와 IoT 간의 구성

• LTE Router 에 VPN 을 탑재한 무선 보안통신 구현 

• IoT Gateway 자료수집기에 VPN 을 탑재한 유선 보안통신 구현

• RS485 또는 RF LORA 방식으로 메인 GW 와  확장보드를 최대 16개까지 연결가능 

• 최소 복수굴뚝 8개이상 지원

주요기능

• 실시간 데이터 수집 및 전송: 게이트웨이는 대기오염물질 배출시설과 방지시설에서 수집한 데이터를 실시간으로 저장하고, 관제서버로 전송합니다. 전송 주기는 5분 또는 30분으로 설정할 수 있으며, 데이터는 동기 방식으로 TCP/IP 소켓을 통해 전송됩니다.

• 오류 처리 및 상태 관리: 전원 단절이나 통신 불량 발생 시, 측정값을 "0"으로 설정하고 상태 정보를 기록합니다. 이를 통해 시스템이 신뢰성 있는 데이터를 유지할 수 있도록 지원합니다. 또한, 데이터가 관제서버로 전송되지 않았을 경우, 재시도를 통해 전송을 완료하거나 미전송 자료로 처리합니다.

• 보안 관리: 게이트웨이 내 데이터는 암호화되어 저장되며, 서버 IP와 포트 정보 등 중요한 설정은 노출되지 않도록 관리됩니다. 또한, 시스템 설정을 변경하려면 암호 입력이 필요합니다.

• 시간 동기화: 게이트웨이는 NTP 서버와의 동기화를 통해 정확한 시간을 유지하며, 관제서버에서 제공하는 서버 시간에 맞춰 자동으로 시간을 조정합니다.

• 데이터 전송 모드: 5분 또는 30분 간격으로 데이터 전송 모드를 설정할 수 있으며, 전송 모드에 따라 필요한 데이터를 선별하여 전송합니다.

• 기대효과

• 환경 관리 효율성 제고: 대기오염물질 배출 사업장에서 실시간으로 오염물질을 모니터링하고, 관련 데이터를 관제센터로 전송함으로써, 환경 관리의 효율성을 크게 높일 수 있습니다.

• 법적 규제 준수 지원: 소규모 사업장도 법적 요구사항을 충족할 수 있는 IoT 솔루션을 통해 대기환경보전법에 따른 측정기기 부착 의무를 원활히 이행할 수 있습니다.

• 데이터 신뢰성 강화: 통신 및 전력 문제 발생 시에도 데이터를 안전하게 관리할 수 있는 기능이 포함되어 있어, 측정 데이터의 신뢰성을 높이고 환경 관리의 정확도를 개선할 수 있습니다.

• 비용 절감: 자동화된 데이터 수집 및 전송 기능을 통해 인건비와 관리 비용을 절감할 수 있으며, 신속한 문제 대응을 통해 추가 비용 발생을 최소화할 수 있습니다.