KR101473416B1 - System for operating a plurality of vehicles using zigbee relay - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른, 지그비 중계 기능을 활용하는 복수의 이동체 운용 시스템은, 사용자 인터페이스부를 포함하는 관제부; 및 상기 관제부와 연결되고, 이동체와 통신하는 제 1 지그비 통신부를 포함하는 마스터부를 포함하고, 상기 제 1 지그비 통신부와 통신하거나 또는 다른 이동체와 통신하는 제 2 지그비 통신부;와 센서부;를 포함한다. A plurality of mobile object operating systems utilizing a Zigbee relay function according to the present invention includes a control unit including a user interface unit; And a master unit including a master unit including a first Zigbee communication unit connected to the control unit and communicating with the mobile unit, the second Zigbee communication unit communicating with the first Zigbee communication unit or communicating with another mobile unit, and a sensor unit .
Description
본 발명은, 지그비 중계 기능을 활용하는 복수의 이동체 운용 시스템에 관한 것으로, 관제해야 할 이동체를 목록화하거나 또는 상기 이동체의 센서부로부터 센싱 정보를 수신하고자 하는 이동체를 목록화한, 수신 객체 목록부를 포함하여 통신 패킷 전송량을 최소화하여 지그비의 장점인 저전력 특성과 노드 확장성 효과를 극대화하는 것이 가능한, 지그비 중계 기능을 활용하는 복수의 이동체 운용 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a plurality of mobile object operating systems that utilize a Zigbee relay function and includes a list of mobile objects to be controlled or a list of mobile objects to receive sensing information from the sensor unit of the mobile object, The present invention relates to a plurality of mobile object operating systems that utilize a Zigbee relay function capable of maximizing a low power characteristic and a node scalability effect that are advantages of ZigBee by minimizing a communication packet transmission amount.
종래, 무인 로봇, 무인 자동차, 무인 잠수정 및 무인 비행체를 포함한 무인 이동체가 통신장치를 활용시 이동체 제어 및 모니터링을 위한 통신장치는 필수적이며 관제소와 이동체간 1:1 통신이 주류를 이루고 있었다. Conventionally, a communication device for controlling and monitoring a moving object is indispensable when an unmanned moving object including an unmanned robot, an unmanned vehicle, an unmanned submersible vehicle and an unmanned aerial vehicle utilizes the communication device, and communication between the controller and the moving object has been mainstream.
이와 같은 상황에서, 복수의 이동체를 운용하기 위한 통신에 대한 대안이 필요하며, 하나의 관제소와 복수의 이동체간 통신을 위한 통신 방식 및 데이터 전송/전달 방식 등의 적용이 필요하다. In such a situation, an alternative to communication for operating a plurality of mobile objects is required, and application of a communication method and data transmission / delivery method for communication between one controller and a plurality of mobile objects is required.
종래의 1:1 운용을 복수의 이동체에 적용한다면, 무인기 수가 증가함에 따라 중복된 형태의 다수 무선채널이 필요하게 되는 문제점이 발생한다. If conventional 1: 1 operation is applied to a plurality of moving objects, there is a problem that a plurality of overlapping radio channels are required as the number of UAV increases.
한편, Zigbee(이하, "지그비"라 한다)는 IEEE 802.15.4 표준 통신방식으로 근거리, 저전력 통신 방식이다. 지그비는 많은 가입자간 동시 데이터 전달 및 목적 단말기간 통신을 위한 자동 중계 역할을 수행할 수 있으며, 메시 및 다중 네트워크 노드 구성시 확장성이 뛰어난 장점을 가지는데 반해서, 통신시 최대 250kbps의 용량 제한과 통신 거리 제한(근거리 통신만 가능함)이 따른다.
Meanwhile, Zigbee (hereinafter referred to as "ZigBee") is an IEEE 802.15.4 standard communication method and is a short-distance, low-power communication method. ZigBee is able to perform simultaneous data transfer between multiple subscribers and automatic relay function for communication between target terminals and has advantages of scalability in mesh and multiple network node configuration, Distance restriction (only local communication is possible).
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명은, 관제해야 할 이동체를 목록화하거나 또는 상기 이동체의 센서부로부터 센싱 정보를 수신하고자 하는 이동체를 목록화한, 수신 객체 목록부를 포함하여 통신 패킷 전송량을 최소화하여 지그비의 장점인 저전력 특성과 노드 확장성 효과를 극대화하는 것이 가능한, 지그비 중계 기능을 활용하는 복수의 이동체 운용 시스템를 제공하는 것을, 그 목적으로 한다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a receiving object list unit listing a moving object to be controlled or a moving object to receive sensing information from the sensor unit of the moving object It is an object of the present invention to provide a plurality of mobile object operating systems utilizing a Zigbee relay function capable of maximizing the effect of low power consumption and node scalability, which are advantages of ZigBee by minimizing the amount of communication packet transmission.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른, 지그비 중계 기능을 활용하는 복수의 이동체 운용 시스템은, 사용자 인터페이스부를 포함하는 관제부; 및 상기 관제부와 연결되고, 이동체와 통신하는 제 1 지그비 통신부를 포함하는 마스터부를 포함하고, 상기 제 1 지그비 통신부와 통신하거나 또는 다른 이동체와 통신하는 제 2 지그비 통신부;와 센서부;를 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a system for managing a plurality of moving objects utilizing a zigbee relay function, the system comprising: a control unit including a user interface unit; And a master unit including a master unit including a first Zigbee communication unit connected to the control unit and communicating with the mobile unit, the second Zigbee communication unit communicating with the first Zigbee communication unit or communicating with another mobile unit, and a sensor unit .
여기서, 관제해야 할 상기 이동체를 목록화하거나 또는 상기 이동체의 센서부로부터 센싱 정보를 수신하고자 하는 상기 이동체를 목록화한, 수신 객체 목록부;를 포함한다. Herein, a list of the moving objects to be controlled or a list of the moving objects to receive the sensing information from the sensor unit of the moving object is listed.
또한, 상기 수신 객체 목록부는, 상기 관제부 또는 상기 마스터부에 위치할 수 있다. Also, the reception object list part may be located in the control part or the master part.
또한, 상기 수신 객체 목록부를 상기 사용자 인터페이스부를 통해서 업데이트하는 것이 바람직하다. In addition, it is preferable that the receiving object list is updated through the user interface unit.
또한, 상기 이동체의 상태 확인을 통해서 장애가 있는 이동체를 자동으로 상기 수신 객체 목록부에서 제외하는 것도 가능하다.
참고로, 상기 장애가 있는 이동체는 마스터부로부터 정보를 수신할 수 없는 이동체, 여러 번의 연결시도를 했으나 연결할 수 없는 연결이 끊긴 이동체, 소프트웨어적인 결함으로 데이터를 수신할 수 없는 소프트웨어 비정상 동작 이동체, 센서부에서 정보를 획득하지 못하는 센서결함이 있는 이동체가 해당되고, 이하에서 언급되는 장애가 있는 이동체도 마찬가지다.In addition, it is also possible to automatically exclude a mobile having a fault from the reception object list part through the status check of the mobile object.
For reference, the mobile body with the disturbance may be a mobile body that can not receive information from the master unit, a mobile body that has made a plurality of connection attempts but can not connect to it, a software unstable moving body that can not receive data due to a software defect, A sensor having a sensor defect that can not acquire information from a mobile body, and the same applies to a mobile body with a defect mentioned below.
또한, 상기 사용자 인터페이스부를 통해서 사용자의 입력을 수신하고 관제 정보를 디스플레이하는, 지그비 중계 기능을 활용하는 복수의 이동체 운용 시스템. Also, a plurality of mobile object operating systems utilizing a Zigbee relay function for receiving input of a user through the user interface unit and displaying control information.
또한, 상기 이동체는 무인기, 특히 소형 무인기인 것이 바람직하다. Further, the moving body is preferably a UAV, particularly a small UAV.
또한, 상기 제 1 지그비 통신부 및 상기 제 2 지그비 통신부을 이용하여 지그비 메시(Mesh) 네트워크를 형성하여, 지그비 중계 기능을 구현한다. Further, a zigbee mesh network is formed using the first Zigbee communication unit and the second Zigbee communication unit to implement a zigbee relay function.
또한, 상기 센서부는, 영상 정보, 위치 정보 및 상태 정보 중 어느 하나 이상의 정보를 획득한다. The sensor unit acquires at least one of image information, position information, and status information.
또한, 상기 마스터부는, 상기 수신 객체 목록부에 존재하는 상기 이동체에 대해서는 정보 요청 및 수신을 행한다. In addition, the master unit requests and receives information about the mobile unit existing in the reception object list unit.
한편, 상기 마스터부는, 상기 수신 객체 목록부에 존재하지 않는 상기 이동체에 대해서는 최소한의 통신을 수행한다. Meanwhile, the master unit performs a minimum communication with respect to the moving object which is not present in the receiving object list unit.
또한, 상기 최소한의 통신은, 연결 정보 확인 또는 상태 확인을 위한 통신일 수 있다. In addition, the minimum communication may be communication for confirming connection information or status.
또한, 상기 관제부와 상기 마스터부는 일체 또는 분리된 형태로 이루어지는 것이 가능하다. The control unit and the master unit may be integrally or separately formed.
이 때, 상기 관제부와 상기 마스터부가 분리된 형태로 이루어지는 경우, 상기 마스터부는 이동체일 수 있다.
In this case, when the control unit and the master unit are separated from each other, the master unit may be a mobile unit.
본 발명에 따른 지그비 중계 기능을 활용하는 복수의 이동체 운용 시스템에 의하면,According to the plurality of mobile object operating systems utilizing the zigbee relay function according to the present invention,
첫째, 관제해야 할 이동체를 목록화하거나 또는 상기 이동체의 센서부로부터 센싱 정보를 수신하고자 하는 이동체를 목록화한, 수신 객체 목록부를 포함하여 통신 패킷 전송량을 최소화하는 것이 가능하다. First, it is possible to minimize the amount of communication packet transmission including a list of the mobile objects to be controlled or a list of the mobile objects to list the mobile objects to receive the sensing information from the sensor part of the mobile object.
둘째, 지그비 통신을 사용하여, 와이파이(WiFi)를 사용하는 경우와 대비하여, 저전력 구현이 가능하다. Second, using ZigBee communication, it is possible to realize low power compared with the case of using WiFi.
셋째, 지그비 통신을 사용하여, 블루투스보다 메시 및 다중 네트워크 노드 구성의 확장성이 있어, 다수의 소형 무인 비행체를 동시 운용하는 측면에서도 우수한 특성을 보인다.
Third, ZigBee communication has scalability of mesh and multiple network nodes configuration than Bluetooth, and it is also excellent in terms of simultaneous operation of many small unmanned aerial vehicles.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지그비 중계 기능을 활용하는 복수의 이동체 운용 시스템(100)의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다. 1 is a block diagram schematically showing a configuration of a plurality of mobile object operating systems 100 utilizing a zigbee relay function according to a preferred embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately The present invention should be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지그비 중계 기능을 활용하는 복수의 이동체 운용 시스템(100)의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다. 1 is a block diagram schematically showing a configuration of a plurality of mobile object operating systems 100 utilizing a zigbee relay function according to a preferred embodiment of the present invention.
이하에서 도면을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른, 지그비 중계 기능을 활용하는 복수의 이동체 운용 시스템(100)은, 관제부(10) 및 마스터부(20)를 포함한다. Hereinafter, referring to the drawings, a plurality of mobile object operating systems 100 utilizing a zigbee relay function according to the present invention includes a control unit 10 and a master unit 20.
여기서, 관제부(10)는 사용자 인터페이스부(미도시)를 포함한다. Here, the control unit 10 includes a user interface unit (not shown).
또한, 마스터부(20)는, 관제부(10)와 연결되고, 후술할 이동체(30)와 통신하는 제 1 지그비 통신부(미도시)를 포함한다. The master unit 20 includes a first Zigbee communication unit (not shown) connected to the control unit 10 and communicating with a mobile unit 30 to be described later.
지그비 중계 기능을 활용하는 복수의 이동체 운용 시스템(100)은, 복수의 이동체(30)를 운용하며, 이 때의 이동체(30)는 제 1 지그비 통신부와 통신하거나 또는 다른 이동체(30)와 통신하는 제 2 지그비 통신부를 포함하고, 영상 정보, 위치 정보 또는 상태 정보 중 어느 하나 이상의 정보를 획득하는 센서부도 포함한다. A plurality of mobile object operating systems 100 utilizing the Zigbee relay function operate a plurality of mobile objects 30 and the mobile object 30 at this time communicates with the first Zigbee communication part or communicates with another mobile object 30 A second Zigbee communication unit, and a sensor unit for acquiring at least one of image information, position information, and status information.
또한, 관제부(10) 또는 마스터부(20)에 위치하는 수신 객체 목록부는, 관제해야 할 상기 이동체를 목록화하거나 또는 상기 이동체의 센서부로부터 센싱 정보를 수신하고자 하는 상기 이동체 또는 상기 이동체의 센서부를 목록화한다. 즉, 이동체 레벨까지만 목록화할 수도 있고, 상기 이동체의 센서부 레벨까지 목록화하는 것도 가능하다. The receiving object list unit located in the control unit 10 or the master unit 20 may be a list of the moving objects to be controlled or a sensor of the moving object or the moving object to receive the sensing information from the sensor unit of the moving object. List wealth. That is, only the moving object level can be listed, or the sensor unit level of the moving object can be listed.
사용자는 상기 수신 객체 목록부를 상기 사용자 인터페이스부를 통해서 업데이트하는 것이 가능하며, 상기 마스터부는, 상기 수신 객체 목록부에 존재하는 상기 이동체에 대해서는 정보 요청 및 수신을 행하고, 상기 수신 객체 목록부에 존재하지 않는 상기 이동체에 대해서는 최소한의 통신을 수행한다. 여기서, 최소한의 통신이라는 것은, 연결 정보 확인 또는 상태 확인을 위한 통신일 수 있다. The user can update the reception object list part through the user interface part, and the master part performs information request and reception for the mobile object existing in the reception object list part, And performs minimum communication with respect to the moving object. Here, the minimum communication may be communication for confirming connection information or status confirmation.
다시 말해, 저전력 특성이나 확장성 측면에서 우수한 성능을 보이는 지그비이지만, 근거리 통신과 통신시 최대 250Kbps라는 용량 제한을 가지는 것을 극복하기 위해서 수신 객체 목록부를 두고, 여기에 목록화된 이동체(객체)에 대해서는 마스터부(20)가 정보 요청 및 수신을 행하고, 수신 객체 목록부에 존재하지 않는 이동체(30)에 대해서는 최소한의 통신만을 수행하여, 용량 제한을 극복하는 것이다. In other words, although ZigBee has excellent performance in terms of low-power characteristics and scalability, in order to overcome the limitation of capacity of 250 Kbps in short-range communication and communication, a list of receiving objects is placed, The master unit 20 performs information request and reception, and performs only the minimum communication with respect to the mobile unit 30 which is not present in the reception object list unit, thereby overcoming the capacity limitation.
또한, 수신 객체 목록부에 포함되지 않은 이동체라도, 연결 정보 확인 또는 상태 확인을 통하여 장애가 있는 이동체를 판별 또는 모니터링하는 것이 가능하다. In addition, even if a moving object is not included in the reception object list portion, it is possible to identify or monitor a moving object with a fault through connection information confirmation or status confirmation.
상기 수신 객체 목록부는 사용자 인터페이스르 통해서 수동으로 업데이트 하는 것도 가능하지만, 상태 확인을 통해서 장애가 있는 이동체를 자동으로 제외하는 것도 가능하다. 그 밖에 다른 자동 알고리즘을 통해서 수신 객체 목록부를 자동으로 업데이트하는 것도 가능하다. The receiving object list part can be manually updated through a user interface, but it is also possible to automatically exclude a moving object with a fault through status checking. It is also possible to automatically update the list of received objects through other automatic algorithms.
또한, 상기 사용자 인터페이스부를 통해서 사용자의 입력을 수신하고 관제 정보를 디스플레이하는 것이 가능하다. Also, it is possible to receive user input through the user interface unit and display the control information.
또한, 상기 이동체는 무인기, 바람직하게는 소형 무인기, 더욱 바람직하게는 소형 무인비행기이다. Further, the moving body is a UAV, preferably a small UAV, more preferably a small UAV.
한편, 상기 제 1 지그비 통신부 및 상기 제 2 지그비 통신부을 이용하여 지그비 메시(Mesh) 네트워크를 형성하여, 지그비 중계 기능을 구현한다. Meanwhile, a Zigbee mesh network is formed using the first Zigbee communication unit and the second Zigbee communication unit to implement a Zigbee relay function.
또한, 관제부(10)와 마스터부(20)는 물리적으로 및/또는 논리적으로 일체 또는 분리된 형태로 이루어지는 것이 가능하며, 이 때, 관제부(10)와 마스터부(20)가 분리된 형태로 이루어지는 경우, 마스터부(20)는 이동체여서, 이동체(30)를 근거리로 추적하는 차량 등일 수 있다.
The control unit 10 and the master unit 20 may be physically and / or logically integrated or separated. In this case, the control unit 10 and the master unit 20 may be separated from each other The master unit 20 may be a moving object and may be a vehicle that tracks the moving object 30 at a short distance.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It is to be understood that various modifications and changes may be made without departing from the scope of the appended claims.
10...관제부 20...마스터부
30...이동체 100...운용 시스템10 ... control unit 20 ... master unit
30 ... mobile 100 ... operating system
Claims (14)
상기 관제부와 연결되고, 이동체와 통신하는 제 1 지그비 통신부를 포함하는 마스터부를 포함하고,
상기 제 1 지그비 통신부와 통신하거나 또는 다른 이동체와 통신하는 제 2 지그비 통신부;와 센서부;를 포함하는 복수의 이동체를 운용하되,
상기 관제부 또는 상기 마스터부에
관제해야 할 상기 이동체를 목록화하거나 또는 상기 이동체의 센서부로부터 센싱 정보를 수신하고자 하는 상기 이동체 또는 상기 이동체의 센서부를 목록화한, 수신 객체 목록부;를 포함하고,
상기 이동체의 상태 확인을 통해서 장애가 있는 이동체를 자동으로 상기 수신 객체 목록부에서 제외하는, 지그비 중계 기능을 활용하는 복수의 이동체 운용 시스템.
A control unit including a user interface unit; And
And a master unit connected to the control unit and including a first Zigbee communication unit for communicating with the mobile unit,
A second Zigbee communication unit communicating with the first Zigbee communication unit or communicating with another moving object, and a sensor unit,
The control unit or the master unit
And a reception object list unit for listing the moving object to be controlled or the sensor unit of the moving object or the moving object to receive sensing information from the sensor unit of the moving object,
A plurality of mobile object operating systems that utilize a Zigbee relay function that automatically excludes a mobile object having a fault from the reception object list portion through status confirmation of the mobile object.
상기 수신 객체 목록부를 상기 사용자 인터페이스부를 통해서 업데이트하는, 지그비 중계 기능을 활용하는 복수의 이동체 운용 시스템.
The method according to claim 1,
And updates the reception object list unit through the user interface unit.
상기 사용자 인터페이스부를 통해서 사용자의 입력을 수신하고 관제 정보를 디스플레이하는, 지그비 중계 기능을 활용하는 복수의 이동체 운용 시스템.
The method according to claim 1,
A plurality of mobile object operating systems utilizing a Zigbee relay function for receiving input of a user through the user interface unit and displaying control information.
상기 이동체는 무인기인, 지그비 중계 기능을 활용하는 복수의 이동체 운용 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the moving body is a UAV, and utilizes a ZigBee relay function.
상기 제 1 지그비 통신부 및 상기 제 2 지그비 통신부을 이용하여 지그비 메시(Mesh) 네트워크를 형성하는, 지그비 중계 기능을 활용하는 복수의 이동체 운용 시스템.
The method according to claim 1,
And a Zigbee mesh network using the first Zigbee communication unit and the second Zigbee communication unit.
상기 센서부는, 영상 정보, 위치 정보 및 상태 정보 중 어느 하나 이상의 정보를 획득하는, 지그비 중계 기능을 활용하는 복수의 이동체 운용 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the sensor unit utilizes a Zigbee relay function to acquire at least one of image information, position information, and status information.
상기 마스터부는, 상기 수신 객체 목록부에 존재하는 상기 이동체에 대해서는 정보 요청 및 수신을 행하는, 지그비 중계 기능을 활용하는 복수의 이동체 운용 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the master unit utilizes a Zigbee relay function for requesting and receiving information about the moving object existing in the receiving object list unit.
상기 마스터부는, 상기 수신 객체 목록부에 존재하지 않는 상기 이동체에 대해서는 최소한의 통신을 수행하는, 지그비 중계 기능을 활용하는 복수의 이동체 운용 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the master unit uses a Zigbee relay function to perform a minimum communication with respect to the moving object which is not present in the receiving object list part.
상기 최소한의 통신은, 연결 정보 확인 또는 상태 확인을 위한 통신인, 지그비 중계 기능을 활용하는 복수의 이동체 운용 시스템.
11. The method of claim 10,
Wherein the minimum communication is communication for confirming connection information or status, and utilizing a ZigBee relay function.
상기 관제부와 상기 마스터부는 일체 또는 분리된 형태로 이루어지는, 지그비 중계 기능을 활용하는 복수의 이동체 운용 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the control unit and the master unit are integrally or separately formed and utilize a zigbee relay function.
상기 관제부와 상기 마스터부가 분리된 형태로 이루어지는 경우, 상기 마스터부는 이동체인, 지그비 중계 기능을 활용하는 복수의 이동체 운용 시스템.
13. The method of claim 12,
Wherein the master unit is a moving unit, when the control unit and the master unit are separated from each other, the zigbee relay function being utilized.
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