KR102006279B1 - Method and apparatus for controlling smart sensor using gatt based on bluetooth low energy - Google Patents

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신정원
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이종원
김대웅
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Abstract

The present invention relates to a method for controlling a sensor using a BLE-based GATT profile, and to an apparatus thereof. The method for controlling a sensor using a BLE-based GATT profile comprises the steps of: initializing each module of a smart sensor node and generating a plurality of standard services and user-defined services including a TEDS generation process based on a GATT profile; connecting the smart sensor node with a terminal, receiving a compensation table in accordance with a temperature section from the terminal, and compensating by approximating a measured output voltage with a partial linear model; and updating the GATT profile previously stored in the smart sensor node.

Description

BLE 기반의 GATT 프로파일을 이용하여 센서를 제어하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING SMART SENSOR USING GATT BASED ON BLUETOOTH LOW ENERGY}METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING SMART SENSOR USING GATT BASED ON BLUETOOTH LOW ENERGY FIELD OF THE INVENTION [0001]

본 발명은 센서를 제어하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 BLE(Bluetooth Low Energy)의 GATT(Generic Attribute)프로파일을 이용하여 센서에 대한 TEDS(Transducer Electrical Data Sheet)를 제공함으로써 센서를 용이하게 제어하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.[0001] The present invention relates to a method and apparatus for controlling a sensor, and more particularly, to provide a TEDS (Transducer Electrical Data Sheet) for a sensor using a GATT (Generic Attribute) profile of BLE (Bluetooth Low Energy) And more particularly to a method and apparatus for achieving the above objects.

사물인터넷(IoT; Internet of Things)은 모든 사물을 인터넷으로 연결하는 것을 의미하는 기술로서, 인간의 개입 유무와 관계없이 사물 간의 정보 교환을 통하여 지능적인 서비스를 제공하기 위함이다. 사물인터넷 환경을 구축하기 위해서 일차적으로 반드시 필요한 것이 센서이다. MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 기술의 발달로 센서는 저전력화, 소형화하고 있으며 정보의 기록과 저장, 전송, 피드백 처리 능력까지 갖춘 스마트 센서로 진화하고 있다.Internet of Things (IoT) is a technology that connects all objects to the Internet. It is to provide intelligent services by exchanging information between objects regardless of human intervention. Objects In order to establish the Internet environment, sensors are essential. With the development of MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) technology, the sensor has been evolving into a smart sensor with low power consumption, miniaturization, recording, storage, transmission and feedback processing capability.

한편, IEEE 1451(A SMART TRNASDUCER INTERFACE FOR SENSORS AND ACTUATORS) 표준은 트랜스듀서의 표준 인터페이스를 규정하여 센서나 구동소자 업체는 네트워크 종류에 따른 표준 인터페이스를 만족하는 소자를 구현하면 되고, 사용자 입장에서는 트랜스듀서의 종류에 상관없이 표준 인터페이스를 통해 정보를 취득하고 제어할 수 있도록 제정되었다. IEEE 1451 (A SMART TRANSISTOR INTERFACE FOR SENSORS AND ACTUATORS) standard defines a standard interface of a transducer so that a sensor or a driving device company can implement a device satisfying a standard interface according to a network type, Regardless of the type of information that can be acquired and controlled through the standard interface.

IEEE 1451 표준의 핵심은 TEDS (Transducer Electronic Data Sheets)에 대한 정의이다. TEDS는 트랜스듀서의 내부 메모리에 저장된 트랜스듀서의 종류, 제조 관련 정보, 교정 및 보정 정보 등을 의미한다. 따라서 IEEE 1451 규격을 만족하는 트랜스듀서를 계측시스템에 연결하였을 때에는 계측시스템에서는 자동적으로 부착된 트랜스듀서의 종류와 관련 정보를 파악할 수 있게 된다. 현재 IEEE 1451.5 표준에서는 IEEE 1451에서 사용할 수 있는 무선 통신 시스템과 관련된 표준을 규정하고 있으며, 현재 802.11(WiFi), 802.15.1(Bluetooth), 802.15.4 (ZigBee) 와 같은 무선 통신 규약이 표준에 포함되어 있으나, BLE는 포함하고 있지 않다.At the heart of the IEEE 1451 standard is the definition of TEDS (Transducer Electronic Data Sheets). TEDS refers to the type of transducer stored in the transducer's internal memory, manufacturing-related information, calibration and calibration information, and so on. Therefore, when a transducer conforming to the IEEE 1451 standard is connected to the measurement system, the measurement system automatically identifies the type of the attached transducer and related information. Currently, the IEEE 1451.5 standard defines standards related to wireless communication systems that can be used in IEEE 1451, and wireless communication protocols such as 802.11 (WiFi), 802.15.1 (Bluetooth) and 802.15.4 (ZigBee) , But does not include BLE.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, BLE의 GATT프로파일을 이용하여 센서에 대한 TEDS(Transducer Electronic Data Sheet)를 제공함으로써, 저전력 BLE 기반으로 트랜스듀서를 용이하게 제어하는 방법 및 장치를 제공할 수 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived to solve the problems described above, and it is an object of the present invention to provide a method of easily controlling a transducer based on a low power BLE by providing a TEDS (Transducer Electronic Data Sheet) Device can be provided.

본 발명에 따른 BLE 기반의 GATT프로파일을 이용하여 센서를 제어하기 위한 방법은, 스마트 센서 노드의 각각의 모듈을 초기화하고 GATT프로파일에 기초하여 다수개의 표준 서비스와 사용자 정의 서비스를 생성하는 단계와, 상기 스마트 센서 노드와 단말기가 연결되고, 상기 단말기로부터 온도 구간에 따른 보상테이블을 수신하여 측정된 출력 전압을 부분적 선형 모델로 근사하여 보상하는 단계와, 상기 스마트 센서 노드에서 이미 저장된 GATT프로파일 기반의 서비스를 업데이트 하는 단계를 포함한다.A method for controlling a sensor using a BTL-based GATT profile according to the present invention includes the steps of initializing each module of a smart sensor node and generating a plurality of standard services and a user defined service based on a GATT profile, Receiving a compensation table according to a temperature interval from the terminal, connecting the smart sensor node and the terminal, approximating the measured output voltage with a partial linear model and compensating the compensated value, and compensating the GATT profile based service already stored in the smart sensor node And updating it.

본 발명에 따른 BLE 기반의 GATT프로파일을 이용하여 센서를 제어하기 위한 장치는, 사용자가 지정한 일정주기마다 스마트 센서 노드의 전류를 측정하는 전류센서부와, 상기 전류센서부에서 측정한 전류 값에 기초하여 출력해주는 전압 값을 측정하는 아날로그-디지털 컨버터(ADC)와, 스마트 센서 노드의 온도를 측정하는 온도센서부와, 단말기로부터 온도 구간에 따른 보상테이블을 수신하고, 상기 보상테이블과 상기 온도에 기초하여 측정된 측정 전압을 온도 구간별로 부분적 선형 모델에 따라 근사하여 보상전압을 계산하는 보상부를 포함하고, 상기 GATT프로파일은, 3개의 표준서비스와 3개의 사용자 정의 서비스로 구성되고, 상기 표준서비스는 일반 접근 서비스, 일반 속성 서비스, 장치 정보 서비스이고, 상기 사용자 정의 서비스는 전류 보상 서비스, 온도 센서 서비스, 전류 센서 서비스로 구성되며, 본 발명에서 구성한 TEDS(Transducer Electronic Data Sheet)에는 상기 장치정보서비스와 상기 전류보상서비스 포함되지만 이는 센서의 정보를 TEDS 형태로 저장하는 예시를 들기 위해 사용한 것이지 TEDS 형태로 저장하는 센서의 정보를 상기 서비스로 제한하는 것은 아니다.An apparatus for controlling a sensor using a BLE-based GATT profile according to the present invention includes a current sensor unit for measuring a current of a smart sensor node at predetermined periodic intervals designated by a user, A temperature sensor section for measuring the temperature of the smart sensor node; a compensation table according to a temperature interval from the terminal; and a compensation section for compensating the temperature of the smart sensor node based on the compensation table and the temperature And a compensation unit for calculating a compensation voltage by approximating the measured voltage measured according to a partial linear model for each temperature interval, wherein the GATT profile is composed of three standard services and three user defined services, An access service, a general attribute service, a device information service, and the user defined service includes a current compensation service, A temperature sensor service, and a current sensor service. The TEDS (Transducer Electronic Data Sheet) configured in the present invention includes the device information service and the current compensation service, but is used for example of storing information of a sensor in TEDS form The information of the sensor stored in the TEDS form is not limited to the service.

본 발명은 이동단말 또는 서버로부터 온도에 의한 비선형성 및 오프셋을 보상하기 위한 테이블을 스마트 센서 노드의 TEDS 정보에 근거해 전달받고, 이에 기초하여 소프트웨어적으로 오프셋을 보상함으로써 오차값이 적은 전류값을 제공할 수 있다.The present invention receives a table for compensating for nonlinearity and offset due to temperature from a mobile terminal or a server based on TEDS information of a smart sensor node and compensates the offset based on the received information, .

또한, 별도의 장치 없이 오프셋을 보상하여 보다 소형화된 스마트 전류 센서를 제공할 수 있으며, GATT프로파일을 이용하여 TEDS를 구성함에 따라 이동단말 또는 서버로부터 센서 노드에 맞게 비선형성 및 오프셋을 보상하기 위한 테이블을 전달하여 BLE 기반의 스마트 센서 노드를 용이하게 제어할 수 있음을 보인다.In addition, it is possible to provide a more compact smart current sensor by compensating offsets without a separate device. In addition, since TEDS is configured using a GATT profile, a table for compensating nonlinearity and offset according to sensor nodes from a mobile terminal or a server And can easily control the BLE-based smart sensor node.

도 1은 BLE 프로토콜의 스택 구조와 BLE의 물리적 계층을 개략적으로 설명하는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 GATT프로파일의 구조를 설명하는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 모듈 초기화 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스마트 센서 노드의 동작방법을 설명하는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스마트 센서를 설명하는 구성도이다.
1 is a block diagram schematically illustrating a stack structure of the BLE protocol and a physical layer of the BLE.
2 is a block diagram illustrating the structure of a GATT profile according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a module initializing method according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating an operation method of a smart sensor node according to an embodiment of the present invention.
5 is a configuration diagram illustrating a smart sensor according to an embodiment of the present invention.

본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.It is to be understood that the specific structural or functional description of embodiments of the present invention disclosed herein is for illustrative purposes only and is not intended to limit the scope of the inventive concept But may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments set forth herein.

본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.The embodiments according to the concept of the present invention can make various changes and can take various forms, so that the embodiments are illustrated in the drawings and described in detail herein. It is not intended to be exhaustive or to limit the invention to the particular forms disclosed, but on the contrary, is intended to cover all modifications, equivalents, or alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there are features, numbers, steps, operations, elements, parts or combinations thereof described herein, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

이하, 본 명세서에 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings attached hereto.

도 1은 BLE 프로토콜의 스택 구조와 BLE의 물리적 계층을 개략적으로 설명하는 구성도이다.1 is a block diagram schematically illustrating a stack structure of the BLE protocol and a physical layer of the BLE.

도 1을 참조하면, BLE 프로토콜 스택은 크게 호스트(Host)와 컨트롤러(Controller)로 구분될 수 있고, 호스트와 컨트롤러간의 통신을 위해 HCL(Host controller interface)가 사용된다. 도 1은 물리적 신호를 처리하는 컨트롤러와 실질적인 BLE 프로토콜을 처리하는 호스트로 구분되나, 스마트 전류 센서에서 사용한 보드(예컨대, nRF52832 칩)은 호스트와 컨트롤러가 합쳐진 구조이다. BLE 프로토콜 스택의 각각의 계층과 프로파일에는 각 영역에서의 역할과 상태가 존재하고, 하나의 BLE 장치 내부에서도 어떤 계층에서는 마스터 (master)로 동작하면서, 또 다른 계층에서는 슬레이브(slave)로 동작할 수 있다.Referring to FIG. 1, the BLE protocol stack can be roughly divided into a host and a controller, and a host controller interface (HCL) is used for communication between the host and the controller. FIG. 1 is divided into a controller for processing a physical signal and a host for processing a practical BLE protocol. However, a board (for example, nRF52832 chip) used in a smart current sensor is a structure in which a host and a controller are combined. Each layer and profile of the BLE protocol stack has roles and states in each area, and it can operate as a master in one layer and as a slave in another layer. have.

먼저 컨트롤러는 물리적 계층, 링크 계층, HCL로 구성되고, BLE 프로토콜 스택의 물리적 계층(Physical Layer; PHY)은 BLE 무선 통신과정에서 필요한 각종 변조/복조 회로가 구성되어 있는 영역으로 실제 물리적 신호를 주고 받는 영역이다. 링크 계층(Link Layer; LL)은 BLE 패킷을 처리하는 하드웨어와 디바이스의 연결 상태를 관리하는 소프트웨어를 포함한다.First, the controller is composed of a physical layer, a link layer, and an HCL. A physical layer (PHY) of the BLE protocol stack is an area where various modulation / demodulation circuits necessary for the BLE wireless communication process are configured. Area. The Link Layer (LL) includes hardware that processes BLE packets and software that manages the connection state of the devices.

호스트는 일반 접근 프로파일(GAP), 보안 관리(SM), 일반 속성 프로파일(GATT), 속성 프로토콜(ATT), 논리 링크 제어 프로토콜(L2CAP)으로 구성된다. 일반 접근 프로파일(Generic Access Profile, GAP)은 BLE 장치끼리 정보를 주고받을 때, 각각의 BLE 디바이스를 인지하고 연결을 맺을 수 있으며, BLE 디바이스간의 무선 통신을 관리하는 최상위 계층에 해당된다. 일반 접근 프로파일(GAP)에서는 총 네 개의 역할 (role)이 정의되어 있고, 일반적으로 BLE 디바이스는 브로드캐스터, 옵저버, 중앙장치, 주변기기 중 하나의 GAP 역할로 동작한다. 스마트 전류 센싱 과정에서는 운영체제가 GAP 중앙장치로 동작하고, 보드를 탑재한 스마트 전류 센서 노드가 GAP 주변기기로 동작한다. 이는 BLE 디바이스 간의 무선 연결을 주도적으로 시작하고 관리하는 쪽이 스마트폰의 어플리케이션이고, 무선 연결에 있어서 BLE 디바이스는 보조적인 파라미터만을 제시할 뿐, 연결을 시작하거나 주도적으로 관리할 수 없다. 보안 관리(Security manager)는 암호화한 사용자 인증을 위해 사용되며, 논리 링크 제어 프로토콜(Logical link control and adaptation layer protocol)은 상위 레벨로 데이터 서비스를 제공하고 컨트롤러로 보낼 패킷을 쪼개주거나 받은 패킷을 재조합하는 역할을 수행한다.The host consists of General Access Profile (GAP), Security Management (SM), General Attribute Profile (GATT), Attribute Protocol (ATT), and Logical Link Control Protocol (L2CAP). A Generic Access Profile (GAP) is a top layer that manages and communicates with each BLE device when it sends and receives information to and from each BLE device. In general access profile (GAP), a total of four roles are defined. In general, a BLE device acts as a GAP role for either broadcaster, observer, central device or peripheral. In the smart current sensing process, the operating system operates as a GAP central device, and the smart current sensor node with the board operates as a GAP peripheral device. This is the smartphone application that initiates and manages the wireless connection between the BLE devices. In the wireless connection, the BLE device only provides auxiliary parameters and can not initiate or manage the connection. The security manager is used for encrypted user authentication, and the logical link control and adaptation layer protocol provides data services at a higher level and splits the packets to be sent to the controller or reassembles the received packets Role.

BLE 프로토콜에는 BLE 장치끼리 데이터를 주고받을 때 사용하는 규칙을 정의한 ATT(Attribute Protocol)가 존재하고, ATT를 기반으로 주고받는 데이터의 형식을 정의하는 GATT(Generic Attribute Profile)이 존재한다.In the BLE protocol, ATT (Attribute Protocol) which defines the rules to be used to exchange data between BLE devices exists, and there exists a GATT (Generic Attribute Profile) which defines the format of data to be exchanged based on ATT.

일반 속성 프로파일(GATT)은 BLE 링크를 통해 "속성"으로 알려진 짧은 데이터를 송수신하기 위한 것으로, 저에너지 애플리케이션 프로파일은 GATT를 기반으로 한다. 블루투스 SIG(special interest group)는 저에너지 디바이스에 대한 많은 프로파일을 정의하며, 프로파일은 특정 응용 프로그램에서 장치가 작동하는 방법에 대한 사양으로 장치는 둘 이상의 프로파일을 구현할 수 있다. GATT는 속성 프로토콜 (ATT) 위에 구축되며, ATT는 BLE 장치에서 실행되도록 최적화되어 있다. 이를 위해 가능한 한 적은 바이트를 사용하며, 각 속성은 정보를 고유하게 식별하는 데 사용되는 문자열 ID에 대한 표준화 된 128 비트 형식 인 Universally Unique Identifier(UUID)로 고유하게 식별된다. ATT가 전송하는 속성은 특성 및 서비스 형식으로 지정된다. 스마트 센서 노드와 안드로이드 어플리케이션 사이의 연결은 두 개의 디바이스 중 GAP 주변기기의 역할로 동작하는 스마트 센서 노드에서 디바이스의 정보를 게시(Advertising) 하면서 시작된다. BLE에서의 게시는 도 1(b)와 같이 물리적 계층에서 사용하는 40개의 ISM 대역 중에서 BLE 패킷의 게시를 위해 할당된 3개의 채널(37, 38, 39)을 이용해 정보를 주변에 뿌리는 과정이다. The General Attribute Profile (GATT) is for sending and receiving short data known as "attributes" over the BLE link, and the low energy application profile is based on GATT. A Bluetooth special interest group (SIG) defines many profiles for low-energy devices, and a profile is a specification of how the device behaves in a particular application, and the device can implement more than one profile. The GATT is built on top of the attribute protocol (ATT), and the ATT is optimized to run on the BLE device. To do this, use as few bytes as possible, and each attribute is uniquely identified by a Universally Unique Identifier (UUID), which is a standardized 128-bit format for string IDs used to uniquely identify information. Attributes sent by ATT are specified in attributes and service types. The connection between the smart sensor node and the Android application starts by advertising the device information at the smart sensor node, which acts as a GAP peripheral device among the two devices. As shown in FIG. 1B, the broadcasting in the BLE is a process of distributing information around the BLE packet using the three channels 37, 38, and 39 allocated for the publication of the BLE packet among the 40 ISM bands used in the physical layer .

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 GATT프로파일의 구조를 설명하는 구성도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 GATT프로파일(200)은 3개의 표준서비스와 3개의 사용자 정의 서비스로 구성되고, 상기 표준서비스는 일반 접근 서비스(210), 일반 속성 서비스(220), 장치 정보 서비스(240)로 구성되고, 상기 사용자 정의 서비스는 전류 보상 서비스(230), 온도 센서 서비스(250), 전류 센서 서비스(260)로 구성된다. 장치정보서비스(240)와 전류보상서비스(260)는 전류 센서의 TEDS(Transducer electronic data sheet) 정보를 포함한다. 즉 본원발명은 BLE의 GATT 프로파일을 이용하여 센서의 타입 등 센서에 대한 TEDS를 제공하여 스마트 팩토리와 같이 다양한 센서를 사용하는 경우 관리를 용이하게 하는 효과가 있다.2 is a block diagram illustrating the structure of a GATT profile according to an embodiment of the present invention. 2, the GATT profile 200 of the present invention is composed of three standard services and three user defined services, which are a general access service 210, a general attribute service 220, a device information service (240), and the user defined service includes a current compensation service (230), a temperature sensor service (250), and a current sensor service (260). The device information service 240 and the current compensation service 260 include TEDS (Transducer electronic data sheet) information of the current sensor. That is, the present invention provides a TEDS for a sensor such as a sensor type using the GATT profile of the BLE, thereby facilitating management when using various sensors such as a smart factory.

TEDS의 일반적인 구조는 IEEE 1451에 정의되어 있으며, TEDS는 유형, 길이, 값(TLV) 데이터 구조를 사용한다. GATT는 서비스(service)와 특성(characteristic)이라는 기본 단위로 구성되는데, 서비스는 특정 기능을 수행하기 위한 일련의 함수와 정보의 모음이고, 특성은 서비스에서 요구하는 각각의 기능을 위한 정보가 저장되는 곳으로, BLE 장치 내부에서는 여러 개의 특성이 모여서 하나의 서비스를 이루는 형태로 데이터 구조를 형성한다. The general structure of TEDS is defined in IEEE 1451, and TEDS uses type, length, and value (TLV) data structures. The GATT consists of a basic unit of service and characteristic. A service is a set of functions and information for performing a specific function. The characteristic is information for each function required by the service. In the BLE device, a plurality of characteristics are gathered to form a data structure in the form of a single service.

상기 전류보상 서비스는 온도 구간, 입력 전류, 출력 전류 중 적어도 하나의 특성을 가지고, 상기 장치 정보 서비스는 제조회사명, 전류센서 모델번호, 전류센서 고유번호, 하드웨어 버전 정보, 소프트웨어 버전 정보 중 적어도 하나의 특성을 가지고, 상기 온도센서 서비스는 온도 값 특성을 가지고, 상기 전류 센서 서비스는 ADC 값과 주기 중 적어도 하나의 특성을 가진다. 본 발명은 상기와 같은 GATT프로파일을 통해 스마트 센서 노드의 정보를 관리할 수 있다.Wherein the device information service includes at least one of a manufacturer name, a current sensor model number, a current sensor unique number, hardware version information, and software version information, at least one of a temperature range, an input current, The temperature sensor service having a temperature value characteristic and the current sensor service having at least one of an ADC value and a period. The present invention can manage the information of the smart sensor node through the GATT profile as described above.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 모듈 초기화 방법을 설명하는 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a module initializing method according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 먼저 보드에 전원이 인가되고 나면 먼저 각각의 모듈을 초기화 시키는 작업을 진행한다. 전반적인 하드웨어의 동작을 위해 보드를 초기화 시킨다(S310).보드는 저전력 블루투스 무선 통신을 지원하는 nRF52832칩이 내장되어 있으며, 보드의 회로도를 보면 nRF52832가 동작하는데 필요한 32kHz의 clock을 내부에서 생성할 수도 있고, 외부에 crystal을 달아서 사용할 수도 있는데, 정밀도를 높이기 위해 외부에 있는 저전력 32kHz crystal을 사용하도록 회로가 연결될 수 있다. 예컨대, nRF52832 칩에서 요구되는 전압은 1.3V이고, 1.7V에서 3.3V 범위의 전압을 1.3V로 변환하기 위해 칩 내부에서 LDO(Linear Dropout, Linear Regulator)를 사용할 수 있다. 또는 보드에 구성되어 있는 LC 회로를 이용하는 DC/DC 컨버터(converter)를 사용할 수도 있다. 보드가 완전히 꺼지는 경우를 방지하기 위해서 WDT(Watch Dog Timer)가 동작하도록 설정해준다(S320). 이후, SDK 라이브러리와 연동되도록 제공된 소프트 디바이스를 초기화 시켜 BLE 프로토콜 스택을 초기화한다(S330), 이후에, BLE 무선 통신 과정에서 사용되는 GAP 파라미터와 BLE 게시(Advertising)에 사용되는 파라미터를 초기화한다(S340).Referring to FIG. 3, when power is first applied to the board, a process of initializing each module is performed. The board includes an nRF52832 chip that supports low-power Bluetooth wireless communication, and a circuit diagram of the board can internally generate a 32 kHz clock required for the nRF52832 to operate You can also use an external crystal by attaching it to the circuit to use an external low-power 32kHz crystal to increase precision. For example, the voltage required for the nRF52832 chip is 1.3V and a linear dropout (LDO) can be used inside the chip to convert a voltage ranging from 1.7V to 3.3V to 1.3V. Alternatively, a DC / DC converter using an LC circuit configured on the board may be used. In order to prevent the board from completely shutting down, the WDT (Watch Dog Timer) is set to operate (S320). Thereafter, the BLE protocol stack is initialized by initializing the soft device provided to be interlocked with the SDK library (S330). Then, the GAP parameters used in the BLE wireless communication process and the parameters used for BLE posting are initialized (S340 ).

블루투스 SIG(special interest group)에서 정의한 3개의 표준 서비스와 개발 과정에서 직접 정의한 3개의 사용자 정의 서비스를 생성하고, 장치 정보를 초기화 시키는 과정 (Device Information)에서 전류 센서의 모델 번호와 시리얼 번호를 저장한다(S350). 서비스 초기화 과정을 통해 도 2의 GATT프로파일를 BLE 장치 내부에 형성한 후, BLE 무선 연결에 필요한 파라미터를 설정해준다(S360). 일반적으로 스마트 센서 노드의 경우는 BLE 무선 통신 과정에서 주변기기로 동작하기 때문에 이 시점에 설정하는 파라미터 값은 무선 연결에 과정에서 보조적인 역할 만을 한다. Three standard services defined by the Bluetooth special interest group (SIG) and three user-defined services defined in the development process are generated, and the model number and the serial number of the current sensor are stored in the process of initializing the device information (Device Information) (S350). After the GATT profile of FIG. 2 is formed in the BLE device through the service initialization process, parameters necessary for the BLE wireless connection are set (S360). In general, since the smart sensor node operates as a peripheral in the BLE wireless communication process, the parameter value set at this point plays an auxiliary role in the wireless connection process.

이후에, TWI 모듈과 아날로그- 디지털 컨버터를 초기화 시킨다(S370, S380). TWI 모듈(Two-Wired Interface, I2C)은 외부 온도 센서로부터 온도 값을 측정하기 위한 인터페이스 역할을 한다. 자신의 정보를 GAP 중앙장치에게 알리기 위해 게시(Advertising)를 시작한다(S390).Then, the TWI module and the analog-to-digital converter are initialized (S370, S380). The TWI module (Two-Wired Interface, I2C) serves as an interface for measuring the temperature value from an external temperature sensor. Advertising is started to inform the GAP central apparatus of its own information (S390).

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스마트 전류 센서의 오프셋 보상 방법을 설명하는 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a method of compensating an offset of a smart current sensor according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 먼저 스마트 센서 노드의 아날로그-디지털 컨버터, 통신부, 타이머부를 초기화한다(S410). 사용자가 미리 설정한 일정 주기마다 출력 전압과 주변 온도를 측정한다(S420). 스마트 센서 노드와 단말기가 연결되면(S430), 단말기로부터 온도 구간에 따른 보상테이블을 수신한다(S240). 이 과정에서 단말기는 스마트 센서 노드의 장치 정보 서비스에 저장된 센서의 TEDS 정보 중 모델 정보를 바탕으로 보상테이블을 전달한다. 스마트 센서 노드와 단말기가 연결되지 않으면, S420 단계로 돌아가 측정을 반복한다. 이후에, 상기 보상테이블에 기초하여 상기 온도센서에서 측정한 온도 값에 따라 전류 센서에서 측정하여 변환된 출력 전압을 부분적 선형 모델로 근사하여 보상한다(S450). 이때, 특정 온도 구간에 대해 보정하고자 하는 측정 전압의 구간을 나타내는 입력전압 값이 A0에서 A9라 하고, 이상적인 경우의 전류 센서의 출력 전압 값이 B0에서 B9라 가정하고, A0 보다 작은 측정 전압 값은 B0로 근사하고, 측정 전압 값이 Ak에서 Ak+1 사이이면 아래 식에 따라 측정 전압을 근사하고, A9보다 큰 측정 전압 값은 B9로 근사하여 보상전압을 계산할 수 있다. Referring to FIG. 4, an analog-to-digital converter, a communication unit, and a timer unit of a smart sensor node are initialized (S410). The user measures the output voltage and the ambient temperature every predetermined period (S420). When the smart sensor node and the terminal are connected (S430), the compensation table according to the temperature interval is received from the terminal (S240). In this process, the terminal transmits the compensation table based on the model information among the TEDS information of the sensor stored in the device information service of the smart sensor node. If the smart sensor node and the terminal are not connected, the process returns to step S420 and the measurement is repeated. Subsequently, based on the compensation table, the output voltage measured and converted by the current sensor according to the temperature value measured by the temperature sensor is approximated by a partial linear model and compensated (S450). At this time, referred to the input voltage values indicating the duration of the measurement voltage to be corrected for a certain temperature range A9 from A0, and assumed that the output voltage value of the current sensor of the ideal case in B 0 B 9, and a small measurement than A 0 The voltage value is approximated to B 0 , and if the measured voltage value is between A k and A k + 1 , the measured voltage is approximated according to the following equation, and the measured voltage value greater than A 9 is approximated to B 9 to calculate the compensation voltage have.

Figure 112018013931853-pat00001
(이때, Vm은 측정한 전류 센서 전압이고, 구간의 정보를 나타내는 k 값은 0에서 8 사이의 정수)
Figure 112018013931853-pat00001
(Where Vm is the measured current sensor voltage and the k value representing the information of the interval is an integer between 0 and 8)

즉, 본 발명은 이동단말 또는 서버로부터 제공받은 보상 테이블에 기초하여 소프트웨어적으로 오프셋을 보상함으로써 오차값이 적은 전류값을 제공할 수 있으며, 별도의 장치 없이 오프셋을 보상하여 보다 소형화된 스마트 전류 센서를 제공할 수 있다.That is, the present invention can provide a current value having a small error value by compensating the offset in software based on the compensation table provided from the mobile terminal or the server, and compensate the offset without a separate device, Can be provided.

본 발명의 전류 센서를 통해 측정한 전류 값을 보상하는 과정은 주어진 측정한 전류에 대한 전압 구간을 나눠서 부분적 선형(Piecewise Linear) 모델의 형태로 보상할 수 있다. 구체적으로 전류 센서의 특성은 온도에 따라 달라지므로, N개의 온도 구간 각각에 대해서 M개의 부분적 선형 모델로 근사하여 전류 값을 보정하는 방법을 사용할 수 있다. 실시예에서, 아날로그-디지털 컨버커(ADC)가 0V에서 최대 3.6V까지 아날로그 전압을 측정한다고 가정하였고, 주어진 온도 범위에 대해서 최대 10단계로 나눠 입력/출력 전압의 값을 보상하도록 구현한 예이다. The process of compensating the current value measured through the current sensor of the present invention can compensate the voltage interval for a given measured current in the form of a piecewise linear model. Specifically, since the characteristics of the current sensor depend on the temperature, a method of correcting the current value by approximating the M partial linear models for each of the N temperature sections can be used. In the embodiment, it is assumed that the analog-digital converter (ADC) measures the analog voltage from 0 V to 3.6 V, and the input / output voltage is compensated by dividing the analog voltage into a maximum of 10 steps for a given temperature range .

온도 구간에 대한 전류 센서 출력 전압의 보정 정보를 얻고 나면, 다음의 방식으로 전류 센서의 비선형적 특성을 보정할 수 있다. 먼저 특정 온도 구간에 대해 보정하고자 하는 측정 전압의 구간을 나타내는 입력 전압 값을 A0에서 A9이라 하고, 이상적인 경우의 전류 센서의 출력 전압을 B0에서 B9로 가정한다. 여기서 A와 B 전압 값은 온도 구간이 바뀌면 다르게 적용된다. 온도 구간과 보정 전압 정보가 주어졌으면, 다음의 과정을 따라서 부분적 선형 모델로 근사시킨 측정 전압 값을 보정한다.Once the correction information of the current sensor output voltage with respect to the temperature section is obtained, the nonlinear characteristic of the current sensor can be corrected in the following manner. Assume that the input voltage value indicating the interval of the measured voltage to be corrected for a specific temperature interval is A 0 to A 9 and the output voltage of the current sensor in the ideal case is B 0 to B 9 . Here, the A and B voltage values are applied differently when the temperature interval is changed. If the temperature range and the correction voltage information are given, the measured voltage value approximated by the partial linear model is corrected according to the following procedure.

보정 과정 1) A0보다 작은 측정 전압 값은 모두 B0로 근사한다. Correction process: 1) the small measurement voltage value than A 0 are all approximate to B 0.

보정 과정 2) 측정 전압 값이 Ak에서 Ak+1사이에 포함되는 경우에는 아래식에 따라 측정 전압을 근사할 수 있다. Calibration procedure 2) When the measured voltage value is between A k and A k + 1 , the measured voltage can be approximated according to the following formula.

Figure 112018013931853-pat00002
, 이때 식에서 Vm은 측정한 전류 센서 전압에 해당되고, 구간의 정보를 나타내는 k값은 0에서 8사이의 정수 값에 해당된다.
Figure 112018013931853-pat00002
, Where V m corresponds to the measured current sensor voltage and the k value representing the interval information corresponds to an integer value between 0 and 8. [

보정 과정 3) A9 보다 큰 측정 전압 값은 모두 B9으로 근사한다. Calibration procedure 3) The measured voltage values greater than A 9 are all approximated by B 9 .

이후에, GATT프로파일의 특성 값을 업데이트 시킬 수 있다(S460). Thereafter, the property value of the GATT profile may be updated (S460).

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스마트 전류 센서를 개략적으로 설명하는 구성도이다.5 is a block diagram schematically illustrating a smart current sensor according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 스마트 전류 센서(10)는 데이터 수집을 위한 스마트 센서 노드(100)와 스마트 센서 노드를 제어하고 네트워크에 접속하는 단말기(300)를 포함한다. 본 발명은 단말기(300)를 통해 전달 받은 온도구간에 따른 보상테이블에 기초하여 측정한 온도 값에 따라 전류 센서에서 측정하여 변환된 출력 전압을 보상함으로써 소프트웨어적으로 전류센서의 오프셋 및 비선형성을 보상할 수 있다.Referring to FIG. 5, the smart current sensor 10 includes a smart sensor node 100 for data collection and a terminal 300 for controlling a smart sensor node and connecting to a network. The present invention compensates for the offset and nonlinearity of the current sensor by compensating the output voltage measured and converted by the current sensor according to the temperature value measured based on the compensation table according to the temperature interval transmitted through the terminal 300 can do.

스마트 센서 노드(100)는 온도센서부(110), 전류센서부(120), 보상부(130), 제어부(140), 아날로그-디지털 컨버터(150), 통신부(160), 타이머부(170)를 포함한다. 온도센서부(110)는 사용자가 미리 설정한 일정 주기에 따라 스마트 센서 노드의 주변 환경 온도 값을 측정할 수 있고, 실시예에 따라 TWI(two-wired inferface, I2C)를 통해 외부 온도 센서로부터 온도 값을 측정할 수 있다.The smart sensor node 100 includes a temperature sensor 110, a current sensor 120, a compensator 130, a controller 140, an analog-to-digital converter 150, a communication unit 160, a timer 170, . The temperature sensor unit 110 may measure the ambient temperature value of the smart sensor node according to a predetermined period set by a user and may measure the ambient temperature value from the external temperature sensor through a TWI (two-wired inferface, I2C) The value can be measured.

전류센서부(120)는 사용자가 미리 설정한 일정 주기에 따라 스마트 센서 노드의 전류 값을 측정할 수 있다. 이때, 사용자가 미리 설정한 일정 주기는 단말기를 통해 변경이 가능하다.The current sensor unit 120 may measure the current value of the smart sensor node according to a predetermined period set by the user. At this time, the predetermined period set by the user can be changed through the terminal.

보상부(130)는 단말기로부터 수신한 보상테이블에 기초하여 측정한 온도 값에 따라 전류 센서에서 측정하여 변환된 출력 전압을 보상할 수 있다. 제어부(140)는 중앙처리장치(CPU)인 마이크로 프로세서(MPU)가 탑재된 마이크로 컨트롤러 보드에 의해서 각 구성을 제어할 수 있다.The compensation unit 130 may compensate the output voltage measured and converted by the current sensor according to the temperature value measured based on the compensation table received from the terminal. The control unit 140 can control each configuration by a microcontroller board on which a microprocessor (MPU), which is a central processing unit (CPU), is mounted.

아날로그-디지털 컨버터(ADC; 150)는 전류센서부(120)에서 측정하는 전류값에 따라 출력되는 전압 값을 측정한다. 통신부(160)는 근거리 무선 통신 모듈로서 스마트 센서 노드의 정보를 송수신할 수 있고, 단말기(200)로부터 보상테이블을 수신할 수 있다. 실시예에 따라 BLE(bluetooth low energy) 통신을 통해 정보를 송수신할 수 있으나 이에 대해 한정하는 것은 아니다. 타이머부(170)는 시간에 따라 동작을 제어할 수 있다.The analog-to-digital converter (ADC) 150 measures a voltage value output according to a current value measured by the current sensor unit 120. The communication unit 160 can transmit / receive information of the smart sensor node as the short-range wireless communication module and receive the compensation table from the terminal 200. [ According to an exemplary embodiment, information can be transmitted and received through a Bluetooth low energy (BLE) communication, but the present invention is not limited thereto. The timer unit 170 can control the operation over time.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

10; 스마트 전류 센서 100; 스마트 센서 노드
200; GATT프로파일 300; 이동단말기
110; 온도센서부 120; 전류센서부
130; 보상부 140; 제어부
150; ADC 160; 통신부
170; 타이머부
10; Smart current sensor 100; Smart sensor node
200; GATT profile 300; Mobile terminal
110; A temperature sensor unit 120; The current sensor unit
130; Compensator 140; The control unit
150; ADC 160; Communication section
170; The timer section

Claims (5)

BLE 기반의 GATT프로파일을 이용하여 센서를 제어하기 위한 방법에 있어서,
(a) 스마트 센서 노드의 각각의 모듈을 초기화하고 GATT프로파일에 기초하여 다수개의 표준서비스와 사용자 정의 서비스를 생성하는 단계;
(b) 상기 스마트 센서 노드와 단말기가 연결되고, 상기 단말기로부터 온도 구간에 따른 보상테이블을 수신하여 측정된 출력 전압을 부분적 선형 모델로 근사하여 보상하는 단계;
(c) 상기 스마트 센서 노드에서 이미 저장된 GATT프로파일을 업데이트 하는 단계를 포함하고,
상기 (b) 단계에서,
특정 온도 구간에 대해 보정하고자 하는 측정 전압의 구간을 나타내는 입력전압 값이 A0에서 A9라 하고, 이상적인 경우의 전류 센서의 출력 전압 값이 B0에서 B9라 가정하고,
A0 보다 작은 측정 전압 값은 B0로 근사하고, 측정 전압 값이 Ak에서 Ak+1 사이이면 아래 식에 따라 측정 전압을 근사하고, A9보다 큰 측정 전압 값은 B9로 근사하여 보상전압을 계산하는 BLE 기반의 GATT프로파일을 이용하여 센서를 제어하기 위한 방법.
Figure 112019041328529-pat00008
(이때, Vm은 전류센서의 측정 전압이고, 구간의 정보를 나타내는 k 값은 0에서 8 사이의 정수)
A method for controlling a sensor using a BLE-based GATT profile,
(a) initializing each module of the smart sensor node and generating a plurality of standard services and user defined services based on the GATT profile;
(b) receiving the compensation table according to the temperature interval from the smart sensor node and the terminal, receiving the compensation table from the terminal, and approximating and compensating the measured output voltage with a partial linear model;
(c) updating the already stored GATT profile at the smart sensor node,
In the step (b)
Assuming that the input voltage value indicating the section of the measured voltage to be corrected with respect to the specific temperature section is A 0 to A 9 and the output voltage value of the current sensor in the ideal case is B 0 to B 9 ,
The measured voltage value less than A 0 is approximated to B 0 , and if the measured voltage value is between A k and A k + 1 , the measured voltage is approximated according to the following formula, and the measured voltage value greater than A 9 is approximated to B 9 A method for controlling a sensor using a BLE based GATT profile to calculate a compensation voltage.
Figure 112019041328529-pat00008
(Where Vm is the measured voltage of the current sensor, and the k value indicating the information of the interval is an integer between 0 and 8)
제1항에 있어서,
상기 (a) 단계에서, 스마트 센서 노드의 각각의 모듈을 초기화하는 단계는,
보드를 초기화하고, WDT(Watch dog timer)를 설정하는 단계;
BLE 프로토콜을 초기화하고, BLE GAP 파라미터를 초기화하는 단계;
GATT프로파일에 기초한 서비스를 초기화하고 연결 파라미터를 초기화하는 단계를 포함하는 BLE 기반의 GATT프로파일을 이용하여 센서를 제어하기 위한 방법.
The method according to claim 1,
In the step (a), initializing each module of the smart sensor node comprises:
Initializing a board and setting a watch dog timer (WDT);
Initializing the BLE protocol and initializing the BLE GAP parameter;
A method for controlling a sensor using a BLE-based GATT profile including initializing a service based on a GATT profile and initializing connection parameters.
제1항에 있어서,
상기 GATT프로파일은,
3개의 표준서비스와 3개의 사용자 정의 서비스로 구성되고, 상기 표준서비스는 일반 접근 서비스, 일반 속성 서비스, 장치 정보 서비스이고,
상기 사용자 정의 서비스는 전류 보상 서비스, 온도 센서 서비스, 전류 센서 서비스로 구성되며,
상기 장치정보서비스와 상기 전류보상서비스는 센서를 용이하게 제어하기 위해 BLE 기반의 GATT프로파일을 이용하여 TEDS(Transducer Electronic Data Sheet)를 구현하는 BLE 기반의 GATT프로파일을 이용하여 센서를 제어하기 위한 방법.
The method according to claim 1,
The GATT profile includes:
Three standard services and three user-defined services, and the standard service is a general access service, a general attribute service, a device information service,
The user defined service may include a current compensation service, a temperature sensor service, and a current sensor service,
Wherein the device information service and the current compensation service are based on a BLE-based GATT profile that implements a Transducer Electronic Data Sheet (TEDS) using a BLE-based GATT profile to facilitate sensor control.
제3항에 있어서,
상기 전류보상 서비스는 온도 구간, 입력 전류, 출력 전류 중 적어도 하나의 특성을 가지고, 상기 장치 정보 서비스는 제조회사명, 전류센서 모델번호, 전류센서 고유번호, 하드웨어 버전 정보, 소프트웨어 버전 정보 중 적어도 하나의 특성을 가지고, 상기 온도센서 서비스는 온도값 특성을 가지고, 상기 전류 센서 서비스는 ADC 값과 주기 중 적어도 하나의 속성을 가진 BLE 기반의 GATT프로파일을 이용하여 센서를 제어하기 위한 방법.
The method of claim 3,
Wherein the device information service includes at least one of a manufacturer name, a current sensor model number, a current sensor unique number, hardware version information, and software version information, wherein the device information service includes at least one of a temperature section, an input current, Wherein the temperature sensor service has a temperature value characteristic, and wherein the current sensor service is a BLE-based GATT profile having at least one of an ADC value and a period.
BLE 기반의 GATT구조를 이용하여 센서를 제어하기 위한 장치에 있어서,
사용자가 지정한 일정주기마다 스마트 센서 노드의 전류를 측정하는 전류센서부;
상기 전류센서부를 통해 측정한 전류 값에 기초하여 출력되는 측정 전압 값을 산출하는 아날로그-디지털 컨버터(ADC);
스마트 센서 노드의 온도를 측정하는 온도센서부; 및
단말기로부터 온도 구간에 따른 보상테이블을 수신하고, 상기 보상테이블과 상기 온도에 기초하여 측정된 측정 전압을 온도 구간별로 부분적 선형 모델로 근사하여 보상전압을 계산하는 보상부를 포함하는 온도를 측정하여 온도센서부를 포함하고,
상기 보상전압은,
특정 온도 구간에 대해 보정하고자 하는 측정 전압의 구간을 나타내는 입력전압 값이 A0에서 A9라 하고, 이상적인 경우의 전류 센서의 출력 전압 값이 B0에서 B9라 가정하고,
A0 보다 작은 측정 전압 값은 B0로 근사하고, 측정 전압 값이 Ak에서 Ak+1 사이이면 아래 식에 따라 측정 전압을 근사하고, A9보다 큰 측정 전압 값은 B9로 근사하여 계산하는 BLE 기반의 GATT구조를 이용하여 센서를 제어하기 위한 장치.
Figure 112019041328529-pat00009
(이때, Vm은 전류센서의 측정 전압이고, 구간의 정보를 나타내는 k 값은 0에서 8 사이의 정수)
An apparatus for controlling a sensor using a BLE-based GATT structure,
A current sensor unit for measuring a current of the smart sensor node at predetermined periodic intervals designated by a user;
An analog-to-digital converter (ADC) for calculating a measured voltage value output based on a current value measured through the current sensor unit;
A temperature sensor unit for measuring a temperature of the smart sensor node; And
And a compensation unit for calculating a compensation voltage by receiving a compensation table according to a temperature interval from the terminal, and approximating the compensation table and the measured voltage measured based on the temperature by a partial linear model for each temperature interval, ≪ / RTI >
The compensation voltage may be a voltage,
Assuming that the input voltage value indicating the section of the measured voltage to be corrected with respect to the specific temperature section is A 0 to A 9 and the output voltage value of the current sensor in the ideal case is B 0 to B 9 ,
The measured voltage value less than A 0 is approximated to B 0 , and if the measured voltage value is between A k and A k + 1 , the measured voltage is approximated according to the following formula, and the measured voltage value greater than A 9 is approximated to B 9 A device for controlling a sensor using a BLE based GATT structure for computing.
Figure 112019041328529-pat00009
(Where Vm is the measured voltage of the current sensor, and the k value indicating the information of the interval is an integer between 0 and 8)
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