KR102030081B1 - Smart jacket system based on energy harvesting - Google Patents
Smart jacket system based on energy harvesting Download PDFInfo
- Publication number
- KR102030081B1 KR102030081B1 KR1020180076584A KR20180076584A KR102030081B1 KR 102030081 B1 KR102030081 B1 KR 102030081B1 KR 1020180076584 A KR1020180076584 A KR 1020180076584A KR 20180076584 A KR20180076584 A KR 20180076584A KR 102030081 B1 KR102030081 B1 KR 102030081B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- smart
- control device
- electrical energy
- jacket
- safety
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A41—WEARING APPAREL
- A41D—OUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
- A41D1/00—Garments
- A41D1/002—Garments adapted to accommodate electronic equipment
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A41—WEARING APPAREL
- A41D—OUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
- A41D1/00—Garments
- A41D1/02—Jackets
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A41—WEARING APPAREL
- A41D—OUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
- A41D13/00—Professional, industrial or sporting protective garments, e.g. surgeons' gowns or garments protecting against blows or punches
- A41D13/01—Professional, industrial or sporting protective garments, e.g. surgeons' gowns or garments protecting against blows or punches with reflective or luminous safety means
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/011—Arrangements for interaction with the human body, e.g. for user immersion in virtual reality
- G06F3/015—Input arrangements based on nervous system activity detection, e.g. brain waves [EEG] detection, electromyograms [EMG] detection, electrodermal response detection
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/16—Sound input; Sound output
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F9/00—Arrangements for program control, e.g. control units
- G06F9/06—Arrangements for program control, e.g. control units using stored programs, i.e. using an internal store of processing equipment to receive or retain programs
- G06F9/44—Arrangements for executing specific programs
- G06F9/451—Execution arrangements for user interfaces
- G06F9/453—Help systems
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
- H02J7/35—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/50—Energy storage in industry with an added climate change mitigation effect
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physical Education & Sports Medicine (AREA)
- Audiology, Speech & Language Pathology (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Dermatology (AREA)
- Neurology (AREA)
- Neurosurgery (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 스마트 재킷 시스템에 관한 것으로서, 에너지 하베스팅으로 얻은 전기 에너지를 활용하여 스마트 재킷에 장착된 응용 디바이스를 구동하고, 개인 기반의 쌍방향 안전 모니터링 시스템을 구현할 수 있는 에너지 하베스팅 기반의 스마트 재킷 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a smart jacket system, an energy harvesting based smart jacket system capable of driving an application device mounted on a smart jacket using an electric energy obtained by energy harvesting, and implementing a personal-based interactive safety monitoring system. It is about.
에너지 하베스팅(Energy Harvesting)이란 태양광 발전처럼 개별 장치들이 태양광, 진동, 열, 바람 등과 같이 자연적인 에너지원으로부터 발생하는 에너지를 모아서 유용한 전기에너지로 바꾸어 사용할 수 있도록 하는 기술을 말한다.Energy Harvesting is a technology that allows individual devices, such as solar power, to gather energy from natural energy sources such as solar, vibration, heat, and wind and convert them into useful electrical energy.
사물인터넷은 인터넷을 기반으로 사람과 사물, 사물과 사물이 서로 연결되는 지능형 기술 및 서비스를 의미한다.The Internet of Things refers to intelligent technologies and services in which people and things are connected to each other based on the Internet.
종래에 열전소자를 활용하여 태양광 발전의 효율을 높이는 종래 기술은 존재하지만, 상기 종래 기술은 확보한 동력원을 광전소자의 냉각이나 축전기에 저장하는 것이 일반적이었다. Conventional techniques exist to improve the efficiency of photovoltaic power generation by utilizing thermoelectric elements. However, in the conventional art, it is common to store a secured power source in the cooling of a photoelectric element or a capacitor.
또한, 종래의 안전 네트워크에 적용되는 장치는 상시 전력이나 상시 전력을 통한 휴대용 저장 장치에 의존하고 있다.In addition, a device applied to a conventional safety network relies on a portable storage device through constant power or constant power.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 태양광 패널이나 냉난방기에서 발생되는 열 에너지로부터 전기 에너지를 하베스팅하고, 하베스팅된 전기 에너지를 안정적으로 저장할 수 있으며, 저장된 전기 에너지를 스마트 재킷에 활용할 수 있는 에너지 하베스팅 기반의 스마트 재킷 시스템을 제공한다.The problem to be solved by the present invention, the energy that can harvest the electrical energy from the thermal energy generated in the solar panel or air conditioner, the stable storage of the harvested electrical energy, the energy that can utilize the stored electrical energy in the smart jacket Provides harvesting based smart jacket system.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 개인 기반의 쌍방향 안전 모니터링과 위험 상황 인지 예측이 가능한 에너지 하베스팅 기반의 스마트 재킷 시스템을 제공한다.In addition, another problem to be solved by the present invention is to provide an energy harvesting based smart jacket system capable of two-way personal safety monitoring and predicting dangerous situations.
발명의 실시 형태에 따른 에너지 하베스팅 기반의 스마트 재킷 시스템은, 태양광 패널에 장착되어 상기 태양광 패널의 표면 온도와 외부 온도 차이에 의해 발생되는 전기 에너지를 하베스팅하는 열전소자; 상기 열전소자로부터 하베스팅된 상기 전기 에너지를 승압하고, 승압된 상기 전기 에너지를 저장하는 스마트 안전 제어 장치; 및 탈부착이 가능하며 상기 스마트 안전 제어 장치에 저장된 상기 전기 에너지를 기반으로 구동하는 다수의 응용 디바이스와, 상기 다수의 응용 디바이스를 제어하고 상기 스마트 안전 제어 장치와 IoT 기반으로 데이터 통신하는 내부 제어 유닛을 포함하는 스마트 재킷;을 포함한다.An energy harvesting based smart jacket system according to an embodiment of the present invention includes a thermoelectric element mounted on a solar panel and harvesting electrical energy generated by a difference in surface temperature and external temperature of the solar panel; A smart safety control device for boosting the harvested electrical energy from the thermoelectric element and storing the boosted electrical energy; And a plurality of application devices that are removable and driven based on the electric energy stored in the smart safety control device, and an internal control unit that controls the plurality of application devices and performs data communication with the smart safety control device based on IoT. It includes; smart jacket to include.
여기서, 상기 스마트 재킷에 장착된 상기 다수의 응용 디바이스는, 상기 스마트 안전 제어 장치에 저장된 상기 전기 에너지를 제공받아 충전하는 저장 장치; 상기 스마트 재킷을 착용한 착용자의 생체 신호, 상기 스마트 재킷 주변의 환경, 상기 스마트 재킷의 위치를 센싱하고, 센싱된 센싱 신호를 상기 내부 제어 장치로 제공하는 센싱 장치; 상기 착용자의 음성을 음성 신호로 변환하여 상기 내부 제어 장치로 제공하는 음성 수신 장치; 및 상기 내부 제어 유닛으로부터 수신된 안전 매뉴얼 정보를 상기 착용자에게 안내하는 표시 장치;를 포함할 수 있다.Here, the plurality of application devices mounted on the smart jacket, the storage device for receiving and charging the electrical energy stored in the smart safety control device; A sensing device configured to sense a bio signal of a wearer wearing the smart jacket, an environment around the smart jacket, and a position of the smart jacket, and provide a sensed sensing signal to the internal control device; A voice receiving device converting the wearer's voice into a voice signal and providing the voice signal to the internal control device; And a display device for guiding the safety manual information received from the internal control unit to the wearer.
여기서, 상기 스마트 재킷에 장착된 상기 다수의 응용 디바이스는, 상기 스마트 안전 제어 장치에 저장된 상기 전기 에너지를 제공받아 충전하는 저장 장치; 및 상기 스마트 재킷을 착용한 착용자의 생체 신호, 상기 스마트 재킷 주변의 환경, 상기 스마트 재킷의 위치를 센싱하고, 센싱된 센싱 신호를 상기 내부 제어 장치로 제공하는 센싱 장치;를 포함하고, 상기 착용자의 음성을 음성 신호로 변환하여 상기 내부 제어 장치로 제공하는 음성 수신 장치; 및 상기 내부 제어 유닛으로부터 수신된 안전 매뉴얼 정보를 상기 착용자에게 안내하는 표시 장치;를 포함하는 안전 헬멧;을 더 포함할 수 있다.Here, the plurality of application devices mounted on the smart jacket, the storage device for receiving and charging the electrical energy stored in the smart safety control device; And a sensing device configured to sense a biological signal of a wearer wearing the smart jacket, an environment around the smart jacket, and a position of the smart jacket, and provide a sensed sensing signal to the internal control device. A voice receiving device converting a voice into a voice signal and providing the voice signal to the internal control device; And a display device for guiding the safety manual information received from the internal control unit to the wearer.
여기서, 상기 음성 정보와 상기 스마트 재킷의 위치 정보를 상기 스마트 안전 제어 장치로부터 제공받고, 상기 음성 정보와 상기 위치 정보를 기반으로 위험 상황을 예측하며, 상기 위험 상황에 대응되는 상기 안전 매뉴얼 정보를 출력하는 모니터링 장치;를 더 포함할 수 있다.Here, the voice information and the location information of the smart jacket is provided from the smart safety control device, predicts a dangerous situation based on the voice information and the location information, and outputs the safety manual information corresponding to the dangerous situation. The monitoring device may further include.
여기서, 상기 모니터링 장치는 상기 안전 매뉴얼 정보가 안전 상황판, 경광등, 안내등 및 비상등 중 적어도 하나 이상을 통해 표출되도록 제어할 수 있다.Here, the monitoring device may control the safety manual information to be expressed through at least one or more of the safety status plate, warning lights, guide lights and emergency lights.
여기서, 상기 모니터링 장치는 상기 스마트 재킷의 이상 상태, 상기 스마트 재킷의 충전량 정보 및 상기 스마트 안전 제어 장치에 하베스팅된 전기 에너지량을 모니터링할 수 있다.Here, the monitoring device may monitor the abnormal state of the smart jacket, the charge information of the smart jacket and the amount of electrical energy harvested in the smart safety control device.
여기서, 상기 스마트 안전 제어 장치는 상기 모니터링 장치로부터 상기 안전 매뉴얼 정보를 수신하고, 상기 스마트 안전 제어 장치는 상기 스마트 재킷을 입은 착용자의 개인 휴대 장치로 상기 안전 매뉴얼 정보를 송신할 수 있다.Here, the smart safety control device may receive the safety manual information from the monitoring device, the smart safety control device may transmit the safety manual information to the personal portable device of the wearer wearing the smart jacket.
여기서, 상기 스마트 안전 제어 장치는, 상기 열전소자로부터 하베스팅된 전기 에너지를 승압 및 관리하는 전력관리부; 및 상기 전력관리부에서 승압된 전기 에너지를 충전하는 배터리를 포함하는 저장부;를 포함할 수 있다.Here, the smart safety control device, the power management unit for boosting and managing the electrical energy harvested from the thermoelectric element; And a storage unit including a battery charging the electric energy boosted by the power management unit.
여기서, 상기 전력관리부는, 상기 열전소자로부터 하베스팅된 전기 에너지를 제공받는 인터페이스; 상기 인터페이스로 제공된 상기 전기 에너지의 효율을 높이기 위한 MPPT(Maximum Power Point); 상기 인터페이스로 제공된 상기 전기 에너지를 승압하는 급속 충전부; 및 상기 저장부의 배터리의 저전압과 과전압을 측정하는 배터리 관리부;를 포함할 수 있다.Here, the power management unit, the interface receiving the electrical energy harvested from the thermoelectric element; A maximum power point (MPPT) for increasing the efficiency of the electrical energy provided to the interface; A quick charging unit for boosting the electrical energy provided to the interface; And a battery manager for measuring a low voltage and an overvoltage of the battery of the storage unit.
여기서, 상기 전력관리부는, 상기 배터리가 완전 방전된 경우에 상기 열전소자로부터 하베스팅된 전기 에너지를 기초로 상기 스마트 안전 제어 장치를 작동시키는 콜드 스타터를 포함할 수 있다.The power management unit may include a cold starter for operating the smart safety control device based on electrical energy harvested from the thermoelectric element when the battery is completely discharged.
본 발명에 따른 에너지 하베스팅 기반의 스마트 재킷 시스템을 사용하면, 태양광 패널의 표면 온도와 월평균 기온과의 차이(ΔT)는 평균 20도 정도인 점을 활용하여 태양광 패널로부터 전기 에너지를 하베스팅할 수 있고, 안정적인 전력원으로 승압하여 저장함으로써, 새로운 구동 전력원으로 사용할 수 있는 이점이 있다. 따라서, 중소규모의 제조공장의 안전시설 동력원으로 충분히 활용 가능한 이점이 있다.Using the energy harvesting-based smart jacket system according to the present invention, the difference (ΔT) between the surface temperature of the solar panel and the average monthly temperature is about 20 degrees, and the electrical energy is harvested from the solar panel. And, by boosting and storing to a stable power source, there is an advantage that can be used as a new drive power source. Therefore, there is an advantage that can be fully utilized as a power source for safety facilities of small and medium-sized manufacturing plants.
또한, 본 발명에 따른 에너지 하베스팅 기반의 스마트 재킷 시스템을 사용하면, 열전소자가 부착된 태양광 패널을 활용하여 하베스팅한 전기 에너지는 사물인터넷(IoT) 기술이 장착된 웨어러블 스마트 재킷의 휴대용 저장 장치의 동력과 안전 상황판, 경광등, 비상등 같은 안전시설의 동력원으로 활용할 경우 중소공장의 전력비 절감은 물론 산업 현장의 재해를 줄이는 효과가 기대될 수 있다.In addition, when using the energy harvesting-based smart jacket system according to the present invention, the electrical energy harvested using the solar panel attached to the thermoelectric element is portable storage of the wearable smart jacket equipped with the Internet of Things (IoT) technology When used as a power source for safety facilities such as power and safety status boards, warning lights, and emergency lights, it can be expected to reduce power costs of small and medium-sized factories and reduce industrial accidents.
또한, 본 발명에 따른 에너지 하베스팅 기반의 스마트 재킷 시스템을 사용하면, 구축된 안전 모니터링은 평상시엔 위험 사전 예측 정보를, 사고 발생시에는 안전 대피정보 및 각종 구난 정보를 안전 상황판, 스마트폰, 스마트워치, 경광등, 대피로 등에 표출하여 인명, 재산 손실을 막는 역할을 수행할 수 있다.In addition, when using the energy harvesting-based smart jacket system according to the present invention, the built safety monitoring is usually the risk preliminary prediction information, in case of an accident safety evacuation information and various rescue information safety situation board, smart phone, smart watch It can be used to prevent the loss of life and property by displaying the warning lights, warning lights, and evacuation routes.
또한, 본 발명에 따른 에너지 하베스팅 기반의 스마트 재킷 시스템을 사용하면, 4차 산업의 핵심기술인 IoT 기술과 신재생에너지 원천기술을 융복합 하면, 새로운 동력원의 확보가 가능하며, 이를 실용적인 디바이스의 전력원으로 사용하여 안전망 구축에 활용한다면 산업 이미지 재고와 함께 고용창출의 새로운 패러다임을 제시할 수 있다.In addition, by using the energy harvesting-based smart jacket system according to the present invention, by converging the IoT technology, which is the core technology of the 4th industry and the renewable energy source technology, it is possible to secure a new power source, which is the power of practical devices If it is used as a source, it can suggest a new paradigm of job creation along with the reconsideration of industrial image.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 에너지 하베스팅 기반의 스마트 재킷 시스템의 개략적인 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 실시 형태에 따른 에너지 하베스팅 기반의 스마트 재킷 시스템에서, 에너지 하베스팅의 일 예를 보여주는 개념도이다.
도 3은 도 1에 도시된 스마트 안전 제어 장치(300)의 전력관리부(310)의 블록도의 일 예이다.
도 4는 도 1에 도시된 스마트 안전 제어 장치(300)와 스마트 재킷(500)의 개념도이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태에 따른 에너지 하베스팅 기반의 스마트 재킷 시스템의 하드웨어 전체 구성도이다.
도 6은 본 발명의 실시 형태에 따른 에너지 하베스팅 기반의 스마트 재킷 시스템의 소프트웨어 구성도이다.1 is a schematic block diagram of an energy harvesting based smart jacket system according to an embodiment of the invention.
FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating an example of energy harvesting in an energy harvesting based smart jacket system according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 1.
3 is an example of a block diagram of the
4 is a conceptual diagram of the smart
5 is a hardware overall configuration diagram of the energy harvesting based smart jacket system according to an embodiment of the present invention.
6 is a software configuration diagram of an energy harvesting based smart jacket system according to an embodiment of the present invention.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시 형태를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 형태는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 형태는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 형태에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 형태로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시 형태 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The following detailed description of the invention refers to the accompanying drawings that show, by way of illustration, specific embodiments in which the invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the invention. It is to be understood that the various embodiments of the invention are different but need not be mutually exclusive. For example, certain shapes, structures, and characteristics described herein may be embodied in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention with respect to one embodiment. In addition, it is to be understood that the location or arrangement of individual components within each disclosed embodiment may be changed without departing from the spirit and scope of the invention. The following detailed description, therefore, is not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention, if properly described, is defined only by the appended claims, along with the full range of equivalents to which such claims are entitled. Like reference numerals in the drawings refer to the same or similar functions throughout the several aspects.
이하, 첨부되는 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 따른 에너지 하베스팅 기반의 스마트 재킷 시스템에 대해 상술한다.Hereinafter, an energy harvesting based smart jacket system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 에너지 하베스팅 기반의 스마트 재킷 시스템의 개략적인 블록도이다.1 is a schematic block diagram of an energy harvesting based smart jacket system according to an embodiment of the invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 형태에 따른 에너지 하베스팅 기반의 스마트 재킷 시스템은, 동력원 발생 장치(100), 스마트 안전 제어 장치(300) 및 스마트 재킷(500)을 포함한다. 여기서, 본 발명의 실시 형태에 따른 에너지 하베스팅 기반의 스마트 재킷 시스템은, 모니터링 장치(700)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, an energy harvesting based smart jacket system according to an embodiment of the present invention includes a
동력원 발생 장치(100)는 소정의 에너지를 발생한다. 발생되는 소정의 에너지는 열 에너지일 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니며, 소정의 에너지는 빛 에너지, 압력 에너지, 진동 에너지 등 어떠한 것이던 무관하다.The
동력원 발생 장치(100)는 예를 들어 태양광 패널 또는 냉난방기일 수 있다. 여기서, 동력원 발생 장치(100)가 태양광 패널이나 냉난방기로 한정되는 것은 아니다. 소정의 에너지, 특히 소정의 열 에너지를 발생시킬 수 있는 기기는 어떤 것이던지 동력원 발생 장치(100)에 포함될 수 있다.The
동력원 발생 장치(100)는 열전소자(150)를 포함한다. 열전소자(150)는 온도 차이가 날 때 전류가 흐르는 현상인 열전효과를 이용하여 전기 에너지를 생산할 수 있다. 온도가 높은 물체의 전자들은 온도가 낮은 물체의 전자들보다 더 높은 운동에너지를 갖게 되며, 두 물체가 연결되는 경우 고온부의 전자들이 저온부로 퍼지며 전위차가 발생하는 현상을 이용하여 전기를 발생시키게 된다.The
열전소자(150)는 소정의 물체 양단의 온도 차에 의하여 전압이 발생하는 시벡(seebeck) 효과의 열전특성을 갖는 열전재료를 포함할 수 있다. 열전재료는 금속, 반도체 물질, 전도성 고분자 물질, 탄소나노튜브와 그래핀과 같은 나노카본 물질, 바이테(BiTe)계 물질 등일 수 있다.The
동력원 발생 장치(100)에 장착된 열전소자(150)는 동력원 발생 장치(100)에서 발생되는 열 에너지에 기인한 소정의 온도와 외부 온도의 차이에 기초하여 소정의 전기 에너지를 발생한다.The
예를 들어, 동력원 발생 장치(100)가 태양광 패널인 경우, 태양광 패널의 일면에 열전소자(150)가 장착될 수 있다. 여기서, 태양광 패널의 일면은 태양광 패널의 전면, 후면 또는 측면일 수 있다. 태양광 패널에 장착된 열전소자(150)는, 태양열에 의해 데워진 태양광 패널의 표면 온도와 외부 온도의 차이에 의해 발생하는 소정의 전기 에너지를 하베스팅할 수 있다.For example, when the
다른 예를 들어, 동력원 발생 장치(100)가 냉난방기인 경우, 냉난방기 내부에 열전소자(150)가 장착될 수 있다. 냉난방기에 장착된 열전소자(150)는, 냉난방기에서 발생하는 폐열의 온도와 외부 온도의 차이에 의해 발생하는 소정의 전기 에너지를 하베스팅할 수 있다.For another example, when the
스마트 안전 제어 장치(300)는 동력원 발생 장치(100)의 열전소자(150)에서 생산된 전기 에너지를 제공받고, 제공된 전기 에너지를 승압하여 저장한다.The smart
스마트 안전 제어 장치(300)는, 동력원 발생 장치(100)의 열전소자(150)로부터 제공되는 전기 에너지를 관리하는 전력관리부(310)와, 전력관리부(310)에서 관리된 전기 에너지를 저장하는 저장부(350)를 포함할 수 있다. The smart
열전소자(150)로부터 제공되는 전기 에너지는 작기 때문에, 제공된 전기 에너지를 그대로 저장부(350)에 저장하기 어렵다. 따라서, 스마트 안전 제어 장치(300)는 저장부(350)와 함께 전력관리부(310)를 구비한다. 전력관리부(310)는 열전소자(150)로부터 제공되는 전기 에너지를 소정의 전압 이상으로 승압하는데, 여기서 승압된 소정의 전압은 배터리 충전 전압 또는 센서와 구동회로 동작 전압 이상일 수 있다. 여기서, 상기 전력관리부(310)는 열전소자(150)로부터 제공되는 전기 에너지를 승압하는 '승압부'로도 명명될 수 있다. Since the electrical energy provided from the
스마트 재킷(500)은 스마트 안전 제어 장치(300)에 저장된 전기 에너지를 제공받을 수 있다. 스마트 재킷(500)은 제공된 전기 에너지를 활용한다. 스마트 재킷(500)에 장착된 다수의 응용 디바이스가 제공된 전기 에너지를 통해 구동할 수 있다.The
모니터링 장치(700)는 스마트 안전 제어 장치(300)로부터 제공되는 정보들을 모니터링할 수 있다. 또한, 스마트 안전 제어 장치(300)로부터 제공되는 정보들을 이용하여 위험 상황을 예측할 수 있다. 또한, 예측된 위험 상황에 대응하는 안전 매뉴얼 정보를 출력할 수 있다. 그리고, 안전 매뉴얼 정보를 안전 상황판, 경광등, 안내등, 비상등을 통해 표출하거나, 스마트 안전 제어 장치(300) 또는 스마트 재킷(500)으로 안전 매뉴얼 정보를 유/무선 통신을 통해 전송할 수 있다. The
모니터링 장치(700)는 중앙관제센터 방식의 상향식 관제가 아니라, 스마트 재킷(500)의 위험을 감지한 착용자가 경보 정보를 운영서버에 내리는 하향식 관제방식을 가질 수 있다. 모니터링 장치(700)는 IoT 스마트 재킷(500)의 착용자의 위치 정보를 기반으로 착용자가 위치한 현장에 맞는 안전 매뉴얼 정보를 미리 프로그래밍된 소프트웨어를 통해 추출할 수 있고, 추출된 안전 매뉴얼 정보에 대응되는 사전 경보를 발령할 수 있다.The
도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 실시 형태에 따른 에너지 하베스팅 기반의 스마트 재킷 시스템에서, 에너지 하베스팅의 일 예를 보여주는 개념도이다.FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating an example of energy harvesting in an energy harvesting based smart jacket system according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 1.
도 2에 도시된 일 예는 도 1에 도시된 동력원 발생 장치(100)가 태양광 패널(110)과 냉난방기(130)로 구성된 것이다. 여기서, 동력원 발생 장치(100)는 태양광 패널(110)만으로 구성될 수도 있고, 냉난방기(130)만으로 구성될 수 있으며, 태양광 패널(110)과 냉난방기(130) 이외에 추가적인 장치가 더 포함될 수도 있다.In the example illustrated in FIG. 2, the
태양광 패널(110)은 태양광 에너지를 흡수하여 전기 에너지로 변환시켜 전기를 발생한다. 상기 태양광 패널(110)은 다수개의 셀이 직렬 또는 병렬 또는 직병렬로 연결되어 행렬로 배치되고 직사각형 형태로 이루어지는 공지된 것을 사용할 수 있다. 대형인 경우에는 다수개의 태양광 패널(110)을 직렬 또는 병렬로 연결하여 사용한다.The
태양광 패널(110)에는 열전소자(150)가 장착된다. 열전소자(150)는 태양광 패널(110)의 표면 온도와 외부 온도 차이에 기초하여 소정의 전기 에너지를 생산할 수 있다. 아래 표 1은 태양광 패널(110)의 월별 평균 표면 온도와 월별 외부 온도를 보여주는 표이다. 아래 표 1을 참조하면, 평균적으로 태양광 패널(110)의 표면 온도와 외부 온도 차이가 대략 20(℃) 정도이므로, 이러한 온도 차이를 이용하면, 열전소자(150)로부터 소정의 전기 에너지가 생산될 수 있다.The
(℃)Daily average high temperature
(℃)
(℃)Monthly Best Hot Error
(℃)
냉난방기(130)에도 열전소자(150)가 장착된다. 열전소자(150)는 냉난방기(130)에서 발생되는 폐열과 외부 온도 차이에 기초하여 소정의 전기 에너지를 생산할 수 있다.The
스마트 안전 제어 장치(300)는 태양광 패널(110)의 열전소자(150) 및/또는 냉난방기(130)의 열전소자(150)으로부터 제공되는 전기 에너지를 승압하여 저장한다. 열전소자(150)으로부터 제공되는 전기 에너지를 그대로 스마트 안전 제어 장치(300)에서 저장되는 것은 어렵다. 이러한 문제를 해결하기 위해서, 스마트 안전 제어 장치(300)는 태양광 패널(110)의 열전소자(150) 및/또는 냉난방기(130)의 열전소자(150)으로부터 제공되는 전기 에너지를 승압하는 승압부(미도시)를 포함할 수 있다. The smart
스마트 안전 제어 장치(300)는 스마트 재킷(500)과 IoT 기반으로 데이터 통신하기 위한 무선 통신부를 포함할 수 있다. 무선 통신부는 지그비(Zigbee), 블루투스, 와이파이(wi-fi)를 통해 스마트 재킷(500)과 통신할 수 있다.The smart
스마트 안전 제어 장치(300)는 스마트 재킷(500)을 입은 착용자의 개인 휴대 장치(스마트폰 또는 스마트워치 등)로 모니터링 장치(700)로부터 수신된 안전 매뉴얼 정보를 제공할 수도 있다.The smart
도 3은 도 1에 도시된 스마트 안전 제어장치(300)의 전력관리부(310)의 블록도의 일 예이다.3 is an example of a block diagram of the
도 3을 참조하면, 전력관리부(310)는, 인터페이스(311), 열전소자(150)에 의해 발전된 전기 에너지를 효율을 높이기 위한 MPPT(Maximum Power Point Tracking)(312), 전기 에너지를 승압하는 급속 충전부(313, Boost Charger), 저장부(350)에 포함된 배터리의 저전압(Under Voltage. UV)과 배터리의 과전압(Over Voltage. OV)를 계측 및 관리하는 배터리 관리부(314), 콜드 스타트(315, Cold Start)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the
MPPT(312)는 열전소자(150)의 출력과 적절한 부하(저항)를 제공받아 최대 전력을 만들도록 하는 회로이다. MPPT(312)를 통해 얻어진 최대전력은 인터페이스(311)와 급속 충전부(313)를 통해 저장부(350)의 배터리에 저장된다.The
급속 충전부(313)와 저장부(350)의 배터리 사이에는 저전압(UV)와 과전압(OV)를 검출할 수 있는 배터리 관리부(314)가 배치되어, 배터리의 안정적인 저장상태를 유지할 수 있도록 한다.The
콜드 스타트(315)는 저장부(350)의 배터리가 완전 방전되더라도, 열전소자(150)로부터 하베스팅한 전기 에너지로 스마트 안전 제어 장치(300) 및/또는 전체 시스템이 작동 가능 하도록 한다.The
도 4는 도 1에 도시된 스마트 안전 제어 장치(300)와 스마트 재킷(500)의 개념도이다.4 is a conceptual diagram of the smart
스마트 재킷(500)은 스마트 안전 제어 장치(300)에 저장된 에너지를 활용한다. 이를 위해, IoT 스마트 재킷(500)은 탈부착 가능한 다양한 응용 디바이스를 포함할 수 있다.The
IoT 스마트 재킷(500)은 내부 제어 유닛(Inner Control Unit, 510)을 포함할 수 있다. 내부 제어 유닛(510)은 스마트 안전 제어 장치(300)와 케이블(520)을 통해 유선으로 직접 연결되기 위한 멀티 USB를 가질 수 있다. The IoT
내부 제어 유닛(510)은 스마트 안전 제어 장치(300)와 무선으로 연결되기 위한 무선 통신부를 가질 수 있다. 무선 통신부는 지그비(Zigbee), 블루투스, 와이파이(wi-fi)를 통해 스마트 안전 제어 장치(300)와 통신할 수 있다. The
내부 제어 유닛(510)은 센싱 장치(540)로부터 제공되는 센싱 정보를 스마트 안정 제어 장치(300)로 전송할 수 있다. 센싱 정보의 전송은 유/무선 통신을 통해 수행될 수 있다. The
내부 제어 유닛(510)은 저장 장치(550)를 관리 및 제어할 수 있다. 내부 제어 유닛(510)은 저장 장치의 충전량 정보를 관리하고, 상기 충전량 정보를 스마트 안전 제어 장치(300)로 제공할 수 있다.The
스마트 재킷(500)은 보조 태양 전지 장치(530)를 포함할 수 있다. 보조 태양 전지 장치(530)는 저장 장치(550)에 저장된 에너지가 방전될 경우에, 비상 통신용으로 사용될 수 있고, 저장 장치(550)에 전기 에너지를 공급하여 저장 장치(550)에 전기가 충전되도록 할 수도 있다. The
스마트 재킷(500)은 센싱 장치(540)를 포함할 수 있다. 센싱 장치(540)는 스마트 재킷(500)을 착용한 착용자의 생체 신호(심박, 생체온도, 생체습도 등)를 센싱하는 생체 신호 감지 센서, 착용자의 주변 환경(온도, 습도 등)을 측정하는 환경 감지 센서, 착용자의 위치를 측정하는 GPS 센서를 포함할 수 있다. 센싱부(540)는 센싱된 센싱 정보를 내부 제어 유닛(510)으로 제공할 수 있다. The
스마트 재킷(500)은 저장 장치(550)를 포함할 수 있다. 저장 장치(550)는 스마트 안전 제어 장치(300)로부터 하베스팅된 전기 에너지를 제공받아 충전될 수 있다. 충전된 에너지를 스마트 재킷(500)에 탈착된 여러 응용 디바이스, 예를 들어 내부 제어 유닛(510), 센싱 장치(540), 냉난방 패치 장치(560), 안정 헬멧(570)에 소정의 전원을 제공할 수 있다. 또한, 저장 장치(550)는 보조 태양 전지 장치(530)에 의해서 전기 에너지가 충전될 수도 있다.The
스마트 재킷(500)은 냉난방 패치 장치(560)를 포함할 수 있다. 냉난방 패치 장치(560)는 무소음 저전력 팬 또는 발열 패치를 포함할 수 있다. 무소음 저전력 팬은 무더운 여름에 착용자에게 시원한 바람을 제공하고, 발열 패치는 추운 겨울에 착용자에게 소정의 열을 제공할 수 있다. 냉난방 패치 장치(560)는 내부 제어 유닛(510)에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 센싱 장치(540)로부터 제공된 환경 센싱 정보나 착용자의 생체 감지 정보에 기초하여 내부 제어 유닛(510)이 냉난방 패치 장치(560)를 자동으로 동작시킬 수 있다.The
스마트 재킷(500)에는 안전 헬멧(570)이 유/무선으로 연결될 수 있다. 안전 헬멧(570)은 전면부, 측면부 및 후면부 중 어느 하나 이상에 빛을 방출하는 램프를 포함할 수 있다. 램프는 스마트 안전 제어 장치(300) 또는 모니터링 장치(700)로부터 제공되는 위험 상황 정보를 표시할 수 있다. The
안전 헬멧(570)은 무선통신이 가능한 이어폰 또는 마이크를 포함할 수 있다. 이어폰 또는 마이크를 통해 스마트 재킷(500)의 착용자로부터의 음성 정보가 내부 제어 유닛(510)을 통해 스마트 안전 제어 장치(300)로 제공될 수 있고, 스마트 안전 제어 장치(300) 또는 모니터링 장치(700)로부터 안전 매뉴얼 정보가 착용자에게 전달될 수 있다. 안전 헬멧(570)은 유선 또는 무선으로 스마트 재킷(500)의 내부 제어 유닛(510)에 연결되어 제어될 수 있다. 안전 헬멧(570)은 안전 매뉴얼 정보가 디스플레되는 표시 장치를 포함할 수 있다.The
도면에 도시되어 있지 않지만, 스마트 재킷(500)은 착용자의 음성을 전기 신호로 변환하는 음성 수신 장치를 포함할 수 있다. 음성 수신 장치는 변환된 전기 신호를 내부 제어 유닛(510)으로 제공할 수 있다. 내부 제어 유닛(510)은 제공된 전기 신호를 모니터링 장치(700)로 전달할 수 있다.Although not shown in the drawing, the
또한, 스마트 재킷(500)은 무선통신이 가능한 이어폰 또는 마이크를 포함할 수 있다. 이어폰 또는 마이크를 통해 스마트 재킷(500)의 착용자로부터의 음성 정보가 내부 제어 유닛(510)을 통해 스마트 안전 제어 장치(300)로 제공될 수 있고, 스마트 안전 제어 장치(300) 또는 모니터링 장치(700)로부터 안전 매뉴얼 정보가 착용자에게 전달될 수 있다. In addition, the
스마트 재킷(500)은 안전 매뉴얼 정보가 디스플레이되는 표시 장치를 포함할 수도 있다. 표시 장치는 소정의 빛을 방출하는 램프로 구성될 수 있다.The
도 5는 본 발명의 실시 형태에 따른 에너지 하베스팅 기반의 스마트 재킷 시스템의 하드웨어 전체 구성도이다.5 is a hardware overall configuration diagram of the energy harvesting based smart jacket system according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 모니터링 장치(700)가 스마트 안전 제어 장치(300)와 유선 또는 무선으로 연결된다. 모니터링 장치(700)는 스마트 안전 제어 장치(300)로부터 스마트 재킷(500)을 착용한 착용자의 음성 정보와 상기 착용자의 위치 정보를 제공받고, 제공받은 정보들을 기초로 위험 상황을 실시간으로 예측할 수 있다. 그리고, 예측된 실시간 위험 상황에 대응하는 안전 매뉴얼 정보를 생성할 수 있다. 생성된 안전 매뉴얼 정보를 스마트 안전 제어 장치(300)로 제공할 수 있다. 모니터링 장치(700)는 이러한 기능을 수행하는 운영서버를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5, the
모니터링 장치(700) 안전 매뉴얼 정보를 디스플레이하는 안전상황판, 경광등, 안내등, 비상등을 포함할 수 있다. 여기서, 모니터링 장치(700)는 스마트 재킷(500)을 입은 착용자의 개인 휴대 장치(스마트폰 또는 스마트워치 등)로 안전 매뉴얼 정보를 제공할 수도 있다.The
모니터링 장치(700)는 예측된 위험 상황을 토대로 위험 상황에 노출된 스마트 재킷(500)의 착용자의 위치를 감시 및 확인할 수 있는 CCTV를 포함할 수 있다. 모니터링 장치(700)의 운영서버는 위험 상황에 노출된 스마트 재킷(500)의 위치가 CCTV 화면에 비춰지도록 CCTV의 움직임을 제어할 수도 있다. The
도 6은 본 발명의 실시 형태에 따른 에너지 하베스팅 기반의 스마트 재킷 시스템의 소프트웨어 구성도이다.6 is a software configuration diagram of an energy harvesting based smart jacket system according to an embodiment of the present invention.
스마트 안전 제어 장치(300)는 다수의 스마트 재킷(500)과 유/무선으로 통신할 수 있으며, 다수의 스마트 재킷(500)에게 하베스팅된 전기 에너지를 제공할 수 있다. The smart
모니터링 장치(700)의 운영서버는 스마트 재킷(500)과 관련된 다양한 정보를 표시하고, 스마트 재킷(500)의 상태를 감시하며, 위험 상황을 예측하고, 예측된 위험 상황에 대응되는 안전 매뉴얼 정보를 안전상황판 등에 표시하도록 제어할 수 있다.The operation server of the
예를 들어, 모니터링 장치(700)의 운영서버는, 스마트 재킷(500)을 착용한 착용자의 위치 정보, 실시간 작업 상황 감시, 작업 환경감시, 작업자 신체정보, 경보 상황 발령, 스마트 안전 제어 장치(300)의 전기 에너지 수확량 정보, 스마트 재킷(500)에 장착된 응용 디바이스의 이상 상태, 스마트 재킷(500)의 충전량 정보도 모니터링할 수 있고, 자동 안전 매뉴얼 발송, 이벤트 발생 시 팝업 표출, 경광등 및 상황판 표시 제어, CCTV 실시간 감시를 제어할 수도 있다.For example, the operation server of the
모니터링 장치(700)의 운영서버는 스마트 안전 제어 장치(300)로부터 스마트 재킷(500)의 센싱 장치(540)에서 센싱된 센싱 정보를 제공받아 데이터베이스에 각 센서 별로 저장할 수 있다. 모니터링 장치(700)의 운영서버는 제공받은 센싱 정보를 이용하여 데이터 그래프를 생성할 수도 있다. The operation server of the
이상에서 실시 형태들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 하나의 실시 형태에 포함되며, 반드시 하나의 실시 형태에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 형태에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 형태들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 형태들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The features, structures, effects, and the like described in the above embodiments are included in one embodiment of the present invention, and are not necessarily limited to one embodiment. Furthermore, the features, structures, effects, and the like illustrated in the embodiments may be combined or modified with respect to the other embodiments by those skilled in the art to which the embodiments belong. Therefore, it should be interpreted that the contents related to such a combination and modification are included in the scope of the present invention.
또한, 이상에서 실시 형태를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 형태의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 형태에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.In addition, the above description has been made with reference to the embodiment, which is merely an example, and is not intended to limit the present invention. Those skilled in the art to which the present invention pertains should be provided within the scope not departing from the essential characteristics of the present embodiment. It will be appreciated that various modifications and applications are not possible. For example, each component specifically shown in embodiment can be modified and implemented. And differences relating to such modifications and applications will have to be construed as being included in the scope of the invention defined in the appended claims.
100: 동력원 발생 장치
150: 열전소자
300: 스마트 안전 제어 장치
310: 전력관리부
350: 저장부
500: 스마트 재킷
700: 모니터링 장치100: power source generator
150: thermoelectric element
300: smart safety control device
310: power management
350: storage unit
500: smart jacket
700: monitoring device
Claims (10)
상기 열전소자로부터 하베스팅된 상기 전기 에너지를 승압하고, 승압된 상기 전기 에너지를 저장하는 스마트 안전 제어 장치; 및
탈부착이 가능하며 상기 스마트 안전 제어 장치에 저장된 상기 전기 에너지를 기반으로 구동하는 다수의 응용 디바이스와, 상기 다수의 응용 디바이스를 제어하고 상기 스마트 안전 제어 장치와 IoT 기반으로 데이터 통신하는 내부 제어 유닛을 포함하는 스마트 재킷;을 포함하고,
상기 스마트 재킷에 장착된 상기 다수의 응용 디바이스는,
상기 스마트 안전 제어 장치에 저장된 상기 전기 에너지를 제공받아 충전하는 저장 장치;
상기 스마트 재킷을 착용한 착용자의 생체 신호, 상기 스마트 재킷 주변의 환경, 상기 스마트 재킷의 위치를 센싱하고, 센싱된 센싱 신호를 상기 내부 제어 장치로 제공하는 센싱 장치;
상기 착용자의 음성을 음성 신호로 변환하여 상기 내부 제어 장치로 제공하는 음성 수신 장치; 및
상기 내부 제어 유닛으로부터 수신된 안전 매뉴얼 정보를 상기 착용자에게 안내하는 표시 장치;
를 포함하는, 에너지 하베스팅 기반의 스마트 재킷 시스템.
A thermoelectric element mounted on the solar panel and harvesting electrical energy generated by a difference between a surface temperature and an external temperature of the solar panel;
A smart safety control device for boosting the harvested electrical energy from the thermoelectric element and storing the boosted electrical energy; And
It is detachable and includes a plurality of application devices for driving based on the electrical energy stored in the smart safety control device, and an internal control unit for controlling the plurality of application devices and data communication with the smart safety control device based on IoT To include a smart jacket;
The plurality of application devices mounted on the smart jacket,
A storage device configured to receive and charge the electrical energy stored in the smart safety control device;
A sensing device configured to sense a biosignal of a wearer wearing the smart jacket, an environment around the smart jacket, and a position of the smart jacket, and provide a sensed sensing signal to the internal control device;
A voice receiving device converting the wearer's voice into a voice signal and providing the voice signal to the internal controller; And
A display device for guiding the safety manual information received from the internal control unit to the wearer;
Including, energy harvesting based smart jacket system.
상기 열전소자로부터 하베스팅된 상기 전기 에너지를 승압하고, 승압된 상기 전기 에너지를 저장하는 스마트 안전 제어 장치; 및
탈부착이 가능하며 상기 스마트 안전 제어 장치에 저장된 상기 전기 에너지를 기반으로 구동하는 다수의 응용 디바이스와, 상기 다수의 응용 디바이스를 제어하고 상기 스마트 안전 제어 장치와 IoT 기반으로 데이터 통신하는 내부 제어 유닛을 포함하는 스마트 재킷;을 포함하고,
상기 스마트 재킷에 장착된 상기 다수의 응용 디바이스는,
상기 스마트 안전 제어 장치에 저장된 상기 전기 에너지를 제공받아 충전하는 저장 장치; 및 상기 스마트 재킷을 착용한 착용자의 생체 신호, 상기 스마트 재킷 주변의 환경, 상기 스마트 재킷의 위치를 센싱하고, 센싱된 센싱 신호를 상기 내부 제어 장치로 제공하는 센싱 장치;를 포함하고,
상기 착용자의 음성을 음성 신호로 변환하여 상기 내부 제어 장치로 제공하는 음성 수신 장치; 및 상기 내부 제어 유닛으로부터 수신된 안전 매뉴얼 정보를 상기 착용자에게 안내하는 표시 장치;를 포함하는 안전 헬멧을 더 포함하는, 에너지 하베스팅 기반의 스마트 재킷 시스템.
A thermoelectric element mounted on the solar panel and harvesting electrical energy generated by a difference between a surface temperature and an external temperature of the solar panel;
A smart safety control device for boosting the harvested electrical energy from the thermoelectric element and storing the boosted electrical energy; And
It is detachable and includes a plurality of application devices for driving based on the electrical energy stored in the smart safety control device, and an internal control unit for controlling the plurality of application devices and data communication with the smart safety control device based on IoT To include a smart jacket;
The plurality of application devices mounted on the smart jacket,
A storage device configured to receive and charge the electrical energy stored in the smart safety control device; And a sensing device configured to sense a biosignal of a wearer wearing the smart jacket, an environment around the smart jacket, and a position of the smart jacket, and provide a sensed sensing signal to the internal control device.
A voice receiving device converting the wearer's voice into a voice signal and providing the voice signal to the internal controller; And a safety device comprising: a display device for guiding the safety manual information received from the internal control unit to the wearer.
상기 음성 정보와 상기 스마트 재킷의 위치 정보를 상기 스마트 안전 제어 장치로부터 제공받고, 상기 음성 정보와 상기 위치 정보를 기반으로 위험 상황을 예측하며, 상기 위험 상황에 대응되는 상기 안전 매뉴얼 정보를 출력하는 모니터링 장치;
를 더 포함하는, 에너지 하베스팅 기반의 스마트 재킷 시스템.
The method of claim 2 or 3,
Monitoring to receive the voice information and the location information of the smart jacket from the smart safety control device, to predict a dangerous situation based on the voice information and the location information, and to output the safety manual information corresponding to the dangerous situation Device;
Further comprising, energy harvesting based smart jacket system.
상기 모니터링 장치는 상기 안전 매뉴얼 정보가 안전 상황판, 경광등, 안내등 및 비상등 중 적어도 하나 이상을 통해 표출되도록 제어하는, 에너지 하베스팅 기반의 스마트 재킷 시스템.
The method of claim 4, wherein
The monitoring device is energy harvesting based smart jacket system for controlling the safety manual information to be displayed through at least one or more of the safety status plate, warning lights, guide lights and emergency lights.
상기 모니터링 장치는 상기 스마트 재킷의 이상 상태, 상기 스마트 재킷의 충전량 정보 및 상기 스마트 안전 제어 장치에 하베스팅된 전기 에너지량을 모니터링하는, 에너지 하베스팅 기반의 스마트 재킷 시스템.
The method of claim 4, wherein
The monitoring device monitors the abnormal state of the smart jacket, the charge information of the smart jacket and the amount of electrical energy harvested in the smart safety control device, energy harvesting based smart jacket system.
상기 스마트 안전 제어 장치는 상기 모니터링 장치로부터 상기 안전 매뉴얼 정보를 수신하고,
상기 스마트 안전 제어 장치는 상기 스마트 재킷을 입은 착용자의 개인 휴대 장치로 상기 안전 매뉴얼 정보를 송신하는,
에너지 하베스팅 기반의 스마트 재킷 시스템.
The method of claim 4, wherein
The smart safety control device receives the safety manual information from the monitoring device,
The smart safety control device transmits the safety manual information to the personal portable device of the wearer wearing the smart jacket,
Smart jacket system based on energy harvesting.
상기 열전소자로부터 하베스팅된 전기 에너지를 승압 및 관리하는 전력관리부; 및
상기 전력관리부에서 승압된 전기 에너지를 충전하는 배터리를 포함하는 저장부;
를 포함하는, 에너지 하베스팅 기반의 스마트 재킷 시스템.
According to claim 2 or 3, wherein the smart safety control device,
A power manager for boosting and managing the electrical energy harvested from the thermoelectric element; And
A storage unit including a battery charging the electric energy boosted by the power management unit;
Including, energy harvesting based smart jacket system.
상기 열전소자로부터 하베스팅된 전기 에너지를 제공받는 인터페이스;
상기 인터페이스로 제공된 상기 전기 에너지의 효율을 높이기 위한 MPPT(Maximum Power Point);
상기 인터페이스로 제공된 상기 전기 에너지를 승압하는 급속 충전부; 및
상기 저장부의 배터리의 저전압과 과전압을 측정하는 배터리 관리부;
를 포함하는, 에너지 하베스팅 기반의 스마트 재킷 시스템.
The method of claim 8, wherein the power management unit,
An interface to receive harvested electrical energy from the thermoelectric element;
A maximum power point (MPPT) for increasing the efficiency of the electrical energy provided to the interface;
A quick charging unit for boosting the electrical energy provided to the interface; And
A battery manager which measures a low voltage and an overvoltage of a battery of the storage part;
Including, energy harvesting based smart jacket system.
상기 전력관리부는, 상기 배터리가 완전 방전된 경우에 상기 열전소자로부터 하베스팅된 전기 에너지를 기초로 상기 스마트 안전 제어 장치를 작동시키는 콜드 스타터를 포함하는, 에너지 하베스팅 기반의 스마트 재킷 시스템.
The method of claim 8,
The power management unit, the energy harvesting based smart jacket system, including a cold starter to operate the smart safety control device based on the electrical energy harvested from the thermoelectric element when the battery is completely discharged.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180076584A KR102030081B1 (en) | 2018-07-02 | 2018-07-02 | Smart jacket system based on energy harvesting |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180076584A KR102030081B1 (en) | 2018-07-02 | 2018-07-02 | Smart jacket system based on energy harvesting |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR102030081B1 true KR102030081B1 (en) | 2019-11-18 |
Family
ID=68727867
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020180076584A KR102030081B1 (en) | 2018-07-02 | 2018-07-02 | Smart jacket system based on energy harvesting |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102030081B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102225149B1 (en) * | 2020-10-21 | 2021-03-10 | 주식회사 스카이칩스 | Biosignal processing apparatus based on intelligent control |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100868492B1 (en) | 2008-01-28 | 2008-11-12 | (주) 경원 | Solar cell generating apparatus with peltier circuit |
KR20120029901A (en) * | 2010-09-17 | 2012-03-27 | (주)진우소프트이노베이션 | Power supply apparatus for smart sensor-node using energy harvesting |
KR20170086783A (en) * | 2016-01-19 | 2017-07-27 | 한국과학기술원 | Photovoltaic energy harvesting device and electric device including the photovoltaic energy harvesting device |
KR20170108312A (en) * | 2016-03-17 | 2017-09-27 | 조선대학교산학협력단 | Apparatus and method of charging mobile terminal using energy harvesting device |
KR20170122974A (en) | 2016-04-28 | 2017-11-07 | (주)유아이 | Vibration generator and solar sell based self-powered life jacket |
KR20170124956A (en) * | 2016-05-03 | 2017-11-13 | 김한수 | Photovoltaic Type Life Jacket |
KR101848276B1 (en) | 2016-07-29 | 2018-04-12 | 선문대학교 산학협력단 | Smart wearable device for disaster response and disaster response system using thereof |
-
2018
- 2018-07-02 KR KR1020180076584A patent/KR102030081B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100868492B1 (en) | 2008-01-28 | 2008-11-12 | (주) 경원 | Solar cell generating apparatus with peltier circuit |
KR20120029901A (en) * | 2010-09-17 | 2012-03-27 | (주)진우소프트이노베이션 | Power supply apparatus for smart sensor-node using energy harvesting |
KR20170086783A (en) * | 2016-01-19 | 2017-07-27 | 한국과학기술원 | Photovoltaic energy harvesting device and electric device including the photovoltaic energy harvesting device |
KR20170108312A (en) * | 2016-03-17 | 2017-09-27 | 조선대학교산학협력단 | Apparatus and method of charging mobile terminal using energy harvesting device |
KR20170122974A (en) | 2016-04-28 | 2017-11-07 | (주)유아이 | Vibration generator and solar sell based self-powered life jacket |
KR20170124956A (en) * | 2016-05-03 | 2017-11-13 | 김한수 | Photovoltaic Type Life Jacket |
KR101848276B1 (en) | 2016-07-29 | 2018-04-12 | 선문대학교 산학협력단 | Smart wearable device for disaster response and disaster response system using thereof |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102225149B1 (en) * | 2020-10-21 | 2021-03-10 | 주식회사 스카이칩스 | Biosignal processing apparatus based on intelligent control |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101485051B1 (en) | Detection apparatus of photovoltaic power generation system | |
JP5474874B2 (en) | Information station and its network system | |
US10263424B2 (en) | Energy management system for controlling energy to a load powered by a thermoelectric module | |
JP2014194925A (en) | Electrochemical device | |
US20140210263A1 (en) | Data center and power supply system thereof | |
KR102030081B1 (en) | Smart jacket system based on energy harvesting | |
Akimoto et al. | Comparative analysis of fuel cell and battery energy systems for Internet of Things devices | |
US20210384565A1 (en) | Energy storage device temperature control method and apparatus | |
US9887548B2 (en) | Power management apparatus and power management method | |
KR101415163B1 (en) | solar power monitoring system | |
KR101583692B1 (en) | Apparatus and method for managing battery with infrared image | |
KR102421893B1 (en) | Energy storage system | |
CN105703490A (en) | Micro energy harvester and harvesting method thereof | |
EP1950873A1 (en) | Apparatus comprising low voltage power source | |
CN107154772A (en) | A kind of control system of wind/light complementation controller | |
Marati et al. | Design and development of solar umbrella based on peltier effect | |
KR20150098317A (en) | The photovoltaic power generation system | |
CN115296613A (en) | Heat dissipation system for photovoltaic inverter | |
KR101200471B1 (en) | Apparatus and method for managing battery with function of monitoring guide bar | |
KR101982283B1 (en) | Mobile device and photovoltaic system including the mobile device | |
KR101314753B1 (en) | solar genepating apparatus using the solar light and solar heat | |
CN211790897U (en) | Battery device, battery power supply device, and electronic apparatus | |
CN107240954A (en) | Power supply management system based on Internet technology | |
CN204361723U (en) | Batteries electric discharge device | |
CN111147017A (en) | Real-time monitoring and alarming system for solar photovoltaic power station |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |