KR100676287B1 - 휴대전화를 이용한 유비쿼터스 실습 및 개발 장치 - Google Patents

휴대전화를 이용한 유비쿼터스 실습 및 개발 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 마이컴에 의해 제어되는 각종 전자장치가 구비된 제어박스와, GPS 수신기, 휴대전화, RFID 장치, 메인 컴퓨터 등을 하나의 실습 및 개발 장치로 구현함으로써 휴대전화에 의한 제어박스의 원격 제어, 전자지도 작성, RFID 데이터 처리 등 유비쿼터스와 관련된 다양한 실습 및 개발을 수행할 수 있도록 하는 휴대전화를 이용한 유비쿼터스 실습 및 개발 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 휴대전화를 이용한 유비쿼터스 실습 및 개발 장치는 다수의 전자장치가 구비된 응용보드(130)(140)와, 외부 장치와의 데이터 송수신을 위한 통신포트(111)와 상기 응용보드(130)(140)의 전자장치를 제어하는 마이컴(113a)이 구비된 메인보드(110)와, 상기 메인보드(110)의 마이컴(113a)에 의해 처리되는 데이터가 표시되는 디스플레이보드(120)를 포함하는 제어박스(100)와; 상기 메인보드(110)의 통신포트(111)를 통하여 메인보드(110)의 마이컴(113a)에 전자장치 제어신호를 전송하여 응용보드(130)(140)에 구비된 전자장치의 동작을 제어하는 제어박스 구동모듈(472)이 구비된 휴대전화(400);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
유비쿼터스(Ubiquitous), 마이컴(Micom), 휴대전화(Mobile Phone), GPS(Global Positioning System), RFID(Radio Frequency Identification)

Description

휴대전화를 이용한 유비쿼터스 실습 및 개발 장치 {Ubiquitous Training And Development Apparatus by Mobile Phone}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유비쿼터스 실습 및 개발 장치의 전체적인 블록 구성도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제어박스의 블록 구성도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제어박스의 설치 구성도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제어박스의 블록 구성도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 메인 컴퓨터의 블록 구성도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 메인 컴퓨터의 제어 프로그램에 구비된 제어박스 구동모듈의 표시화면 일례,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 휴대전화의 블록 구성도,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 유비쿼터스 실습 및 개발 장치의 전체적인 네트워크 연결도,
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 메인 컴퓨터에서 제어박스를 제어하는 과정을 나타낸 연결도,
도 10은 본 발명의 실시예에 따라 휴대전화에서 제어박스를 제어하는 과정을 나타낸 연결도,
도 11은 본 발명의 실시예에 따라 GPS 수신기를 통하여 수신되는 GPS 데이터가 처리되는 과정을 나타낸 연결도,
도 12는 본 발명의 실시예에 따라 RFID 장치로부터 발생되는 RFID 데이터를 처리하는 과정을 나타낸 연결도,
도 13은 본 발명의 실시예에 따라 도 4에 도시된 응용보드의 릴레이에 다수의 전자장치가 결합되어 제어되는 과정을 나타낸 연결도이다.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100 : 제어박스 110 : 메인보드
111 : 통신포트 112 : 기능설정부
113 : 마이컴부 113a : 마이컴
120 : 디스플레이보드 121 : 텍스트 LCD
122 : 그래픽 LCD 130, 140 : 응용보드
131 : DC 모터 132 : LED 매트릭스
133 : 7-세그먼트 134 : 릴레이
135 : 스피커 136 : 부저
141 : 릴레이 142 : 입출력포트
200 : GPS 수신기 300 : 메인 컴퓨터
362 : 제어 프로그램 362a : 제어박스 구동모듈
362b : GPS 데이터 처리모듈 362c : 휴대전화 프로그램 작성모듈
362d : RFID 데이터 처리모듈 400 : 휴대전화
472 : 제어박스 구동모듈 473 : GPS 데이터 처리모듈
474 : RFID 데이터 처리모듈 475 : 무선 메신저
476 : 모바일 게임 500 : RFID 장치
본 발명은 유비쿼터스 실습 및 개발 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마이컴에 의해 제어되는 각종 전자장치가 구비된 제어박스와, GPS 수신기, 휴대전화, RFID 장치, 메인 컴퓨터 등을 하나의 실습 및 개발 장치로 구현함으로써 휴대전화에 의한 제어박스의 원격 제어, 전자지도 작성, RFID 데이터 처리 등 유비쿼터스와 관련된 다양한 실습 및 개발을 수행할 수 있도록 하는 휴대전화를 이용한 유비쿼터스 실습 및 개발 장치에 관한 것이다.
유비쿼터스(Ubiquitous)란 언제 어디서나 동시에 존재한다는 뜻의 라틴어에서 유래한 용어로서, 사용자가 네트워크나 컴퓨터를 의식하지 않고 시간과 장소에 관계없이 자유롭게 네트워크에 접속할 수 있는 정보통신 환경을 의미한다.
이러한 유비쿼터스는 어떤 기기나 사물에 컴퓨터 칩을 내장시켜 각 사물들이 컴퓨터 네트워크에 접속하여 커뮤니케이션을 가능하도록 해주는 정보 기술(IT ; Information Technology)을 총칭하는 것으로, 유비쿼터스 환경이란 결국 사물들의 네트워크화를 의미한다. 이러한 유비쿼터스 환경을 구축하기 위한 기본 기술로는 마이컴(마이크로컴퓨터 ; Microcomputer), GPS(Global Positioning System), 휴대전화, RFID(Radio Frequency Identification) 등 다양한 분야의 기술이 요구된다.
이러한 유비쿼터스와 관련된 기술을 학습하고 개발하는 교육기관이나 대학 또는 산업 훈련원 등에서는 학생들의 교육을 위하여 각 기술분야에 대한 실습 및 개발 장치를 구입하여 학습과 개발에 이용하게 된다. 예를 들면, 마이컴의 동작과 제어를 위한 마이컴 실습 및 개발 장치, GPS의 동작과 제어를 위한 GPS 실습 및 개발 장치, RFID 데이터 처리를 위한 RFID 실습 및 개발 장치 등 각 장치들을 구입하여 각 분야별 실습 및 개발을 수행하게 된다.
하지만, 이러한 실습 및 개발 장치들은 각 분야별로 독립적인 장치로 제작되어 제공되기 때문에 교육기관이나 대학 또는 산업 훈련원 등에서 각각의 실습 및 개발 장치들을 구입하는 데 많은 비용을 투자하여야 하였으며, 실습 및 개발을 하고자 하는 경우 실험실에서 각각의 장치들을 교체하면서 실습 및 개발을 수행하거나 각 장치가 설치된 실험실별로 이동하여 실습 및 개발을 수행하여야 하므로 실습 및 개발 과정이 복잡하고 번거로운 문제점이 있었다.
뿐만 아니라, 종래의 실험 및 개발 장치들은 각 장치의 고유 기능만을 제공하기 때문에 각 실습 및 개발 장치들 간의 유기적인 연계 기능을 제공하지 못하였는데, 이는 유비쿼터스의 기술이 한 분야의 기술이 아닌 다양한 기술들의 융합에 의해 생성된 새로운 정보기술의 패러다임임을 감안한다면 이러한 종래의 실습 및 개발 장치는 유비쿼터스 환경을 실습하고 개발하는데 효율적이지 못하였다.
본 발명은 상술한 종래 유비쿼터스 관련 실습 및 개발 장치의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 마이컴에 의해 제어되는 전자장치가 구비된 제어박스, GPS 수신기, 휴대전화, RFID 장치, 메인 컴퓨터 등을 하나의 실습 및 개발 장치로 구성하여 휴대전화를 통한 제어박스의 원격 제어 기능과 GPS 데이터 분석에 따른 전자지도 작성 및 RFID 데이터의 처리 등 유비쿼터스와 관련된 다양한 기술분야의 실습 및 개발을 가능하도록 하는 휴대전화를 이용한 유비쿼터스 실습 및 개발 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 휴대전화를 이용한 유비쿼터스 실습 및 개발 장치는 마이컴에 의해 제어되는 각종 전자장치의 제어동작을 실습하고 개발하기 위한 유비쿼터스 실습 및 개발 장치에 있어서, 다수의 전자장치가 구비된 응용보드와, 외부 장치와의 데이터 송수신을 위한 통신포트와 상기 응용보드의 전자장치를 제어하는 마이컴이 구비된 메인보드와, 상기 메인보드의 마이컴에 의해 처리되는 데이터가 표시되는 디스플레이보드를 포함하는 제어박스와; 상기 메인보드의 통신포트를 통하여 메인보드의 마이컴에 전자장치 제어신호를 전송하여 응용보드에 구비된 전자장치의 동작을 제어하는 제어박스 구동모듈이 구비된 휴대전화; 를 포함하여 이루어진다.
상기 유비쿼터스 실습 및 개발 장치에는 GPS 위성으로부터 수신되는 GPS 데이터를 통신포트를 통하여 상기 메인보드에 전송하는 GPS 수신기와; 상기 메인보드의 통신포트를 통하여 메인보드의 마이컴에 전자장치 제어신호를 전송하여 응용보드의 전자장치를 제어하는 제어박스 구동모듈과, 상기 메인보드로부터 GPS 데이터를 전송받아 분석하여 전자지도를 작성하는 GPS 데이터 처리모듈이 구비된 메인 컴퓨터;가 더 구비되고, 상기 휴대전화에는 상기 메인보드를 통하여 GPS 수신기 또는 메인 컴퓨터로부터 전송되는 GPS 데이터를 화면에 표시하거나 원격에 위치한 휴대전화에 무선 송신하는 GPS 데이터 처리모듈이 구비된다.
또한, 상기 유비쿼터스 실습 및 개발 장치에는 식별대상에 부착된 RFID 태그를 식별하여 RFID 데이터를 발생시키고 발생된 RFID 데이터를 통신포트를 통하여 메인보드에 전송하는 RFID 장치가 더 구비되고, 상기 휴대전화에는 메인보드의 통신포트를 통하여 상기 RFID 장치로부터 전송되는 RFID 데이터를 식별하여 처리하는 RFID 데이터 처리모듈이 구비된다.
상기 메인보드의 통신포트에는 상기 GPS 수신기와 데이터를 송수신하는 GPS 통신포트와, 상기 메인 컴퓨터(300)와 데이터를 송수신하는 컴퓨터 통신포트와, 상기 휴대전화와 데이터를 송수신하는 휴대전화 통신포트와, 상기 RFID 장치와 데이터를 송수신하는 RFID 통신포트가 구비되고; 상기 메인보드에는 상기 통신포트와 연결되는 외부 장치와의 통신환경을 설정하고 상기 디스플레이보드 및 응용보드의 동작을 설정하는 기능설정부와, 상기 통신포트와 연결되는 외부 장치와의 데이터 송수신을 제어하고 상기 통신포트를 통하여 외부 장치로부터 전송되는 데이터를 해석하여 디스플레이보드와 응용보드의 동작을 제어하는 마이컴부가 구비된다.
상기 제어박스의 응용보드는 DC 모터, LED 매트릭스, 7-세그먼트, 릴레이, 스피커, 부저 중 적어도 어느 하나 이상의 전자장치를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제어박스의 응용보드는 외부의 전자장치와 연결되어 데이터를 송수신하는 다수의 입출력포트와, 상기 메인보드의 마이컴에 의해 구동되어 상기 입출력포트에 연결된 외부 전자장치의 동작을 제어하는 다수의 릴레이를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 메인 컴퓨터에는 제어박스의 메인보드와 디스플레이보드 및 응용보드에 구비된 각 장치들의 구성을 화면에 표시하는 제어박스 표시부와, 상기 제어박스 표시부에 표시되는 메인보드와 디스플레이보드 및 응용보드에 구비된 각 장치들의 동작을 설정하여 설정 데이터를 제어박스의 메인보드에 전송하는 제어박스 동작설정부를 포함하는 제어박스 구동모듈이 구비되는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 유비쿼터스 실습 및 개발 장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유비쿼터스 실습 및 개발 장치의 전체적인 블록 구성이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유비쿼터스 실습 및 개발 장치는 마이컴에 의해 제어되는 다수의 전자장치가 구비된 제어박스(100)와, GPS 위성으로부터 송출되는 GPS 데이터를 수신하여 제어박스(100)에 전송하는 GPS 수신기(200)와, 상기 제어박스(100)의 마이컴과 데이터를 송수신하여 제어박스(100)에 구비된 전자장치를 제어하는 휴대전화(400)와, 상기 제어박스(100)의 마이컴과 데이터를 송수신하여 전자장치를 제어하며 GPS 수신기(200)로부터 전송되는 GPS 데이터를 제어박스(100)로부터 전송받아 분석하는 메인 컴퓨터(300)와, RFID 데이터를 발생시켜 제어박스(100)에 전송하는 RFID 장치(500)를 포함하여 이루어진다.
상기 제어박스(100)는 마이컴을 통하여 각종 전자장치들을 제어하고 제어상태를 실습자가 확인할 수 있도록 디스플레이하는 장치로서, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제어박스의 블록 구성도이고, 도 3은 제어박스의 설치 구성도이다.
도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제어박스(100)에는 통신포트(111)와 기능설정부(112) 및 마이컴부(113)가 구비된 메인보드(110)와, 상기 메인보드(110)의 제어대상인 각종 전자장치가 구비된 응용보드(130)와, 상기 메인보드(110)를 통한 전자장치의 제어상태를 외부로 표시하는 디스플레이보드(120)를 포함하여 이루어진다.
상기 메인보드(110)의 일측에는 외부 장치와의 데이터 송수신을 위한 통신포트(111)가 구비되고, 타측에는 응용보드(130)를 제어하기 위한 마이컴(113a)이 포함된 마이컴부(113)가 구비되며, 상기 통신포트(111)와 마이컴부(113) 사이에 마이컴부(113)의 기능을 설정하는 기능설정부(112)가 구비된다.
상기 통신포트(111)에는 GPS 수신기(200)와의 데이터 송수신을 위한 GPS 통신포트(111a)와, 메인 컴퓨터(300)와의 데이터 송수신을 위한 컴퓨터 통신포트(111b)와, 휴대전화(400)와의 데이터 송수신을 위한 휴대전화 통신포트(111c)와, RFID 장치(500)와의 데이터 송수신을 위한 RFID 통신포트(111d)가 구비된다. 본 발명의 실시예에서 상기 GPS 통신포트(111a), 컴퓨터 통신포트(111b), 휴대전화 통신포트(111c), RFID 통신포트(111d)는 USB(Universal Serial Bus) 통신포트 또는 RS-232 통신포트로 이루어진다.
상기 마이컴부(113)에는 마이크로프로세서와 입출력포트 및 메모리가 구비된 마이컴(113a)과, 마이컴(113a)의 구동을 위한 SRAM(Static Random Access Memory)(113b), 디코더(113c), RTC(Real-Time Clock)(113d), 스위치(113e), 파워(113f) 등이 구비되어 있는데, 본 발명의 실시예에서 상기 마이컴(113a)은 착탈식 마이컴 ATmega128 모듈로 이루어져 제어박스(100)의 각 구성부를 제어하게 된다. 상기 마이컴(113a)의 메모리에는 메인보드(110)와 디스플레이보드(120) 및 응용보드(130)의 각 장치들을 제어하기 위한 제어 프로그램과, 통신포트(111)를 통하여 연결되는 외부 장치와의 데이터 송수신을 제어하기 위한 통신 프로그램이 등록되어 있다.
상기 기능설정부(112)에는 마이컴(113a)을 통한 응용보드(130) 및 디스플레이보드(120)의 동작을 설정하기 위한 기능 키패드(112a)와, 상기 기능 키패드(112a)의 설정 상태를 표시하는 기능 LED(Light Emitting Diode)(112b)와, 상기 기능 키패드(112a)의 설정에 따른 응용보드(130) 및 디스플레이보드(120)의 동작 상 태가 표시되는 상태 LED(112c)가 구비된다.
상기 디스플레이보드(120)는 제어박스(100)의 동작 상태 및 휴대전화(400) 또는 메인 컴퓨터(300) 등을 통하여 전송되는 데이터를 표시하는 디스플레이장치로서, 이 디스플레이보드(120)에는 텍스트 형태로 데이터가 표시되는 텍스트 LCD(Liquid Crystal Display)(121)와 그래픽 형태로 데이터가 표시되는 그래픽 LCD(122)가 구비된다. 본 발명의 실시예에서 상기 텍스트 LCD(121)는 20문자×4행 모델로 이루어지고, 그래픽 LCD(122)에는 128×64 dot 모델로 이루어진다.
상기 응용보드(130)는 마이컴(113a)에 의해 제어되는 각종 전자장치들이 설치되는 보드로서, 본 발명의 실시예에서 상기 응용보드(130)에는 DC 모터(131), 8×8 dot LED 매트릭스(132), 7-세그먼트 LED(133), 릴레이(134), 스피커(135), 부저(136) 등의 전자장치가 설치된다. 상기 응용보드(130)에 설치된 전자장치들은 메인보드(110)의 마이컴부(113)에 구비된 마이컴(113a)에 의해 제어되는데, 상기 응용보드(130)에 설치된 전자장치들은 마이컴(113a)에 의해 제어되는 다른 종류의 전자장치로 변경될 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제어박스의 블록 구성도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제어박스(100)에는 도 2와 도 3과는 다른 종류의 응용보드(140)가 구비되어 있는데, 이 응용보드(140)에는 다수의 릴레이(릴레이 1, …, 릴레이 N)(141)와, 상기 다수의 릴레이(141)를 각각 외부 전자장치와 연결하기 위한 다수의 입출력포트(입출력포트 1~N)(142)와, 주변 온도를 감지하는 온도 감지센서(143) 등이 구비되어 있다. 마이컴(113a)에 의해 제어되는 상기 다수의 릴레이(141)는 입출력포트(142)를 통하여 연결된 외부 전자장치의 동작을 제어하는 스위치 역할을 하게 되며, 온도 감지센서(143)는 마이컴(113a)의 요청에 따라 주변 온도를 감지하여 마이컴(113a)에 전송하는 역할을 수행하게 된다. 상기 입출력포트(142)에 연결되는 전자장치들은 마이컴(113a)에 의해 제어될 수 있는 다양한 전자장치들로 이루어질 수 있다.
상기 GPS 수신기(200)는 GPS 위성으로부터 전송되는 GPS 데이터를 수신하여 GPS 통신포트(111a)를 통하여 제어박스(100)에 전송하는 GPS 수신장치이다. 상기 GPS 수신기(200)에는 GPS 신호를 수신하기 위한 GPS 수신모듈과 안테나가 내장되어 있으며, 수신된 GPS 데이터를 외부로 출력하기 위한 출력포트가 구비되어 있는데, 본 발명의 실시예에서 상기 GPS 수신기(200)는 GPS 교통 단말기로 이루어진다. 상기 GPS 수신기(200)를 통하여 수신되는 GPS 데이터는 제어박스(100)의 통신포트(111)를 거쳐 메인 컴퓨터(300) 또는 휴대전화(400)로 전송된다.
상기 메인 컴퓨터(300)는 제어박스(100)와 연결되어 제어박스(100)의 응용보드(130)에 구비된 전자장치를 원격 제어하고 제어박스(100)에 연결된 GPS 수신기(200)로부터 전송되는 GPS 데이터를 분석하고 처리하는 컴퓨터로서, 이 메인 컴퓨터(300)는 데스크톱 타입의 개인용 컴퓨터 또는 노트북 컴퓨터 등으로 이루어진다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 메인 컴퓨터의 블록 구성도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 메인 컴퓨터(300)는 데이터를 입력받는 키보드나 마우스 등의 입력장치(320)와, 메인 컴퓨터(300)에 의해 처리되는 데이터를 모니터나 프린터 등으로 출력하는 출력장치(330)와, 공중 네트워크망과의 연결을 위한 네트워크장치(340)와, 제어박스(100) 등의 외부장치와 데이터를 송수신하기 위한 통신포트(350)와, 메인 컴퓨터(300)의 구동을 위한 프로그램 및 데이터가 저장되는 기억장치(360)와, 상기 각 구성부를 제어하고 관리하는 중앙제어부(310)를 포함하여 이루어진다. 상기 중앙제어부(310)는 메인 컴퓨터(300)를 구동시키고 기억장치(360)에 탑재된 각종 프로그램을 실행시켜 데이터를 처리하는 장치로서, 이 중앙제어부(310)에는 통상의 중앙처리장치와 롬 및 램 등이 구비된다.
상기 기억장치(360)에는 메인 컴퓨터(300)의 운영을 위한 윈도즈(Windows) 등의 운영체제(OS ; Operating System)(361)와, 통신포트(350)를 통하여 연결된 제어박스(100)를 제어하고 이 제어박스(100)와 연결된 GPS 수신기(200) 및 휴대전화(400)와 데이터를 송수신하는 제어 프로그램(362)과, 메인 컴퓨터(300)를 통하여 처리되는 데이터가 저장되는 데이터베이스(Database)(363)가 탑재된다.
상기 제어 프로그램(362)에는 제어박스(100)의 마이컴(113a)에 제어신호를 전송하여 디스플레이보드(120) 및 응용보드(130)를 제어하는 제어박스 구동모듈(362a)과, GPS 수신기(200)로부터 수신되는 GPS 데이터를 분석하여 처리하는 GPS 데이터 처리모듈(262b)과, 휴대전화(400)에서 구동되는 휴대전화 프로그램을 작성할 수 있도록 제작 툴을 제공하는 휴대전화 프로그램 작성모듈(362c)과, RFID 장치(500)로부터 전송되는 RFID 데이터를 분석하여 처리하는 RFID 데이터 처리모듈(362d) 등이 구비되어 있다.
상기 제어박스 구동모듈(362a)은 컴퓨터 통신포트(111b)를 통하여 제어박스(100)의 마이컴(113a)에 제어신호를 전송하여 제어박스(100)의 각 장치를 제어할 수 있도록 하는 프로그램으로서, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제어박스 구동모듈의 화면 일례를 나타낸 것이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제어박스 구동모듈(362a)에는 제어박스(100)의 각 구성부가 표시되는 제어박스 표시부(10)와, 제어박스(100)의 각 장치들의 동작을 설정하는 제어박스 동작설정부(20)가 구비된다.
상기 제어박스 표시부(10)는 제어박스(100)에 구비된 각 장치들의 구성을 화면에 표시하고, 제어박스(100)의 각 장치가 구동되는 경우 각 장치의 구동상태를 화면에 표시하여 실습자가 이를 확인할 수 있도록 하는 프로그램 모듈이다.
상기 제어박스 동작설정부(20)는 제어박스(100)의 각 장치들의 동작을 설정하기 위한 설정화면을 표시하고, 실습자가 설정화면을 통하여 각 장치들의 동작을 설정하면 설정에 따른 제어 신호를 발생시켜 제어박스(100)의 마이컴(113a)에 전송하는 프로그램 모듈이다. 상기 제어박스 동작설정부(20)에는 LED 매트릭스 설정부, DC 모터 설정부, 릴레이 설정부, 7-세그먼트 설정부, 스피커 설정부, 부저 설정부, 그래픽 LCD 설정부, 텍스트 LCD 설정부, 기능 설정부, 상태 설정부 등이 구비되어 있다. 상기 제어박스 동작설정부(20)는 실습자의 동작설정에 따라 제어 신호를 발생시켜 컴퓨터 통신포트(111b)를 통하여 제어박스(100)의 마이컴(113a)에 전송하게 되며, 마이컴(113a)은 수신된 제어 신호를 해석하여 제어 대상의 동작을 제어하게 된다.
상기 GPS 데이터 처리모듈(362b)은 GPS 수신기(200)를 통하여 수신되어 제어박스(100)를 통하여 전송되는 GPS 데이터를 분석하여 전자지도를 작성하고 휴대전 화(400)의 요청에 따라 GPS 데이터를 휴대전화(400)에 전송하는 프로그램이다. 이 GPS 데이터 처리모듈(362b)은 상기 GPS 데이터의 분석에 따른 위치를 파악한 후 데이터베이스(363)에 등록된 전자지도를 인출하여 파악된 현 위치를 매핑시켜 전자지도를 작성하여 화면에 표시하게 된다. 또한, 상기 GPS 데이터 처리모듈(362b)은 작성된 전자지도 데이터를 제어박스(100)에 전송하여 제어박스(100)의 디스플레이보드(120)에 표시될 수 있도록 하며, 제어박스(100)의 휴대전화 통신포트(111c)를 통하여 휴대전화(400)에 전송하여 휴대전화(400)에 전자지도를 표시할 수 있도록 한다.
상기 휴대전화 프로그램 작성모듈(362c)은 휴대전화(400)의 플랫폼에서 구동하는 프로그램을 작성한 후, 작성한 프로그램을 휴대전화(400)에 전송하여 휴대전화(400)에서 실행할 수 있도록 하는 프로그램이다. 본 발명의 실시예에서 상기 휴대전화(400)는 GVM 플랫폼이 적용된 휴대전화를 사용하는데, 상기 휴대전화 프로그램 작성모듈(162c)은 GVM 플랫폼에서 구동되는 프로그램을 작성할 수 있도록 하는 제작 툴을 제공하여 실습자가 휴대전화(400)에서 동작가능한 프로그램을 작성할 수 있도록 한다. 본 발명의 실시예에서 상기 휴대전화 프로그램 작성모듈(362c)을 통하여 작성되는 휴대전화 프로그램에는 제어박스 구동모듈, GPS 데이터 처리모듈, RFID 데이터 처리모듈, 무선 메신저, 모바일 게임 등이 있다.
상기 RFID 데이터 처리모듈(362d)은 RFID 장치(500)로부터 발생되어 제어박스(100)를 통하여 전송되는 RFID 데이터를 분석하여 처리하는 프로그램이다. 이 RFID 데이터 처리모듈(362d)은 RFID 데이터를 분석하여 분석 결과를 화면에 표시하 고, 분석 결과를 제어박스(100)에 전송하여 디스플레이보드(120)에 표시될 수 있도록 처리한다.
상기 휴대전화(400)는 제어박스(100)의 휴대전화 통신포트(111c)와 연결되어 제어박스(100)와 이 제어박스(100)에 연결된 메인 컴퓨터(300)와 GPS 수신기(200) 및 RFID 장치(500)와 데이터 송수신을 수행하게 되는데, 본 발명에서 휴대전화(400)는 셀룰러 폰(Cellular Telephone), PCS(Personal Communications Services), PDA(Personal Digital Assistant) 등 무선 이동통신이 가능한 전화기를 총칭하는 의미로 명칭한다.
휴대전화(400)는 이동통신 업체별로 서로 다른 플랫폼을 사용하기 때문에 휴대전화(100)에 적용되는 콘텐츠 또한 각 휴대전화의 플랫폼에 맞게 서로 다른 VM(Virtual Machine) 방식으로 제작되는데, 본 발명의 실시예에서 상기 휴대전화(400)는 무선 통신모듈을 가지며 타 플랫폼에 비해 사용절차가 용이한 GVM(Game Virtual Machine) 플랫폼이 적용된 휴대전화로 이루어진다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 휴대전화의 블록 구성도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 휴대전화(400)에는 무선 데이터를 송수신하기 위한 안테나와 듀플렉서(Duplexer) 및 송·수신부가 구비된 무선 송수신부(420)와, 송수신 데이터를 해석하여 처리하는 제어부(410)와, 음성 입출력을 위한 코덱(CODEC)과 마이크 및 스피커가 구비된 음성 입출력부(430)와, 휴대전화(400)에서 처리되는 데이터를 외부로 표시하는 표시부(440)와, 사용자로부터 데이터를 입력받 는 키입력부(450)와, 외부 장치와의 데이터 송수신을 위한 통신포트(460)와, 휴대전화(400)의 구동을 위한 각종 프로그램 및 데이터가 저장되는 메모리(470) 등이 구비되어 있다.
상기 메모리(470)에는 휴대전화(400)의 구동을 위한 VGM 플랫폼 등의 운영체제(471)와, 메인 컴퓨터(300)의 휴대전화 프로그램 작성모듈(362c)을 통하여 작성된 제어박스 구동모듈(472), GPS 데이터 처리모듈(473), RFID 데이터 처리모듈(474), 무선 메신저(475) 및 모바일 게임(476) 등이 등록되어 있다.
상기 제어박스 구동모듈(472)은 제어박스(100)에 구비된 디스플레이보드(120)와 응용보드(130)의 각 장치를 제어하기 위한 제어신호를 휴대전화 통신포트(111c)를 통하여 제어박스(100)의 마이컴(113a)에 전송하여 제어박스(100)의 각 장치를 제어하며, 제어신호를 원격에 위치한 휴대전화(400')에 무선 송신하여 원격 휴대전화(400')와 연결된 제어박스를 제어할 수 있도록 하는 프로그램이다.
상기 GPS 데이터 처리모듈(473)은 GPS 수신기(200)로부터 제어박스(100)를 통하여 전송되는 GPS 데이터를 원격에 위치한 휴대전화(400')에 전송하거나 메인 컴퓨터(300)의 GPS 데이터 처리모듈(362b)로부터 GPS 데이터의 분석 결과를 전송받아 전자지도를 화면에 표시하는 프로그램이며, 상기 RFID 데이터 처리모듈(474)은 RFID 장치(500)로부터 발생되어 제어박스(100)를 통하여 전송되는 RFID 데이터를 분석하여 분석 결과를 화면에 표시하고 RFID 데이터를 원격에 위치한 휴대전화(400')에 전송하는 프로그램이다.
또한, 무선 메신저(475)는 두 대의 휴대전화를 무선으로 접속시켜 휴대전화 간 무선 메시지 송수신이 가능하도록 하는 채팅 프로그램이고, 모바일 게임(476)은 휴대전화에서 게임을 수행할 수 있도록 하는 게임 프로그램이다.
이하, 상기의 구성으로 이루어진 본 발명의 유비쿼터스 실습 및 개발 장치를 통하여 이루어지는 실습 및 개발 과정에 대하여 설명한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 유비쿼터스 실습 및 개발 장치의 전체적인 네트워크 연결도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, GPS 수신기(200)는 제어박스(100)의 GPS 통신포트(111a)와 연결되어 데이터를 송수신하고, 메인 컴퓨터(300)는 제어박스(100)의 컴퓨터 통신포트(111b)와 연결되어 데이터를 송수신하며, 휴대전화(400)는 제어박스(100)의 휴대전화 통신포트(111c)와 연결되어 데이터를 송수신하고, RFID 장치는 제어박스(100)의 RFID 통신포트(111d)와 연결되어 데이터를 송수신하게 된다. 상기 GPS 수신기(200)와 메인 컴퓨터(300)와 휴대전화(400) 및 RFID 장치(500)는 메인보드(110)의 스위치(113e)와 기능 키패드(112a)의 조작에 따른 마이컴(113a)의 제어에 의해 상호 데이터 송수신이 가능하며, 상기 휴대전화(400)는 원격에 위치한 다른 휴대전화(400')와 무선 데이터 송수신이 가능하다.
한편, 메인보드(100)의 마이컴부(113)는 기능설정부(112)의 설정에 따른 제어신호 또는 통신포트(111)를 통하여 수신되는 메인 컴퓨터(300) 및 휴대전화(400)의 제어신호에 따라 응용보드(130)(140)에 구비된 전자장치를 구동시키며 디스플레이보드(120)에 전자장치의 설정상태 및 동작상태를 표시하게 된다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 메인 컴퓨터에서 제어박스를 제어하는 과정을 나타낸 연결도이다.
먼저, 메인 컴퓨터(300)는 커넥터를 통하여 제어박스(100)의 컴퓨터 통신포트(111b)에 연결되고, 제어박스(100)의 메인보드(110)에 구비된 스위치(113e)와 기능 키패드(112a)의 설정에 따라 메인 컴퓨터(300)와 제어박스(100)의 통신환경이 설정된다.
제어박스(100)와 메인 컴퓨터(300)의 통신이 설정되면, 실습자는 메인 컴퓨터(300)의 제어박스 구동모듈(362a)을 실행시켜 화면에 표시되는 제어박스 표시부(10)를 통하여 제어박스(100)의 상태를 확인한 후, 제어박스 동작설정부(20)에 표시된 각 전자장치들의 동작을 설정하게 된다. 제어박스 동작설정부(20)는 실습자의 동작 설정에 따른 제어신호를 발생시켜 컴퓨터 통신포트(111b)를 통하여 제어박스(100)의 메인보드(110)에 전송하고, 메인보드(110)의 마이컴부(113)는 제어신호에 따라 디스플레이보드(120) 및 응용보드(130)(140)의 각 전자장치를 동작시키게 된다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따라 휴대전화에서 제어박스를 제어하는 과정을 나타낸 연결도이다.
먼저, 휴대전화(400)는 커넥터를 통하여 제어박스(100)의 휴대전화 통신포트(111c)에 연결되고, 제어박스(100)의 메인보드(110)에 구비된 스위치(113e)와 기능 키패드(112a)의 설정에 따라 휴대전화(400)와 제어박스(100)의 통신환경을 설정된다.
제어박스(100)와 휴대전화(400)의 통신이 설정되면, 실습자는 휴대전화(400)에 설치된 제어박스 구동모듈(472)을 실행시켜 제어박스(100)의 각 전자장치의 동작을 설정하고, 전자장치의 동작설정에 따라 제어박스 구동모듈(472)은 제어신호를 휴대전화 통신포트(111c)를 통하여 제어박스(100)의 메인보드(110)에 전송하게 된다. 메인보드(110)의 마이컴부(113)는 휴대전화로부터 전송되는 제어신호에 따라 디스플레이보드(120) 및 응용보드(130)(140)의 각 장치를 동작시키게 된다.
한편, 상기 휴대전화(400)는 제어박스(100)의 각 전자장치를 제어하기 위한 제어신호를 원격에 위치한 다른 휴대전화(400')의 제어박스 구동모듈(472')에 전송하여, 원격 휴대전화(400')와 연결된 제어박스(100')를 제어할 수도 있다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따라 GPS 수신기를 통하여 수신되는 GPS 데이터가 처리되는 과정을 나타낸 연결도이다.
GPS 수신기(200)와 메인 컴퓨터(300) 및 휴대전화(400)는 각각 커넥터를 통하여 제어박스(100)의 GPS 통신포트(111a)와 컴퓨터 통신포트(111b) 및 휴대전화 통신포트(111c)에 연결되고, 제어박스(100)의 메인보드(110)에 구비된 스위치(113e)와 기능 키패드(112a)의 설정에 따라 GPS 수신기(200)와 메인 컴퓨터(300) 및 휴대전화(400)와 제어박스(100)의 통신환경이 설정된다.
상기 GPS 수신기(200)와 메인 컴퓨터(300) 및 휴대전화(400)와 제어박스 (100)의 통신이 설정된 후, GPS 수신기(200)를 통하여 수신되는 GPS 데이터는 GPS 통신포트(111a)를 통하여 제어박스(100)의 메인보드(110)에 전송되고, 제어박스(110)의 메인보드(110)는 GPS 데이터를 컴퓨터 통신포트(111b)를 통하여 메인 컴퓨터(300)에 전송하게 된다. 메인 컴퓨터(300)에 구비된 전자지도 작성모듈(352b)은 GPS 데이터를 분석하여 현재 위치를 파악한 후, 데이터베이스(363)에서 전자지도를 인출하여 현재 위치에 매핑시켜 화면에 표시하게 된다. 상기 메인 컴퓨터(300)에 의해 작성되는 전자지도 데이터는 컴퓨터 통신포트(111b)를 통하여 메인보드(110)로 전송되고, 메인보드(110)의 마이컴부(113)는 전자지도 데이터를 인식하여 디스플레이보드(120)의 그래픽 LCD(122)에 표시하게 된다.
또한, 메인보드(110)의 설정에 따라 GPS 수신기(200)로부터 수신되는 GPS 데이터는 휴대전화(400)로 전송되게 되는데, 휴대전화(400)는 휴대전화 통신포트(111c)를 통하여 전송되는 GPS 데이터를 GPS 데이터 처리모듈(473)을 통하여 인식하여 화면에 표시할 수 있으며, 인식된 GPS 데이터를 원격에 위치한 휴대전화(400')에 무선 송신할 수 있다.
한편, 상기 메인 컴퓨터(300)는 상기의 과정에서 작성된 전자지도 데이터를 메인보드(110)의 설정에 따라 휴대전화(400)에 전송하여 휴대전화(400)의 화면에 표시될 수 있도록 할 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따라 RFID 장치로부터 발생되는 RFID 데이터를 처리하는 과정을 나타낸 연결도이다.
메인 컴퓨터(300)와 휴대전화(400) 및 RFID 장치(500)는 각각 커넥터를 통하여 제어박스(100)의 컴퓨터 통신포트(111b)와 휴대전화 통신포트(111c) 및 RFID 통신포트(111d)에 연결되고, 제어박스(100)의 메인보드(110)에 구비된 스위치(113e)와 기능 키패드(112a)에 설정에 따라 메인 컴퓨터(300)와 휴대전화(400) 및 RFID 장치(500)와 제어박스(100)의 통신환경이 설정된다.
RFID 장치(500)의 구동에 따라 RFID 리더(510)는 안테나(520)를 통하여 RFID 태그(530)로부터 RFID 신호를 읽어들여 RFID 데이터를 발생시키게 되고, RFID 리더(510)에 의해 발생되는 RFID 데이터는 RFID 통신포트(111d)를 통하여 제어박스(100)의 메인보드(110)에 전송된 후 마이컴(113a)의 제어에 의해 휴대전화 통신포트(111c)를 통하여 휴대전화(400)에 전송된다.
휴대전화(400)는 RFID 데이터 처리모듈(474)을 통하여 RFID 데이터를 분석 처리하여 화면에 표시하게 되며, RFID 데이터 처리모듈(474)의 설정에 따라 RFID 데이터를 원격에 위치한 휴대전화(400')에 무선 송신하게 된다.
한편, RFID 장치(500)로부터 제어박스(100)의 메인보드(110)에 전송되는 RFID 데이터는 마이컴(113a)의 제어에 의해 컴퓨터 통신포트(111b)를 통하여 메인 컴퓨터(300)에 전송되어, 메인 컴퓨터(300)의 RFID 데이터 처리모듈(362d)에 의해 RFID 데이터가 분석 처리될 수 있다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따라 상기 도 4에 도시된 응용보드의 릴레이에 다수의 전자장치가 결합되어 제어되는 과정을 나타낸 연결도이다.
도 13에 도시된 바와 같이, 제어박스(100)의 응용보드(140)에 구비된 다수의 입출력포트(142)에는 FM Radio, 스타트 모터, 경보기 등의 다양한 전자장치가 커넥터를 통하여 결합되는데, 이 전자장치들은 다수의 입출력포트(142)에 각각 연결된 릴레이(141)에 의해 그 동작이 제어된다. 상기 릴레이(141)는 메인보드(110)의 마이컴(113a)에 의해 제어되는데, 상기 마이컴(113a)은 휴대전화 통신포트(111c) 또는 컴퓨터 통신포트(111b)와 연결된 휴대전화(400) 또는 메인 컴퓨터(300)의 제어박스 구동모듈(472)(362a)의 제어신호에 따라 릴레이(141)를 구동시켜 전자장치를 제어하게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 유비쿼터스 실습 및 개발 장치는 마이컴(113a)과 이 마이컴(113a)에 의해 제어되는 각종 응용 전자장치가 구비된 제어박스(100)와, 제어박스(100)의 통신포트(111)를 통하여 연결되는 메인 컴퓨터(300), 휴대전화(400), GPS 수신기(200), RFID 장치(500) 등이 하나의 실습 및 개발 장치로 구현되어, 각종 응용 전자장치의 원격 제어 실습, GPS 데이터의 처리를 통한 전자지도 작성 실습, RFID 데이터 처리 실습, 휴대전화 프로그램 작성 실습 등 유비쿼터스와 관련된 다양한 분야의 실습 및 개발을 수행할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 마이컴에 의해 제어되는 전자장치가 구비된 제어박스와, 이 제어박스와 연결되어 제어박스의 각 장치를 제어하는 메인 컴퓨터와 휴대전화 및 GPS 수신기와 RFID 장치 등을 연동시켜 하나의 실습 및 개발 장치를 구현하여, 하나의 실습 및 개발 장치를 통하여 유비쿼터스와 관련된 다양한 분야의 실습 및 개발을 수행할 수 있도록 함으로써 실습 및 개발에 소요되는 시간을 절약하고 실습 및 개발 장치를 저렴하게 구성할 수 있는 효과가 있다.
특히, 본 발명에 따른 유비쿼터스 실습 및 개발장치는 유비쿼터스의 핵심을 이루고 있는 휴대전화를 중심으로 하여 각종 전자장치들의 동작을 제어할 수 있도록 함으로써, 휴대전화의 사용 및 효율을 높일 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 마이컴에 의해 제어되는 각종 전자장치의 제어동작을 실습하고 개발하기 위한 유비쿼터스 실습 및 개발 장치에 있어서,
    다수의 전자장치가 구비된 응용보드(130)(140)와, 외부 장치와의 데이터 송수신을 위한 통신포트(111)와 상기 응용보드(130)(140)의 전자장치를 제어하는 마이컴(113a)이 구비된 메인보드(110)와, 상기 메인보드(110)의 마이컴(113a)에 의해 처리되는 데이터가 표시되는 디스플레이보드(120)를 포함하는 제어박스(100)와;
    상기 메인보드(110)의 통신포트(111)를 통하여 메인보드(110)의 마이컴(113a)에 전자장치 제어신호를 전송하여 응용보드(130)(140)에 구비된 전자장치의 동작을 제어하는 제어박스 구동모듈(472)이 구비된 휴대전화(400);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대전화를 이용한 유비쿼터스 실습 및 개발 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 유비쿼터스 실습 및 개발 장치에는 GPS 위성으로부터 수신되는 GPS 데이터를 통신포트(111)를 통하여 상기 메인보드(110)에 전송하는 GPS 수신기(200)와; 상기 메인보드(110)의 통신포트(111)를 통하여 메인보드(110)의 마이컴(113a)에 전자장치 제어신호를 전송하여 응용보드(130)(140)의 전자장치를 제어하는 제어박스 구동모듈(362a)과, 상기 메인보드(110)로부터 GPS 데이터를 전송받아 분석하여 전자지도를 작성하는 GPS 데이터 처리모듈(362b)이 구비된 메인 컴퓨터(300);가 더 구비되고,
    상기 휴대전화(400)에는 상기 메인보드(110)를 통하여 GPS 수신기(200) 또는 메인 컴퓨터(300)로부터 전송되는 GPS 데이터를 화면에 표시하거나 원격에 위치한 휴대전화에 무선 송신하는 GPS 데이터 처리모듈(473)이 구비된 것을 특징으로 하는 휴대전화를 이용한 유비쿼터스 실습 및 개발 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 유비쿼터스 실습 및 개발 장치에는 식별대상에 부착된 RFID 태그(530)를 식별하여 RFID 데이터를 발생시키고 발생된 RFID 데이터를 통신포트(111)를 통하여 메인보드(110)에 전송하는 RFID 장치(500)가 더 구비되고,
    상기 휴대전화(400)에는 메인보드(110)의 통신포트(111)를 통하여 상기 RFID 장치(500)로부터 전송되는 RFID 데이터를 식별하여 처리하는 RFID 데이터 처리모듈(474)이 구비된 것을 특징으로 하는 휴대전화를 이용한 유비쿼터스 실습 및 개발 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 메인보드(110)의 통신포트(111)에는 상기 GPS 수신기(200)와 데이터를 송수신하는 GPS 통신포트(111a)와, 상기 메인 컴퓨터(300)와 데이터를 송수신하는 컴퓨터 통신포트(111b)와, 상기 휴대전화(400)와 데이터를 송수신하는 휴대전화 통신포트(111c)와, 상기 RFID 장치(500)와 데이터를 송수신하는 RFID 통신포트(111d) 가 구비되고;
    상기 메인보드(110)에는 상기 통신포트(111)와 연결되는 외부 장치와의 통신환경을 설정하고 상기 디스플레이보드(120) 및 응용보드(130)(140)의 동작을 설정하는 기능설정부(112)와, 상기 통신포트(111)와 연결되는 외부 장치와의 데이터 송수신을 제어하고 상기 통신포트(111)를 통하여 외부 장치로부터 전송되는 데이터를 해석하여 디스플레이보드(120)와 응용보드(130)(140)의 동작을 제어하는 마이컴부(113)가 구비된 것을 특징으로 하는 휴대전화를 이용한 유비쿼터스 실습 및 개발 장치.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 메인 컴퓨터(300)의 제어박스 구동모듈(362a)에는 제어박스(100)의 메인보드(110)와 디스플레이보드(120) 및 응용보드(130)(140)에 구비된 각 장치들의 구성을 화면에 표시하는 제어박스 표시부(10)와, 상기 제어박스 표시부(10)에 표시되는 메인보드(110)와 디스플레이보드(120) 및 응용보드(130)(140)에 구비된 각 장치들의 동작을 설정하여 설정 데이터를 제어박스(100)의 메인보드(110)에 전송하는 제어박스 동작설정부(20)가 구비되는 것을 특징으로 하는 휴대전화를 이용한 유비쿼터스 실습 및 개발 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제어박스(100)의 응용보드(130)는 DC 모터(131), LED 매트릭스(132), 7-구분(133), 릴레이(134), 스피커(135), 버저(136) 중 적어도 어느 하나 이상의 전자장치를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대전화를 이용한 유비쿼터스 실습 및 개발 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제어박스(100)의 응용보드(140)는 외부의 전자장치와 연결되어 데이터를 송수신하는 다수의 입출력포트(142)와, 상기 메인보드(110)의 마이컴(113a)의 의해 구동되어 상기 입출력포트(142)에 연결된 외부 전자장치의 동작을 제어하는 다수의 릴레이(141)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대전화를 이용한 유비쿼터스 실습 및 개발 장치.
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