KR100741372B1 - 유에스비 포트를 구비한 센서 네트워크 모듈 - Google Patents

유에스비 포트를 구비한 센서 네트워크 모듈 Download PDF

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KR100741372B1
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Abstract

본 발명은 유비쿼터스 컴퓨팅 환경의 센서 네트워크(Sensor Network)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 1.0GHz 내지 3.0GHz 대역의 송수신 세라믹 칩 안테나와 보다 간편하게 프로그램을 다운로드 할 수 있는 USB 포트와 프로그래밍 보드, 베이스 노드 및 센서 노드를 일체형 또는 분리형 모듈로 구성함으로써, 별도의 프로그래밍 보드와 연결 케이블 없이 센서 노드의 USB 포트를 관리 시스템에 직접 연결하여 프로그램을 다운로드 할 수 있도록 된 USB 포트를 구비한 센서 네트워크 모듈에 관한 것이다.
본 발명의 USB 포트를 구비한 센서 네트워크 모듈은 1.0GHz 내지 3.0GHz 대역의 세라믹 칩 안테나를 구비하여 센서로부터 감지된 정보를 송수신하는 다수의 센서 노드와, 다수의 센서 노드로부터 송출되는 무선 신호를 디지털 데이터로 변환하여 프로그램 처리하고 플랫 케이블을 통해 연결된 프로그래밍 보드로 전송하는 베이스 노드, 및 베이스 노드로부터 전송되는 데이터를 USB 포트를 통해 연결되는 관리 시스템으로 전송하고, 관리 시스템으로부터 프로그램 다운로드 실행시에 USB 인터페이스 기능을 수행하는 프로그래밍 보드로 구성된 것을 특징으로 한다.
유비쿼터스 컴퓨팅, 센서 네트워크, USB, 일체형, 분리형, 모듈

Description

유에스비 포트를 구비한 센서 네트워크 모듈{USB Port Using Sensor Network Module}
도 1은 종래의 일반적인 센서 네트워크 모듈의 네트워크 연결 상태를 나타낸 블록구성도.
도 2는 본 발명에 따른 일체형 센서 네트워크 모듈의 네트워크 연결 상태를 나타낸 블록구성도.
도 3은 본 발명에 따른 일체형 센서 네트워크 모듈의 내부 구성을 나타낸 블록구성도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 분리형 센서 네트워크 모듈의 네트워크 연결 상태를 나타낸 블록구성도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 분리형 센서 네트워크 모듈의 내부 구성을 나타낸 블록구성도.
******* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *******
100 : 센서 노드
200, 400 : 유에스비 포트를 구비한 센서 네트워크 모듈
210, 410 : 베이스 노드 211, 411 : 안테나
212, 412 : RF 송수신부 213, 413 : 제어부
214, 414 : 메모리 215, 415 : MAC
216, 416 : AD 컨버터 217, 417 : 센서 확장 커넥터
220, 420 : 프로그램 보드 230, 430 : 유에스비(USB) 포트
300 : 관리 시스템 418, 422 : 커넥터
421 : 프로그램 보드 컨트롤러 440 : 플렛 케이블
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본 발명은 유비쿼터스 컴퓨팅 환경의 센서 네트워크(Sensor Network)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 1.0GHz 내지 3.0GHz 대역의 송수신 세라믹 칩 안테나(SMT Type RF Module Antenna)와 USB(Universal Serial Bus) 포트와 프로그래밍 보드 및 센서 노드를 일체형 또는 분리형 모듈로 구현함으로써, 별도의 연결케이블 없이 센서 노드의 USB 포트를 관리 시스템에 직접 연결하여 사용할 수 있도록 된 USB 포트를 구비한 센서 네트워크 모듈에 관한 것이다.
현재, 생활환경에 산재되어 있는 사물들과 물리적인 대상이 점차 정보의 대상으로 확대됨에 따라 인간과 컴퓨터, 그리고 사물이 유기적으로 연계되어 다양하고 편리한 새로운 서비스를 제공해 주는 유비쿼터스 컴퓨팅(Ubiquitous Computing)에 대한 관심이 고조되고 있다.
유비쿼터스 컴퓨팅 환경은 모든 사물에 컴퓨팅, 센싱, 그리고 통신 기능을 내장하는 것으로부터 출발하며, 특히 인간 외부 환경의 감지와 제어 기능을 수행하는 센서 네트워크 기술이 핵심 기술로서 각광을 받고 있다.
즉, 모든 사물에 전자태그를 부착해 사물과 환경을 인식하고 네트워크를 통해 실시간 정보를 구축, 활용토록 하는 것이 유비쿼터스 센서 네트워크(USN : Ubiquitous Sensor Network)이다.
상기 유비쿼터스 센서 네트워크는 초기에 전자 태그(Tag)를 통해 개체를 식별하는 단계에서 센싱 기능을 부가해 환경 정보를 동시에 취득하는 단계를 거쳐 태그 상호간에 통신기능을 수행할 수 있도록 Ad-hoc 네트워크를 구축하여 태그로서의 기능이 비교적 적은 태그들을 제어하는 단계로까지 발전하고 있다.
도 1은 종래의 일반적인 센서 네트워크 모듈의 네트워크 연결 상태를 나타낸 블록구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 센서 네트워크는 Ad-hoc 네트워크의 일종으로서, 센싱 기능, 연산처리 기능 및 무선통신 기능이 구비된 다수의 센서 노드(101 내지 10n)와, 상기 다수의 센서 노드(10)와 무선 송수신하여 순차적으로 수신되는 데이터를 프로그램 처리하여 프로그래밍 보드(30)로 전송하는 센서 노드 중에 하나인 베이스 노드(20)와, 상기 베이스 노드(20)와 플랫 케이블(Flat Cable, 31)을 통해 연결되는 사용자로부터 프로그램을 다운로드 받기 위한 프로그래밍 보드(30), 및 크로스 케이블(Cross Cable, 42)과 시리얼 케이블(Serial Cable, 41)을 통해 연결되는 개인용 컴퓨터 또는 노트북 등의 관리 시스템(40)으로 구성된다.
상기 센서 노드(10)는 감지된 정보를 베이스 노드(20)로 무선 송출하고, 상기 베이스 노드(20)는 각 센서 노드(10)로부터 송출된 정보를 도시되지 않은 메모 리에 저장된 프로그램에 따라 처리하여 프로그램 보드(30)로 전달하게 된다.
상기 프로그래밍 보드(30)는 베이스 노드(20)로부터 전달된 정보를 관리 시스템(40)으로 전달하고, 사용자는 관리 시스템(40)을 통해 해당 정보를 확인할 수 있게 된다.
종래의 센서 네트워크 모듈은 다양한 분야에 사용되며, 특정 기능을 수행하기 위해서는 사용자로부터 제공되는 소정의 프로그램을 프로그래밍 보드를 통해서 다운로드 받은 후, 해당 센서 필드에 다수의 센서 노드를 설치하여 사용하게 된다.
그러나 센서 네트워크 모듈은 이를 연구 개발하는 개발자나, 사용자들이 새로운 프로그램을 다운로드하기 위해서는 반드시 프로그래밍 보드와 JTAG(Joint Test Action Group)와 RS-232C 케이블 등을 별도로 소지하여 각 구성을 유기적으로 연결해야만 해당 프로그램을 다운로드할 수 있는 번거로움이 있었다.
또한, 현재까지 센서 네트워크 모듈에 채택된 안테나는 주로 다이폴 안테나(Dipole Antenna)와 패턴 안테나 등이 사용되고 있으나, 최적의 유비쿼터스 환경에서 벗어난 크기의 한계와 모양으로 인해 최종 사용자는 물론 개발자들로부터 여러 가지 불편함을 야기시키고 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 1.0GHz 내지 3.0GHz 대역의 송수신 세라믹 칩 안테나와 보다 간편하게 프로그램을 다운로드 할 수 있는 USB 포트와 프로그래밍 보드 및 센서 노드를 일체형의 단일 모듈로 구성함으로써, 별도의 프로그래밍 보드 및 연결케이블 없이도 센서 노 드의 USB 포트를 관리 시스템에 직접 연결하여 사용할 수 있도록 된 USB 포트를 구비한 센서 네트워크 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 일체형 센서 네트워크 모듈의 기능을 그대로 유지하면서 센서 네트워크 모듈에서 공통적으로 사용되는 프로그래밍 보드와 센서 노드를 분리형 모듈로 구성함으로써, 프로그래밍 보드의 불필요한 중복 사용을 줄이고 센서 노드의 크기를 최소화할 수 있도록 된 USB 포트를 구비한 센서 네트워크 모듈을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 USB 포트를 구비한 센서 네트워크 모듈은 유비쿼터스 컴퓨팅 환경의 센서 네트워크 모듈에 있어서, 1.0GHz 내지 3.0GHz 대역의 안테나를 구비하여 센서로부터 감지된 정보를 송수신하는 다수의 센서 노드와, 상기 다수의 센서 노드로부터 송출된 무선 신호를 디지털 데이터로 변환하여 프로그램 처리하고 USB 포트를 통해 직접 연결되는 관리 시스템으로 해당 데이터를 전송하는 베이스 노드를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 베이스 노드는 1.0GHz 내지 3.0GHz 대역의 안테나와, RF 신호를 송수신 처리하는 RF 송수신부와, 상기 관리 시스템으로부터 다운로드되는 프로그램을 저장하는 메모리와, 프로토콜 변환 및 데이터 링크 계층의 물리적인 기능을 수행하는 MAC과, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 AD 컨버터와, 상기 메모리에 저장된 프로그램에 따라 처리되는 센서 노드의 각 구성을 제어하는 제어부와, 상기 관리 시스템으로부터 USB 포트를 통해 제공되는 프로그램을 다운로드하 고 제어부로부터 전송되는 데이터를 관리 시스템으로 전송하는 USB 컨트롤러, 및 상기 USB 컨트롤러와 관리 시스템을 직접 연결시키는 USB 포트를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 센서 노드는 상호간에 중계 기능을 수행하는 것을 특징으로 하고, 상기 안테나는 세라믹 칩 안테나인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 베이스 노드는 관리 시스템으로부터 프로그램 다운로드 실행시에 USB 인터페이스 기능을 수행하는 프로그래밍 보드와 센싱 기능을 수행하는 프로세서 보드가 일체형 단일 모듈로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징은 유비쿼터스 컴퓨팅 환경의 센서 네트워크 모듈에 있어서, 1.0GHz 내지 3.0GHz 대역의 안테나를 구비하여 센서로부터 감지된 정보를 송수신하는 다수의 센서 노드와, 상기 다수의 센서 노드로부터 송출되는 무선 신호를 디지털 데이터로 변환하여 프로그램 처리하고 플랫 케이블을 통해 연결된 프로그래밍 보드로 전송하는 베이스 노드, 및 상기 베이스 노드로부터 전송되는 데이터를 USB 포트를 통해 연결되는 관리 시스템으로 전송하고, 관리 시스템으로부터 프로그램 다운로드 실행시에 USB 인터페이스 기능을 수행하는 프로그래밍 보드를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 베이스 노드는 1.0GHz 내지 3.0GHz 대역의 안테나와, RF 신호를 송수신 처리하는 RF 송수신부와, 상기 관리 시스템으로부터 다운로드되는 프로그램을 저장하는 메모리와, 프로토콜 변환 및 데이터 링크 계층의 물리적인 기능을 수행하는 MAC과, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 AD 컨버터와, 상기 메모리에 저장된 프로그램에 따라 처리되는 센서 노드의 각 구성을 제어하는 제어부, 및 상기 프로그래밍 보드와 플랫 케이블을 통해 연결하는 커넥터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 센서 노드는 상호간에 중계 기능을 수행하는 것을 특징으로 하고, 상기 안테나는 세라믹 칩 안테나인 것을 특징으로 하고, 상기 프로그래밍 보드와 센싱 기능을 수행하는 프로세서 보드인 센서 노드는 분리형 모듈로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 일체형 센서 네트워크 모듈의 네트워크 연결 상태를 나타낸 블록구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명 유에스비(USB) 포트를 구비한 센서 네트워크 모듈(200)은 1.0㎓ 내지 3.0㎓ 준마이크로파 대역의 송수신 내장형 세라믹 칩 안테나(SMT Type Ceramic Chip Antenna)를 구비하여 인근에 위치한 다수의 센서노드(100)로부터 감지한 정보를 수신하고 상기 다수의 센서노드(100)에 설치되는 프로그램을 송신하는 베이스노드(210)와, 상기 감지한 정보를 디지털 데이터로 변환하여 저장된 프로그램에 따라 처리함과 동시에 유에스비 포트(120)를 통해 사용자의 관리 시스템(300)으로 전송하는 프로그램 보드(220)가 일체형으로 구성된다.
상기 다수의 센서노드(100)는 상호간에 센싱, 중계하는 네트워크를 형성하고 관리 시스템(300)에 저장된 프로그램을 상기 유에스비 포트를 구비한 센서 네트워크 모듈(200)을 통하여 수신함과 동시에 상기 유에스비 포트를 구비한 센서 네트워크 모듈(200)에게 수집된 정보를 전송한다.
상기와 같은 네트워크가 형성되기 위해서 본 발명 유에스비 포트를 구비한 센서 네트워크 모듈(200)은 그 자체로 상기 센서노드(100)로 활용할 수 있는 베이스노드(210)를 구비하고 있다. 즉, 본 발명 베이스노드(210)는 센서노드(100)와 동일한 구성요소를 구비하고 있다.
따라서, 본 발명 유에스비 포트를 구비한 센서 네트워크 모듈(200)은 다수의 센서노드(100)로부터 수신된 정보를 관리 시스템(300)에 전송하고 관리 시스템(300)에서 다운받은 프로그램을 다수의 센서노드(100)에 전송한다.
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도 3은 본 발명에 따른 일체형 센서 네트워크 모듈의 내부 구성도로서, 상기 일체형 센서 네트워크 모듈(200)은 베이스노드(210)와 프로그램 보드(220)를 일체형으로 구축한 것으로서, 상기 베이스노드(210)는 준마이크로파 1.0㎓ 내지 3.0㎓ 대역에서 다수의 센서 노드(100)와 RF 신호로 상기 프로그램 보드(220)로부터 수신된 프로그램 또는 상기 센서노드에서 감지한 정보를 송수신하는 세라믹 칩 안테나(211)와, 상기 세라믹 칩 안테나(211)가 다수의 센서 노드와 송수신하는 RF 신호를 송수신 처리하는 RF 송수신부와, 상기 다수의 센서 노드(100)로 전송하기 위한 프로그램을 프로그램 보드(220)로부터 다운받아 저장하는 메모리(214)와, 상기 다수의 센서 노드(100) 각각에 설치된 프로그램과 호환되기 위한 프로토콜 변환 및 데이터 링크 계층의 엑세스 문제를 제어하는 MAC(Media Access Controller, 215)와, 상기 다수의 센서 노드(100)가 상기 RF 송수신부를 통하여 수신된 아날로그 신호인 감지된 정보를 디지털 신호로 변환하는 AD 컨버터(216)와, 주변 상태를 감지하기 위한 센서들이 연결 및 접속되는 센서 확장 커넥터(217)와, 상기 세라믹 칩 안테나(211), RF 송수신부(212), 메모리(214), MAC(215), AD 컨버터(216) 및 센서 확장 커넥터(217)를 제어하는 제어부(213)로 이루어진다.
상기 프로그램 보드(220)는 상기 센서 노드(100)로부터 베이스노드(210)를 통하여 정보를 유에스비 포트(230)를 통하여 관리 시스템(300)에 전송하고 또한 관리 시스템(300)에 저장된 프로그램을 유에스비 포트(230)를 통하여 수신하고 수신된 프로그램을 베이스 노드(210)를 통하여 상기 다수의 센서 노드(100)에 전송되도록 한다.
상기 다수의 센서 노드(100)는 각 센서 노드(100)에 설치된 센서로부터 감지된 정보를 내장형 세락믹 칩 안테나를 통해 준마이크로파 1.0㎓ 내지 3.0㎓ 대역의 무선 신호로 송수신함과 더불어 필요에 따라 인접된 센서 노드(100)와 서로 상호간에 중계기 역할을 수행하고, 최종적으로 베이스 노드 (210)에 집중시키게 된다.
이러한 즉, 베이스 노드(210)는 다수의 센서 노드(100)로부터 수신된 정보인 아날로그 신호를 디지털 데이터로 변환한 이후에 상기 디지털 데이터를 베이스 노드(110)에 저장된 프로그램에 따라 처리하여 유에스비 포트(230)를 통해 직접 연결된 관리 시스템(300)으로 전송하고, 상기 관리 시스템(300)은 각 센서 노드(100)로부터 전송된 데이터 값을 결과화면으로 출력하게 된다.
또한, 각각의 센서 노드(100)를 동작시키기 위해서 각각의 센서 노드에 적합한 프로그램이 설치되기 위해서는 유에스비 포트(230)로부터 프로그램 보드(220)를 통하여 베이스 노드(210)의 메모리(214)에 다운로드하고 다운로드된 프로그램을 각각의 센서 노드에게 전송한다.
상기 각 센서 노드(100)에 부착 또는 설치되는 센서는 그 용도에 따라 별도의 센서 확장 보드를 이용하여 설치되는 것이 바람직하다.
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센서 노드(100)에 프로그램이 다운로드가 완료되어 프로그램이 설치되면 각각의 센서 노드(100)를 적용하고자 하는 필드 및 장소에 배치하고 에드-혹(Ad-hoc) 네트워크가 수행되도록 하기 위해서 센서 노드(100)가 갖는 주파수 범위내에 배치한다.
상기 센서 필드에 배치된 센서 노드(100)들은 관리 시스템(300)으로부터 다운로드된 프로그램에 따라 데이터를 센싱하고, 상호간의 네트워크 망을 통해 스스로가 중계기 역할을 수행하여 최종적으로 베이스 노드(110)로 데이터를 무선 송출하게 된다.
최종적으로 베이스 노드(210)로 수신된 정보는 베이스 노드(210)에 저장된 프로그램에 따라 처리되고 처리된 정보는 유에스비 포트(230)를 통해 관리 시스템(300)으로 전송되며, 사용자는 각 센서 노드(100)들로부터 전송되어진 정보를 그래프 또는 수치적인 값들로 가공하여 원하는 자료 형태로 변환할 수 있게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 일체형 센서 네트워크 모듈은 기존의 프로그래밍 보드와 센서 노드를 일체형으로 구현하고 센서 노드의 USB 포트를 관리 시스템의 개인용 컴퓨터 또는 노트북에 직접 연결함으로써, 별도의 케이블을 사용하지 않고 특정 프로그램을 다운로드 받을 수 있게 된다. 또한, 상기 센서 노드는 준마이크로파 1.0GHz 내지 3.0GHz 대역의 세라믹 칩 안테나를 채택함으로써, 종래의 다이폴 안테나보다 더욱 우수한 성능 및 센서 노드의 크기를 축소시킬 수 있게 된다.
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도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명 유에스비 포트를 구비한 센서 네트워크 모듈(400)은 1.0㎓ 내지 3.0㎓ 준마이크로파 대역의 송수신 내장형 세라믹 칩 안테나(SMT Type Ceramic Chip Antenna)를 구비하여 인근에 위치한 다수의 센서노드(100)로부터 감지한 정보를 수신하고 상기 다수의 센서노드(100)에 설치되는 프로그램을 송신하는 베이스노드(410)와, 상기 감지한 정보를 디지털 데이터로 변환하여 저장된 프로그램에 따라 처리함과 동시에 유에스비 포트(430)를 통해 사용자의 관리 시스템(300)으로 전송하는 프로그램 보드(420) 및 상기 베이스 노드(410)와 상기 프로그램 보드(420) 사이에 통신이 이루어지며 분리할 수 있는 플렛 케이블(440)로 구성된다.
상기 다수의 센서노드(100)는 상호간에 센싱, 중계하는 네트워크를 형성하고 관리 시스템(300)에 저장된 프로그램을 상기 유에스비 포트를 구비한 센서 네트워크 모듈(200)을 통하여 수신함과 동시에 상기 유에스비 포트를 구비한 센서 네트워크 모듈(200)에게 수집된 정보를 전송한다.
상기와 같은 네트워크가 형성되기 위해서 본 발명 분리형 유에스비 포트를 구비한 센서 네트워크 모듈(400)은 그 자체로 상기 다수의 센서노드(100)와 같이 활용할 수 있는 베이스노드(410)를 구비하고 있지만, 센싱 또는 중계하는 역할을 하는 다수의 센서노드(100)는 유에스비 포트가 부착된 프로그램 보드(420)가 불필요함으로 분리형 유에스비 포트를 구비한 센서 네트워크 모듈(200) 중에서 상기 프로그램 보드(420)를 분리한 이후에 베이스노드(410)를 센서노드(100)의 기능으로 활용하는 것이 바람직하다. 즉, 본 발명 베이스 노드(410)는 센서노드(100)와 동일한 구성요소를 구비하고 있다.
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도 5는 본 발명에 따른 분리형 센서 네트워크 모듈의 내부 구성도로서, 상기 일체형 센서 네트워크 모듈(400)은 베이스노드(410)와 프로그램 보드(420) 및 플렛 케이블(440)로 구성된 것으로서, 상기 베이스노드(410)는 준마이크로파 1.0㎓ 내지 3.0㎓ 대역에서 다수의 센서 노드(100)와 RF 신호로 상기 프로그램 보드(220)로부터 수신된 프로그램 또는 센서노드(100)에서 감지한 정보를 송수신하는 세라믹 칩 안테나(411)와, 상기 세라믹 칩 안테나(411)가 다수의 센서 노드(100)와 송수신하는 RF 신호를 송수신 처리하는 RF 송수신부(412)와, 상기 다수의 센서 노드(100)로 전송하기 위한 프로그램을 프로그램 보드(220)로부터 다운받아 저장하는 메모리(414)와, 상기 다수의 센서 노드(100) 각각에 설치된 프로그램과 호환되기 위한 프로토콜 변환 및 데이터 링크 계층의 엑세스 문제를 제어하는 MAC(Media Access Controller, 415)와, 상기 다수의 센서 노드(100)가 상기 RF 송수신부(412)를 통하여 수신된 아날로그 신호인 감지된 정보를 디지털 신호로 변환하는 AD 컨버터(416)와, 주변 상태를 감지하기 위한 센서들이 연결 및 접속되는 센서 확장 커넥터(417)와, 플랫 케이블과 같은 통신선로를 통해 프로그램 보드(420)와 연결 또는 분리되는 커넥터(418), 및 상기 세라믹 칩 안테나(411), RF 송수신부(412), 메모리(414), MAC(415), AD 컨버터(416), 센서 확장 커넥터(417)를 제어하는 제어부(413)로 이루어진다.
상기 프로그램 보드(420)는 상기 센서 노드(100)로부터 베이스노드(410)를 통하여 정보를 유에스비 포트(230)를 통하여 관리 시스템(300)에 전송하고 또한 관리 시스템(300)에 저장된 프로그램을 유에스비 포트(430)를 통하여 수신하고 수신된 프로그램을 베이스 노드(410)를 통하여 상기 다수의 센서 노드(100)에 전송되도록 하고 상기 베이스 노드(420)의 커넥터(418)와 연결 또는 분리되는 커넥터(422)가 구비되며 유에스비 포트(430)가 구비된다.
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상기 베이스노드(410)는 플렛 케이블(440)에 의해서 분리되면 그 자체로 센서 노드(100)로써 동작됨으로 상기 베이스노드(410)의 센서 확장 커넥터(417)에 플랫 케이블 등을 이용하여 도트 보드 타입(Dot Board Type)의 센서 확장 보드를 연결하여 사용자가 구현하고자 하는 센서를 상기 센서 확장 보드에 부착 및 설치하여 사용할 수 있다.
상기 다수의 센서 노드(100)는 각 센서 노드(100)에 설치된 센서로부터 감지된 정보를 세락믹 칩 안테나를 통해 준마이크로파 1.0㎓ 내지 3.0㎓ 대역의 무선 신호로 송수신함과 더불어 필요에 따라 인접된 센서 노드(100)와 서로 상호간에 중계기 역할을 수행하고, 최종적으로 베이스 노드 (410)에 집중시키게 된다.
이러한 즉, 베이스 노드(410)는 다수의 센서 노드(100)로부터 수신된 정보인 아날로그 신호를 디지털 데이터로 변환한 이후에 상기 디지털 데이터를 베이스 노드(410)에 저장된 프로그램에 따라 처리하여 유에스비 포트(430)를 통해 직접 연결된 관리 시스템(300)으로 전송하고, 상기 관리 시스템(300)은 각 센서 노드(100)로부터 전송된 데이터 값을 결과화면으로 출력하게 된다.
또한, 각각의 센서 노드(100)를 동작시키기 위해서 각각의 센서 노드에 적합한 프로그램이 설치되기 위해서는 유에스비 포트(430)로부터 프로그램 보드(420)를 통하여 베이스 노드(410)의 메모리(414)에 다운로드하고 다운로드된 프로그램을 각각의 센서 노드에게 전송한다.
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따라서, 분리형 센서 네트워크 모듈(400)은 베이스 노드(410)에 관리 시스템(300)으로부터 프로그램을 다운로드 하여 직접 센서 노드(100)로 사용할 수 있고, 프로그램 보드(420)와, 베이스노드(410)를 플렛 케이블(440)로 연결하여 인접한 다수의 센서 노드(100)에게 관리 시스템(300)에서 다운로드한 프로그램을 무선으로 전송할뿐만 아니라 다수의 센서 노드(100)가 감지한 정보를 수신하여 관리 시스템(300)에 전송한다.
센서 노드(100)에 프로그램이 다운로드가 완료되어 프로그램이 설치되면 각각의 센서 노드(100)를 적용하고자 하는 필드 및 장소에 배치하고 에드-혹(Ad-hoc) 네트워크가 수행되도록 하기 위해서 센서 노드(100)가 갖는 주파수 범위내에 배치한다.
상기 센서 필드에 배치된 센서 노드(200)들은 관리 시스템(300)으로부터 다운로드된 프로그램에 따라 데이터를 센싱하여 상호간의 네트워크 망을 통해 스스로가 중계기 역할을 수행하여 최종적으로 베이스 노드(210)로 데이터를 무선 송출하게 된다.
최종적으로 베이스 노드(210)로 수신된 정보는 베이스 노드(210)에 저장된 프로그램에 따라 프로그램 보드 컨트롤러(421)에 의해서 처리되고 처리된 정보는 유에스비 포트(120)를 통해 관리 시스템(300)으로 전송되며, 사용자는 각 센서 노드(100)들로부터 전송되어진 정보를 그래프 또는 수치적인 값들로 가공하여 원하는 자료 형태로 변환할 수 있게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 분리형 센서 네트워크 모듈은 종래의 센서 네트워크 모듈의 모든 기능을 충족하며 하나의 센서 노드에 다운로드를 위해 사용되는 공통적인 부분인 USB 포트 및 USB 인터페이스 구성을 제거하여 센서 노드의 크기를 줄일 수 있는 장점이 있다.
한편, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 변형 실시하는 것이 가능하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 USB 포트를 구비한 센서 네트워크 모듈은 USB 인터페이스를 센서 노드의 프로그래밍 인터페이스로 채택함으로써, 동종 분야의 개발자들에게 개발의 용이성을 제공함과 동시에 개발 시간을 단축시키는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 프로그래밍 보드와 센서 노드의 형태를 일체형 단일 모듈로 구성함으로써, 센서 네트워크 모듈의 크기를 줄이고 제품의 단가를 줄일 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 분리형 센서 네트워크 모듈은 일체형 센서 네트워크 모듈의 모든 기능을 취하면서 프로그램 보드와 센싱 기능을 수행하는 프로세서 보드를 분리함으로써, 센서 네트워크 구성시에 일반적으로 소량의 프로그래밍 보드와 센싱 기능을 수행하는 다수의 프로세서 보드인 센서 노드를 사용하여 최종 사용자들에게 보다 저렴한 가격의 센서 네트워크 모듈을 제공할 수 있는 이점이 있다.
본 발명은 센서 네트워크 기술 분야의 추후 표준화 동향인 2.4GHz 대역을 포함하는 1.0GHz 내지 3.0GHz 대역을 선택하여 센서 네트워크 모듈을 개발함으로써, 관련 기술의 미래 세계 시장을 선점하여 국내의 산업 경쟁력을 크게 확보하는 장점이 있다.

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 프로그램이 저장된 관리 시스템과 다수의 센서 노드 사이에 데이터를 송수신하는 유비쿼터스 컴퓨팅 환경의 센서 네트워크 모듈에 있어서,
    상기 관리 시스템에 저장된 프로그램을 다운로드하고, 다수의 센서 노드에서 감지한 정보를 상기 관리 시스템에 전송하기 위한 유에스비 포트가 구비된 프로그램 보드와;
    준마이크로파 1.0㎓ 내지 3.0㎓ 대역에서 다수의 센서 노드와 RF 신호로 상기 프로그램 보드로부터 수신된 프로그램 또는 상기 센서노드에서 감지한 정보를 송수신하는 안테나와, 상기 안테나가 다수의 센서 노드와 송수신하는 RF 신호를 송수신 처리하는 RF 송수신부와, 상기 다수의 센서 노드로 전송하기 위한 프로그램을 프로그램 보드로부터 다운받아 저장하는 메모리와, 상기 다수의 센서 노드 각각에 설치된 프로그램과 호환되기 위한 프로토콜 변환 및 데이터 링크 계층의 엑세스 문제를 제어하는 MAC와, 상기 다수의 센서 노드가 상기 RF 송수신부를 통하여 수신된 아날로그 신호인 감지된 정보를 디지털 신호로 변환하는 AD 컨버터와, 주변 상태를 감지하기 위한 센서들이 연결 및 접속되는 센서 확장 커넥터와, 상기 안테나, RF 송수신부, 메모리, MAC, AD 컨버터 및 센서 확장 커넥터를 동작하도록 제어하는 제어부로 이루어진 베이스노드로 구성되어 상기 프로그램 보드와 상기 베이스노드가 하나의 기판상에 일체형으로 구성된 것을 특징으로 하는 유에스비 포트를 구비한 센서 네트워크 모듈.
  3. 삭제
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 안테나는 세라믹 칩 안테나인 것을 특징으로 하는 유에스비 포트를 구비한 센서 네트워크 모듈.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 프로그램이 저장된 관리 시스템과 다수의 센서 노드 사이에 데이터를 송수신하는 유비쿼터스 컴퓨팅 환경의 센서 네트워크 모듈에 있어서,
    상기 관리 시스템에 저장된 프로그램을 다운로드하고 다수의 센서 노드에서 감지한 정보를 상기 관리 시스템에 전송하기 위한 유에스비 포트와, 상기 프로그램과 감지한 정보가 센서 노드와 교류되기 위한 커넥터와 상기 유에스비 포트와 커넥터 상호간에 교류되는 데이터를 제어하는 프로그램 보드 컨트롤러가 구비된 프로그램 보드와;
    준마이크로파 1.0㎓ 내지 3.0㎓ 대역에서 다수의 센서 노드와 RF 신호로 상기 프로그램 보드로부터 수신된 프로그램 또는 센서노드에서 감지한 정보를 송수신하는 안테나와, 상기 안테나가 다수의 센서 노드와 송수신하는 RF 신호를 송수신 처리하는 RF 송수신부와, 상기 다수의 센서 노드로 전송하기 위한 프로그램을 프로그램 보드로부터 다운받아 저장하는 메모리와, 상기 다수의 센서 노드 각각에 설치된 프로그램과 호환되기 위한 프로토콜 변환 및 데이터 링크 계층의 엑세스 문제를 제어하는 MAC와, 상기 다수의 센서 노드가 상기 RF 송수신부를 통하여 수신된 아날로그 신호인 감지된 정보를 디지털 신호로 변환하는 AD 컨버터와, 주변 상태를 감지하기 위한 센서들이 연결 및 접속되는 센서 확장 커넥터와, 플랫 케이블을 통해 프로그램 보드 연결 또는 분리되는 커넥터, 및 상기 안테나, RF 송수신부, 메모리, MAC, AD 컨버터, 센서 확장 커넥터를 동작하도록 제어하는 제어부로 이루어진 베이스 노드; 및
    상기 프로그램 보드의 커넥터와 상기 베이스 노드의 커넥터를 연결 또는 분리하기 위한 플렛 케이블로 구성되어 상기 프로그램 보드와 상기 베이스노드사이에 상기 플렛 케이블에 의해서 분리되는 것을 특징으로 하는 유에스비 포트를 구비한 센서 네트워크 모듈.
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  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 안테나는 세라믹 칩 안테나인 것을 특징으로 하는 유에스비 포트를 구비한 센서 네트워크 모듈.
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