KR101011808B1 - 부가 통신 기능을 갖는 차량용 지피에스 장치 - Google Patents

부가 통신 기능을 갖는 차량용 지피에스 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에서 차량으로 접속이 용이한 지피에스 장치를 개시한다.
본 발명에 따른 부가 통신 기능을 갖는 차량용 지피에스 장치는, 차량으로 장착되는 지피에스 장치에 있어서, 다수의 인공위성으로부터 위성신호를 수신하고, 이를 근거로 현재 위치에 대한 좌표정보 및 시각정보를 추출하는 지피에스 모듈; 임의의 통신 모드를 선택하고, 고유의 식별정보(ID)를 설정하는 스위치; 임의의 통신 모드에 대응하는 통신 프로토콜을 보유하고, 지피에스 장치에 대한 운용 알고리즘을 저장하며 고유의 식별정보(ID)를 등록 관리하는 메모리; 스위치로부터 선택된 통신모드에 대응하는 해당 프로토콜을 토대로 통신모듈을 선택하고, 고유의 식별정보, 좌표정보 및 시각정보를 통신모듈로 실시간 출력 제어하는 제어부로 구성되며; 통신모듈은 적어도 RS-232 통신모듈, RS-485 통신모듈, RFID 통신모듈 및 캔(CAN) 통신모듈을 포함한다.
따라서, 본 발명은 차량의 주요 기능을 수행하기 위한 기본 데이터를 빠르고 정확하게 제공할 뿐만 아니라, 차량의 엔진 및 부가 장치와의 접속을 손쉽게 수행할 수 있어 지피에스 모듈의 실용성 및 활용성이 극대화되는 효과를 갖는다.
Figure R1020080101558
차량, 지피에스, GPS, 통신, 모듈, 위성, 시각, 좌표, CAN, RFID, RS-232

Description

부가 통신 기능을 갖는 차량용 지피에스 장치{INSTALLATION FOR GPS APPLIED TO CAR HAVING A FUNCTION OF ADDITIONAL COMMUNICATION}
본 발명은 차량용 지피에스 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량 제어에 필요한 캔(CAN) 통신 모듈을 포함하여, 임의의 통신 기능을 선택적으로 지원할 수 있는 지피에스 장치로써, 차량의 이씨유(ECU)와 데이터 호환을 유도하거나 별도의 차량 부가장치로 위성정보를 전송할 수 있는 부가 통신 기능을 갖는 차량용 지피에스 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 차량 내부의 운전석 주위에 설치된 시계와, 엔진의 작동 상태 데이터를 시각 데이터와 함께 저장하기 위한 ECU 그리고 타이어의 압력, 온도값 등을 측정하고 모니터링하기 위하여 전송하는 TPMS(TIRE PRESSURE MONITORING SYSTEM)등이 있다. 이러한 차량 내부의 여러 설비는 공통적으로 시각 데이터를 필수로 하는 것이거나 위도, 경도 및 고도 데이터 등을 필요로 하는 것이다.
여기서, ECU는 센서에 의하여 감지되는 각종 상태 데이터를 시각대 별로 제공하여야 하므로, 시각 데이터가 필수적이다. 근래에 들어, 이러한 차량 운용을 위해 지피에스 모듈이 활용되고 있는데, 지피에스 모듈로부터 수신된 시각 데이터, 좌표 데이터 등을 토대로 차량 운용의 정확성과 효율성을 제공하고 있다.
예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이, 네비게이션 등 GPS모듈과 CPU 그리고 디스플레이 및 메모리, 스피커, 터치패드나 조작버튼을 구비하여서 된 GPS설비(1)와, 차량에 장착된 표시판 그리고 구동회로 및 마이크로프로세서 조작 버튼으로 구성된 시계(2)와, 공기 흡입량 센서 및 엔진 온도 센서 등의 센서 출력을 감지하여 연료분사량 제어 액튜에이터 등을 제어하며, 엔진 외에도 자동변속기나 ABS, 에어백 장치 등을 정밀하게 통제하며, 이들 작동 관련 데이터를 저장하기 위한 메모리와 연결된 ECU로 구성된 엔진 제어부(3)와, 타이어의 압력 센서와 온도 센서의 상태값을 전달받아 디스플레이 및 경보 부져, 경보 램프 등으로 상태를 표시하는 제어유니트로 구성된 TPMS(4)에 있어서, 전술한 GPS모듈(1)의 값을 메모리에 저장하고, 그 값을 일정 시간 간격으로 전송하기 위한 데이터 전송/수신 수단(5)과, 전술한 시계(2)와, 엔진 제어부(3) 그리고 TPMS(4)의 마이크로프로세서, ECU, 제어유니트에 데이터 전송/수신 수단(5)을 제공한다.
이와 같이 운전자가 차량을 정상적으로 운전하는 상태에서 시스템의 각부에 전원이 인가되면 먼저 GPS모듈(1)에서 확보된 위성으로부터의 데이터를 메모리에 저장하게 된다. 이어서 CPU는 데이터 전송/수신 수단(5)을 통하여 연결 설비로 체크데이터를 송출하며, 각 연결설비에서는 GPS설비로부터 데이터가 전송되는 경우 연결설비 체크데이터가 전송되는 경우인지를 판단하여 연결설비 체크데이터인 경우 ID를 전송하고 다시 GPS설비로부터 데이터가 전송되는지를 판단하게 된다. 이때 데이터 전송이 없는 경우에는 기존 프로그램을 실행한 후 다시 GPS설비(1)로부터 데 이터 전송이 있는지의 여부를 판단하게 된다.
이러한 과정으로 GPS설비는 다수의 차량 설비들로부터 ID데이터를 입수하게 되는 것이고, 이들을 순차로 메모리에 정리하여 리스트를 작성한 후 데이터 전송 시간 간격이 도래하였는지를 검사하게 된다. 이때 전송한 시간 간격에 도달하지 않은 경우에는 GPS설비(1)는 기존 프로그램을 실행하게 된다. 그러므로 GPS설비는 정상적인 프로그램을 수행할 수 있게 된다.
이와 같이 하여 시간이 경과하게 되면 GPS설비(1)는 전송 시간 간격에 도달하게 되는 것이며, 이때에는 메모리에 저장된 리스트 중 첫 번째 ID 데이터를 송출하게 된다. 이러한 GPS설비(1)로부터의 데이터는 각 설비에서 해당 설비 ID와 동일한지의 여부를 판단한 후 동일한 경우에는 연속적으로 공급되는 데이터를 메모리에 저장하고, 패리티 체크를 실시하여 에러가 없는 지를 판단하고, 에러가 없는 경우에는 수신완료데이터를 GPS모듈(1)로 전송하게 된다. 아울러, 이러한 값은 해당 설비의 작동 데이터값을 보정하게 되며, 일예를 들어 시계(2)인 경우에는 현재의 시각 데이터를 지우고, 입력된 시각 데이터 값으로 현재 시각을 대체하여 표시판으로 표시하게 되는 것이다.
또한, 엔진 제어부(3)인 경우에도 ECU가 현재의 시각 데이터를 지우고 입력된 시각 데이터 값으로 현재 시각을 대체한다. 특히, TPMS(4)인 경우에는 데이터 전송수신 모듈에서 제공받은 데이터 중 경도, 위도, 고도 관련 데이터를 수신하여 경도, 위도 및 고도에 상응하는 온도 분포 데이터를 별도의 메모리에서 가져다가 이값을 기준으로 하여 현재의 압력, 온도 센서 출력 값이 높은지, 낮은지를 판정하 여 적정 수준인지를 판단할 수 있게 된다.
그러나, 전술된 바와 같이 차량과 연동되는 지피에스 모듈은 수신된 시간 정보를 차량으로 제공하기 위한 것으로, 차량의 ECU가 차량 운용의 정확성을 도모하기 위한 수단으로 적용되고 있다. 따라서, 실질적으로 지피에스 모듈로 수신된 시각정보, 좌표 정보 등은 ECU로 공급하는 정도로서, 차량의 ECU와 지피에스 모듈은 일체화된 구조로 이루어져야 하기 때문에, 지피에스 모듈의 활용성이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 단일 구조의 지피에스 모듈을 제공하고, 타 장치와의 통신 연결이 용이하도록 함에 따라, 지피에스 모듈의 실용성과 활용성을 증대시킬 수 있는 부가 통신 기능을 갖는 차량용 지피에스 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 지피에스 모듈의 출력 데이터를 선별적 통신 모드에 근거하여 제공함으로써, 차량의 이씨유(ECU)와의 통신 접속을 원활하게 수행할 수 있는 부가 통신 기능을 갖는 차량용 지피에스 장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관점에 따른 부가 통신 기능을 갖는 차량용 지피에스 장치는, 차량으로 장착되는 지피에스 장치에 있어서, 다수의 인공위성으로부터 위성신호를 수신하고, 이를 근거로 현재 위치에 대한 좌표정보 및 시각정보를 추출하는 지피에스 모듈; 임의의 통신 모드를 선택하고, 고유의 식별정보(ID)를 설정하는 스위치; 상기 임의의 통신 모드에 대응하는 통신 프로토콜을 보유하고, 지피에스 장치에 대한 운용 알고리즘을 저장하며 상기 고유의 식별정보(ID)를 등록 관리하는 메모리; 상기 스위치로부터 선택된 통신모드에 대응하는 해당 프로토콜을 토대로 통신모듈을 선택하고, 상기 고유의 식별정보, 좌표정보 및 시각정보를 상기 통신모듈로 실시간 출력 제어하는 제어부로 구성되며; 상기 통신 모듈은 적어도 RS-232 통신모듈, RS-485 통신모듈, RFID 통신모듈 및 캔(CAN) 통신모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 제시되는 부가 통신 기능을 갖는 차량용 지피에스 장치는, 차량의 주요 기능을 수행하기 위한 기본 데이터를 빠르고 정확하게 제공할 뿐만 아니라, 차량의 엔진 및 부가 장치와의 접속을 손쉽게 수행할 수 있어 지피에스 모듈의 실용성 및 활용성이 극대화되는 효과를 갖는다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 차량용 지피에스 장치를 나타낸 구성도이다. 도시된 바와 같이, 다수의 인공위성으로부터 위성신호를 수신하고, 이를 근거로 현재 위치에 대한 좌표정보 및 시각정보를 추출하는 지피에스 모듈(203)과, 임의의 통신 모드를 선택하고, 고유의 식별정보(ID)를 설정하는 스위치(215), 상기 임의의 통신 모드에 대응하는 통신 프로토콜을 보유하고, 지피에스 장치에 대한 운용 알고리즘을 저장하며 상기 고유의 식별정보(ID)를 등록 관리하는 메모리(205), 상기 스위치(215)로부터 선택된 통신모드에 대응하는 해당 프로토콜을 토대로 통신모듈을 선택하고, 상기 고유의 식별정보, 좌표정보 및 시각정보를 상기 통신모듈로 실시간 출력 제어하는 제어부(201)로 구성되며, 상기 통신모듈은 RS-232 통신모듈(207), RS-485 통신모듈(209), RFID 통신모듈(211) 및 캔(CAN) 통신모듈(213)로 이루어진다.
상기 각각의 통신모듈은 해당 통신 규격이 적용된 하드웨어로 구성되며, 각각의 통신을 위한 커넥터를 포함할 수 있다. 예컨대, RS-232, RS-485 통신은 시리얼 통신으로 2개의 통신 라인을 접속할 수 있는 커넥터를 보유하며, 통신모듈이 CAN일 경우 하나의 통신 라인, 그라운드 라인을 접속할 수 있는 커넥터를 보유한다. RFID 일 경우에는, 무선 근거리 통신으로 별도의 커넥터를 보유하지는 않지만, RFID 통신모듈(211) 내부로 RFID 안테나를 포함할 것이다.
상기 제어부(201)는 전술된 다수의 통신모듈을 선택함에 있어, 별도의 무접점 스위칭 소자를 이용한 스위칭이 가능할 것이다. 필요에 따라, 각 통신모듈로 구비된 운용 IC(미도시함)에 대한 인에이블(Enable) 제어를 토대로 각 통신모듈을 선택할 수 있다. 따라서, 상기 제어부(201)로부터 송신되는 데이터(Data)는 각 통신모듈로 병렬 전송되나, 각 통신모듈로 제공되는 선택신호(Select)에 따라 어느 하나의 통신모듈을 선택한다.
한편, 상기 제어부(201)는 출력 포트로 디스플레이 모듈(217)을 더 포함하는데, 상기 디스플레이 모듈(217)은 현재 운용되는 통신모듈을 사용자에게 통지한다. 상기 디스플레이 모듈(217)은 각 통신모듈을 식별할 수 있는 다수의 LED로 제공되거나, 소정 크기의 LCD 패널로 제공될 수 있다. 상기 스위치(215)는 제어부(201)의 입력 포트로 접속되는 구조이며, 소수의 푸쉬(PUSH) 스위치로 구성되거나, 다수의 딥(DIP) 스위치로 구현될 수 있을 것이다.
상기 스위치(215)가 푸쉬 스위치로 구현될 경우, 적어도 두 개 이상의 푸쉬 스위치를 포함하되, 하나의 푸쉬 스위치는 어느 하나의 통신모듈을 순차적으로 선택하고, 다른 하나의 푸쉬 스위치는 기 설정된 고유 ID를 순차적으로 선택한다. 푸쉬 스위치의 동작은 상기 디스플레이 모듈(217)을 통해 제공될 수 있다. 반면, 상기 스위치(215)가 딥 스위치일 경우, 두 개의 분할 그룹을 형성하여 한 그룹은 통신모듈을 선택하고, 다른 한 그룹은 ID를 설정하는데 사용될 것이다.
이외에, 본 발명에서 사용자에 의해 ID 정보를 입력하기 위한 수단으로, 현재 구비된 통신모듈 중 어느 하나의 통신모듈을 이용하여 고유식별 정보가 입력될 수 있음은 물론이다. 이러한 경우는 상기 통신모듈을 선택하기 위한 스위치(215)의 구조를 단순화시킬 수 있을 것이다.
이하, 본 발명의 동작을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 따른 주요 동작을 설명하는 플로우챠트이다. 도시된 바와 같이, S301 단계에서 상기 제어부(201)는 시스템 초기화를 포함하여 지피에스 초기화를 수행한다. 시스템 초기화는 차량용 지피에스 장치로 공급되는 전원 상태를 검출하고, 공급전원에 대한 정격 여부를 판단한다. 전원공급은 별도의 배터리 즉, 건전지를 이용하거나, 차량의 시거잭을 이용한 전원 공급이 이루어질 수 있다. 따라서, 상기 제어부(201)는 공급되는 전원의 전압, 전류를 판단하여 정격 전원의 공급 상태를 판단한다.
이후, 상기 제어부(201)는 지피에스 모듈(203)의 수신 상태를 판독하는데, 다수의 인공위성으로부터 제공되는 위성정보에 대한 수신 여부를 판단한다. 즉, 위성으로부터 제공되는 시각정보, 좌표정보 수신이 원활하게 이루어지는지를 판단하는 것으로, 지피에스 초기화에 따른 결과를 디스플레이 모듈(217)로 출력한다. 디스플레이 모듈(217)은 지피에스 모듈(203)의 동작 상태를 '이상' 또는 '정상'으로 분류하여 표시하며, 적색 LED 및 녹색 LED를 이용한 상태 표시가 가능할 것이다.
S303 단계로 진입하여, 상기 제어부(201)는 메모리(205)로 기 저장된 데이터를 패치한다. 상기 메모리(205)는 현재 설정되어 있는 통신 프로토콜 및 ID 정보를 보유한다. 따라서, S305 단계와 같이 상기 제어부(201)는 현재 등록된 설정 정보를 지속적으로 사용할 것인지 또는 신규 정보로 수정할 것인지를 판단한다. 이는 사용자에 의해 설정된 스위치 동작에 의해 결정되는 것으로, 제어부(201)는 해당 스위치의 동작이 일정 시간 입력되지 않을 경우, 기 저장된 데이터를 지속적으로 사용함으로 인지한다.
반면, S307 단계와 같이 상기 메모리(205)로 기 저장된 데이터를 변경하고자 하는 스위치의 동작이 입력될 경우, 상기 제어부(201)는 사용자가 임의의 통신모듈을 선택하도록 메시지 예컨대, 음성 메시지 또는 디스플레이 모듈(217)을 이용한 규정화된 데이터 입력 신호를 출력한다. 따라서, 사용자는 데이터 입력모드에서 임의의 통신모듈을 선택하며, 제어부(201)는 현재 입력된 통신모듈에 대한 정보를 상기 메모리(205)로 저장한다. 또한, S309 단계와 같이 상기 제어부(201)는 통신모듈 선택 절차를 완료한 후, 지피에스 장치에 대한 고유 식별번호 즉, ID 정보를 입력 받기 위한 안내를 수행하고, 사용자로부터 입력된 ID 정보를 상기 메모리(205)로 저장 등록한다.
상기 제어부(201)는 이와 같이 사용자로부터 입력된 통신모듈 선택 정보 및 ID 정보에 대한 등록을 완료하며, 등록 완료에 따른 소정의 디스플레이 동작을 수행한다. 그리고, S311 단계와 같이 제어부(201)는 사용자로부터 등록된 통신모듈에 대한 통신 프로토콜을 사용하기 위해, 상기 메모리(205)로 저장된 해당 통신 프로토콜에 대한 알고리즘을 패치한다. 그리고, S313 단계로 진입하여 상기 제어부(201)는 통신모듈에 대응하는 임의의 통신모듈로 인에이블 신호를 제공함으로써, 어느 하나의 통신모듈을 선택한다. 이후, 제어부(201)는 S315 단계와 같이 해당 통신모듈로 지피에스 정보 즉, 상기 메모리(205)로 저장된 현재의 시각 정보 및 좌표 정보를 설정된 통신 프로토콜에 따라 출력한다.
이와 같이, 차량용 지피에스 장치는 사용자로부터 선택된 통신모듈과 차량의 엔진 제어장치(ECU)가 용이하게 접속될 수 있으며, 차량 내부로 설치되는 다수의 부가 장치와 유선 또는 무선 네트워크를 통해 위성정보를 손쉽게 전송할 수 있을 것이다.
전술된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 지피에스 장치는 다수의 통신모듈을 포함하고, 사용자로부터 어느 하나의 통신모듈을 선택토록 함에 따라, 지피에스 모듈로부터 수신된 위성정보를 임의의 통신모듈을 통해 유선 또는 무선으로 전송할 수 있어, 차량의 ECU 또는 별도의 부가 설비와 별도의 인터페이스 없이 호환됨으로써 지피에스 장치의 시장 활성화를 도모할 뿐만 아니라, 지피에스의 활용 범위를 넓힐 수 있어 산업적 이용 가치가 높을 것으로 판단된다.
도 1은 종래 지피에스 장치를 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 지피에스 장치를 설명하기 위한 구성도이다.
도 3은 도 2의 주요 동작을 설명하기 위한 플로우챠트이다.
<주요 도면에 대한 부호의 설명>
201 : 제어부 203 : GPS 모듈
205 : 메모리 207 : RS-232 모듈
209 : RS-485 모듈 211 : RFID 모듈
213 : CAN 모듈 215 : 스위치
217 : 디스플레이 모듈

Claims (6)

  1. 차량으로 장착되는 지피에스 장치에 있어서,
    다수의 인공위성으로부터 위성신호를 수신하고, 이를 근거로 현재 위치에 대한 좌표정보 및 시각정보를 추출하는 지피에스 모듈;
    임의의 통신 모드를 선택하고, 고유의 식별정보(ID)를 설정하는 스위치;
    상기 임의의 통신 모드에 대응하는 통신 프로토콜을 보유하고, 지피에스 장치에 대한 운용 알고리즘을 저장하며 상기 고유의 식별정보(ID)를 등록 관리하는 메모리;
    상기 스위치로부터 선택된 통신모드에 대응하는 해당 프로토콜을 토대로 통신모듈을 선택하고, 상기 고유의 식별정보, 좌표정보 및 시각정보를 상기 통신모듈로 실시간 출력 제어하는 제어부로 구성되며;
    상기 통신모듈은 적어도 RS-232 통신모듈, RS-485 통신모듈, RFID 통신모듈 및 캔(CAN) 통신모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 부가 통신 기능을 갖는 차량용 지피에스 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 통신모듈은 해당 통신 규격이 적용된 하드웨어로 구성되며, 각각의 통신을 위한 각각의 커넥터를 포함하고, 상기 RFID 통신모듈 내부로 RFID 안테나를 포함하는 것을 특징으로 하는 부가 통신 기능을 갖는 차량용 지피에스 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 각각의 통신모듈을 선택함에 있어, 별도의 무접점 스위칭 소자를 이용한 스위칭을 수행하거나, 각 통신모듈로 구비된 운용 IC에 대한 인에이블(Enable) 제어를 토대로 각 통신모듈을 선택하는 것을 특징으로 하는 부가 통신 기능을 갖는 차량용 지피에스 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는 현재 운용되는 통신모듈을 사용자에게 통지하기 위한 디스플레이 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부가 통신 기능을 갖는 차량용 지피에스 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 디스플레이 모듈은 각 통신모듈을 식별할 수 있는 다수의 LED로 제공되거나, 소정 크기의 LCD 패널로 제공되는 것을 특징으로 하는 부가 통신 기능을 갖는 차량용 지피에스 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위치는 상기 제어부의 입력 포트로 접속되는 구조이며, 소수의 푸쉬(PUSH) 스위치로 구성되거나, 다수의 딥(DIP) 스위치로 구현되는 것을 특징으로 하는 부가 통신 기능을 갖는 차량용 지피에스 장치.
KR1020080101558A 2008-10-16 2008-10-16 부가 통신 기능을 갖는 차량용 지피에스 장치 KR101011808B1 (ko)

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