KR101062947B1 - 차량용 유비쿼터스 센서 네트워크 시스템 - Google Patents

차량용 유비쿼터스 센서 네트워크 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 유비쿼터스 센서 네트워크 시스템에 관한 것으로, 본 발명에 따르면 압전소자를 사용하여 차량의 타이어에 반영구적인 수명의 전원을 가지는 USN 센서 노드를 구비시키고, 더 나아가 네비게이션단말기를 이용해 USN 센서 노드로부터 오는 타이어의 압력을 인식할 수 있도록 하는 기술이 개시된다.
USN, 유비쿼터스, 센서, 차량, 타이어, 압력

Description

차량용 유비쿼터스 센서 네트워크 시스템{UBIQUITOUS SENSOR NETWORK SYSTEM}
본 발명은 유비쿼터서 센서 네트워크 시스템에 관한 것으로, 특히, 유비쿼터스 센서 네트워크를 차량에 적용하고자 하는 기술에 관한 것이다.
근자에 들어 과학기술, 특히, 컴퓨터 및 통신기술의 눈부신 발전은 일반인들에게 생활 속의 편리함으로 급격히 접목되고 있는 실정이다. 그에 따라 주변의 생활환경에 대한 정보 등을 컴퓨터 및 통신기술과 연계하여 다양한 생활의 편리함을 제공하기 위한 유비쿼터스에 관한 기술이 날로 발전되어 가고 있다.
그러한 유비쿼터스에 관한 기술들 중에는 상호 간에 무선통신 및 정보중계가 가능하고 주변의 물리적 환경에 대한 정보를 감지하는 센서 노드들로 구성된 USN(Ubiquitous Sensor network, 유비쿼터스 센서 네트워크)에 관한 기술이 있다. 이와 같은 USN 기술과 관련하여서는 공개특허 10-2007-0070465(발명의 명칭 : 유비쿼터스 무선네트워크 시스템, 노드모듈 및 그 작동방법, 이하 '선행기술'이라 함) 호 등을 통해 주지되어 있다.
USN 시스템의 장점은 USN 센서 노드들이 상호 간에 무선으로 정보를 전송 및 중계하기 때문에 설치성이 좋다는 것이다. 따라서 많은 분야에서 그 활용성이 활발히 연구되어지고 있다.
그런데, 일반적인 USN 센서 노드는 자체적으로 전원을 가지고 동작하기 때문에 전원(건전지 등)의 수명이 다하게 되면 전원을 교체해 주어야만 한다.
따라서 자동차의 타이어 내부 등과 같이 완전히 밀폐된 위치에 USN 센서 노드가 구비되는 경우에는 전원의 수명이 다하면 더 이상 USN이 작동될 수 없게 되고 만다.
한편, 차량의 위치정보를 알려주는 차량 네비게이션 시스템은 차량 이용자들에게 필수적인 장치로 자리매김 되어 지고 있다.
차량 네비게이션 시스템은 위성으로부터 좌표를 입력받아 차량의 현재 위치를 추적한 후 이를 네비게이션단말기를 통해 디스플레이(Display)하는 기술을 골자로 한다. 거기에 더하여 네비게이션단말기는 DMB(Digital Multimedia Broadcasting), 전기적으로 접속이 가능한 이동식 저장매체에 저장된 동영상 등도 디스플레이할 수 있도록 되어 있다.
본 발명의 제1 목적은 차량 타이어 내부에 USN 센서 노드가 구비되는 경우에 도 USN의 수명이 반영구적일 수 있는 기술을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 제2 목적은 차량 타이어 내부에 USN 센서 노드를 구비시키고, USN 센서 노드로부터 오는 정보를 네비게이션단말기를 통해 인식할 수 있는 기술을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 유비쿼터스 센서 네트워크 시스템은, 차량의 타이어 내부에 구비되며, 타이어 내부의 압력을 감지한 후 감지된 압력정보를 무선으로 송신하는 USN(Ubiquitous Sensor network, 유비쿼터스 센서 네트워크) 센서 노드; 상기 USN 센서 노드로부터 오는 정보를 출력시키는 출력장치; 및 상기 출력장치와 직접적으로 접속하며, 상기 USN 센서노드로부터 송신된 정보를 수신한 후 상기 출력장치로 제공하는 USN 베이스 노드; 를 포함하고, 상기 USN 센서노드는, 타이어 내부의 압력을 감지하는 센서부; 상기 센서부로부터 감지된 압력정보를 무선 송신하는 통신부; 및 상기 센서부 및 상기 통신부의 동작에 필요한 전력을 제공하기 위한 전원으로서 마련되는 압전소자; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 출력장치는 네비게이션단말기인 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면 USN 기술을 이용하여 타이어의 압력을 인식할 수 있으면서 도 차량의 타이어 압력을 확인하기 위한 반영구적인 수명의 USN을 구성할 수 있는 효과가 있다.
또한, 더 나아가서 본 발명에 따르면, USN 센서 노드로부터 감지된 타이어의 압력을 네비게이션단말기를 통해 확인할 수 있도록 하여 네비게시션단말기의 새로운 활용을 얻어낼 수 있고, 차량의 탑승자가 네비게이션단말기를 통해 타이어의 압력을 손쉽게 확인할 수 있는 편리함을 가진다.
이하, 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하되, 중복되는 설명이나 주지한 기술에 대한 설명은 가급적 생략하거나 압축하기로 한다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 차량(V)용 유비쿼터스 센서 네트워크 시스템(100, 이하 '차량용 USN 시스템'이라 함)에 대한 구성도이다.
본 발명의 실시예에 따른 차량용 USN 시스템(100)은, 도1에서 참조되는 바와 같이, 다수의 USN 센서 노드(111 내지 114), USN 베이스 노드(120), 네비게이션단말기(130), 등을 포함하여 구성된다.
차량(V)의 앞뒤 타이어(T1, T2, T3, T4)들에 각각 설치되는 4개의 USN 센서 노드(111 내지 114)는 각각 타이어(T1, T2, T3, T4)의 압력을 감지하고, 감지된 정보를 USN 베이스 노드(120) 측으로 전송한다. 이 때, 개개의 USN 센서 노드(111 / 112 / 113 / 114)는 감지된 정보를 USN 베이스 노드(120)로 직접 전송할 수도 있지만, 도2의 예에서 참조되는 바와 같이, USN 베이스 노드(120)와의 이격 거리가 먼 경우(또는 USN 센서 노드와 USN 베이스 노드 간에 통신 환경이 좋지 않은 경우)에는 타 USN 센서 노드(115)의 중계를 통해 감지된 정보를 USN 베이스 노드(120)로 전송시킬 수 있다.
위와 같은 USN 센서 노드(111 내지 114)는, 도3에서 참조되는 바와 같이, 센서부(A), 통신부(B) 및 압전소자(C)를 포함하여 구성된다.
센서부(A)는, 압력센서로 구비될 수 있으며, 타이어(T1, T2, T3, T4) 내부의 공기 압력을 감지하기 위해 마련된다.
통신부(B)는 센서부(A)로부터 감지된 정보를 무선으로 송신한다.
압전소자(C)는 타이어(T1, T2, T3, T4) 내부의 압력변화에 따라 전력을 생산하고, 생산된 전력을 센서부(A)와 통신부(B)의 동작을 위해 제공하는 전원으로서 마련된다. 즉, 압전소자(C)는 자동차 운행에 따른 타이어(T1, T2, T3, T4) 내부의 압력변화로 지속적인 전력을 생산하여 센서부(A) 및 통신부(B)로 제공하기 때문에 USN 센서 노드(111 내지 114)의 수명을 반영구적으로 늘릴 수 있게 되는 것이다.
USN 베이스 노드(120)는, 네비게이션단말기(130)와 직접적으로 접속되며, 네비게이션단말기(130)와 USN 센서 노드(111 내지 114) 사이에서 USN 센서 노드(111 내지 114)로부터 송신되어 오는 정보를 네비게이션단말기(130)로 중계하는 역할을 수행한다. 이러한 USN 베이스 노드(120)는 4개의 USN 센서 노드(111 내지 114)들로부터 오는 압력정보를 지속적으로 받아서 네비게이션단말기(130)로 보내야 하기 때 문에 전원 소모량이 크다. 따라서 USN 베이스 노드(120)는 네비게이션단말기(130)로부터 전원을 공급받는 것이 바람직하다. 이러한 경우 USN 베이스 노드는 네비게이션단말기의 일 구성 부품으로 구비되는 것도 가능하게 고려될 수 있다.
네비게이션단말기(130)는 4개의 USN 센서 노드(111 내지 114)들로부터 송신되어 온 타이어(T1, T2, T3, T4) 내부의 압력을 출력시키기 위한 출력장치로서 구비되는 것으로, 도4에서 참조되는 바와 같이, 위치정보제공부(131), 상황정보제공부(132), 디스플레이부(133), 제어부(134) 및 조작부(135) 등을 포함하여 구성된다.
위치정보제공부(131)는, GPS모듈을 가지고 있으며, 위성(S1, S2, S3)으로부터 차량(V)의 위치 좌표를 받아 차량(V)의 위치를 계산한 후 계산된 차량(V)의 위치정보를 제공하기 위하여 마련된다.
상황정보제공부(132)는 USN 베이스 노드(120)를 통해 4개의 USN 센서 노드(111 내지 114)들로부터 전송되어 온 차량(V) 타이어(T1, T2, T3, T4)의 압력정보를 제공하기 위해 마련된다.
디스플레이부(133)는 위치정보제공부(131) 및 상황정보제공부(132)로부터 제공되는 위치정보 및 차량(V) 타이어(T1, T2, T3, T4) 압력정보를 디스플레이시키기 위해 마련된다. 본 실시예에서는 디스플레이부(133)가 위치정보와 타이어(T1, T2, T3, T4)의 압력정보 중 어느 하나만을 선택하여 디스플레이시키도록 구현된다. 그러나 실시하기에 따라서는 위치정보와 타이어(T1, T2, T3, T4)의 압력정보 모두를 하나의 화면에서 디스플레이시키도록 구현하는 것도 얼마든지 가능하게 고려될 수 있다.
제어부(134)는 위치정보제공부(131) 또는 상황정보제공부(132)로부터 제공되는 정보가 디스플레이부(133)를 통해 디스플레이될 수 있도록 제어한다.
조작부(135)는, 디스플레이부(133)가 위치정보제공부(131)나 상황정보제공부(132)로부터 제공되는 정보 중 어느 하나를 디스플레이시킬 수 있도록 제어부(134)에 명령을 입력하기 위해 마련되며, 제어부(134)로의 명령 입력을 조작하기 위한 다수의 조작버튼을 구비하고 있다.
물론, 실시하기에 따라서는 USN 센서 노드로부터 오는 정보를 출력하는 출력장치로서 경고음을 울릴 수 있는 부저 등도 얼마든지 고려될 수 있을 것이나, 일반적으로 차량(V)에 구비되는 네비게이션단말기를 출력장치로 사용함으로써 자원의 활용율을 높일 수 있을 뿐더러 시각적인 확인이 가능하다는 점에서 출력장치로서 네비게이션단말기를 사용하는 것이 보다 더 바람직하게 고려될 수 있다.
계속하여 위와 같이 구성되는 차량용 USN 시스템(100)의 작동에 대해서 설명한다(위치정보추적에 대한 기술은 생략 함).
차량(V)의 운전자나 탑승자는, 네비게이션단말기(130)의 전원을 켜고, 조작부(135)를 통해 차량(V) 타이어(T1, T2, T3, T4)의 압력정보가 디스플레이부(133)를 통해 디스플레이되도록 조작한다.
USN 센서 노드(111 내지 114)는 타이어(T1, T2, T3, T4)의 공기압을 주기적 으로 감지한 후 감지한 타이어(T1, T2, T3, T4)의 압력정보를 무선으로 송신한다.
USN 베이스 노드(120)는 USN 센서 노드(111 내지 114)로부터 무선 송신된 타이어(T1, T2, T3, T4)의 압력정보를 수신한 후 수신된 타이어(T1, T2, T3, T4)의 압력정보를 네비게이션단말기(130)의 상황정보제공부(132)로 보내고, 상황정보제공부(132)는 이를 디스플레이부(133)로 제공함으로써, 디스플레이부(133)를 통해 타이어(T1, T2, T3, T4)의 압력정보가 디스플레이된다.
따라서 차량(V)의 운전자나 탑승자는 네비게이션단말기(130)을 통해 타이어(T1, T2, T3, T4)의 압력상태를 인식할 수 있게 된다.
한편, 차량(V)의 운행은 타이어(T1, T2, T3, T4) 내부에 지속적인 압력변화를 발생시켜 압전소자에 의한 전력생산이 지속적으로 이루어지고, 압전소자에 의해 생산된 전력은 USN 센서 노드(111 내지 114)의 동작을 위해 제공됨으로써 차량용 USN 시스템(100)의 수명을 반영구적으로 보장한다.
이상과 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 유비쿼터스 센서 네트워크 시스템에 대한 구성도이다.
도2는 도1의 차량용 유비쿼터스 센서 네트워크 시스템에 대한 다른 구성도이다.
도3은 도1의 차량용 유비쿼터스 센서 네트워크 시스템에 적용된 USN 센서 노드에 대한 구성도이다.
도4는 도1의 차량용 유비쿼터스 센서 네트워크 시스템에 적용되는 네비게이션단말기에 대한 구성도이다.
*도면의 주요 부위에 대한 부호의 설명*
100 : 차량용 유비쿼터스 센서 네트워크 시스템
111, 112, 113, 114 : USN 센서 노드
A : 감지부 B : 통신부
C : 압전소자
120 : USN 베이스 노드
130 : 네비게이션단말기

Claims (2)

  1. 차량의 타이어 내측면 중 타이어 휠과 접하는 내측면에 장착되며, 타이어 내부의 압력을 감지한 후 감지된 압력정보를 무선으로 송신하는 복수의 USN(Ubiquitous Sensor network, 유비쿼터스 센서 네트워크) 센서 노드;
    상기 USN 센서 노드로부터 오는 정보를 출력시키는 네비게이션단말기; 및
    상기 네비게이션단말기와 직접적으로 접속하고, 상기 네비게이션단말기로부터 전원을 공급받으며, 상기 USN 센서노드로부터 송신된 정보를 수신한 후 상기 네비게이션단말기로 제공하는 USN 베이스 노드; 를 포함하고,
    상기 USN 센서노드는,
    타이어 내부의 압력을 감지하는 센서부;
    상기 센서부로부터 감지된 압력정보를 무선 송신하는 통신부; 및
    상기 센서부 및 상기 통신부의 동작에 필요한 전력을 제공하기 위한 전원으로서 마련되는 압전소자; 를 포함하여,
    감지된 압력정보를 상기 USN 베이스 노드 또는 타 USN 센서노드로 송신하고,
    상기 네비게이션단말기는,
    차량의 위치정보를 제공하기 위한 위치정보제공부;
    상기 베이스 노드를 통해 상기 USN 센서 노드에 의해 감지된 압력정보를 제공받는 상황정보제공부;
    상기 위치정보제공부 및 상기 상황정보제공부로부터 제공되는 시각인식이 가능한 위치정보 및 타이어의 압력정보를 디스플레이시키기 위해 마련되는 디스플레이부; 및
    상기 위치정보제공부 또는 상황정보제공부로부터 제공되는 정보가 상기 디스플레이부를 통해 디스플레이될 수 있도록 제어하는 제어부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는
    차량용 유비쿼터스 센서 네트워크 시스템.
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