KR101074355B1 - 무선 센서 모듈을 이용한 차량의 상태 감지 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량의 현가장치에 경사센서를 부착하여 하중 증가에 따른 경사 변화를 측정하여 차량의 축중량을 감지하고, 차량의 온도 및 가속도를 측정하여 차량의 상태를 감지하는 무선 센서 모듈을 이용한 차량의 상태 감지 시스템에 있어서, 상기 차량의 현가장치에 부착하여 경사센서에 의해 하중 증가에 따른 경사 변화를 측정하고 측정된 데이터를 무선으로 전송하는 다수의 무선 센서 모듈부와, 상기 차량의 내부에 설치되어 차량의 온도를 계측하는 온도 센서 모듈과, 상기 차량의 내부에 설치되어 외부 충격에 대한 가속도를 계측하는 가속도 센서 모듈과, 상기 가속도 센서 모듈을 통해 외부의 충격을 감지하였을 경우 카메라를 통해 외부 환경을 촬영하는 영상 촬영 모듈과, 상기 다수의 무선 센서 모듈부와, 온도 센서 모듈과, 가속도 센서 모듈과 영상 촬영 모듈을 통해 계측한 데이터를 전송받아 수집하여 계측 데이터를 전송하는 베이스 노드와, 상기 베이스 노드에서 전송받은 데이터를 중량 측정 알고리즘을 통해 중량 값으로 환산하고, 온도 센서 모듈, 가속도 센서 모듈, 영상 촬영 모듈을 통해 측정한 데이터를 제어하여 차량의 상태를 감지하며, 상기 차량의 중량 값, 온도, 가속도, 영상 데이터를 원격지 및 운전자의 휴대용 단말기에 무선통신을 통해 전송하는 데이터 분석부와, 상기 데이터 분석부에서 분석한 데이터를 차량 내부에 디스플레이하는 디스플레이부와, 상기 데이터 분석부를 통해 분석한 데이터를 전송받아 저장하고 차량 중량 및 상태를 관리하는 휴대용 단말기 및 원격지 서버부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 센서 모듈을 이용한 차량의 상태 감지 시스템을 제공한다.
차량, 축중량, 하중, 경사, 무선 센서 노드, USN
Description
본 발명은 차량의 현가장치에 무선 센서 노드를 부착하여 상기 무선 센서 노드의 경사센서를 통해 차량의 하중 증가에 따른 경사 변화를 측정하여 차량의 축중량을 감지하고 차량의 온도, 가속도를 측정하여 차량의 상태를 감지할 수 있는 무선 센서 모듈을 이용한 차량의 상태 감지 시스템에 관한 것으로 보다 상세하게는 차량의 현가장치에 경사센서를 내장한 무선 센서 노드를 부착하고 상기 차량의 하중 중가에 따른 차량 현가장치의 경사값을 측정하여 상기 경사값의 변화량을 통해 차량의 축중량을 측정하고, 이를 통해 차량의 과적을 측정하여 운전자와 원격지에서 모니터링할 수 있으며, 온도 센서 모듈과 가속도 센서 모듈과 영상 촬영 모듈을 통해 차량의 상태를 감지할 수 있는 무선 센서 모듈을 이용한 차량의 상태 감지 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 도로교통법상의 차량 중량 제한 기준은 차량이 수평에 준하는 상 태에서 1개의 차축에 연결된 모든 바퀴가 수직으로 지면을 누르는 축하중 10톤, 총 중량이 40톤으로 규정하고 있다. 그러나 여기서 축하중 10톤은 축 형식이나 연속축인 경우에 축간 거리, 타이어 개수 등을 고려하지 않은 기준이며, 총 중량 또한, 차량 형식이나 축 수에 관계없다. 이들 제한 중 차량 총 중량 상한선인 40톤은 4축의 세미 트레일러(semi trailer) 차량을 기준으로 축 당 10톤×4축=40톤을 제한 기준으로 설정한 것이며, 총 중량 제한은 특히 교량 구조물의 안전을 위해 설정된 기준이다. 그러므로 총 중량 40톤 또는 축 하중 10톤을 초과하는 차량은 종류와 상관없이 도로교통법상 과적차량으로 인정된다.
현재 국내에는 차량이 중량을 측정하기 위해 도로상에 설치된 판상의 중량측정장치에 운전자가 차량을 이동시켜 차량의 바퀴를 올려놓고 측정하는 방법이 일반적이나, 이와 같은 측정방법을 통해서는 화물 적재 장소와 중량 계량소가 공간적으로 서로 떨어져 있기 때문에 실제 차량의 하중은 적재가 완료된 이후에야 측정 가능하여 주로 운전자의 경험에 의존하여 화물을 적재할 수밖에 없으며, 적재 완료 후 계량소에서 적재 중량 초과를 발견하더라도 적재된 화물을 하차하기는 현실적으로 곤란한 실정이고, 이런 연유로 운전자는 중량 초과 사실을 알면서도 차량 운행을 할 수밖에 없어 차량 운행시 도로 파손 및 과적 단속에 따른 막대한 경제적 비용손실이 따르고 아울러 파손된 도로를 고속운행할 경우 안전사고를 유발할 수 있는 문제점이 있었다.
따라서, 현재로서는 현행 도로교통법의 차량 중량 제한 규정은 과적 차량에 의한 도로 손상을 방지하려는 본래의 입법 목적 달성이 현저히 곤란한 실정이며, 과도한 범칙금과 제재로 인해 운전자에게도 막대한 재산상 불이익이 초래되고 있다.
이로 인해, 종래에 차량의 중량을 측정하기 위해 덤프형 트럭의 적재함 하단에 유압장치에 유압 측정계기를 설치하여 측정된 유압을 통해 적재량을 측정하였으나 상기 방법은 적재함에 적재된 화물의 적재위치에 따라 유압측정계기의 중량이 측정되는 정도가 상이하게 되어 정확한 양을 측정하는 것이 어려웠다. 또한, 차량의 판스프링에 스트레인 게이지를 부착하여 적재되는 화물의 무게에 따른 스트레인 변화로부터 차량의 축중량을 구하는 방법이 제시되었으나, 이러한 방법에서는 스트레인 게이지의 내구성이 떨어져 상기 스트레인 게이지를 자주 교체해야하는 문제점이 발생하였으며, 데이터의 정확성이 떨어지는 문제점이 발생하였다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 차량의 축중량을 무선 센서 노드에 내장된 경사센서를 통해 측정하고, 상기 측정된 경사 데이터를 무선통신으로 데이터 분석부에 전송하여 중량으로 환산함으로써 운전자 및 원격지에서 차량의 과적상태를 모니터링할 수 있는 무선 센서 모듈을 이용한 차량의 상태 감지 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 차량의 내부에 온도 센서 모듈과 가속도 센서 모듈을 설치하여 차량의 화재 또는 사고에 의한 충격을 감지하여 온도 및 가속도 센서에 의한 이상 신호 감지 시 영상 촬영 모듈을 통해 외부의 영상을 촬영하여 상기 데이터를 원격지에 무선통신으로 전송해 원격지에서 차량의 상태를 모니터링할 수 있는 무선 센서 모듈을 이용한 차량의 상태 감지 시스템을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
본 발명은 차량의 현가장치에 경사센서를 부착하여 하중 증가에 따른 경사 변화를 측정하여 차량의 축중량을 감지하고, 차량의 온도 및 가속도를 측정하여 차량의 상태를 감지하는 무선 센서 모듈을 이용한 차량의 상태 감지 시스템에 있어서,
상기 차량의 현가장치에 부착하여 경사센서에 의해 하중 증가에 따른 경사 변화를 측정하고 측정된 데이터를 무선으로 전송하는 다수의 무선 센서 모듈부;
상기 차량의 내부에 설치되어 차량의 온도를 계측하는 온도 센서 모듈;
상기 차량의 내부에 설치되어 외부 충격에 대한 가속도를 계측하는 가속도 센서 모듈;
상기 가속도 센서 모듈을 통해 외부의 충격을 감지하였을 경우 카메라를 통해 외부 환경을 촬영하는 영상 촬영 모듈;
상기 다수의 무선 센서 모듈부와, 온도 센서 모듈과, 가속도 센서 모듈과 영상 촬영 모듈을 통해 계측한 데이터를 전송받아 수집하여 계측 데이터를 전송하는 베이스 노드;
상기 베이스 노드에서 전송받은 데이터를 중량 측정 알고리즘을 통해 중량 값으로 환산하고, 온도 센서 모듈, 가속도 센서 모듈, 영상 촬영 모듈을 통해 측정한 데이터를 제어하여 차량의 상태를 감지하며, 상기 차량의 중량 값, 온도, 가속도, 영상 데이터를 원격지 및 운전자의 휴대용 단말기에 무선통신을 통해 전송하는 데이터 분석부;
상기 데이터 분석부에서 분석한 데이터를 차량 내부에 디스플레이하는 디스플레이부;
상기 데이터 분석부를 통해 분석한 데이터를 전송받아 저장하고 차량 중량 및 상태를 관리하는 휴대용 단말기 및 원격지 서버부;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 무선 센서 모듈부는 차량의 바퀴 수에 따라 상기 바퀴의 현가장치의 판스프링에 각각 설치하여 하중증가에 따른 판스프링의 경사값을 측정하는 다수의 무선 센서 노드;
상기 무선 센서 노드의 경사값을 보정하기 위해 독립된 현가장치를 연결하는 종축에 설치하여 상기 종축의 경사값을 계측하여 상기 독립된 현가장치에 연결된 판스프링에 설치된 무선 센서 노드의 경사값을 보정하는 종축 무선 센서 노드;
상기 무선 센서 노드의 경사값을 보정하기 위해 텐덤 공유 현가장치의 중앙에 설치하여 상기 텐덤 공유 현가장치의 판스프링에 설치된 무선 센서 노드의 경사값을 보정하는 텐덤 공유 무선 센서 노드;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 무선 센서 모듈부의 무선 센서 노드와 종축 무선 센서 노드와 텐덤 공유 무선 센서 노드는
차량의 현가장치 판스프링, 종축, 텐덤 공유 현가장치의 중앙에 설치하여 경사를 계측하기 위한 경사센서;
상기 경사센서를 통해 계측한 아날로그 데이터를 증폭하기 위한 증폭기;
상기 증폭기를 통해 증폭한 아날로그 데이터에 노이즈 등의 신호와 관련없는 것을 제거하기 위한 Low Pass Filter;
상기 Low Pass Filter를 통해 필터링한 아날로그 데이터를 디지털 데이터로 변환하기 위한 A/D 컨버터;
상기 A/D 컨버터를 통해 디지털 신호로 변환된 데이터를 베이스 노드에 무선 통신을 통해 송신하는 USN 통신 모듈;
상기 USN 통신 모듈을 통해 데이터의 전송을 제어하는 센서 모듈 제어부;
상기 무선 스마트 센서 모듈부에 배터리를 이용한 저전력 전원을 공급하는 전원공급부;
상기 계측한 데이터를 저장하기 위한 메모리; 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 베이스 노드는 무선 센서 모듈부에서 데이터를 무선으로 전송받는 USN 통신 모듈;
상기 USN 통신 모듈을 통해 전송받은 데이터와, 상기 온도 센서 모듈과 가속도 센서 모듈을 통해 기준치를 넘어선 데이터를 감지하였을 경우 영상 촬영 모듈에 의한 영상 데이터를 제어하는 베이스 노드 제어부;
상기 베이스 노드에 배터리를 이용한 저전력 전원을 공급하는 전원공급부; 로 이루어져 상기 베이스 노드 제어부를 통해 제어한 데이터를 USN 통신 모듈을 통해 데이터 분석부에 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 데이터 분석부는 베이스 노드에서 전송받은 각각의 데이터를 전송받는 USN 통신 모듈;
상기 USN 통신 모듈에서 각각의 무선 센서 노드와 종축 무선 센서 노드와 텐덤 공유 무선 센서 노드의 경사 데이터를 통해 기준 경사값에 의한 중량 값을 설정 하여 경사 값의 변화량에 따른 중량 값으로 환산하는 중량 환산부;
상기 중량 환산부에서 중량 값으로 환산한 데이터 중 무선 센서 노드에서 측정한 중량 값을 기준으로 종축 무선 센서 노드와 텐덤 공유 무선 센서 노드의 중량값을 가중치를 더해 보정하는 중량 보정부;
상기 중량 보정부에서 보정된 무선 센서 노드의 중량 값을 합산해 차량의 총중량 값을 산출하는 총중량 산출부;
상기 USN 통신 모듈에서 전송받은 온도, 가속도, 영상 데이터를 제어하고, 측정한 데이터를 분석하여 차량의 상태를 감지하는 차량 상태 감지부;
상기 차량의 중량 값과 차량 상태 감지부를 통해 감지된 데이터를 휴대용 단말기와 원격 서버부에 무선통신을 통해 전송하는 무선 통신부; 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 중량 환산부는 무선 센서 노드를 통해 차량이 공차일 때의 경사값과 차량의 만차일 때 경사값을 측정하여 미리 정해진 차량의 공차와 만차 시 중량과 비교 설정하여 상기 비교된 중량 값을 기준으로 차량의 축중량 측정 시 경사값의 변화량을 통해 설정된 중량 값과 비교하여 중량을 환산하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 차량의 축중량을 무선 센서 노드에 내장된 경사센서를 통해 경사 데이터를 측정하고, 상기 측정된 경사 데이터를 중량으로 환산하여 운전자 및 원격지에서 차량의 과적상태를 모니터링하여 운전자 및 원격지에서 차량의 과적상태를 파악할 수 있어 과적단속에 의한 막대한 경제적 비용 손실을 방지할 수 있고, 아울러 과적차량으로 인한 도로의 파손 및 안전사고를 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 차량의 내부에 온도 센서 모듈과 가속도 센서 모듈을 설치하여 차량의 화재 또는 사고에 의한 충격을 감지하여 온도 및 가속도 센서에 의한 이상 신호 감지 시 영상 촬영 모듈을 통해 외부의 영상을 촬영하여 상기 데이터를 원격지에 무선통신으로 전송해 원격지에서 차량의 상태를 모니터링하여 차량의 화재 또는 교통사고로 인한 전복 및 파손에 대하여 신속하게 대처할 수 있으며, 이에 따르는 경제적 피해 및 인명피해를 최소화할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 무선 센서 모듈을 이용해 차량의 현가장치에 경사값을 측정하여 상기 측정한 경사값을 중량값으로 환산하여 차량의 과적상태를 감지할 수 있고, 온도 센서 모듈과 가속도 센서 모듈을 통해 차량의 상태를 감지하여 차량의 사고에 신속하게 대처할 수 있는 무선 센서 모듈을 이용한 차량의 상태 감지 시스템에 관한 것으로 이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도1은 본 발명에 따른 무선 센서 모듈을 이용한 차량의 상태 감지 시스템의 전체 구성도이고, 도2는 본 발명에 따른 무선 센서 모듈을 이용한 차량의 상태 감지 시스템의 무선 센서 모듈부의 구성도이며, 도3은 본 발명에 따른 무선 센서 모듈을 이용한 차량의 상태 감지 시스템의 데이터 분석부의 구성도이고, 도4는 본 발명에 따른 무선 센서 모듈을 이용한 차량의 상태 감지 시스템의 베이스 노드의 구성도이며, 도5는 본 발명에 따른 무선 센서 모듈을 이용한 차량의 상태 감지 시스템의 설치 구성을 나타낸 예시도이고, 도6은 본 발명에 따른 무선 센서 모듈을 이용한 차량의 상태 감지 시스템의 설치 구성을 나타낸 예시도의 측면도이다.
상기 도1에 도시된 바와 같이 본 발명은 차량의 축중량을 무선 센서 모듈부(100)에 내장된 경사센서(111)를 통해 경사 데이터를 측정하고 상기 측정된 경사 데이터를 중량으로 환산하여 운전자 및 원격지에 차량의 과적상태를 감지할 수 있으며, 온도 및 가속도를 측정하여 차량의 화재 및 전복사고에 대해 신속한 대처를 취할 수 있는 것으로 본 발명은 차량의 축중량을 측정하기 위해 상기 차량의 현가장치에 부착하여 경사센서(111)를 통해 하중 증가에 따른 경사 변화를 측정하고 측정된 데이터를 무선으로 전송하는 다수의 무선 센서 모듈부(100)와, 상기 차량의 내부에 설치되어 차량의 온도를 계측하는 온도 센서 모듈(300)과 상기 차량의 내부에 설치되어 외부 충격에 대한 가속도를 계측하는 가속도 센서 모듈(400)과, 상기 가속도 센서 모듈(400)을 통해 외부의 충격을 감지하였을 경우 카메라를 통해 차량 외부 환경을 촬영하는 영상 촬영 모듈(500)과, 상기 다수의 무선 센서 모듈부(100) 와 온도 센서 모듈(300)과 가속도 센서 모듈(400)과 영상 촬영 모듈(500)을 통해 계측한 데이터를 전송받아 수집하여 계측 데이터를 데이터 분석부(600)에 전송하는 베이스 노드(200)와, 상기 베이스 노드(200)에서 데이터를 전송받아 중량 측정 알고리즘을 통해 다수의 무선 센서 모듈부(100)를 통해 계측한 경사 데이터를 중량 값으로 환산하고, 총 중량 값을 산출하며, 온도 센서 모듈(300)과 가속도 센서 모듈(400)과 영상 촬영 모듈(500)을 통해 측정한 데이터를 제어하여 차량의 상태를 감지하고, 상기 차량의 중량 값, 온도, 가속도, 영상 데이터를 원격지 및 운전자의 휴대용 단말기(800)에 무선 통신을 통해 전송하는 데이터 분석부(600)와, 상기 데이터 분석부(600)에서 분석한 데이터를 차량의 내부에 디스플레이하는 디스플레이부(700)와, 상기 데이터 분석부(600)를 통해 분석한 데이터를 전송받아 저장하고 차량 중량 값 및 상태를 관리하는 휴대용 단말기(800) 및 원격지 서버부(900)로 구성된다.
상기 무선 센서 모듈부(100)는 도5와 도6에 도시된 바와 같이 차량에 설치되는 위치에 따라 무선 센서 노드(110)와 종축 무선 센서 노드(120)와 텐덤 공유 무선 센서 노드(130)로 분리되며 상기 무선 센서 노드(110)와 종축 무선 센서 노드(120)와 텐덤 공유 무선 센서 노드(130)의 구성은 동일하다. 상기 무선 센서 모듈부(100)의 무선 센서 노드(110)와 종축 무선 센서 노드(120)와 텐덤 공유 무선 센서 노드(130)는 도2에 도시된 바와 같이 차량의 현가장치, 종축, 텐덤 공유 현가장치 중앙에 설치하여 판스프링에 경사를 계측하기 위한 경사센서(111)와, 상기 경 사센서(111)를 통해 계측한 아날로그 데이터를 증폭하기 위한 증폭기(112)와, 상기 증폭기(112)를 통해 증폭한 아날로그 데이터에 노이즈 등의 신호와 관련없는 데이터를 제거하기 위한 Low Pass Filter(113)와 상기 Low Pass Filter(113)를 통해 필터링한 아날로그 데이터를 디지털 데이터로 변환하기 위한 A/D 컨버터(114)와 상기 A/D 컨버터(114)를 통해 디지털 신호로 변환된 데이터를 베이스 노드(200)에 무선 통신을 통해 송신하는 USN 통신 모듈(115)과, 상기 USN 통신 모듈(115)을 통해 데이터의 전송을 제어하는 센서 모듈 제어부(116)와, 상기 무선 센서 모듈부(100)에 배터리를 이용한 저전력 전원을 공급하는 전원 공급부(117)와, 상기 계측한 데이터를 저장하기 위한 메모리(118)로 구성되어 계측한 경사 데이터를 베이스 노드(200)에 전송한다. 이때 경사센서(111)는 아날로그 경사센서(111)에 대한 것이지만, 경우에 따라 디지털 경사센서를 사용할 수 있다. 상기 디지털 경사센서를 사용하면 디지털 경사센서 내부에 증폭기(112)와 Low Pass Filter(113)와 A/D 컨버터(114)를 내장하여 상기 디지털 경사센서에서 계측한 디지털 경사 데이터를 USN 통신 모듈(115)을 통해 베이스 노드(200)에 전송한다.
또한, 상기 무선 센서 모듈부(100)는 도5와 도6에 도시된 바와 같이 차량에 설치되는 위치에 따라 무선 센서 노드(110)와 종축 무선 센서 노드(120)와 텐덤 공유 무선 센서 노드(130)로 분리된다. 상기 다수의 무선 센서 노드(110)는 차량의 바퀴수에 따라 상기 바퀴의 현가장치 판스프링에 각각 설치하여 하중 증가에 따른 판스프링의 경사값을 측정하며, 상기 종축 무선 센서 노드(120)는 차량의 전축부분 에 독립된 현가장치를 연결하는 종축에 설치하여 상기 종축의 경사값을 계측하여 독립된 현가장치에 연결되어 판스프링에 설치된 무선 센서 노드(110)의 경사값을 보정하고, 상기 텐덤 공유 무선 센서 노드(130)는 차량의 구동축에 텐덤 공유 현가장치의 중앙에 설치하여 상기 텐덤 공유 현가장치의 판스프링에 설치된 무선 센서 노드(110)의 경사값을 보정하여 무선 센서 노드(110)에서 측정하는 데이터의 정확도를 높일 수 있다.
상기 베이스 노드(200)는 도3에 도시된 바와 같이, 무선 센서 모듈부(100)에서 계측한 경사 데이터를 무선으로 전송받는 USN 통신 모듈(210)과 상기 USN 통신 모듈(210)을 통해 전송받은 데이터와 온도 센서 모듈(300), 가속도 센서 모듈(400), 영상 촬영 모듈(500)의 데이터를 제어하는 베이스 노드 제어부(220)와 상기 베이스 노드(200)에 배터리를 이용해 저전력 전원을 공급하는 전원공급부(230)로 구성되며 상기 USN 통신 모듈(210)은 베이스 노드 제어부(220)에서 제어된 데이터를 데이터 분석부(600)에 무선으로 전송한다. 상기 베이스 노드 제어부(220)는 차량의 상태를 감지하기 위한 온도 센서 모듈(300)과 가속도 센서 모듈(400)에서 계측한 데이터를 전송받아 상기 데이터가 사용자가 미리 설정한 기준치를 초과할 경우 영상 촬영 모듈(500)을 통해 차량의 외부를 촬영하도록 제어하여 차량의 상태를 감지할 수 있도록 한다. 상기 베이스 노드 제어부(220)를 통해 제어된 무선 센서 모듈부(100)의 경사 데이터와 온도, 가속도, 영상 데이터는 USN 통신 모듈(210)을 통해 데이터 분석부(600)에 전송하여 상기 데이터를 분석한다.
상기 베이스 노드(200)를 통해 경사 데이터와 온도, 가속도, 영상 데이터를 전송받아 경사 데이터를 중량 값으로 환산하고 온도, 가속도, 영상 데이터를 분석하여 차량의 상태를 감지하는 데이터 분석부(600)는 도4에 도시된 바와 같이, 상기 경사 데이터와 온도, 가속도, 영상 데이터를 전송받는 USN 통신 모듈(610)과, 상기 USN 통신 모듈(610)을 통해 전송받은 무선 센서 모듈부(100)의 무선 센서 노드(110)와 종축 무선 센서 노드(120)와 텐덤 공유 무선 센서 노드(130)의 경사 데이터를 통해 차량이 공차일 경우 경사 값과 만차였을 경우 경사 값을 측정하여 미리 정해진 차량의 공차, 만차 시의 중량과 비교해 공차였을 경우 경사값과 중량을 비교 설정하고 만차였을 경우 경사 값과 중량을 비교 설정하여 상기 무선 센서 노드(110)와 종축 무선 센서 노드(120)와 텐덤 공유 무선 센서 노드(130)의 경사 값을 비교하여 상기 무선 센서 노드(110)와 종축 무선 센서 노드(120)와 텐덤 공유 무선 센서 노드(130)의 경사 값을 중량 값으로 환산하는 중량 환산부(620)와, 상기 중량 환산부(620)에서 중량 값으로 환산한 데이터 중 전축에 설치된 무선 센서 노드(110)의 중량 값에 종축 무선 센서 노드(120)의 중량 값을 가중치를 더해 보정하고, 상기 차량의 구동축의 현가장치에 위치한 무선 센서 노드(110)의 중량 값에 텐덤 공유 무선 센서 노드(130)의 중량 값을 가중치로 더해 상기 무선 센서 노드(110)의 중량 값을 보정하는 중량 보정부(630)와, 상기 중량 보정부(630)를 통해 보정된 무선 센서 노드(110)의 중량 값을 합산해 상기 차량의 총 중량 값을 산출하는 총중량 산출부(640)와, 상기 USN 통신 모듈(610)을 통해 전송받은 온도 센서 모 듈(300)의 데이터와 가속도 센서 모듈(400)의 데이터와 영상 촬영 모듈(500)의 데이터를 분석하여 차량의 화재 및 사고에 대한 차량의 전복 등 차량의 상태를 감지하는 차량 상태 감지부(650)와, 상기 총중량 산출부(640)와 차량 상태 감지부(650)를 통해 분석된 데이터를 무선 통신을 통해 휴대용 단말기(800)와 원격지의 원격 서버부(900)에 무선으로 전송하는 무선 통신부(660)로 구성된다. 상기 무선 통신부(660)는 하나의 무선 통신에 국한되지 않고 CDMA, 무선 랜, HSDPA, TRS 통신 등을 통해 무선으로 데이터를 전송할 수 있다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명은 도5와 도6의 실시예에 따라 차량 전축의 독립된 현가장치의 판스프링에 각각 무선 센서 노드(110)를 부착하고 상기 전축의 종축에 종축 무선 센서 노드(120)를 부착하여 전축에 부착된 무선 센서 노드(110)의 경사값을 보정한다. 또한, 구동축에는 텐덤 공유 현가장치의 판스프링에 무선 센서 노드(110)를 부착하고, 상기 텐덤 공유 현가장치의 중앙에 텐덤 공유 무선 센서 노드(130)를 형성하여 상기 구동축의 텐덤 공유 현가장치의 판스프링에 부착한 무선 센서 노드(110)의 경사 값을 보정한다. 상기와 같이 차량에 설치된 무선 센서 노드(110)와 종축 무선 센서 노드(120)와 텐덤 공유 무선 센서 노드(130)를 통해 계측한 경사 데이터는 USN 통신 모듈(115)을 통해 베이스 노드(200)에 전송되며 상기 베이스 노드(200)에 전송된 데이터는 베이스 노드(200)에 연결된 온도 센서 모듈(300)과 가속도 센서 모듈(400)과 영상 촬영 모듈(500)에서 측정한 데이터와 함께 데이터 분석부(600)에 USN 통신 모듈(210)을 통해 전송한다. 상기 베이스 노드(200)에서 전송한 데이터를 전송받은 데이터 분석부(600)는 무선 센서 모듈부(100)에서 측정한 경사 데이터를 중량을 환산하고 상기 종축 무선 센서 노드(120)와 텐덤 공유 무선 센서 노드(130)의 데이터를 가중치로 하여 상기 무선 센서 노드(110)의 데이터를 보정하며, 상기 보정된 중량 값을 모두 더해 총 차량의 중량값으로 환산한다. 또한, 베이스 노드(200)의 베이스 노드 제어부(220)에 의해 측정한 온도, 가속도, 영상 데이터는 데이터 분석부(600)의 차량 상태 감지부(650)에 전송되어 상기 데이터를 분석하고 산출된 차량의 총 중량 값과 차량 상태 감지부(650)의 분석 데이터를 차량의 내부 디스플레이부(700)에 디스플레이하며 무선 통신을 통해 운전자가 휴대한 휴대용 단말기(800)와 원격지의 원격지 서버부(900)에 전송하여 운전자 및 관리자가 차량의 중량 값 및 차량의 상태를 감지할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
도1은 본 발명에 따른 무선 센서 모듈을 이용한 차량의 상태 감지 시스템의 전체 구성도.
도2는 본 발명에 따른 무선 센서 모듈을 이용한 차량의 상태 감지 시스템의 무선 센서 모듈부의 구성도.
도3은 본 발명에 따른 무선 센서 모듈을 이용한 차량의 상태 감지 시스템의 데이터 분석부의 구성도.
도4는 본 발명에 따른 무선 센서 모듈을 이용한 차량의 상태 감지 시스템의 베이스 노드의 구성도.
도5는 본 발명에 따른 무선 센서 모듈을 이용한 차량의 상태 감지 시스템의 설치 구성을 나타낸 예시도.
도6은 본 발명에 따른 무선 센서 모듈을 이용한 차량의 상태 감지 시스템의 설치 구성을 나타낸 예시도의 측면도.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호 **
100 : 무선 센서 모듈부 110 : 무선 센서 노드
111 : 경사센서 112 : 증폭기
113 : Low Pass Filter 114 : A/D 변환부
115, 210, 610 : USN 통신 모듈 116 : 센서 모듈 제어부
117, 230 : 전원공급부 118 : 메모리부
120 : 종축 무선 센서 노드 130 : 텐덤 공유 무선 센서 노드
200 : 베이스 노드 220 : 베이스 노드 제어부
300 : 온도 센서 모듈 400 : 가속도 센서 모듈
500 : 영상 촬영 모듈 600 : 데이터 분석부
620 : 중량 환산부 630 : 중량 보정부
640 : 총중량 산출부 650 : 차량 상태 분석부
660 : 무선 통신부 700 : 디스플레이부
800 : 휴대용 단말기 900 : 원격지 서버부
Claims (6)
- 차량의 현가장치에 경사센서를 부착하여 하중 증가에 따른 경사 변화를 측정하여 차량의 축중량을 감지하고, 차량의 온도 및 가속도를 측정하여 차량의 상태를 감지하는 무선 센서 모듈을 이용한 차량의 상태 감지 시스템에 있어서,상기 차량의 바퀴 수에 따라 상기 바퀴의 현가장치 판스프링에 각각 설치하여 하중증가에 따른 판스프링의 경사값을 측정하는 다수의 무선 센서 노드와, 상기 무선 센서 노드의 경사값을 보정하기 위해 독립된 현가장치를 연결하는 종축에 설치하여 상기 종축의 경사값을 계측하여 독립된 현가장치에 연결되어 판스프링에 설치된 무선 센서 노드의 경사값을 보정하는 종축 무선 센서 노드와, 상기 무선 센서 노드의 경사값을 보정하기 위해 텐덤 공유 현가장치의 중앙에 설치하여 상기 텐덤 공유 현가장치의 판스프링에 설치된 무선 센서 노드의 경사값을 보정하는 템덤 공유 무선 센서 노드로 구성되며 상기 무선 센서 노드와 종축 무선 센서 노드와 텐덤 공유 무선 센서 노드는 차량의 현가장치 판스프링, 종축, 텐덤 공유 현가장치의 중앙에 설치하여 경사를 계측하기 위한 경사센서와 상기 경사센서를 통해 계측한 아날로그 데이터를 증폭하기 위한 증폭기와 상기 증폭기를 통해 증폭한 아날로그 데이터에 노이즈 등의 신호와 관련없는 것을 제거하기 위한 Low Pass Filter와 상기 Low Pass Filter를 통해 필터링한 아날로그 데이터를 디지털 데이터로 변환하기 위한 A/D 컨버터와 상기 A/D 컨버터를 통해 디지털 신호로 변환된 데이터를 베이스 노드에 무선 통신을 통해 송신하는 USN 통신 모듈과 상기 USN 통신 모듈을 통해 데이터의 전송을 제어하는 센서 모듈 제어부와 무선 센서 모듈부에 배터리를 이용한 저전력 전원을 공급하는 전원공급부와 상기 계측한 데이터를 저장하기 위한 메모리로 이루어져 경사센서에 의해 하중 증가에 따른 경사 변화를 측정하고 측정된 데이터를 무선으로 전송하는 다수의 무선 센서 모듈부;상기 차량의 내부에 설치되어 차량의 온도를 계측하는 온도 센서 모듈;상기 차량의 내부에 설치되어 외부 충격에 대한 가속도를 계측하는 가속도 센서 모듈;상기 가속도 센서 모듈을 통해 외부의 충격을 감지하였을 경우 카메라를 통해 외부 환경을 촬영하는 영상 촬영 모듈;상기 다수의 무선 센서 모듈부와, 온도 센서 모듈과, 가속도 센서 모듈과 영상 촬영 모듈을 통해 계측한 데이터를 전송받아 수집하여 계측 데이터를 전송하는 베이스 노드;상기 베이스 노드에서 전송받은 데이터를 중량 측정 알고리즘을 통해 중량 값으로 환산하고, 온도 센서 모듈, 가속도 센서 모듈, 영상 촬영 모듈을 통해 측정한 데이터를 제어하여 차량의 상태를 감지하며, 상기 차량의 중량 값, 온도, 가속도, 영상 데이터를 원격지 및 운전자의 휴대용 단말기에 무선통신을 통해 전송하는 데이터 분석부;상기 데이터 분석부에서 분석한 데이터를 차량 내부에 디스플레이하는 디스플레이부;상기 데이터 분석부를 통해 분석한 데이터를 전송받아 저장하고 차량 중량 및 상태를 관리하는 휴대용 단말기 및 원격지 서버부;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 센서 모듈을 이용한 차량의 상태 감지 시스템.
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- 삭제
- 제1항에 있어서,상기 베이스 노드는 무선 센서 모듈부에서 데이터를 무선으로 전송받는 USN 통신 모듈;상기 USN 통신 모듈을 통해 전송받은 데이터와, 상기 온도 센서 모듈과 가속도 센서 모듈을 통해 기준치를 넘어선 데이터를 감지하였을 경우 영상 촬영 모듈에 의한 영상 데이터를 제어하는 베이스 노드 제어부;상기 베이스 노드에 배터리를 이용한 저전력 전원을 공급하는 전원공급부; 로 이루어져 상기 베이스 노드 제어부를 통해 제어한 데이터를 USN 통신 모듈을 통해 데이터 분석부에 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 모듈을 이용한 차량의 상태 감지 시스템.
- 제1항에 있어서,상기 데이터 분석부는 베이스 노드에서 전송받은 각각의 데이터를 전송받는 USN 통신 모듈;상기 USN 통신 모듈에서 각각의 무선 센서 노드와 종축 무선 센서 노드와 텐덤 공유 무선 센서 노드의 경사 데이터를 통해 기준 경사값에 의한 중량 값을 설정하여 경사 값의 변화량에 따른 중량 값으로 환산하는 중량 환산부;상기 중량 환산부에서 중량 값으로 환산한 데이터 중 무선 센서 노드에서 측정한 중량 값을 기준으로 종축 무선 센서 노드와 텐덤 공유 무선 센서 노드의 중량값을 가중치를 더해 보정하는 중량 보정부;상기 중량 보정부에서 보정된 무선 센서 노드의 중량 값을 합산해 차량의 총중량 값을 산출하는 총중량 산출부;상기 USN 통신 모듈에서 전송받은 온도, 가속도, 영상 데이터를 제어하고, 측정한 데이터를 분석하여 차량의 상태를 감지하는 차량 상태 감지부;상기 차량의 중량 값과 차량 상태 감지부를 통해 감지된 데이터를 휴대용 단말기와 원격 서버부에 무선통신을 통해 전송하는 무선 통신부; 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 센서 모듈을 이용한 차량의 상태 감지 시스템.
- 제5항에 있어서,상기 중량 환산부는 무선 센서 노드를 통해 차량이 공차일 때의 경사값과 차량의 만차일 때 경사값을 측정하여 미리 정해진 차량의 공차와 만차 시 중량과 비교 설정하여 상기 비교된 중량 값을 기준으로 차량의 축중량 측정 시 경사값의 변화량을 통해 설정된 중량 값과 비교하여 중량을 환산하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 모듈을 이용한 차량의 상태 감지 시스템.
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