KR101146779B1 - 다양한 종류의 센서를 통합 관리하는 조립식 다기능 복합 센서 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다양한 종류의 센서를 레고블록처럼 손쉽게 조립하여 통합 관리하는 조립식 다기능 복합 센서에 관한 것으로서 독립적인 센서기능을 갖는 하나이상의 슬레이브 센서 결합구와 상기 슬레이브 센서가 보내는 정보를 통합하여 외부로 송신하는 마스터 센서 노드로 구성된다. 마스터 센서 노드는 개별 슬레이브 센서와의 결합방식을 표준화시켜 다양한 종류의 센서를 손쉽게 결합하여 복합 센서기능이 가능 하도록 하며 각각의 슬레이브 센서 정보는 마스터 센서 노드에 의해 통합 정리되어 무선 통신기능을 이용하여 외부로 정보를 전달하게 함으로서 설치 및 관리를 용이하게 하였다.

Description

다양한 종류의 센서를 통합 관리하는 조립식 다기능 복합 센서{INTERGRATED SENSOR}

본 발명은 다양한 종류의 센서를 조립식으로 통합 관리하는 다기능 센서에 관한 것이다.

본 발명은 여러 개의 센서를 손쉽게 조립하여 통합하는 다기능 센서에 관한 것이다. 일반적으로 온도, 습도, 연기, 가스, 진동, 불꽃, 재실, CCTV등의 기능을 갖는 여러 가지의 는 각각이 독립적인 형태로 제작되어 사용되어왔으며 특별한 용도를 위해 일부가 함께 사용되어 왔다, 예를 들어 온도/습도를 함께 센싱하는등 몇가지 기능이 통합되어 사용되기는 하였으나 각각의 센서는 독립적이며 취득한 정보를 사용자에게 전달하기 위하여서도 각각 독자적인 유/무선 통신체계를 갖추고 있으며 전달하는 정보 또한 센서마다 천자만별이다.

그러나 현재는 홈오토메이션이 일반가정에 적용되고 있으며 사무실에도 관리를 위하여 온도, 습도, 화재 감시를 위한 센서들이 적용되고 있으며 의료, 산불, 재난, 보안등 다양한 산업현장에서는 한 두개의 센서정보가 아니라 매우 다양하고 복합적인 센서 정보를 통합해서 관리하는 것을 필요로 하고 있다.

이를 위하여 현장에서는 독립적으로 제작되어 있는 센서를 필요에 따라서 나열식으로 벽이나 천장에 부착하고 각각의 센서의 정보를 취합하기 위해 각 센서별로 전원 및 통신선로를 깔거나 무선통신의 경우 다양한 프로토콜을 맞추기 위해 별도의 무선수신기를 설치하거나 관리 s/w를 변경하여야만 했다. 그러나 센서를 개별적으로 관리하여야만 하며 각각의 센서에서 처리하는 정보 또한 개별선로를 따라 관리되기 때문에 이러한 정보를 통합하여 관리하는 것이 매우 어려웠다.

또한, 종래에는 한두개의 센서가 연계되어 동작되지 못하고 개별적으로 동작함으로써 오작동이 발생하는 경우가 많았다. 예를 들어 가정집의 전자렌지 후드 근처에는 연기 센서가 장착되어 있는데 생선을 구우면서 연기가 많이 발생하는 경우나 냄새가 독한 간장등을 여는 경우에 센서가 오작동을 일으켜서 연기에 의한 화재로 판단하고 화재 경보기를 작동시켰으며 냄새가 모두 빠질 때까지 경보기가 작동하여야만 해서 주위에 불편을 주는 경우가 있었다. 그러나 온도센서나 습도센서가 함께 장착되어 연기의 발생과 함께 온도가 높아지고 습도가 낮아지는 것을 함께 감시한다면 연기가 발생하여도 온도, 습도에 변화가 없는 것을 확인한다면 화재 발생이 아닌 다른 상황임을 관리시스템에 알리고 상황에 맞게 대처할 수 있도록 할 수 있다. 그러나 종래에는 여러개의 센서를 연계시키거나 한꺼번에 작동시킬 수 있도록 하기 위한 장치가 없어 복합적인 센싱에 어려움이 많았다.

본 발명은 상기한 바와 같은 단점을 해결하기 위하여 다양한 기능의 센서를 표준화하여 간단히 끼워서 조립하는 것만으로 사용할 수 있는 조립식 복합 기능 센서를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 다양한 센서정보를 표준화하여 공통된 통신방식을 제공함으로써 센서 정보 취득및 전달체계를 효율화시키고자 하는 것을 목적으로 하며 또한 여러개의 센서를 각각 설치하는 단점을 극복하고 한 개의 센서를 설치하는 것만으로 대체할 수 있도록 함으로써 설치 관리에 따른 비효율성을 극복하는 것을 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해서 다양한 종류의 센서를 통합 관리하는 다기능 복합 센서를 제공하는데 상기 센서는 개별 센서가 결합하는 하나 이상의 슬레이브 센서와; 상기 슬레이브 센서가 보내는 정보를 통합하여 외부로 송신하는 마스터 센서 노드;를 포함할 수 있다.

상기 슬레이브 센서 결합구는 각각 독자적인 기능을 갖는 센서가 결합할 수 있으며 개별 슬레이브센서는 USB포트를 포함하여 표준화된 입출력방식에 의하여 결합하는 것일 수 있다.

상기 슬레이브 센서 결합구는 개별센서와 마스터 센서노드와의 통신을 위하여 각각의 입출력값이 할당된 테이블을 미리 저장해 개별센서가 연결될 때마다 해당 테이블을 가져와 대응시키는 것일 수 있다.

상기 마스터 센서 노드는 슬레이브 센서 결합구에 결합된 개별센서를 순회하면서 센싱정보의 유무를 입수하며 외부의 관리자에게 송신하고 유무선으로 연결된 외부 관리자의 요청이 있는 경우 개별센서의 센싱정보를 외부에 송신하는 것일 수 있다.

개별센서의 센싱정보를 송신할 때 다른 센서의 센싱정보를 통합하여 센서들의 상태에 따라 미리 정해진 판단결과를 함께 전송하는 것일 수 있다.

상기한 바와 같은 복합센서에 의하여 다양한 기능의 센서를 표준화하여 간단히 끼워서 조립하는 것만으로 사용할 수 있는 통합형 복합 기능 센서를 제공하는 효과를 가지며 다양한 센서정보를 표준화하여 공통된 통신방식을 제공함으로써 센서 정보 취득및 전달체계의 효율성을 높이는 효과를 갖는다.

도1은 본 발명에 따른 복합센서의 일실시예를 도시하는 블록도
도2는 본 발명에 따른 복합센서의 일실시예를 도시하는 도면
도3은 본 발명에 따른 복합센서를 사용한 예를 도시하는 도면

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 도1은 본 발명에 따른 복합센서의 구성을 도시한 도면이다. 본 발명에 따른 복합센서는 개별센서가 결합하는 다수개의 슬레이브 센서와 개별 슬레이브 센서들의 동작을 통합하고 제어하는 마스터 센서 노드로 구성된다. 슬레이브센서는 필요에 따라 그 수를 달리할 수 있다.

마스터 센서 노드는 개별센서를 통합하고 개별 슬레이브 센서와 통신하기 위하여 제어부와 메모리부를 가지며 또한 외부와의 통신을 위한 인터페이스부를 갖는데 인터페이스부는 외부의 장치에 WiFi, Zigbee, 블루투스와 같은 근거리 통신망을 이용하여 연결될 수도 있으며 유선으로 연결될 수도 있다.

또한,슬레이브 센서 결합구에 결합되는 개별센서들은 USB와 같은 표준 연결장치를 통해서 결합될 수 있으나 그 이외의 다른 결합방식을 제한하는 것은 아니다. USB와 같은 표준 연결장치를 이용하는 경우 레고블록와 같이 필요한 슬레이브센서를 마스터 센서노드에 꽂기만 하면 마스터 센서노드에서 센서를 인식하여 센서별 작동을 제어하고 센서의 입출력정보를 제어하기 때문에 결합시키는 것만으로 바로 사용이 가능하다. 또한, USB와 같은 방식은 상호 신호교환이 가능하면서 전원이 공급될 수 도 있으며 슬레이브 센서는 표준적으로 결합하여 동작하는 것이 가능하게 된다. 슬레이브 센서에는 온도, 습도, 재실, 조도, 불꽃, 연기, 가스, 진동, CCTV와 같은 다양한 센서가 결합될 수 있다. 이외 다른 개별 센서 종류를 제한하는 것은 아니다.

또한 각각의 슬레이브 센서 결합구는 신호변환모듈에 연결되어 개별센서가 보내는 신호의 종류와 크기를 표준화하여 마스터센서 노드로 보내도록 할 수 있다. 이를 위하여 신호변환모듈은 슬레이브 센서에 개별센서가 결합했을때 개별 센서가 결합했을때 개별 센서가 어떤것인지 인식하고 개별센서마다 입출력항목을 담은 테이블을 가져와 슬레이브센서가 마스터센서노드와 통신할 때 개별센서의 입출력항목이 슬레이브센서의 입출력항목과 일치하도록 하여 개별센서를 꽂는 것만으로 사용이 가능하도록 한다.

도2는 도1의 블록도를 좀더 구체화한 도면으로 각각의 슬레이브 센서에 결합과 정보의 전달을 도시한다. 도3은 이에 따른 실시예를 도시한다. 도2에서 전원공급을 위해서는 배터리를 사용하고 외부와의 통신을 위해서는 블루투스를 이용하기 때문에 개별센서를 슬레이브 센서에 결합시키고 복합센서를 필요한 위치에 두는 것만으로 작동이 가능해 종래와 같이 복잡한 유선 연결이 필요없게 되어 설치할 수 있는 장소에 제한이 없게 된다.

도3은 본 발명에 따른 복합센서의 실시예를 도시한 것으로서 여러개의 복합센서를 이용하는 감시시스템의 일실시예를 도시한다. 실내 환경 정보용 노드에는 온도, 습도, 조도, 재실 센서를 부착하여 실내 온도와 습도를 감시할 뿐 아니라 밝기 및 사람이 집에 있는 지 여부를 감시하도록 하였으며 방범 감시용 노드에는 카메라와 재실센서 전등센서를 부착하여 침입자가 있는 경우 조명을 밝히고 카메라를 통해 촬영이 가능하도록 하였으며 야산에는 온도, 습도 불꽃, 연기 센서를 장착하여 불꽃이 생기거나 여기가 발생하고 온도가 급격히 높아지면 산에 불이 난 것으로 판단하고 마스터 노드로 하여금 관리시스템에 연락하도록 한다. 또한, 건물이나 문화재등에는 카메라, 가스센서, 불꽃센서, 연기 센서등을 설치하여 이중 어디 하나에서 센싱이 되는 경우 해당 복합센서의 마스터 노드는 관리시스템에 해당 정보를 송신하도록 하며 관리시스템은 별도의 회선을 통하여 화재가 일어났다고 판단되는 곳의 전원을 차단하고 소방서에 출동요청을 하도록 할 수 있다.

마스터 센서노드는 슬레이브 센서중 한 개라도 신호를 감지하는 경우에 슬레이브 센서로부터 정보를 받아 관리자 혹은 관리시스템에 해당 슬레이브 센서의 신호를 송신하게 되며 혹은 관리자나 관리시스템의 요청이 있는 경우 마스터 슬레이브 노드는 개별 슬레이브 센서를 작동시켜 센서정보를 입수하여 관리시스템등에 송신하게 된다. 따라서 마스터 센서 노드는 불꽃, 가스, 진동 과 같이 미리 정해진 상황이 발생하는 것을 감시하기 위하여 슬레이브 센서를 순차적으로 순회하면서 정보를 입수하며 이벤트가 발생하는 경우 관리시스템에 이벤트의 발생을 통지하며 또한, 관리자의 요청이 있는 경우에 개별센서를 동작시켜 센서정보를 입수하게 된다.

또한, 마스터 센서노드는 여러 개의 센서 중 어느 한 개라도 센싱이 일어나는 경우 관리시스템에 통지하는 것을 원칙으로 하지만, 여러개의 센서의 센싱에 의하여 특정상황이 발생하면 그에 따른 통지도 함께 할 수 있다. 예를 들어 연기가 센싱되었지만 화재는 아니라고 판단되는 경우나 창문이 열려졌다고 판단되지만 도둑이 든것은 아닌 경우 등의 경우 종래에는 이러한 판단이 불가능하였지만 복합센서는 다양한 센서에 의한 센싱 정보에 의하여 판단이 가능하기 때문에 정확한 판단이 가능하도록 할 수 있다. 또한, 사용자가 여러개의 센서를 조합하여 상황에 맞는 센서 조합을 이루도록 함으로써 다양한 분야로의 확대가 가능하다.

Claims (5)

1. 다양한 종류의 센서를 통합 관리하는 조립식 다기능 복합 센서로서,
   개별 센서가 물리적으로 결합하는 하나 이상의 슬레이브 센서결합구와;
   상기 슬레이브 센서가 보내는 정보를 통합하여 외부로 송신하는 마스터 센서 노드;를 포함하며
   상기 슬레이브 센서 결합구는 개별센서가 각각 결합하는데 개별센서는 USB포트를 포함하여 표준화된 입출력방식에 의하여 결합하며
   상기 슬레이브 센서 결합구는 개별센서와 마스터 센서노드와의 통신을 위하여 신호변환모듈에 연결되어 개별센서가 보내는 신호의 종류와 크기를 표준화하여 마스터센서 노드로 보내는데 신호변환모듈은 슬레이브 센서에 개별센서가 결합했을때 개별 센서가 어떤것인지 인식하고 개별센서마다 입출력항목을 담은 테이블을 가져와 슬레이브센서가 마스터센서노드와 통신할 때 개별센서의 입출력항목이 슬레이브센서의 입출력항목과 일치하도록 하며
   상기 마스터 센서 노드는 슬레이브 센서 결합구에 결합된 개별센서를 순회하면서 센싱정보의 유무를 입수하며 외부의 관리자에게 송신하고 유무선으로 여결된 외부 관리자의 요청이 있는 경우 개별센서의 센싱정보를 외부에 송신하며
   개별센서의 센싱정보를 송신할 때 다른 센서의 센싱정보를 통합하여 센서들의 상태에 따라 미리 정해진 판단결과를 함께 전송하는 것을 특징으로 하는, 다양한 종류의 센서를 통합 관리하는 조립식 다기능 복합 센서
   
   
   
   
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