KR101256947B1 - 유비쿼터스 센서 네트워크 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유비쿼터스 센서 네트워크 시스템에 관한것이다.
본 발명에 따르면 유비쿼터스 센서 네트워크(USN) 시스템에 구성되는 USN게이트웨이를 통해 관리자가 USN시스템의 동작 환경이나 각종 필요한 파라미터 등을 설정할 수 있도록 함으로써 USN 시스템에 이동성을 부여하게 된다.
그리고 그러한 이동성의 부여는 USN 시스템의 활용성을 대폭 향상시킬 수 있게 된다.

Description

유비쿼터스 센서 네트워크 시스템{UBIQUITOUS SENSOR NETWORKS SYSTEM}

본 발명은 유비쿼터스 센서 네트워크 시스템에 관한 것으로, 특히, 유비쿼터스 센서 네트워크와 외부 통신망을 연결하는 게이트웨이에 관한 것이다.

현재 유비쿼터스 컴퓨팅과 관련하여 활발한 연구 및 기술개발이 진행 중에 있는 데, 그 중 본 발명은 주변의 요구되는 정보를 지속적으로 감지한 후, 감지된 정보를 관리자에 의해 확인시킬 수 있는 유비쿼터스 센서 네트워크(이하 'USN'이라 함)에 관계한다.

현재 연구되고 있는 유비쿼터스 센서 네트워크는, 대개의 경우, USN 공간에 해당하는 일정 공간 내에서 감지된 정보들을 외부의 통신망 상에 존재하는 서버 및 관리자 단말기로 보냄으로써, 관리자가 관리자 단말기를 통해 일정 공간 내의 환경상태 등 필요한 정보를 모니터링할 수 있도록 하는 것에 초점이 맞추어져 있다. 이를 위해 USN 시스템은 USN센서들로부터 수집된 정보를 외부의 통신망으로 중계하기 위한 USN게이트웨이가 구비되어야 한다.

일반적으로 게이트웨이는 고정된 일정 공간상에 있는 내부 네트워크를 외부 네트워크로 연결시키기 위해 마련되는 것이기 때문에, 어느 특정한 위치에 고정 설치되어지게 된다. 그리고 이러한 점은 USN게이트웨이의 경우에도 마찬가지여서, 지금까지의 USN네트워크는 일정한 영역(빌딩, 주차장, 대형매장 등)에 고정 설치된 상태로 정보를 수집하는 것에 관련된 연구들이 집중적으로 이루어져 왔다.

본 발명의 목적은 USN 시스템에 이동성을 부여할 수 있는 기술을 제공하는 것이다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유비쿼터스 센서 네트워크 시스템은, 유비쿼터스 센서네트워크 내에서 요구되는 정보를 감지한 후, 감지된 정보를 다점 중계 통신(多占 中繼 通信 : 애드혹 통신-Ad-hoc 통신, 통신-Mesh 통신)을 이용하여 전송시킬 수 있도록 구현되어 있는 USN센서; 및 상기 USN센서로부터 오는 정보를 외부의 통신망으로 보내는 USN게이트웨이; 를 포함하고, 상기 USN게이트웨이는, 상기 USN센서로부터 오는 정보를 수신하는 제1 통신부; 상기 제1 통신부를 통해 수신된 정보를 저장하는 정보저장부; 상기 제1 통신부를 통해 수신된 정보나 상기 정보저장부에 저장된 정보를 디스플레이시킬 수 있는 디스플레이부; 상기 제1 통신부에 의해 수신된 정보를 외부의 통신망으로 전송하는 제2 통신부; 상기한 각 부를 제어하는 제어부; 상기 제어부로 사용자의 명령이나 각종 설정 사항(동작 환경이나 파라미터)을 입력시킬 수 있는 입력부; 및 상기한 각 부의 동작에 필요한 전원을 공급하기 위해 마련되는 전원부; 를 포함한다.

상기 전원부는, 외부의 전원을 공급하기 위해 마련되는 제1 전원부분; 및 내부에 장착되는 전지에 의해 전원을 공급하기 위해 마련되는 제2 전원부분; 을 포함한다.

상기 전지는 탈착 가능하게 장착되는 것이 바람직하다.

상기 제어부는 상기 제2 전원부분으로부터 공급되는 전원을 소모를 줄이기 위해 자동전원제어기능을 가지는 것이 바람직하다.

상기 USN센서로부터 수신된 정보가 기 설정된 범위를 벗어나는 경우 경보를 발생시키기 위한 경보부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면 USN센서를 외부 통신망에 연결시키면서도 USN 시스템에 이동성이 부여시킬 수 있기 때문에 기존과 같이 한정된 공간에서의 사용뿐만 아니라 상황에 따라 공간을 달리하여 사용될 수 있는 등 USN의 활용성을 크게 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

도1은 본 발명에 따른 USN 시스템에 대한 개략적인 구성도이다.
도2는 도1의 USN 시스템에 적용되는 USN게이트웨이에 대한 구성도이다.

이하 상기한 바와 같은 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하되, 설명의 간결함을 위해 주지된 기술 내용이나 중복되는 설명은 가급적 생략하거나 압축한다.

<구성의 예>

도1은 본 발명의 실시예에 따른 USN 시스템(100)에 대한 구성도이다.

본 실시예에 따른 USN시스템(100)은, 도1에서 참조되는 바와 같이, 다수의 USN센서(110) 및 USN게이트웨이(120)를 포함하여 구성된다.

USN센서(110)는 요구되는 정보를 감지한 후, 감지된 정보를 다점 중계 통신을 이용하여 전송시킬 수 있도록 구현되어 있다. 물론, 다수의 USN센서(110) 중에는 최종단에서 나머지 USN센서(110)들로부터 수집된 정보를 USN게이트웨이(120)로 중계하는 엔드노드용 USN센서(110E)가 구비될 수 있다. 여기서 USN센서(110)는 하나의 정보(예를 들어, 일산화탄소농도, 습도, 온도, 체온, 맥박수 등)만을 감지할 수 있도록 구현될 수도 있지만, 다양한 공간에서 필요한 적어도 하나 이상의 정보를 선택적으로 수집할 수 있도록 다수의 정보를 감지할 수 있도록 구현되는 것이 더 바람직하다.

USN게이트웨이(120)는. USN센서(110)들로부터 오는 정보를 외부의 통신망(130)을 통해 서버(140)로 보내기 위해 마련되며, 제1 통신부(121), 정보저장부(122), 디스플레이부(123), 제2 통신부(124), 경보부(125), 제어부(126), 입력부(127) 및 전원부(128) 등을 포함하여 구성된다.

제1 통신부(121)는 USN센서(110)들로부터 오는 정보를 수신하거나, 제2 통신부(120)를 통해 관리자 단말기(150)측으로부터 오는 USN센서(110)들에 대한 동작관경이나 파라미터 설정 명령 등을 USN센서(110)들로 전송한다. 이러한 제1 통신부(121)는 RF통신수단이나 USB통신수단 등을 포함하여 구성될 수 있다.

정보저장부(122)는, 비휘발성 메모리로 구성되며, 제1 통신부(121)를 통해 수신된 USN센서(110)들로부터 온 정보를 저장한다.

디스플레이부(123)는, LCD디스플레이로 구성되며, 제1 통신부(121)를 통해 수신된 정보나 정보저장부(122)에 저장된 정보를 디스플레이 한다. 물론, 관리자에 의해 별도로 입력되는 명령에 따른 화면을 출력하는 것도 가능하다. 이러한 디스플레이부(123)는 저전력 구현을 위하여 일정시간 사용되지 않을 경우 자동 오프(OFF)되도록 제어됨이 바람직하다.

제2 통신부(124)는 제1 통신부(121)를 통해 수신된 정보(제1 통신부를 통해 수신된 후 정보저장부에 저장된 정보일 수도 있음)를 외부의 통신망(130)으로 전송한다. 따라서 제1 통신부(121)는 외부의 통신망(130)과의 정보 교환을 위해 CDMA통신수단, WLAN통신수단, HSDPA통신수단, 와이브로통신수단, 유선통신수단 등을 포함하여 구성될 수 있다.

경보부(125)는 수신된 정보가 기 설정된 범위를 벗어나는 경우 시각과 청각적인 자극을 일으킬 수 있는 빛과 소리 경보를 발생시키기 위해 마련된다.

제어부(126)는 상기한 각 부를 제어한다.

입력부(127)는 제어부(126)로 사용자의 명령이나 각종 설정 사항을 입력시키기 위해 마련되며, 터치패드로 구현되는 것이 바람직하게 고려될 수 있다. 여기서 각종 설정 사항이라 함은 USN센서(110)나 USN게이트웨이(120)의 동작 환경이나 정보를 수집하는 데 필요한 각종 파라미터들 일 수 있다.

전원부(128)는, 상기한 각 부의 동작에 필요한 전원을 공급하기 위해 마련되며, 제1 전원부분(128a)과 제2 전원부분(128b)을 가진다.

제1 전원부분(128a)은, USN 게이트웨이(120)가 외부의 상용 전원의 사용이 가능한 위치에서 사용되는 경우, 외부의 상용 전원을 공급하기 위해 마련된다.

제2 전원부분(128b)은, USN 게이트웨이(120)가 외부의 상용 전원의 사용이 불가한 위치에서 사용되는 경우, 내부에 장착되는 축전지(미도시)에 의해 전원을 공급하기 위해 마련된다. 따라서 한정된 공급 용량을 가지는 축전지가 사용되어지기 때문에, 제2 전원부분(128b)의 축전지는 일반 전지로 대체될 수 있도록 탈착 가능하게 구비되는 것이 바람직하다.

<사용의 예>

계속하여 상기한 바와 같이 구성되는 USN시스템(100)의 사용예에 대해 살펴본다.

예를 들어, 일산화탄소의 발생이 심하고 외부 전원을 사용할 수 없는 공간에서 여러 인부들이 작업을 하는 경우를 가정한다.

여러 인부들은 일산화탄소의 농도를 감지할 수 있는 USN센서(110)가 장착된 헬멧을 착용(또는 손목시계형으로 손목에 착용을 할 수도 있음)한 후 공사 장소로 이동하며, 이 때, USN게이트웨이(120)도 해당 공사 장소와는 일정 거리 이격된 위치로 이동시킨다. 이렇게 USN센서(110)와 USN게이트웨이(120)을 이동시키는 것만으로, 어느 특정한 작업 공간에서 USN 시스템(100)이 구축될 수 있게 되는 것이다.

USN게이트웨이(120)를 관리하는 관리자는 USN게이트웨이(120)의 전원을 온(ON)시킨 후 필요한 설정을 한다. 이 때, 해당 공간에 외부의 상용 전력을 사용할 수 없어서 제2 전원부분(128b)에 의해 전원이 공급되는 경우에, 제어부(126)는 축전지로부터 공급되는 전원의 소모를 줄이기 위해 자동전원제어기능을 실행한다. 따라서 특별한 이벤트가 없이 일정 시간이 경과된 경우 디스플레이부(123)가 자동으로 오프되는 등과 같이 저 전력 모드로 진입하게 된다.

필요한 설정의 예로는 다음과 같은 것들을 들 수가 있다.

첫째, USN센서(110)가 일산화탄소의 농도 감지 외에 다른 정보(습도나 온도 등)들도 감지할 수 있도록 되어 있는 경우, 관리자는 입력부(127)를 통해 USN센서(110)가 일산화탄소의 농도를 감지하도록 설정 입력하고, 이에 따라 USN게이트웨이(120)는 해당 설정 명령을 USN센서(110)로 보내 USN센서(110)가 자신의 센싱동작을 설정할 수 있도록 한다. 이러한 경우 USN센서(110)는 일산화탄소 농도를 감지하기 위한 센서만을 동작시키게 되며, 불필요한 다른 정보의 감지는 하지 않게 된다. 물론, USN센서(110)가 일산화탄소의 농도 감지와 인부들의 맥박 감지를 함께 수행해야 할 필요성이 있는 경우 등에는, 환경에 따라 필요한 센싱동작을 복수로 설정시키는 것도 가능하다.

둘째, USN센서(110)마다 해당 USN센서(110)를 착용한 작업자의 이름을 매칭시켜 입력하여 놓을 수도 있다. 따라서 관리자는, 예를 들어 특정 USN센서(110)로부터 오는 맥박수에 대한 정보를 알 수 있기 때문에, 개별적인 인부들의 상태를 점검할 수 있게 된다.

셋째, USN센서(110)의 감지 주기(예를 들면, 30초마다 정보 감지 또는 이벤트 감지시에는 더욱 짧은 주기로 정보 감지 등)나 경보발생 범위(예를 들면 수용할 수 있는 일산화탄소 농도의 상한치) 등을 설정 입력할 수 있다.

넷째, 외부의 통신망(130)으로의 정보 전송 주기를 설정 입력할 수 있다. 이러한 정보 전송 주기는 평상시와 이상 상황 발생시에 다르게 설정해 놓을 수 있다. 예를 들어, 평상시에는 USN센서(110)들로부터 감지된 정보를 1분 간격으로 외부의 통신망(130)을 통해 공사 현장에서 원격지에 있는 서버(140)로 전송하도록 설정하고, 이상 상황 발생시에는 5초 간격으로 외부의 통신망(130)을 통해 서버(140)로 전송하도록 설정하여 놓을 수 있는 것이다.

한편, USN센서(110)들에 의해 감지된 정보는 USN게이트웨이(120)로 보내어져 정보저장부(122)에 저장되는 한편, 디스플레이부(123)를 통해 실시간으로 디스플레이된다. 물론, 저전력 모드 시에는 경보 발생 등과 같은 이벤트가 발생된 경우에만 디스플레이부(123)가 작동되도록 구현되는 것이 바람직하다.

제어부(126)는 감지된 정보를 관리자가 설정해 놓은 범위 내에 있는지를 판단하고, 만일 감지된 정보가 관리자가 설정해 놓은 범위를 벗어나는 경우에는 경보부(125)를 통해 경보를 발생시킨다. 따라서 현장에 있는 관리자는 경보부(125)를 통해 이상 상황이 발생하였음을 확인할 수 있으며, 디스플레이부(123)를 통해 이상 상황이 어느 USN센서(110)를 착용한 인부에게서 발생했는지를 즉각적으로 확인할 수 있기 때문에, 그에 따라 적절한 대응을 할 수가 있게 된다.

한편, 제어부(126)는 제2 통신부(124)를 통해 외부의 통신망(130)으로 정보를 전송하게 되는 데, 이상 상황이 발생한 경우에는, 기 설정된 바와 같이 평상시의 전송 주기보다 더 짧은 시간 주기로 외부의 통신망(130)을 통해 서버(140)로 정보를 전송하게 된다. 물론, 서버(140)로 전송된 정보는 서버(140)에 연결된 제2 관리자가 점유하고 있는 관리자 단말기(150)를 통해 출력됨으로써, 제2 관리자도 현장의 상황을 모니터링할 수 있게 된다.

또한, 제2 관리자는 관리자 단말기(150)를 통해 USN센서(110)나 USN게이트웨이(120)의 동작 환경이나 각종 파라미터 설정을 원격적으로 조종할 수 있음은 당연하다.

상술한 바와 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 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.

100 : USN 시스템
110 : USN센서
120 : USN게이트웨이
121 : 제1 통신부
122 : 정보 저장부
123 : 디스플레이부
124 : 제2 통신부
125 : 경보부
126 : 제어부
127 : 입력부
128 : 전원부
128a : 제1 전원부분
128b : 제2 전원부분

Claims (5)

1. 유비쿼터스 센서네트워크 내에서 요구되는 정보를 감지한 후, 감지된 정보를 다점 중계 통신(多占 中繼 通信 : 애드혹 통신-Ad-hoc 통신, 통신-Mesh 통신)을 이용하여 전송시킬 수 있도록 구현되어 있는 USN센서; 및
   상기 USN센서로부터 오는 정보를 외부의 통신망으로 보내는 USN게이트웨이; 를 포함하고,
   상기 USN게이트웨이는,
   상기 USN센서로부터 오는 정보를 수신하는 제1 통신부;
   상기 제1 통신부를 통해 수신된 정보를 저장하는 정보저장부;
   상기 제1 통신부를 통해 수신된 정보나 상기 정보저장부에 저장된 정보를 디스플레이시킬 수 있는 디스플레이부;
   상기 제1 통신부에 의해 수신된 정보를 외부의 통신망으로 전송하는 제2 통신부;
   상기한 각 부를 제어하는 제어부;
   상기 제어부로 사용자의 명령이나 각종 설정 사항(동작 환경이나 파라미터)을 입력시킬 수 있는 입력부; 및
   상기한 각 부의 동작에 필요한 전원을 공급하기 위해 마련되는 전원부; 를 포함하며,
   상기 전원부는,
   외부의 전원을 공급하기 위해 마련되는 제1 전원부분; 및
   내부에 장착되는 전지에 의해 전원을 공급하기 위해 마련되는 제2 전원부분; 을 포함하고,
   상기 전지는 탈착 가능하게 장착되며,
   상기 제어부는 상기 제2 전원부분으로부터 공급되는 전원을 소모를 줄이기 위해 자동전원제어기능을 구비하고,
   상기 USN센서로부터 수신된 정보가 기 설정된 범위를 벗어나는 경우 경보를 발생시키기 위한 경보부를 더 포함하며,
   상기 USN센서는 개인의 신체에 착용 가능한 형태로 마련되며, 배치 영역의 일산화탄소농도, 습도, 온도 또는 착용자의 체온, 맥박수 중 적어도 하나 이상의 정보를 감지하도록 마련되며,
   상기 USN게이트웨이에는 상기 USN센서의 정보와 USN센서를 착용한 개인의 식별정보가 매칭되어 저장되고,
   상기 제2 통신부의 정보 전송 주기는 정상 상태의 정보 전송 주기보다 이상 상황 발생시 정보 전송 주기가 짧도록 마련되며,
   상기 USN게이트웨이는 휴대용 단말 형태로 마련되어 이동 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는
   유비쿼터스 센서 네트워크 시스템.
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