KR101268254B1 - System for providing environment information - Google Patents
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Abstract
본 발명은 센서노드를 이용한 환경정보 제공 시스템에 관한 것으로서, 실내의 먼지농도, 온도, 또는 습도 등의 환경정보를 와이-파이 통신 방식을 이용하여 사용자에게 실시간으로 전달하는 환경정보 제공 시스템에 관한 것이다. 이를 위해 주위의 환경정보를 획득하여 환경정보를 전송하는 복수의 센서노드(100); 복수의 센서노드(100)와 무선 센서 네트워크를 구성하고, 환경정보를 중계하는 엑세서포인터(200); 및 환경정보를 엑세서포인터(200)로부터 입력받아 사용자에게 환경정보를 제공하는 휴대용기기(300);를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서노드를 이용한 환경정보 제공 시스템이 개시된다.The present invention relates to a system for providing environmental information using a sensor node. The present invention relates to a system for providing environmental information such as dust concentration, temperature, or humidity of a room to a user in real time using a Wi-Fi communication method. . To this end, a plurality of sensor nodes 100 for transmitting environmental information by obtaining surrounding environmental information; An access point configured to configure a plurality of sensor nodes 100 and a wireless sensor network, and relay environment information; And a portable device 300 which receives environmental information from the access point 200 and provides environmental information to a user. The environmental information providing system using a sensor node is disclosed.
Description
본 발명은 센서노드를 이용한 환경정보 제공 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실내의 먼지농도, 온도, 또는 습도 등의 환경정보를 와이-파이 통신 방식을 이용하여 사용자에게 실시간으로 전달하는 환경정보 제공 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a system for providing environmental information using a sensor node, and more particularly, to provide environmental information for transmitting environmental information such as dust concentration, temperature, or humidity in a room to a user in real time using a Wi-Fi communication method. It's about the system.
최근, 실내외 환경에 대한 중요성이 높아지면서 박물관, 관공서, 오피스빌딩, 또는 학교에서 온도 또는 습도 등과 같은 실내 환경변수를 감시하고자 하는 수요가 증가하고 있다. 이에 부합하여 무선 센서 네트워크를 활용한 감시 시스템에 대한 기술 개발이 활발하게 이루어지고 있으며, 사용제품도 시장에 출시되고 있다. Recently, as the importance of indoor and outdoor environments increases, the demand for monitoring indoor environmental variables such as temperature or humidity in museums, government offices, office buildings, or schools is increasing. In line with this, technology development for surveillance systems using wireless sensor networks is being actively carried out, and the products used are also on the market.
한편, 대표적인 무선 센서 네트워크로는 지그비, 블루투스 또는 무선 랜을 활용한 와이-파이가 있다. 기존 지그비나 블루투스를 이용한 무선 센서 네트워크는 전용 통신망을 필요로 하므로 설치 비용이 비싸고, 전문적인 인력을 통한 설치 및 상시적인 유지보수가 필요하다는 문제점이 있었다. Meanwhile, representative wireless sensor networks include Wi-Fi using Zigbee, Bluetooth or WLAN. The existing wireless sensor network using Zigbee or Bluetooth requires a dedicated communication network, which is expensive to install, and requires professional installation and regular maintenance.
따라서 본 발명이 속하는 기술 분야에서는 박물관, 관공서, 오피스빌딩, 또는 학교에서 손쉽게 설치하고 운용할 수 있는 경제성과 실용성을 가지는 무선 랜 기반의 환경정보 제공 시스템의 개발을 요하고 있었다. Therefore, in the technical field to which the present invention belongs, it was required to develop a wireless LAN-based environmental information providing system having economical and practicality that can be easily installed and operated in a museum, a public office, an office building, or a school.
따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 무선 랜인 와이-파이 통신방식을 이용하여 실내 또는 실외의 환경정보를 사용자에게 전달하는 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a system for transmitting indoor or outdoor environmental information to a user using a Wi-Fi communication method, which is created to solve the problems as described above.
그러나, 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
전술한 본 발명의 목적은, 주위의 환경정보를 획득하여 환경정보를 전송하는 복수의 센서노드(100); 복수의 센서노드(100)와 무선 센서 네트워크를 구성하고, 환경정보를 중계하는 엑세서포인터(200); 및 환경정보를 엑세서포인터(200)로부터 입력받아 사용자에게 환경정보를 제공하는 휴대용기기(300);를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서노드를 이용한 환경정보 제공 시스템을 제공함으로써 달성될 수 있다.An object of the present invention described above, the plurality of
또한, 환경정보는, 온도정보, 습도정보, 먼지정보, 조도정보, 진동정보, 및 가스정보 중 적어도 어느 하나의 정보인 것을 특징으로 한다.The environment information may be at least one of temperature information, humidity information, dust information, illuminance information, vibration information, and gas information.
또한, 무선 센서 네트워크는 와이-파이 방식을 이용하는 것을 특징으로 한다.In addition, the wireless sensor network is characterized in that using the Wi-Fi method.
또한, 센서노드(100)는, 환경정보를 검출하여 환경정보에 대응하는 센서값을 생성하는 센서모듈(110); 센서값을 입력받아 평균값을 산출하고, 센서노드(100)를 저전력 상태로 유지시키는 제어모듈(120); 및 무선 센서 네트워크를 이용하여 평균값을 엑세서포인터(200)로 전송하는 통신모듈(130);을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the
또한, 제어모듈(120)에 클럭을 제공하는 클럭모듈(140); 및 센서노드(100)에 전력을 공급하는 전원모듈(150);을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the
그리고, 평균값에 기초하여 설정된 기 설정값에 따라 알람을 표시하는 표시모듈(160);을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The
전술한 바와 같은 본 발명에 의하면 종래의 블루투스 또는 지그비 방식을 사용하지 않고 무선 랜 기반의 와이-파이 통신방식을 사용하여 환경정보를 사용자에게 실시간으로 전달할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention as described above, there is an effect that the environment information can be delivered to the user in real time by using the Wi-Fi communication method based on the wireless LAN without using the conventional Bluetooth or Zigbee method.
그리고, 본 발명에 의하면 종래의 블루투스 또는 지그비 방식에 비해 설치가 용이하고, 설치비용이 저렴하며, 손쉽게 무선 센서 네트워크를 운용할 수 있어서 경제성과 실용성이 뛰어난 효과가 있다.In addition, according to the present invention, it is easy to install, low installation cost, and easy to operate the wireless sensor network compared to the conventional Bluetooth or ZigBee method has an excellent economic efficiency and practicality.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명에 따른 센서노드를 이용한 환경정보 제공 시스템의 구성을 나타낸 구성도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description, serve to further the understanding of the technical idea of the invention, It should not be construed as limited.
1 is a block diagram showing the configuration of a system for providing environmental information using a sensor node according to the present invention.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 대해서 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 일실시예는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 내용을 부당하게 한정하지 않으며, 본 실시 형태에서 설명되는 구성 전체가 본 발명의 해결 수단으로서 필수적이라고는 할 수 없다.
Hereinafter, with reference to the drawings will be described a preferred embodiment of the present invention. In addition, the embodiment described below does not unduly limit the content of the present invention described in the claims, and the entire structure described in this embodiment is not necessarily essential as the solution means of the present invention.
<< 센서노드를Sensor node 이용한 환경정보 제공 시스템의 구성> Configuration of Environmental Information Providing System>
도 1은 본 발명에 따른 센서노드를 이용한 환경정보 제공 시스템의 구성을 나타낸 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 센서노드를 이용한 환경정보 제공 시스템은 대략 센서노드(100), 엑세스포인터(200), 및 휴대용기기(300)로 구성할 수 있다. 이하 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 센서노드를 이용한 환경정보 제공 시스템의 구성을 자세히 설명하기로 한다.
1 is a block diagram showing the configuration of a system for providing environmental information using a sensor node according to the present invention. As shown in FIG. 1, the system for providing environmental information using the sensor node according to the present invention may be constituted by a
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 센서노드(100)는 박물관, 관공서, 오피스빌딩, 또는 학교 등 무선 네트워크가 구축된 건물 내의 실내 환경정보를 검출하여 엑세스포인터(200)로 전송한다. As shown in FIG. 1, the
여기서, 센서노드(100)는 대략 센서모듈(110), 제어모듈(120), 및 통신모듈(130)로 구성되며, 클럭모듈(140), 전원모듈(150), 또는 표시모듈(160)을 필요에 따라 더 구비하는 것이 바람직하다.Here, the
센서모듈(110)은 실내 환경정보인 온도정보, 습도정보, 먼지정보, 조도정보, 진동정보, 또는 가스정보를 검출하여 환경정보에 상응하는 센서값을 생성한다. 이때 생성된 센서값이 제어모듈(120)로 바로 입력되는 경우에는 제어모듈(120)이 인식할 수 있는 값을 의미하고, 센서값이 아날로그인 경우에는 아날로그-디지털 변환기를 통하여 제어모듈(120)에 입력된다. The
한편, 환경정보인 온도정보 또는 습도정보를 검출하기 위하여는 온도센서 또는 습도센서가 필요하며, 조도정보를 검출하기 위하여는 CdS 센서를 이용할 수 있다. 다만, 상술한 실내 환경정보는 꼭 이에 한정되지 않으며 필요에 따라 다양한 환경정보를 획득할 수 있고, 획득고자 하는 환경정보에 상응하는 센서를 구비하는 것은 자명하다. Meanwhile, a temperature sensor or a humidity sensor is required to detect temperature information or humidity information, which is environmental information, and a CdS sensor may be used to detect illumination information. However, the above-described indoor environmental information is not limited thereto, and various environmental information may be obtained as necessary, and it is obvious to have a sensor corresponding to the environmental information to be acquired.
제어모듈(120)은 센서모듈(110)에서 생성된 센서값을 입력받아 평균값을 산출하고, 산출한 평균값을 후술할 통신모듈(130)로 출력한다. 이때 산출되는 평균값은 필요에 따라 구간 평균 또는 이동 평균을 이용하여 산출한다. 구간 평균은 각 환경정보에 대한 센서값을 정해진 개수(일예로서 30개)만큼 입력받아 평균하는 것이고, 이동 평균은 정해진 개수를 시간에 따라 움직이며 평균하는 것을 말한다. 이동 평균의 일예로서 30개의 센서값을 입력받는 경우 1 내지 30번째의 센서값을 평균하고, 다음으로 2 내지 31번째의 센서값을 평균하는 것이다.The
또한, 제어모듈(120)은 대부분의 시간 동안 센서노드(100)가 저전력 상태를 유지하도록 전원을 온/오프 하는 기능을 수행한다. In addition, the
제어모듈(120)은 센서노드(100)내에 후술할 클럭모듈(140)을 내장하여 자체 클럭을 유지시킴으로써 15초마다 환경정보를 사용자에게 전달할 수 있다. 또한, CRC-16(Check Sum) 에러체크 후 전송될 데이터 패킷을 최소화함으로써 매우 짧은 시간 내에 사용자에게 환경정보를 전송할 수 있다. 제어모듈(120)은 디지털회로 또는 아날로그회로를 사용하여 구현할 수 있으며, 때때로 CPU, MCU, DSP, 또는 ASIC 등을 사용하는 것이 바람직하다.The
통신모듈(130)은 제어모듈(120)에서 출력된 각 환경정보에 대한 평균값을 무선 LAN인 와이-파이 통신방식(일예로 802.11b/g)을 이용하여 엑세스포인터(200)로 전송한다. The
클럭모듈(140)은 센서노드(100) 내에 자체 클럭을 생성하는 것으로서, 생성된 클럭을 제어모듈(120)로 출력한다. 클럭모듈(140)은 오실레이터 또는 수정발진기를 사용하여 구현할 수 있다.The
전원모듈(150)은 상술한 센서노드(100)에 필요한 전원을 공급한다. 다만, 센서노드(100)에 전원을 공급하는 전원모듈(150)은 주로 배터리를 사용하여 휴대성을 높일 수 있으나, 필요에 따라 전력회사로부터 전원을 공급받거나 또는 전력회사의 전원을 사용하여 배터리를 충전할 수도 있다.The
표시모듈(160)은 제어모듈(120)이 산출한 평균값에 기초하여 설정된 기 설정값에 따라 알람을 표시한다. 일예로서 실내 온도가 너무 높은 경우, 또는 먼지 농도가 높은 경우 등 기 설정된 값을 벗어나는 경우 사용자에게 위험을 알리는 경보를 발한다. 이때 경보는 소리를 이용하여 알릴 수도 있고, LED 또는 LCD 등을 사용하여 사용자에게 알릴 수도 있다.
The
상술한 센서노드(100)는 복수로 구비될 수도 있으며, 복수로 구비된 센서노드(100)는 무선 센서 네트워크에 접속되어 획득한 환경정보를 후술할 엑세스포인터(200)로 전송한다. The above-described
여기서 무선 센서 네트워크(Wireless Sensor Network)는 하나 이상의 센서, 프로세서, 메모리, 전원장치, 통신장치, 또는 엑츄에이터 등을 갖춘 저전력의 센서노드들로 구성된다.
The wireless sensor network is composed of low power sensor nodes having one or more sensors, a processor, a memory, a power supply, a communication device, or an actuator.
본 발명에 따른 엑세스포인터(200)는 복수의 센서노드(100)와 무선 센서 네트워크를 구성하며, 센서노드(100)에서 출력된 환경정보를 사용자에게 중계하며, 바람직하게는 이러한 환경정보를 저장할 수도 있다. 엑세스포인터(200)는 복수의 센서노드(100)에서 출력된 각 환경정보에 대한 센서값 전부를 휴대용기기(300)에 전송하거나, 또는 입력된 센서값 중 사용자에게서 요청된 환경정보만을 전송하는 중계 기능을 한다.
The
본 발명에 따른 휴대용기기(300)는 엑세스포인터(200)에서 출력된 환경정보를 사용자에게 제공한다. 또한, 휴대용기기(300)는 필요한 환경정보를 엑세스포인터(200)에 요청할 수도 있다. 이때 휴대용기기(300)는 노트북컴퓨터, 모바일폰, 아이패드, 갤럭시 탭 또는 스마트폰 등의 와이-파이 통신방식이 가능한 전자기기이다.The
한편, 휴대용기기(300)가 사용자에게 환경정보를 제공하기 위하여는 모니터링 프로그램이 구비되어야 한다. 따라서 스마트폰인 경우에는 어플이 이용될 수 있으며, 노트북컴퓨터인 경우에는 어플에 상응하는 제어 프로그램이 이용될 수 있다.
On the other hand, in order for the
이상, 본 발명의 일실시예를 참조하여 설명했지만, 본 발명이 이것에 한정되지는 않으며, 다양한 변형 및 응용이 가능하다. 즉, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 많은 변형이 가능한 것을 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiment thereof, the present invention is not limited thereto, and various modifications and applications are possible. In other words, those skilled in the art can easily understand that many variations are possible without departing from the gist of the present invention.
100 : 센서노드
110 : 센서모듈
120 : 제어모듈
130 : 통신모듈
140 : 클럭모듈
150 : 전원모듈
160 : 표시모듈
200 : 엑세스포인터
300 : 휴대용기기100: sensor node
110: Sensor module
120: control module
130: communication module
140: clock module
150: power supply module
160: display module
200: access point
300: portable device
Claims (6)
상기 복수의 센서노드(100)와 무선 센서 네트워크를 구성하고, 상기 환경정보를 중계하는 엑세서포인터(200); 및
상기 환경정보를 상기 엑세서포인터(200)로부터 입력받아 사용자에게 상기 환경정보를 제공하는 휴대용기기(300)를 포함하고,
상기 센서노드(100)는,
상기 환경정보를 검출하여 상기 환경정보에 대응하는 센서값을 생성하는 센서모듈(110);
상기 센서값을 입력받아 평균값을 산출하고, 상기 센서노드(100)를 저전력 상태로 유지시키는 제어모듈(120); 및
상기 무선 센서 네트워크를 이용하여 상기 평균값을 상기 엑세서포인터(200)로 전송하는 통신모듈(130);을 포함하며,
상기 평균값에 기초하여 설정된 기 설정값에 따라 알람을 표시하는 표시모듈(160)을 포함하는 것을 특징으로 하는 센서노드를 이용한 환경정보 제공 시스템.
A plurality of sensor nodes 100 for obtaining environmental information of the surroundings and transmitting the environmental information;
An access point for constructing a wireless sensor network with the plurality of sensor nodes 100 and relaying the environmental information; And
A portable device 300 receiving the environmental information from the access point 200 and providing the environmental information to a user;
The sensor node 100,
A sensor module 110 for detecting the environmental information and generating a sensor value corresponding to the environmental information;
A control module 120 for receiving the sensor value to calculate an average value and maintaining the sensor node 100 in a low power state; And
And a communication module 130 for transmitting the average value to the access point 200 using the wireless sensor network.
And a display module (160) for displaying an alarm according to a preset value set based on the average value.
상기 환경정보는,
온도정보, 습도정보, 먼지정보, 조도정보, 진동정보, 및 가스정보 중 적어도 어느 하나의 정보인 것을 특징으로 하는 센서노드를 이용한 환경정보 제공 시스템.
The method of claim 1,
The environmental information,
Environmental information providing system using a sensor node, characterized in that at least any one of temperature information, humidity information, dust information, illumination information, vibration information, and gas information.
상기 무선 센서 네트워크는 와이-파이 방식을 이용하는 것을 특징으로 하는 센서노드를 이용한 환경정보 제공 시스템.
The method of claim 1,
The wireless sensor network uses a Wi-Fi method, the environmental information providing system using a sensor node.
상기 제어모듈(120)에 클럭을 제공하는 클럭모듈(140); 및
상기 센서노드(100)에 전력을 공급하는 전원모듈(150);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센서노드를 이용한 환경정보 제공 시스템.
The method of claim 1,
A clock module 140 for providing a clock to the control module 120; And
The power supply module 150 for supplying power to the sensor node 100; Environmental information providing system using a sensor node further comprising.
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