KR101290308B1 - 무전원 무선센서 신호 분석 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무전원 무선센서 신호 분석 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 무전원 무선센서 신호 분석 시스템은, 신호 분석용 벡터 신호(Vector Signal)를 발신하는 신호 발생 장치; 상기 신호 발생장치에서 발생된 벡터 신호를 수신하여 상기 벡터 신호에 상응하는 리턴 신호를 전송하는 무전원 무선센서; 및 상기 신호 발생 장치에서 발생된 벡터 신호와 상기 무전원 무선센서에서 전송된 리턴 신호를 수신하여 분석하는 신호 분석 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

무전원 무선센서 신호 분석 시스템 및 방법 {System and method for analyzing signals of a battery-less wireless sensor}

본 발명은 무전원 무선센서 신호 분석 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선센서 네트워크(wireless sensor network)에서 배터리 없이 동작하는 무전원 무선센서의 신호를 정확하게 분석하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.

광범위로 사용이 증가하고 있는 무선센서 네트워크(wireless sensor network) 기술은 상시적으로 물리정보를 획득할 수 있어 가상공간과 현실공간을 융합할 수 있다. 무선센서 분야는 유비쿼터스 센서 네트워크(USN; Ubiquitous Sensor Network) 및 구조물의 안전 진단, 의료 분야 등에서도 점점 수요가 증가하고 있다.

일반적으로 무선센서 시스템은 배터리를 장착하여 회로에 전력을 공급해주는 방식을 사용한다. 따라서, 기존의 무선센서는 배터리를 사용함에 따라 상시 모니터링 시스템에 있어 주기적인 배터리 교체에 비용과 시간이 많이 들고, 특정 적용분야에는 사용하기 어려운 문제점이 있다. 예컨대, 무선센서가 배터리를 교체할 수 없는 곳(예, 인체 조직에 삽입, 건물의 내벽, 폭발 위험성이 있는 곳 등)에 위치해 있는 경우에는 현실적으로 반영구적인 사용에 제한이 있다.

그러므로, 배터리 없이 작동함으로써 보다 안전하고 반영구적으로 사용될 수 있는 무전원 무선센서에 대한 요구가 증대되고 있으며, 이와 관련하여 이러한 무전원 무선센서의 신호를 정확히 분석할 수 있는 기술이 필요한 실정이다.

본 발명은 전술한 바와 같은 요구에 부합하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 무전원 무선센서의 신호를 정밀하게 분석할 수 있는 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 사용자가 무전원 무선센서의 신호를 보다 직관적이고 명시적으로 볼 수 있도록 하는 무전원 무선센서 신호 분석 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 위하여, 본 발명의 일 형태에 따른 무전원 무선센서 신호 분석 시스템은, 신호 분석용 벡터 신호(Vector Signal)를 발신하는 신호 발생 장치; 상기 신호 발생장치에서 발생된 벡터 신호를 수신하여 상기 벡터 신호에 상응하는 리턴 신호를 전송하는 무전원 무선센서; 및 상기 신호 발생 장치에서 발생된 벡터 신호와 상기 무전원 무선센서에서 전송된 리턴 신호를 수신하여 분석하는 신호 분석 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 일 형태에 따른 무전원 무선센서 신호 분석 방법은, 신호 발생 장치가 신호 분석용 벡터 신호(Vector Signal)를 발신하는 단계; 무전원 무선센서가 상기 신호 발생 장치에서 발생된 벡터 신호를 수신하여 상기 벡터 신호에 상응하는 리턴 신호를 전송하는 단계; 및 신호 분석 장치가 상기 신호 발생 장치에서 발생된 벡터 신호와 상기 무전원 무선센서에서 전송된 리턴 신호를 수신하여 분석하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 무전원 무선센서의 신호를 정밀하게 분석할 수 있어 정확한 정보를 얻을 수 있으며, 이에 따라 무전원 무선센서의 활용도를 높일 수 있는 효과를 가진다.

또한, 본 발명에 따르면, 사용자가 무전원 무선센서의 신호를 보다 직관적이고 명시적으로 볼 수 있어 무전원 무선센서가 제공하는 정보를 쉽게 알 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무전원 무선센서 신호 분석 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무전원 무선센서 신호 분석 시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무전원 무선센서 신호 분석 방법의 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무전원 무선센서 신호 분석을 위한 사용자화면 인터페이스를 예시한 것이다.

이하에서는 첨부 도면 및 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 참고로, 하기 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

먼저, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무전원 무선센서 신호 분석 시스템의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무전원 무선센서 신호 분석 시스템은 신호 발생 장치(100), 무전원 무선센서(200), 및 신호 분석 장치(300)를 포함한다.

신호 발생 장치(100)는 신호 분석을 위한 벡터 신호(Vector Signal)를 발신한다. 상기 신호 발생 장치(100)는 제1 안테나와 제2 안테나를 갖는 제1 디바이더(divider)(110)를 구비하며, 상기 제1 디바이더(110)를 이용하여 상기 신호 분석용 벡터 신호를 제1 안테나를 통해 무전원 무선센로(200)로 전송하고 또한 제2 안테나를 통해 신호 분석 장치(300)로 전송한다.

무전원 무선센서(200)는 상기 신호 발생 장치(100)에서 발생된 벡터 신호를 수신하여 상기 벡터 신호에 상응하는 리턴 신호를 전송한다. 본 실시예의 경우, 상기 무전원 무선센서(200)는 제1 안테나와 제2 안테나를 갖는 제2 디바이더(210)를 구비한다. 상기 제2 디바이더(210)의 제1 포트는 상기 벡터 신호를 수신하는 제1 안테나에 연결되어 있으며, 상기 제2 디바이더(210)의 제2 포트는 상기 벡터 신호에 상응하는 리턴 신호를 발생시키는 신호 발생기(미도시)와 연결되어 있고, 상기 제2 디바이더(210)의 제3 포트는 상기 리턴 신호를 발신하는 제2 안테나와 연결되어 있다.

한편, 신호 분석 장치(300)는 상기 신호 발생 장치(100)에서 발생된 벡터 신호와 상기 무전원 무선센서(200)에서 전송된 리턴 신호를 수신하여 이를 분석한다. 예컨대, 신호 분석 장치(300)는 상기 신호 발생 장치(100)에서 발생된 벡터 신호를 수신하는 제1 안테나(제1 채널)와 상기 무전원 무선센서(200)에서 전송된 리턴 신호를 수신하는 제2 안테나(제2 채널)를 구비하고, 제1 채널로 수신된 벡터 신호와 제2 채널로 수신된 리턴 신호를 비교하여 상기 리턴 신호에 포함되어 있는 물리적 정보를 얻는다. 이 경우, 상기 신호 분석 장치(300)는 LabVIEW와 같은 컴퓨터 프로그램을 이용하여 정밀하게 분석과 진단을 수행할 수 있으며, 또한 그 결과를 사용자화면 인터페이스를 통해 디스플레이하여 사용자가 용이하게 물리적 정보를 얻을 수 있다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무전원 무선센서 신호 분석 시스템의 구성도이다. 참고로, 도 2의 실시예는 무전원 무선센서(200)가 디바이더(divider)(210) 대신 서큐레이터(circulator)(220)를 구비하는 점에서 전술한 도 1의 실시예와 구별된다. 부언하면, 본 실시예의 경우 디바이더 대신 서큐레이터를 사용하여 각각의 포트에서 상호 전달하는 신호를 명확히 분리함으로써 리턴 신호에 원래 벡터 신호의 간섭 신호가 포함되는 것을 방지하여 정밀한 신호 분석이 가능하다.

도 2를 참조하면, 마찬가지로 본 발명의 다른 실시예에 따른 무전원 무선센서 신호 분석 시스템은 신호 발생 장치(100), 무전원 무선센서(200), 및 신호 분석 장치(300)를 포함한다.

신호 발생 장치(100)는 신호 분석을 위한 벡터 신호(Vector Signal)를 발신한다. 상기 신호 발생 장치(100)는 제1 안테나와 제2 안테나를 갖는 디바이더(divider)(110)를 구비하며, 상기 디바이더(110)를 이용하여 상기 신호 분석용 벡터 신호를 제1 안테나를 통해 무전원 무선센로(200)로 전송하고 또한 제2 안테나를 통해 신호 분석 장치(300)로 전송한다.

무전원 무선센서(200)는 상기 신호 발생 장치(100)에서 발생된 벡터 신호를 수신하여 상기 벡터 신호에 상응하는 리턴 신호를 전송한다. 본 실시예의 경우, 상기 무전원 무선센서(200)는 제1 안테나와 제2 안테나를 갖는 서큐레이터(220)를 구비한다. 상기 서큐레이터(220)의 제1 포트는 상기 벡터 신호를 수신하는 제1 안테나에 연결되어 있으며, 상기 서큐레이터(220)의 제2 포트는 상기 벡터 신호에 상응하는 리턴 신호를 발생시키는 신호 발생기(미도시)와 연결되어 있고, 상기 서큐레이터(220)의 제3 포트는 상기 리턴 신호를 발신하는 제2 안테나와 연결되어 있다.

참고로, 본 실시예의 서큐레이터(220)는 제1 포트로 입력된 신호를 제2 포트로 전달하고 제3 포트에 대해 격리(isolation)시키고, 제2 포트로 입력된 신호를 제3 포트로 전달하고 제1 포트에 대해 격리시키며, 제3 포트로 입력된 신호를 제1 포트로 전달하고 제2 포트에 대해 격리시키는 구조이다.

신호 분석 장치(300)는 상기 신호 발생 장치(100)에서 발생된 벡터 신호와 상기 무전원 무선센서(200)에서 전송된 리턴 신호를 수신하여 이를 분석한다. 예컨대, 신호 분석 장치(300)는 상기 신호 발생 장치(100)에서 발생된 벡터 신호를 수신하는 제1 안테나(제1 채널)와 상기 무전원 무선센서(200)에서 전송된 리턴 신호를 수신하는 제2 안테나(제2 채널)를 구비하고, 제1 채널로 수신된 벡터 신호와 제2 채널로 수신된 리턴 신호를 비교하여 상기 리턴 신호에 포함되어 있는 물리적 정보를 얻는다. 이 경우, 상기 신호 분석 장치(300)는 LabVIEW와 같은 컴퓨터 프로그램을 이용하여 정밀하게 분석과 진단을 수행할 수 있으며, 또한 그 결과를 사용자화면 인터페이스를 통해 디스플레이하여 사용자가 용이하게 물리적 정보를 얻을 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무전원 무선센서 신호 분석 방법의 흐름도이다. 참고로, 본 발명에 따른 무전원 무선센서 신호 분석 방법은 전술한 신호 분석 시스템의 기술 내용을 참조할 수 있으므로, 이하에서는 간단히 설명하기로 한다.

도 3을 참조하면, 단계 S310에서, 신호 발생 장치는 신호 분석용 벡터 신호(Vector Signal)를 발신한다. 이 경우, 상기 신호 발생 장치는 제1 안테나 및 제2 안테나를 구비하는 디바이더를 이용하여 상기 신호 분석용 벡터 신호를 무전원 무선센서와 신호 분석 장치로 모두 전송한다.

그리고, 단계 S320에서, 무전원 무선센서는 상기 신호 발생 장치에서 발생된 벡터 신호를 수신하여 상기 벡터 신호에 상응하는 리턴 신호를 전송한다. 이 경우, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 무전원 무선센서는 서큐레이터를 구비하여 신호 분석 장치로 전송하는 벡터 신호에 원래 벡터 신호의 간섭 신호가 포함되지 않도록 한다.

마지막으로, 단계 S330에서, 신호 분석 장치는 상기 신호 발생 장치에서 발생된 벡터 신호와 상기 무전원 무선센서에서 전송된 리턴 신호를 수신하여 분석한다. 이 경우, 상기 신호 분석 장치는 LabVIEW와 같은 컴퓨터 프로그램을 이용하여 정밀하게 분석과 진단을 수행할 수 있으며, 또한 그 결과를 사용자화면 인터페이스를 통해 디스플레이하여 사용자가 용이하게 물리적 정보를 얻을 수 있다.

참고로, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무전원 무선센서 신호 분석을 위한 사용자화면 인터페이스를 예시한 것이다.

지금까지 본 발명을 바람직한 실시예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징들을 변경하지 않고서 다른 구체적인 다양한 형태로 실시할 수 있는 것이므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.

그리고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 특정되는 것이며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (7)

1. 삭제
2. 무전원 무선센서 신호 분석 시스템에 있어서,
   신호 분석용 벡터 신호(Vector Signal)를 발신하는 신호 발생 장치;
   상기 신호 발생장치에서 발생된 벡터 신호를 수신하는 제1 안테나와 연결된 제1 포트, 상기 벡터 신호에 상응하는 리턴 신호를 발생시키는 신호 발생기와 연결된 제2 포트, 및 상기 리턴 신호를 발신하는 제2 안테나와 연결된 제3 포트를 구비하는 디바이더(divider)를 포함하여, 상기 벡터 신호에 상응하는 리턴 신호를 전송하는 무전원 무선센서; 및
   상기 신호 발생 장치에서 발생된 벡터 신호와 상기 무전원 무선센서에서 전송된 리턴 신호를 수신하여 분석하는 신호 분석 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
3. 무전원 무선센서 신호 분석 시스템에 있어서,
   신호 분석용 벡터 신호(Vector Signal)를 발신하는 신호 발생 장치;
   상기 신호 발생장치에서 발생된 벡터 신호를 수신하는 제1 안테나와 연결된 제1 포트, 상기 벡터 신호에 상응하는 리턴 신호를 발생시키는 신호 발생기와 연결된 제2 포트, 및 상기 리턴 신호를 발신하는 제2 안테나와 연결된 제3 포트를 구비하는 서큐레이터(circulator)를 포함하여, 상기 벡터 신호에 상응하는 리턴 신호를 전송하는 무전원 무선센서; 및
   상기 신호 발생 장치에서 발생된 벡터 신호와 상기 무전원 무선센서에서 전송된 리턴 신호를 수신하여 분석하는 신호 분석 장치를 포함하되,
   상기 서큐레이터는 상기 제1 포트로 입력된 신호를 제2 포트로 전달하고 제3 포트에 대해 격리(isolation)시키며, 상기 제2 포트로 입력된 신호를 제3 포트로 전달하고 제1 포트에 대해 격리시키는 구조인 것을 특징으로 하는 시스템.
4. 제2항 또는 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   신호 분석 장치는 컴퓨터 프로그램을 이용하여 상기 벡터 신호와 리턴 신호를 분석하고, 상기 분석된 결과를 사용자화면 인터페이스를 통해 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 시스템.
5. 무전원 무선센서 신호 분석 방법에 있어서,
   신호 발생 장치가 신호 분석용 벡터 신호(Vector Signal)를 발신하는 단계;
   무전원 무선센서에 구비된 서큐레이터의 제1 포트를 통해 상기 신호 발생 장치에서 발생된 벡터 신호를 수신하는 단계;
   상기 서큐레이터(circulator)의 제1 포트를 통해 수신된 상기 벡터 신호를 상기 서큐레이터의 제2 포트로 전달하는 단계;
   상기 서큐레이터의 제2 포트에 연결된 신호 발생기가 상기 벡터 신호에 상응하는 리턴 신호를 발생시키는 단계; 및
   상기 서큐레이터의 제2 포트로 입력되는 상기 리턴 신호를 상기 서큐레이터의 제3 포트로 전달하여 상기 리턴 신호를 전송하는 단계; 및
   신호 분석 장치가 상기 신호 발생 장치에서 발생된 벡터 신호와 상기 무전원 무선센서에서 전송된 리턴 신호를 수신하여 분석하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 삭제
7. 제5항에 있어서, 상기 분석하는 단계는
   컴퓨터 프로그램을 이용하여 상기 벡터 신호와 리턴 신호를 분석하고, 상기 분석된 결과를 사용자화면 인터페이스를 통해 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 방법.

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