KR101302607B1 - 소형화된 자립형 통신 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자립형 센서 모듈 그리고 상기 자립형 센서 모듈의 작동 방법 및 제조 방법에 관한 것으로서, 상기 센서 모듈이 센서, 송/수신 유닛, 신호 처리 유닛 및 에너지 소스를 구비함으로써, 상기 센서 모듈의 자립적인 동작이 가능해진다. 또한, 적합한 제조 방법을 토대로 하는 경우에는 상기 센서 모듈의 크기 및 형상이 적합하게 조절됨으로써, 상기 모듈을 선택된 측정용 물체에 통합하거나 설치하는 경우에 실질적으로 상기 물체의 기능적인 손상은 전혀 발생하지 않는다. 또한, 하나의 시스템 안에 다수의 센서 모듈을 제공함으로써 자기 조직화 네트워크가 형성될 수 있으며, 그에 따라 데이터는 센서 모듈들 상호 간에 그리고 외부 유닛들과 교환될 수 있다.

Description

소형화된 자립형 통신 모듈{STAND-ALONE MINIATURISED COMMUNICATION MODULE}

측정용 물체의 데이터를 검출하기 위한 센서들은 다수의 분야에서 사용되며, 획득된 데이터는 그 후에 적합한 방식으로 처리되고 평가된다. 또한, 요구된 정확성을 갖는 원하는 측정 변수를 정량적으로 결정하기 위하여, 일반적으로는 센서 신호가 적합하게 신호 처리된다. 다수의 적용예에서, 측정용 물체가 영향을 받거나 또는 과다한 설치 비용이 발생하는 경우에는, 하나의 센서 부재를 외부 신호 처리 장치, 예컨대 마이크로 프로세서, 디지털 신호 프로세서 또는 증폭기를 갖춘 아날로그 처리 회로 등에 기계적으로 직접 결합시키는 결합 방식은 불가능하거나 또는 바람직하지 않다. 예를 들어 측정용 물체가 움직이는 경우에는, 케이블을 통해 센서 신호를 인출하는 작업이 불가능하거나 또는 과다한 비용과 결부된 경우가 많다. 정지 상태의 적용례에서도, 예를 들어 하나 또는 다수의 센서의 위치가 변동되어야 하는 경우에는 케이블 지원된 센서 신호 검출로 인하여 과다한 비용이 발생하고, 그로 인해 유연성이 줄어드는 결과를 초래하게 된다.

상기와 같은 이유에서, 예를 들어 센서를 주변 평가 소자들에 연결하는 작업을 용이하게 하기 위하여 광범위한 기능을 갖춘 센서 시스템을 제공하는 경우가 많 다. 하지만, 공지된 시스템들에서 특히 케이블이 없는 상태로 센서 소자들을 상응하는 평가 소자에 연결하는 경우에는, 예를 들어 센서 소자와의 통신을 위해서는 크기가 큰 송신/수신 유닛 또는 방향 탐지 스테이션이 필요하게 됨으로써, 센서 데이터를 타깃 정확하게 그리고 신뢰할만하게 주변 소자들로 전달하기 위해서는 과다한 비용이 발생하게 된다. 그럼으로써, 무선으로 통신하는 센서 소자들의 사용 가능성이 심하게 제한되거나, 본래의 측정- 또는 모니터링 잡에 미치는 영향도 더 이상 무시할 수 없게 된다.

상기와 같은 문제점과 연관된 본 발명의 과제는, 여러 가지 측정 상황들 및/또는 모니터링 상황들의 주변 조건들에서 주어지는 더욱 큰 대역 폭을 고려하여 센서를 더욱 유연하게 사용할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 한 양상에 따라, 상기 과제는 자립형 센서 모듈에 의해서 해결된다. 상기 자립형 센서 모듈은 특정 측정 변수에 따라 전기 신호를 출력하도록 형성된 센서 소자, 상기 센서 소자에 연결된 신호 처리 유닛, 상기 신호 처리 유닛에 연결되어 데이터를 무선으로 전송하기 위한 송/수신 유닛 그리고 센서 모듈을 적어도 일시적으로 자립 방식으로 작동하기 위한 에너지 소스를 포함한다.

상기와 같은 구성으로 인하여, 수요에 적합한 검출, 처리, 저장 그리고 적어도 하나의 통합된 센서를 통해 검출되는 데이터의 전송 및 수신을 가능케 하는 무선 자립형 센서-통신 모듈인 자립형 장치가 제공된다. 예를 들어 무선 전송을 위한 무선 통신 인터페이스로서 이용되는 송/수신 유닛을 통해 동일한 형태의 다른 장치들 또는 수신기 모듈로 전송되는 데이터의 처리 작업은 통합된 하나의 신호 처리 장치가 담당한다. 그럼으로써, 상기 센서 모듈의 자립적인 작동은 적어도 다수의 적용 목적을 위해 충분히 긴 시간 범위에 걸쳐서 보장되며, 그 결과로 특정 측정 변수의 신뢰할만한 측정이 가능해지거나 또는 복잡한 인프라 구조를 제공하지 않더라도 모니터링 잡(job)의 실시가 가능해진다.

추가의 바람직한 실시예에서 상기 자립형 센서 모듈은 적어도 하나의 제 1 작동 상태 그리고 상기 제 1 작동 상태와 상이한 제 2 작동 상태를 취하도록 형성되었으며, 이 경우 상기 제 1 작동 상태는 상기 송/수신 유닛에 의해서 적어도 데이터 전송이 비활성화되거나 또는 제한되는 절전 상태이다.

상기와 같은 방식에 의해서는 긴 시간 범위에 걸쳐서 자립적인 작동이 유지될 수 있는데, 그 이유는 상이한 특징을 갖는 다수의 절전 모드 중에서 한 가지 모드일 수 있는 상기 절전 상태에서는 에너지가 확연하게 줄어들 수 있기 때문이며, 이 경우 상기 에너지 절전 상태로의 전환은 모듈 자체에 의해서 이루어질 수 있고 그리고/또는 외부에서 수신된 신호에 의해서 실행될 수 있다. 제어 유닛의 구성에 따라 절전 상태로의 전환을 유발하기 위하여, 예를 들어 모듈의 작동 그리고 에너지 상태를 모니터링 하는 상응하는 제어 신호가 제공될 수 있다. 이와 같은 목적을 위해, 제어 유닛은 어떠한 작동 상태에서 절전 상태를 취해야만 하는지 또는 다수의 절전 상태들이 제공될 수 있는 경우에는 어느 절전 상태를 취해야 하는지를 결정할 수 있는 결정 기준들을 가질 수 있다. 대안적으로 또는 추가로, 상기 결정은 예를 들어 송/수신 유닛을 통해 수신되는 외부 제어 신호를 토대로 하여 이루어질 수 있다.

추가의 한 실시예에서, 상기 자립형 센서 모듈은 기계 신호 및/또는 전기 신호 및/또는 자기 신호 및/또는 전자기 신호 및/또는 광학 신호를 이용한 초기화에 의해서 제 1 작동 상태로부터 제 2 작동 상태로 전환되도록 형성되었다.

따라서, 완전히 작동 준비된 모듈 상태를 나타낼 수 있는 제 2 작동 상태가 외부 소스, 말하자면 멀리 떨어진 데이터 송신 유닛 또는 다른 센서 모듈에 의해서 호출될 수 있음으로써, 결과적으로 높은 수준의 제어 가능성이 외부로부터 가능해지며, 그에 따라 모듈 적용시의 유연성도 증가할 수 있게 된다.

추가의 한 실시예에서, 제어 유닛은 센서 소자에 의해 신호 처리 유닛으로 출력된 신호에 의해서 제 2 작동 상태로의 전환이 이루어지도록 형성되었다.

상기와 같은 방식에 의해서는 센서 소자 자체가 완전한 작동 준비 상태를 필요로 하는 상황을 검출하기 위하여 이용될 수 있으며, 이와 같은 사실은 특히 모니터링 잡을 위해서 큰 장점이 될 수 있는데, 그 이유는 이 경우에는 측정 변수가 일반적으로 예견 가능한 시간에 생성되지 않기 때문이다. 이 경우 전송되지 않고 상황에 따라서는 단 한 번의 절전 예비 처리 과정(이 과정은 상응하는 상황, 예를 들어 임계값에 미달하는 상황 또는 임계값을 초과하는 상황의 검출을 허용함)까지도 통과하는 측정 변수의 검출은 다소 연속적으로 이루어질 수 있다. 따라서, 제 2 작동 상태의 초기화를 위해서는 상기 통합된 센서 자체 그리고 상황에 따라서는 추가의 통합 센서들이 예를 들어 진동, 열, 습기의 검출에 의해서 이용될 수 있다.

추가의 한 실시예에서, 신호 처리 유닛은 센서 자체 안에도 통합될 수 있는 아날로그/디지털 변환기 그리고 센서 소자에 의해서 출력된 신호를 처리하기 위한 디지털 신호 처리 섹션을 포함한다. 그럼으로써, 소프트웨어에 기반을 둔 신호 처리 프로세스가 효율적으로 실행될 수 있고, 그 결과로 큰 모듈 방식(modularity)에 도달할 수 있게 되는데, 그 이유는 상기 신호 처리 유닛의 회로 구성이 다수의 상이한 센서 소자들을 위해서 그리고 그와 더불어 측정 잡 및/또는 모니터링 잡 및/또는 제어 잡을 위해서 사용될 수 있기 때문이며, 그렇게 될 수 있는 이유는 적응 과정이 소프트웨어에 의해서 이루어질 수 있기 때문이다. 상황에 따라서는 상기와 같은 방식을 통해 센서 신호도 디지털 방식으로 제공될 수 있다.

추가의 한 바람직한 실시예에서, 센서 모듈은 마이크로 시스템 공학 및 마이크로 전자 공학에 의해서 구현된 소형화된 구조를 갖는다. 이와 같은 최근의 제조 방법을 사용함으로써 센서 모듈의 매우 콤팩트한 구조가 실현될 수 있고, 그 결과로 큰 대역폭에 적용하기 위해 측정용 물체에 설치가 가능하며, 이 경우에는 상기 측정용 물체의 중대한 기능 손상이 전혀 야기되지 않는다. 본 발명에 따른 센서 모듈의 기술적인 변환에 의해 성취된 최소 공간으로의 소형화 - 따라서 상기 최소 공간 안에는 센서, 무선 인터페이스, 신호 프로세서 그리고 패시브 소자들이 설치되어 있음 - 에 의해서는, 센서 모듈이 거의 임의의 대상물 및 물체 안에 설치 또는 제공될 수 있으며, 이 경우에는 또한 구조적인 형상도 적합한 형태를 가질 수 있음으로써, 기능 손상이 효과적으로 억제될 수 있다. 다시 말해, 상기와 같은 제조 방식에 의해서는, 소형화된 콤팩트한 모듈의 구조적 형상이 각각의 적용례 및 필요에 따라 예를 들어 구형, 정육면체, 유연한 밴드 등으로 적합하게 조절될 수 있다. 또한, 센서 모듈을 전술한 기술력에 의해서 특히 바람직하게 구현될 수 있는 모듈 방식의 구조적 형상으로 구현함으로써, 특정 기능 소자들을 적용례의 요구에 상응하게 교체하거나 또는 대체할 수 있는 가능성이 만들어지고, 그 결과 예를 들어 센서 소자는 다른 센서 소자로 대체될 수 있거나 또는 에너지 소스는 더욱 효과적이고 경제적인 방식으로 교체될 수 있다. 소형화된 모듈을 제조하기 위해서 사용되는 방법 그리고 마이크로 시스템 공학, 마이크로 전자 공학 및 마이크로 기계 공학의 기술들은 매우 상이한 방식으로 조합될 수 있고, 상기 모듈 실시예의 요구 조건들 또는 이용 가능한 상응하는 기술에 적합하게 조절될 수 있다. 예를 들어 상기 센서 모듈은 상기 기술들을 활용하여, 새롭게 개발된 소자들이 큰 비용 없이도 예를 들어 에너지 시스템에 통합되도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 마이크로 연료 전지가 경제적인 방식으로 이용될 수 있는 경우에는, 상기 마이크로 연료 전지가 예컨대 배터리, 축전지 등과 같은 통상적인 에너지 캐리어를 대신하여 사용될 수 있다.

추가의 한 바람직한 실시예에서는, 제 2의 특정 측정 변수에 따라서 전기 신호를 출력하기 위한 신호 처리 유닛에 연결된 적어도 하나의 제 2 센서 소자가 제공되었다. 다수의 센서 소자들을 하나의 센서 모듈에 제공함으로써, 조합을 통해 더욱 복잡한 전체 기능이 충족될 수 있으며, 그 결과 예를 들어 모니터링 잡의 온도 한계값 및/또는 연도(flue) 한계값에서 특별한 진동이 나타나는 경우에는 경보가 발생할 수 있다.

추가의 바람직한 실시예에서, 적어도 소수의 전자 소자들은 집적 회로로서 형성되었다. 따라서, 높은 신뢰성과 결부된 높은 수준의 콤팩트성(compactness)에 도달할 수 있다. 한 바람직한 실시예에서, 신호 처리 유닛 그리고 상기 송/수신 유닛의 적어도 한 부분은 통합된 하나의 공통 회로 안에 제공되어 있다. 이와 같은 방식을 통해, 센서 소자의 조립시에 발생하는 작업 비율은 전자 소자의 연결 및 연결 라인의 제공과 관련해서 현저히 줄어들게 되며, 그와 동시에 가장 좁은 공간에서 높은 기능성 및 신뢰성이 제공된다. 이 경우에는, 신호 처리 또는 신호 예비 처리 과정이 센서 모듈 내에서 실질적으로 소프트웨어의 지원을 받아 실행됨으로써, 결국 집적 회로를 변형시킬 필요 없이 기존의 회로 구성을 토대로 하여서도 큰 대역폭의 적용례들을 커버할 수 있다는 점이 특히 바람직할 수 있다.

추가의 한 바람직한 실시예에서, 집적 회로는 또한 센서 소자를 포함한다. 이와 같은 방식에 의해 콤팩트성의 레벨이 더욱 상승할 수 있으며, 이와 동시에 센서 모듈의 신뢰성도 증가할 수 있다. 예를 들어 측정 기술적으로 검출될 측정 변수들, 예컨대 압력, 온도, 가속, 전기장, 광학 측정 변수 등을 위해서는 마이크로 전자식 센서 소자 또는 마이크로 기계식 센서 소자들이 이용될 수 있고, 상기 센서 소자들이 효과적인 방식으로 회로 설계에 함께 편입될 수 있음으로써, 적은 구성 용적과 동시에 높은 신뢰성에 도달할 수 있게 된다.

추가의 한 바람직한 실시예에서, 자립형 센서 모듈은 모든 기능 소자들을 수용하기 위한 캐리어를 가지며, 이 경우 상기 캐리어는 기계적으로 안정적인 설치를 목적으로 하나의 측정용 물체 상에 혹은 측정용 물체 안에 형성되어 있다. 센서 모듈의 개별 소자들을 수용하기에 적합하게 형성된 캐리어를 제공함으로써 센서 모듈의 적용시 유연성이 증가하게 되는데, 그 이유는 필요한 정도의 기계적인 안정성을 제공하기 위한 그리고 그와 더불어 설치 중에 및 측정 단계 중에 모듈이 손상되지 않도록 하기 위한 적용례에 상응하게 캐리어가 형성될 수 있기 때문이다. 특히 상기 캐리어는 측정용 물체가 이동되는 경우에 설치할 목적으로 형성될 수 있다. 그럼으로써, 움직임이 작은 물체의 기능에 현저한 악영향을 미치지 않으면서, 상기와 같은 움직임이 작은 물체에서도 적합한 캐리어의 제공과 더불어 센서 모듈의 콤팩트한 구성이 가능한 매우 다양한 적용례들이 개발될 수 있다. 한 바람직한 실시예에서, 센서 모듈은 이 센서 모듈이 움직이는 운동 기구 및 특히 구기 종목에서 사용되는 볼 안에 또는 볼 상에 설치될 수 있도록 형성되었다. 그럼으로써, 적합한 데이터가 운동 기구의 사용 중에 효과적인 방식으로 검출 및 평가될 수 있으며, 이 경우에는 또한 높은 수준의 유연성이 성취되고, 주변 소자들과 관련된 비용도 적게 소요된다.

추가의 한 바람직한 실시예에서, 센서 소자는 적어도 하나의 가속 센서를 포함한다. 신뢰할만한 가속값들을 검출하기 위해서는 일반적으로 측정용 물체의 상대적으로 영향을 받지 않는 운동이 필요함으로써, 본 발명에 따른 자립형 센서 모듈에 의해서는 획득된 측정 데이터의 신뢰성이 높은 수준으로 보증되며, 이 경우에는 또한 주변 소자들과 관련된 비용도 적게 소요된다.

추가의 한 바람직한 실시예에서, 에너지 소스는 제너레이터를 포함하고, 상기 제너레이터는 센서 모듈에 작용하는 기계적인 에너지 및/또는 전자기적인 에너지를 상기 센서 모듈을 작동시키기 위한 전기 에너지로 변환한다. 이와 같은 방식에 의해서는, 상황에 따라 에너지 소자들을 교체할 필요없이 외부로부터 제공되는 에너지가 직접 센서 모듈 내에서 변환될 수 있음으로써, 센서 모듈의 작동기간 및 그와 더불어 상기 센서 모듈의 자립성 수준도 효과적으로 증가할 수 있다. 이 경우, 기계적인 운동 에너지를 저장하거나 또는 상기 에너지를 직접 전기 에너지로 변환하기 위하여, 상응하는 제너레이터는 상응하게 소형화된 스프링에 의해서 작동되는 제작물 또는 피에조-변환기의 형태로 제공될 수 있는 한편, 다른 실시예에서는 추가로 또는 대안적으로 상기 제너레이터 안에 전기, 자기 또는 전자기 에너지를 적합한 방식으로 변형한 다음에 에너지 소스에 저장하기 위한 수단 또는 소자들이 제공되어 있다. 예를 들어, 유도적으로 결합된 에너지를 전기 에너지로 효과적인 방식으로 변환하기 위하여, 제너레이터 안에는 유도성 소자들이 제공될 수 있다. 다른 실시예에서는, 센서 모듈에 전력을 공급하기 위해서 상응하는 비율의 전기 에너지를 공급하기 위하여, 신호 전송을 위해서 사용된 반송파가 활용될 수 있다. 기계 에너지 및/또는 전자기 에너지의 상응하는 변환은, 특히 센서 모듈이 상응하는 측정용 물체 안에 다소 완전하게 통합되어 센서 모듈에 대한 직접적인 액세스가 상응하는 경비를 발생시키는 경우에 바람직할 수 있다.

본 발명의 추가의 한 양상에 따라, 본 발명의 과제는 전술한 실시예들 또는 앞으로 기술될 실시예들에 기재된 바와 같은 두 개 이상의 자립형 센서 모듈을 구비한 센서 모듈 시스템에 의해서 해결되며, 이 경우 각각의 자립형 센서 모듈은 또한 상기 센서 모듈 시스템의 추가의 센서 모듈들에 의해서 자기 조직화(self-organizing) 네트워크가 형성될 수 있도록 설계되었다.

상기 자기 조직화 네트워크, 예를 들어 무선 네트워크 분야의 방법을 토대로 하여 설계될 수 있는 네트워크는 개별 모듈들 간에 이루어지는 데이터 교환을 목적으로 이용되고, 외부 소자로 가이드 되는 통신 경로를 만들기 위해서도 사용될 수 있다. 상기 자기 조직화 네트워크에 의해서는 센서 모듈 시스템을 구성할 때에 높은 수준의 유연성이 제공되는데, 그 이유는 사용되는 센서 모듈의 개수가 변동될 수 있음으로써, 예를 들어 환경 분야, 건물 관리 분야, 제조 프로세스의 품질 관리 분야 그리고 식료품 산업, 기계- 및 설비 모니터링 분야, 의료 검사 분야, 여가 활동 분야 등에서 폭넓은 용도가 개발될 수 있기 때문이다. 이 경우에는, 크기가 크고 복잡한 주변 소자들을 제공하지 않고서도, 상기 모듈 시스템의 네트워크 구조로 인해 개별 센서 모듈로부터의 데이터 전송 그리고 상기 개별 센서 모듈로의 데이터 전송이 효과적인 방식으로 실행될 수 있다.

추가의 한 바람직한 실시예에서 센서 모듈 시스템 안에는 또한 데이터 수신 유닛이 제공되어 있으며, 상기 데이터 수신 유닛은 상기 센서 모듈 시스템의 작동 중에 상기 자립형 센서 모듈들 중 적어도 하나의 센서 모듈과 적어도 일시적으로 결합되어 있다. 그럼으로써, 원하는 센서 데이터가 효과적인 방식으로 네트워크로부터 판독 출력될 수 있고, 추가의 데이터 처리를 위해서 사용될 수 있다.

추가의 한 바람직한 실시예에서, 개별 자립형 센서 모듈의 송/수신 유닛은 전자기 신호 전송 채널을 통한 신호 전달을 목적으로 형성되었으며, 이 경우에는 적어도 두 가지 상이한 주파수 영역이 제공되었다. 시스템 내부에서 상이한 주파수 영역들이 사용되고, 이때 전송 채널이 예를 들어 센서 모듈의 초기화를 목적으로 그리고 데이터 전송을 목적으로 사용될 수 있음으로써, 요구에 적합한 그리고 그와 더불어 선택 가능한 시간적인 구성도 센서 데이터 검출 및 전송시에 가능해지는데, 그 이유는 신뢰할만한 데이터 전송을 보증하기 위해서는 필요에 따라 다양한 주파수 영역들이 사용될 수 있기 때문이다. 또한, 다양한 주파수 영역들을 제공함으로써는 전송을 위해서 필요한 에너지와 관련된 선택도 이루어질 수 있음으로써, 결국 센서 모듈의 데이터 전송을 위해서는 에너지 효율적인 전송 채널이 선택될 수 있게 된다. 따라서, 예를 들어 개별 센서 모듈들 사이에서 이루어지는 데이터 전송은 적합한 주파수 영역에서 매우 낮은 강도로 이루어질 수 있는 한편, 예를 들어 외부로부터의 초기화 신호의 전송, 예컨대 데이터 수신 유닛으로부터의 초기화 신호의 전송은 큰 유효 범위를 보증해주는 주파수 영역 안에서 이루어질 수 있음으로써, 결과적으로 각각의 자립형 센서 모듈은 외부로부터 필요에 따라 초기화될 수 있다.

추가의 한 바람직한 실시예에서, 자립형 센서 모듈 안에는 상기 센서 모듈 시스템 안에서 미리 정해진 기준에 따라 한 가지 통신 경로를 결정하기 위한 알고리즘이 설정되어 있다. 상기 설정된 알고리즘을 토대로 하여, 데이터가 하나의 모듈로부터 다음 모듈로 그리고 최종적으로는 외부 소스, 예컨대 외부 데이터 수신 유닛으로 전달되는 적합한 통신 경로가 발견될 수 있다. 이와 같은 방식을 통해, 주변 소자에 소요되는 큰 비용 없이도 신뢰할만한 데이터 전송이 구현될 수 있는데, 그 이유는 예를 들어 주변 소자, 예컨대 데이터 수신 유닛에 대하여 시스템 내에 있는 단 하나의 센서 모듈을 신뢰할만하게 결합시킬 필요가 있기 때문이다. 따라서, 외부 소스와의 통신도 특별하게 선택된 관점하에서, 말하자면 절전 방식의 안전한 데이터 전송을 고려하여 이루어질 수 있다.

추가의 한 바람직한 실시예에서, 상기 미리 정해진 기준은 최단의 통신 경로 또는 에너지 최적화된 통신 경로를 제시한다.

본 발명의 추가의 한 바람직한 양상에 따라, 데이터 검출 시스템은 전술한 실시예들 또는 앞으로 기술될 실시예들에 기재된 바와 같은 하나 또는 다수의 자립형 센서 모듈을 포함하며, 이 경우 상기 데이터 검출 시스템은 또한 데이터 수신 유닛을 구비하고, 상기 데이터 수신 유닛은 상기 하나 또는 다수의 자립형 센서 모듈로부터 특정 측정 변수들과 연계된 데이터를 무선으로 수신하도록 형성되었다. 앞에서 이미 기술된 바와 같이, 소형화된 모듈 방식의 구조적 형상에 의해서는, 상기 하나 또는 다수의 자립형 센서 모듈이 특정 기능을 충족하는 - 그와 동시에 원래의 자체 기능에 악영향이 미치지 않는 - 다른 대상물 및 물체 안에 통합될 수 있다. 그럼으로써 상기 대상물 및 물체는 확장된 기능을 갖게 되고, 상기 대상물 및 물체의 사용 특성도 증가하게 되는데, 그 이유는 상기 데이터 검출 시스템에 의해서 효과적인 방식으로 상응하는 데이터가 검출되고, 그와 더불어 상기 물체 및 대상물 외부에서 상기 데이터 수신 유닛에 의해 이루어지는 추가 처리를 이용할 수 있기 때문이다. 이와 같은 내용은 특히 움직이는 물체, 예를 들어 골프공, 탁구공, 테니스공 또는 다른 구기종목의 공들과 관련하여 적용되는데, 그 이유는 움직이는 대상물의 상태가 하나 또는 다수의 특정 측정 변수들과 관련해서 모니터링 될 수 있기 때문이며, 이 경우 상응하는 측정 데이터는 상기 대상물의 기능 측면에서 높은 수준의 신뢰성을 갖는다.

추가의 한 바람직한 실시예에서는 또한, 상기 하나 또는 다수의 센서 모듈 중에서 적어도 하나의 센서 모듈에 무선으로 데이터를 전송하도록 형성된 데이터 송신 장치 또는 데이터 송/수신 장치가 제공되어 있다. 이와 같은 방식에 의해서는, 예를 들어 센서 모듈의 제어 그리고 상황에 따라서는 대상물에 미치는 영향도 효과적인 방식으로 실행될 수 있음으로써, 결과적으로 데이터 검출 시스템의 작동 중에는 높은 수준의 유연성이 나타나게 된다. 예를 들면, 한 가지 작동 상태를 초기화하기 위한 그리고/또는 한 가지 절전 상태를 초기화하기 위한 초기화 신호가 데이터 송신 장치에 의해서 전송될 수 있음으로써, 결과적으로 데이터 검출 시스템을 외부로부터 제어할 수 있는 가능성은 더 높아진다. 다른 실시예들에서는, 추후에 상기 센서 모듈의 상응하는 작업 방식을 유발하는 상응하는 구성 데이터 또는 제어 데이터가 전송됨으로써, 상황에 따라서는 자립형 센서 모듈의 구성 및 그와 더불어 기능 특성을 외부로부터 제어할 수 있게 된다. 상황에 따라서는 소프트웨어의 업-데이트 또는 일반적으로 소프트웨어의 변동도 데이터 송신 유닛을 통해서 이루어질 수 있음으로써, 외부로부터의 직접적인 액세스 없이도 센서 모듈의 작동 특성에 상응하는 업-데이트가 이루어질 수 있게 된다.

한 바람직한 실시예에서, 데이터 송신 장치는 데이터 수신 유닛과 마찬가지로 다른 무선 전송 채널을 위한 데이터 전송을 목적으로 형성되었다. 이와 같은 방식에 의해, 예를 들어 개별 센서 모듈로의 데이터 전송 과정은, 모든 센서 모듈에 대한 신뢰할만한 데이터 전달 과정이 동시에 이루어지는 한편, 센서 모듈로부터 데이터 수신 유닛으로의 데이터 전달시에는 가급적 효과적이고 그럼으로써 에너지를 절감시키는 데이터 전송 기준이 적용될 수 있다는 사실을 고려해서 이루어질 수 있다.

추가의 한 실시예에서는, 데이터 수신 유닛에서 수신된 데이터를 처리하기 위하여 상기 데이터 수신 유닛과 연결되어 있는 데이터 처리 유닛이 제공되었다. 이와 같은 방식에 의해서는, 측정 데이터의 본래의 사용 목적과 관련해서는 예비 처리 과정이 될 수 있는 한 가지 신호 처리 과정을 거쳐서 획득된 측정 데이터가 센서 모듈 내부에 절전 방식으로, 그럼에도 효율적인 방식으로 데이터 처리 유닛으로 전송될 수 있게 되며, 상기 데이터 처리 유닛은 추후에 자신의 컴퓨터 자원(resources)에 상응하게 상기 검출된 측정 데이터의 편집 또는 디스플레이를 실행할 수 있다. 예를 들어 상기 목적을 위해서는 이동식 또는 고정식 컴퓨터 장치 등이 사용될 수 있다. 이 경우에는 바람직하게 상기 데이터 처리 유닛이 하나의 무선 전송 채널을 통해 데이터 수신 유닛과 연결되어 있다. 그와 더불어, 예를 들어 상기 데이터 처리 유닛과 데이터 수신 유닛 사이에 존재하는 스탠더드, 말하자면 "블루투쓰-스탠더드(Bluetooth-Standard)"를 무선 전송 채널로 사용됨으로써, 높은 수준의 유연성 및 호환성을 갖는 네트워크 기술이 구현될 수 있다.

추가의 한 바람직한 실시예에서, 데이터 수신 유닛은 에너지를 하나 또는 다수의 센서 모듈 내부에 저장하도록 설계되었다. 이와 같은 방식에 의해서는 센서 모듈의 독립성 및 상기 센서 모듈의 콤팩트성도 개선될 수 있는데, 그 이유는 개별 센서 모듈 안에 존재하는 에너지 소스가 상응하게 소형으로 선택될 수 있기 때문이다. 예를 들면, 송/수신 유닛은 데이터 전송을 위해서 필요한 에너지의 적어도 일부분이 이미 저장된 에너지로부터 얻도록 설계될 수 있다. 이와 같은 특성은 예를 들어 데이터 전송의 경우에 반송파 에너지의 변환에 의해서 성취될 수 있거나 또는 에너지의 유도성 결합에 의해서 성취될 수 있거나 또는 동시에 에너지 공급을 위해서도 이용될 수 있는 광학 빔을 제공함으로써 성취될 수 있다.

본 발명의 추가의 한 양상에 따라, 데이터를 검출하기 위한 방법이 제시되었다. 상기 방법은 측정 모듈을 하나의 측정용 물체에 고정하는 단계를 포함하며, 이 경우 상기 측정 모듈은 상기 측정용 물체에 적합하게 조절되었고, 실질적으로는 상기 측정용 물체의 기능을 전혀 제한하지 않는다. 또한, 측정용 물체와 연계된 측정 데이터는 측정 모듈 내에서 획득되고, 상기 획득된 측정 데이터는 상기 측정 모듈 안에서 처리된 후에 무선으로 전송된다.

이미 앞에서 설명된 바와 같이, 측정 모듈을 특별한 측정용 물체 안에 제공하게 되면, 상기 측정용 물체의 기능을 제한하지 않으면서도 상응하는 측정 데이터의 국부적인 추출, 처리 그리고 무선 전송에 의하여 데이터 검출시에, 특히 물체가 움직이는 경우에 높은 수준의 유연성이 나타나게 된다.

바람직한 실시예들에서, 상기와 같은 측정 데이터의 획득 과정은 하나 또는 다수의 센서 소자를 이용하여 하나 또는 다수의 특정 측정 변수를 위한 측정값을 결정하는 과정을 포함한다. 따라서, 하나 또는 다수의 적합한 센서 소자의 선택에 의한 데이터 검출에 의해서는 상응하는 한 가지 잡이 충족될 수 있는데, 다시 말하자면 예를 들어 하나 또는 다수의 특정 측정 변수를 위한 하나 또는 다수의 특정 값 범위가 준수되지 않은 경우에는 경보가 발생하거나 또는 상응하는 지시가 전달될 수 있다.

추가의 실시예들에서, 획득된 측정 데이터의 처리 과정은 보다 긴 시간 범위에 걸쳐서 이루어지는 데이터 저장 과정 및/또는 데이터 필터링 과정 및/또는 임계값 결정 과정 및/또는 컴퓨터를 이용한 평가 과정을 포함할 수 있다. 이와 같은 방식에 의해서는, 상기 획득된 측정 데이터를 처리하는 경우 작업 장소에서 직접 높은 수준의 유연성이 가능해짐으로써, 결과적으로 상황에 따라서는 전송시에 데이터의 양이 심하게 줄어들게 되고, 그에 따라 매우 에너지 절약적인 방식으로 설계될 수 있는데, 그 이유는 필요시에는 예를 들어 상응하는 결과로서 저장된 상기 데이터 처리 과정의 상응하는 결과들만이 전송되어야만 하기 때문이다. 예컨대, 전형적인 적용예들의 경우에 측정 기술적으로 검출될 하나 또는 다수의 변수가 상응하는 임계값들의 초과 상태 또는 미달 상태를 모니터링 해야만 하는 모니터링 상황에서는, 상응하는 결과가 실제로 나타날 때에 비로소 상응하는 신호 전달이 이루어짐으로써, 결국 일반적으로 에너지 절약 방식의 데이터 처리 과정은 유지되는 한편, 데이터 전송을 단지 필요시에만 이루어지게 된다. 또한, 전송 과정도 에너지 절약 방식의 조치들을 취하는 가운데 이루어질 수 있는데, 그 이유는 상황에 따라 약간의 리던던시가 데이터에 부가될 수 있거나 혹은 리던던시가 데이터에 전혀 부가될 수 없거나 또는 더 큰 데이터 양이 전송될 수 있기 때문이며, 그 원인은 상황에 따라서는 센서 모듈 내에서 이미 필요한 평가 과정이 완전하게 실행되었을 수 있기 때문이다.

상기 획득된 측정 데이터의 처리 과정은 바람직하게 센서 안에 미리 통합되어 있을 수 있는 아날로그-디지털-변환기에 의하여, 바람직한 실시예들에서는 소프트웨어의 형태로 컴퓨터 장치 안에 저장된 후속하는 디지털 신호 처리 과정과 함께 이루어진다. 이와 같은 방식에 의해서는 높은 수준의 유연성이 나타나게 되는데, 그 이유는 동일한 유형의 하드웨어 구조들이 매우 상이한 데이터 검출 잡을 위해서 사용될 수 있기 때문이다.

본 발명의 추가의 한 양상에 따라, 자립형 센서 모듈을 제조하기 위한 방법이 제시된다. 상기 방법은 선택된 측정용 물체를 위한 센서 모듈의 크기 및 구조적 형상을 결정하는 과정을 포함하며, 이 경우 상기 크기 및 구조적 형상은 실질적으로 센서 모듈의 설치 후에 상기 측정용 물체의 기능을 전혀 제한하지 않는다. 또한, 마이크로 시스템 공학 기술 및 마이크로 구조물을 제작하기 위한 기술을 적용하는 경우에는 하나 또는 다수의 센서 모듈이 제조되며, 이 경우 각각의 센서 모듈은 다수의 소자들을 구비하는데, 상기 소자들에는 센서 소자, 상기 센서 소자에 연결된 신호 처리 유닛, 상기 신호 처리 유닛에 연결되어 데이터를 무선으로 전달하기 위한 송/수신 유닛 그리고 상기 센서들을 적어도 일시적으로 자립 방식으로 작동시키기 위한 에너지 소스가 속한다.

상기 방법을 통해 자립형 센서 장치가 목적 지향적인 방식으로 제조될 수 있음으로써, 측정용 물체로부터 신뢰할만한 측정 데이터가 얻어질 수 있다. 상기 측정 데이터는 상응하는 측정용 물체를 모니터링 하기 위해서 그리고/또는 제어하기 위해서 그리고/또는 상기 측정용 물체의 기능을 확장하기 위해서 추가로 이용될 수 있다.

상기 하나 또는 다수의 센서 모듈을 제조하기 위해서 적용된 기술들이 바람직하게는 상기 소자들 중에 두 개 이상의 소자들을 하나의 공통된 회로 캐리어 상에 또는 상기 회로 캐리어 안에 집적하는 과정을 포함함으로써, 결과적으로 제조 비용은 줄어드는 동시에 복잡성 및 콤팩트성은 높은 수준으로 증가하게 된다. 따라서, 임의의 측정용 물체에는 상응하게 절단된 센서 모듈들이 경제적인 방식으로 제공될 수 있으며, 이 경우에는 모듈 방식의 콤팩트한 자립형 구조 또는 기능 방식으로 인해 주변 장치들에 소요되는 비용이 낮은 수준으로 유지된다.

상기와 같은 유연한 회로 캐리어는 바람직하게 센서 모듈을 제조하기 위해서도 사용된다. 이와 같은 방식에 의해서는, 센서 모듈의 적용 중에 이루어지는 성형 과정 그리고 기계적인 무결점 특성이 개선될 수 있고, 전체 크기도 더욱 축소될 수 있다. 이로써, 전체 모듈의 크기는 5 mm x 5 mm x 2.5 mm 이하(에너지 소스가 없는 상태)로 구현될 수 있다.

센서 모듈을 제조하기 위해 바람직하게는 패시브 회로 소자들 및/또는 - 필요한 경우에는 - 광학 소자들 및/또는 마이크로 기계적인 소자들이 단 하나의 회로 캐리어 기판 안에 집적된다. 이와 같은 제조 방식은 경제적인 제조 프로세스와 동시에 큰 호환성 그리고 장애가 발생하지 않는 특성을 보증해준다.

추가의 바람직한 실시예들은 첨부된 특허청구범위에 규정되어 있고, 아래의 상세한 설명부에서도 추가의 특별한 실시예들이 드러난다. 아래의 도면들이 참조된다.

도 1a는 본 발명의 한 실시예에 따른 센서 모듈의 모듈 방식 구조를 도시한 개략도고,

도 1b는 도 1a에 따른 실시예의 회로 기판 공학(PCB)에 사용되는 센서 모듈의 모듈 방식 구조를 도시한 개략도며,

도 1c는 본 실시예에서는 골프공인 측정용 물체 안에 통합하기 위한 특수한 센서 모듈의 기계적인 구조를 도시한 개략도고,

도 1d는 가속 센서를 갖춘 센서 모듈의 개략적인 블록 회로도며,

도 1e는 상응하는 주변 소자들을 갖는 하나 또는 다수의 센서 모듈을 구비한 데이터 검출 시스템의 한 실시예를 개략적으로 보여주는 개략도다.

도 1a는 실시예에서 3차원 회로 기판 스택(101)으로 제공되어 재차 다양한 평면에 분포된 센서 모듈(100)을 개략적으로 보여주고 있다. 도시된 실시예에서 총칭적으로(generic) 신호 처리 유닛으로서도 표기되는 제 1 평면(102)에 있는 회로 기판 스택(101)은 상응하는 아날로그 및/또는 디지털 회로 설계부, 예를 들어 증폭기, 아날로그-디지털-변환기, 디지털 프로세서 등을 포함하며, 이 경우 상기 제 1 평면(102) 또는 신호 처리 유닛의 소자들은 상응하는 센서 소자(103)에 연결되어 있다. 도시된 실시예에서 센서 소자는 상응하는 연결 케이블(104)을 통해 접속된 가속 센서로서 형성되었다. 다른 실시예들에서는 센서 소자가 상기 유닛(102)의 기판상에 장착될 수 있거나 또는 상기 유닛(102)의 회로 기판 안에 직접 집적될 수도 있다. 또한 상기 유닛(102)의 기판은 도시된 실시예에서 제 2 평면에 배치되어 있는 송/수신 유닛(105)에 적합한 안테나를 포함할 수 있다. 추가의 한 평면(106)에는 추가의 소자들, 예를 들어 석영 또는 다른 패시브 소자들 혹은 액티브 소자들이 제공될 수 있다. 또한 상기 평면(106)에는 에너지 소스(도시되지 않음)도 제공될 수 있거나, 또는 상기 에너지 소스가 별도의 평면에 배치될 수 있다.

도 1b는, 실질적으로 송/수신 유닛(105)의 안테나 장치를 포함한 모든 전자 소자들이 상응하는 개별 기판상에 배치됨으로써, 더욱 콤팩트한 배열 상태가 성취되는 상기 모듈(100)의 추가의 한 실시예를 사시도로 보여주고 있으며, 이 경우 개별 기판의 콘택팅은 상응하는 접속면을 통해서 이루어진다. 상기 기판의 개수, 형상 및 배열 상태가 사용 목적에 적응됨으로써, 상기 모듈(100)이 선택된 측정용 물체상에 설치될 수 있다는 사실에 주목해야만 한다.

도 1c는 본 적용예에서는 골프공인 측정용 물체(150) 안에 통합하기 위한 센서 모듈(100)을 개략적으로 보여주고 있다. 본 도면에 도시된 바와 같이, 센서 모듈(100)은 회로 기판 스택(101)을 포함하고, 상기 회로 기판 스택 상에는 가속 센서(103)가 장착되어 있으며, 이 경우 상기 스택(101)으로서는 예를 들어 스탠더드 배터리 형태의 또는 버튼 셀 형상을 갖는 축전지 형태의 에너지 소스(107)가 제공되었다. 또한 캐리어(108)가 도시되어 있는데, 상기 캐리어 내에는 개별 소자들, 즉 센서 소자(103), 회로 기판 스택(101) 및 에너지 소스(107)가 설치되어 있음으로써, 상기 소자들은 캐리어(108)와 함께 골프공(150) 안에 기계식으로 고정될 수 있다. 도 1c의 우측에는 완전하게 제작된 센서 모듈(100)이 도시되어 있으며, 이 경우에는 상기 모듈(100)을 골프공(150) 안의 캐리어(108) 상에 기계식으로 고정하기 위하여 상응하는 나사 나선홈이 골프공(150) 안에 있는 상응하는 나선홈에 대한 대응 부재로서 제공되어 있다.

센서 모듈(100)을 위한 전자식 소자들의 조립은 확정된 SMD-조립 방법 그리고 "칩 온 보드(COB: Chip On Board)"-기술(칩 및 와이어 본딩)에 의해서 이루어진다. 그럼으로써 콤팩트하고 가벼운 구조적 형상이 얻어진다. 캐리어(108)는 플라스틱 하우징의 형태로 제공되거나 또는 다른 적합한 재료로부터 제조된다. 개별 소자들의 조립이 구조적 형상에 따라 마이크로 시스템 공학에 공지된 방법에 의해서 이루어질 수 있음으로써, 더욱 콤팩트한 구조가 얻어질 수 있다. 예를 들어 개별 회로 기판을 제조하는 경우에는 유연한 회로 캐리어(박막)가 제공될 수 있거나, 또는 패시브 소자들의 집적은 집적 회로들을 제조하기 위한 상응하는 기판 재료 안에서 혹은 기판 재료상에서 또는 회로 기판의 기판 재료상에서 이루어질 수 있다.

도 1d는 센서 모듈(100)의 개략적인 블록 회로도를 보여주고 있으며, 이 경우 송/수신 유닛(105)은 데이터 처리 유닛(102)과 연결되어 있고, 상기 데이터 처리 유닛은 도시된 실시예에서 아날로그 섹션(102a) 및 디지털 섹션(102b)으로 구성되어 있다. 또한, 가속 센서(103)는 상기 신호 처리 유닛(102)에 연결되어 있고, 상기 에너지 소스(107)는 모듈(100)의 모든 소자들에 전기를 공급하기 위해서 이용된다. 도면에 도시된 실시예는 단지 예로서의 성격을 가지며, 앞에서 기술된 원칙들에 상응하게 변형될 수 있다. 예를 들어, 특히 에너지 소스(107)는 전술된 특성들을 갖는, 에너지를 변환하기에 적합한 제너레이터(도면에 도시되지 않음)를 구비 할 수 있다.

모듈(100)의 작동 중에 상기 신호 처리 유닛(102a, 102b)은 센서(103)의 상응하는 신호들을 처리할 수 있고, 다른 센서 소자들 또는 상응하는 데이터 수신 유닛에 무선으로 전달하기 위한 송/수신 유닛(105)에 상기 신호들을 제공할 수 있다. 도시된 실시예에서는 소프트웨어에 의해서 지원되는 처리 방식을 가능케 하는 디지털 신호 처리 섹션(101b)이 제공됨으로써, 결과적으로 하드웨어 구조가 동일한 경우에 더욱 높은 수준의 유연성에 도달할 수 있게 된다. 또한, 도면에 도시된 디지털 유닛(102b)의 실시예에서는 모듈(100)의 동작을 제어할 수 있는 상응하는 제어 유닛이 구현될 수 있다. 예를 들면, 데이터의 전달을 담당하는 송/수신 유닛(105)의 적어도 한 부분이 작동되지 않음으로써, 에너지 소스(107)가 훨씬 더 적은 부하를 받게 되는, 완전한 기능을 할 수 있는 작동 상태에 추가하여 적어도 한 가지 추가의 작동 상태가 모듈(100) 내에서 설정될 수 있다. 또한, 앞에서 이미 설명된 바와 같이 다수의 상이한 절전 모드가 설정될 수 있음으로써, 예를 들어 외부 신호에 의해서도 조절될 수 있는 제어 구성들에 따라 상응하는 한 가지 작동 상태가 설정될 수 있다.

도 1e는 하나 또는 다수의 센서 모듈(100)이 제공된 데이터 검출 시스템(160)을 개략적으로 보여주고 있다. 또한, 상기 데이터 검출 시스템(160)은 도시된 실시예에서 데이터 수신 유닛(161)을 포함하고, 상기 데이터 수신 유닛은 적어도 하나의 모듈(100)과 적어도 일시적으로 연결된다. 또한, 상기 데이터 검출 시스템(160) 안에는 데이터 처리 유닛(162)이 제공되어 있으며, 상기 데이터 처리 유닛은 도시된 실시예에서 중간 거리용 송/수신 모듈로서 표기되어 있고, 예를 들어 측정 데이터를 디스플레이하기 위하여 그리고 모듈(100)을 초기화하기 위하여 이용될 수 있다.

시스템(160)의 작동 중에는 예컨대 골프공의 정지-모션에 의해서 야기되는 측정 데이터, 즉 가속값들이 예를 들어 하나의 모듈(100)에 의하여 검출될 수 있고, 전자기 전송 채널을 통해 데이터 수신 유닛(161)으로 전달될 수 있다. 이 경우에는 상응하는 전송 채널에 적합한 한 가지 주파수 범위가 적용될 수 있음으로써, 결과적으로 신뢰할만하면서도 에너지 절약적인 신호 전달이 가능해진다. 예를 들어 데이터 수신 유닛(161)은 측정 데이터의 전달 중에는 모듈 바로 가까이에, 예를 들어 상응하는 비터(beater) 안에 또는 정지-모션 지점에 배치될 수 있음으로써, 결과적으로는 상기 모듈(100)의 송신 출력이 매우 낮음에도 신뢰할만한 데이터 전송이 가능해진다. 다른 한편으로는, 상기 데이터 수신 유닛(161)이 상기 모듈(100)과 데이터 수신 유닛(161) 사이에서 이용되는 전송 채널과 비교할 때 상이한 주파수 범위 안에 있을 수 있는 추가의 한 전송 채널을 통해 데이터를 처리 유닛(162)으로 발송함으로써, 결과적으로 상응하는 데이터가 신뢰할만하게 전송되어 데이터 처리 유닛(162) 내에서 상응하게 평가될 수 있다. 이 목적을 위하여 예를 들어 스탠더드에 따른 전송 채널들, 예컨대 블루투쓰-스탠더드가 사용될 수 있는데, 상기 블루투쓰-스탠더드는 통상적인 장치들, 예컨대 PDA, 이동식 전화기, 이동식 컴퓨터 등에 사용될 수 있다. 또한, 외부 데이터 처리 유닛(162)을 통해서도 개별 모듈(100)의 초기화는 상응하는 신호를 발송함으로써 이루어질 수 있다. 예 를 들면 골프공이 정지하기 직전에 초기화가 이루어질 수 있음으로써, 모듈(100)은 절전 상태로부터 데이터를 획득하기 위한 준비를 갖춘 그리고 데이터를 전달하기 위한 준비를 갖춘 상태로 변환된다.

데이터 검출 시스템(160) 내에는 자기 조직화 네트워크를 형성하도록 설계된 다수의 센서 모듈(100)이 제공되어 있다. 예를 들면 정지 동작 후에 상응하는 측정 데이터를 저장하고, 그 다음에 이어서 상응하는 데이터 전달 동작을 가능케 하는 다수의 골프공이 사용될 수 있으며, 이때 자체 송/수신 유닛의 상호 작용 범위 안에 존재하는 골프공들은 효과적인 데이터 전달을 보증하기 위하여 상응하는 네트워크 구조를 생성한다. 이와 같은 방식에 의해서는, 심지어 작용 유효 범위가 매우 작은 경우에도 상이한 골프공들의 다수의 측정 데이터가 데이터 수신 유닛(161)에 제공될 수 있는데, 그 이유는 예를 들어 멀리 떨어진 골프공의 데이터가 상응하는 하나의 통신 경로를 통해 데이터 수신 유닛(161)으로 전달될 수 있기 때문이다.

Claims (59)

1. (a)- 특정 측정 변수에 따라 전기 신호를 출력하도록 형성된 센서 소자;

   (b)- 상기 센서 소자에 연결된 신호 처리 유닛;

   (c)- 상기 신호 처리 유닛으로부터 수신된 데이터를 무선으로 데이터 수신 유닛 및 다른 자립형 센서 모듈들로 전송하고 그리고 데이터 송신 유닛 및 다른 자립형 센서 모듈들로부터 데이터를 수신할 수 있는, 상기 신호 처리 유닛에 연결된 송/수신 유닛;

   (d)- 데이터 메모리;

   (e)- 상기 센서 모듈을 적어도 일시적으로 자립 방식으로 작동하기 위한 에너지 소스;

   (f)- 안테나 장치;

   를 구성 부품들로서 구비하고 치수들이 1 cm³를 초과하지 않는, 자립형 센서 모듈로서,

   언급된 소자들이 스택 모양으로 서로 겹쳐서 놓인 다수의 평면상에 분포되며,

   - 상기 신호 처리 유닛은 제 1 평면(102) 내에 배치되고,

   - 상기 센서 소자는 상기 제 1 평면 내에 배치되거나 연결 케이블을 통해 상기 제 1 평면에 연결되며,

   - 상기 송/수신 유닛은 제 2 평면(105) 내에 배치되고,

   - 상기 에너지 소스는 제 3 평면 내에 배치되며, 언급된 모든 구성 부품들이 기계적으로 안정적인 설치를 목적으로 움직일 수 있는 측정용 물체에 또는 측정용 물체 안에 형성된 캐리어에 설치되는,

   자립형 센서 모듈.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 안테나는 하나의 평면 내에서 2개의 회로 캐리어 사이에 또는 상기 캐리어들 상에 또는 상기 회로 캐리어들 중 하나의 회로 캐리어 상에 배치되는,

   자립형 센서 모듈.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 센서 모듈은 정육면체, 구형 또는 유연한 밴드의 형태인 콤팩트한 형태로 존재하는,

   자립형 센서 모듈.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 자립형 센서 모듈은 적어도 하나의 제 1 작동 상태 그리고 상기 제 1 작동 상태와 상이한 제 2 작동 상태를 취하도록 형성되며, 상기 제 1 작동 상태는 상기 송/수신 유닛에 의해서 적어도 데이터 전송이 비활성화되는 절전 상태이고, 그리고 상기 제 1 작동 상태로부터 상기 제 2 작동 상태로의 전환은 적어도 하나의 기계 신호, 전기 신호, 자기 신호, 전자기 신호, 광학 신호 또는 이러한 신호들 중 다수의 신호의 조합을 이용한 초기화에 의해 이루어지는,

   자립형 센서 모듈.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 제 1 작동 상태로부터 상기 제 2 작동 상태로의 전환을 실행하도록 형성된 제어 유닛이 제공되며, 상기 제어 유닛은, 센서 소자에 의해서 신호 처리 유닛으로 출력된 신호를 이용하여 상기 제 1 작동 상태로부터 상기 제 2 작동 상태로의 전환을 실행하도록 형성되는,

   자립형 센서 모듈.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 신호 처리 유닛은 아날로그/디지털 변환기 그리고 센서 소자에 의해서 출력된 신호를 처리하기 위한 디지털 신호 처리 섹션을 포함하는,

   자립형 센서 모듈.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 신호 처리 과정은 상기 아날로그/디지털 변환기에 의해서 출력된 디지털 데이터를 적어도 부분적으로 소프트웨어 지원 방식으로 신호 처리하기 위한 섹션을 포함하는,

   자립형 센서 모듈.
8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   제 2의 특정 측정 변수에 따라 전기 신호를 출력하기 위한 상기 신호 처리 유닛에 연결되어 있는 적어도 하나의 제 2 센서 소자가 제공되는,

   자립형 센서 모듈.
9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   적어도 상기 신호 처리 유닛 또는 상기 센서는 상기 송/수신 유닛의 적어도 한 부분을 포함하는 집적 회로로서 제공되고, 상기 집적 회로는 또한 상기 센서 소자를 포함하는,

   자립형 센서 모듈.
10. 제 8 항에 있어서,

    상기 측정용 물체는 구기 종목의 움직이는 공(ball)인,

    자립형 센서 모듈.
11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

    상기 센서 소자는 적어도 하나의 가속 센서를 포함하는,

    자립형 센서 모듈.
12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

    상기 에너지 소스는 제너레이터를 포함하고, 상기 제너레이터는 상기 센서 모듈에 작용하는 기계 에너지로부터, 전자기 에너지로부터, 또는 상기 두 가지 에너지의 조합으로부터 상기 센서 모듈의 기능(성)을 유지하기 위한 전기 에너지를 공급하는,

    자립형 센서 모듈.
13. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

    상기 자립형 센서 모듈의 치수들은 0.2 cm³를 초과하지 않는,

    자립형 센서 모듈.
14. 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 두 개 이상의 자립형 센서 모듈을 구비한 센서 모듈 시스템으로서,

    각각의 자립형 센서 모듈은 또한, 상기 센서 모듈 시스템의 추가의 센서 모듈들과 함께 자기 조직화 네트워크를 형성하도록 설계되는,

    센서 모듈 시스템.
15. 제 14 항에 있어서,

    또한, 데이터 수신 유닛이 제공되고, 상기 데이터 수신 유닛은 시스템의 작동 중에 상기 자립형 센서 모듈들 중 적어도 하나의 자립형 센서 모듈과 적어도 일시적으로 연결되는,

    센서 모듈 시스템.
16. 제 14 항에 있어서,

    개별 자립형 센서 모듈들의 송/수신 유닛들은 전자기 신호 전송 채널들을 통해 신호를 전송할 목적으로 형성되고, 적어도 두 가지 상이한 주파수 범위가 제공되며, 상기 두 가지 주파수 범위 중 하나의 주파수 범위는 상기 센서 모듈들의 외부 초기화를 목적으로 제공되는,

    센서 모듈 시스템.
17. 제 14 항에 있어서,

    상기 자립형 센서 모듈들 안에는, 상기 시스템 내에서 미리 정해진 기준에 따라 통신 경로를 결정하기 위한 알고리즘이 설정되어 있고, 상기 미리 정해진 기준은 최단의 통신 경로 또는 에너지 최적화된 통신 경로를 제시해주는,

    센서 모듈 시스템.
18. 데이터 검출 시스템으로서,

    - 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 하나 또는 다수의 자립형 센서 모듈 및

    - 데이터 수신 유닛을 구비하며,

    상기 데이터 수신 유닛은 특정 측정 변수와 연계된 데이터를 상기 하나 또는 다수의 자립형 센서 모듈로부터 무선으로 수신하도록 형성되는,

    데이터 검출 시스템.
19. 제 18 항에 있어서,

    상기 데이터 검출 시스템은 또한, 상기 하나 또는 다수의 센서 모듈 중 적어도 하나의 센서 모듈에 무선으로 데이터를 전송하도록 형성된 데이터 송신 장치를 포함하는,

    데이터 검출 시스템.
20. 제 19 항에 있어서,

    상기 데이터 송신 장치는 상기 적어도 하나의 센서 모듈을 구성하기 위해서 이용되는 제어 데이터를 전송할 목적으로 형성되는,

    데이터 검출 시스템.
21. 제 19 항에 있어서,

    상기 데이터 송신 장치는 상기 데이터 수신 유닛과 마찬가지로 다른 무선 전송 채널로 설계되어 있는,

    데이터 검출 시스템.
22. 제 18 항에 있어서,

    상기 데이터 검출 시스템은 또한, 데이터 수신 유닛 내에서 수신된 데이터를 처리하기 위하여 상기 데이터 수신 유닛에 연결되는 데이터 처리 유닛을 포함하는,

    데이터 검출 시스템.
23. 제 22 항에 있어서,

    상기 데이터 처리 유닛은 무선 전송 채널을 통해 상기 데이터 수신 유닛에 연결되는,

    데이터 검출 시스템.
24. 제 23 항에 있어서,

    상기 데이터 처리 유닛은 적어도 하나의 초기화 신호를 상기 하나 또는 다수의 센서 모듈로 송신하도록 형성되는,

    데이터 검출 시스템.
25. 제 18 항에 있어서,

    상기 하나 또는 다수의 센서 모듈의 송/수신 유닛 그리고 상기 데이터 수신 유닛은 절전 방식의 데이터 전송으로 설계되는,

    데이터 검출 시스템.
26. 제 25 항에 있어서,

    상기 데이터 수신 유닛은 상기 하나 또는 다수의 센서 모듈 안에 에너지를 저장하도록 설계되는,

    데이터 검출 시스템.
27. 제 26 항에 있어서,

    상기 송/수신 유닛은 데이터 전송에 필요한 에너지의 적어도 일부분을 상기 저장된 에너지로부터 얻을 수 있도록 설계되는,

    데이터 검출 시스템.
28. - 측정용 물체에 또는 측정용 물체 안에 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 센서 모듈을 고정하는 단계,

    - 상기 측정용 물체와 연계된 측정 데이터를 상기 센서 모듈 안에서 획득하는 단계,

    - 상기 획득된 측정 데이터를 상기 센서 모듈 안에서 처리하는 단계, 및

    - 상기 처리된 측정 데이터를 상기 센서 모듈로부터 무선으로 전달하는 단계를 포함하는, 데이터 전송 및 검출 방법으로서,

    적어도 하나의 추가 센서 모듈을 제공하며, 상기 추가의 센서 모듈은 적어도 하나의 추가 측정용 물체의 기능을 제한하지 않으면서 상기 적어도 하나의 추가 측정용 물체에 또는 측정용 물제 안에 고정되어 상기 하나의 추가 측정용 물체에 적합하게 조절되고, 그리고 상기 센서 모듈은 측정 데이터를 획득하며, 상기 획득된 측정 데이터를 처리하고, 상기 처리된 측정 데이터를 무선으로 전달하고, 상기 센서 모듈 및 상기 적어도 하나의 추가 센서 모듈은 일시적으로 데이터를 교환하며, 상기 획득된 측정 데이터의 처리 과정은 보다 긴 시간 범위에 걸쳐서 이루어지는 데이터 저장, 데이터 필터링, 임계값 결정, 컴퓨터를 이용한 평가 중 적어도 하나의 기능을 포함하는,

    데이터 검출 방법.
29. 제 28 항에 있어서,

    상기 측정 데이터의 획득 과정은 하나 또는 다수의 센서 소자를 사용하여 하나 또는 다수의 특정 측정 변수를 위한 측정값을 결정하는 과정을 포함하는,

    데이터 검출 방법.
30. 제 28 항에 있어서,

    상기 획득된 측정 데이터의 처리 과정은 아날로그-디지털 변환 과정 그리고 디지털 신호 처리 과정을 포함하는,

    데이터 검출 방법.
31. 제 30 항에 있어서,

    상기 신호 처리 과정을 소프트웨어에 의해서 컴퓨터 장치에서 실행하는,

    데이터 검출 방법.
32. 제 28 항에 있어서,

    적어도 상기 처리된 측정 데이터의 전달이 중단되는 절전 상태를 일시적으로 취하는,

    데이터 검출 방법.
33. 제 32 항에 있어서,

    상기 절전 상태 동안 적어도 상기 측정 데이터의 획득 과정을 중단하는,

    데이터 검출 방법.
34. 제 32 항에 있어서,

    외부로부터 제공되는 초기화 신호에 의하여 상기 절전 상태를 실행하는,

    데이터 검출 방법.
35. 제 32 항에 있어서,

    획득된 측정 데이터를 토대로 하여 상기 절전 상태를 실행하는,

    데이터 검출 방법.
36. 제 28 항에 있어서,

    상기 방법은 또한, 상기 센서 모듈의 작동에 필요한 에너지의 적어도 일부분을 제공하기 위하여 무접촉 방식의 에너지 공급 단계를 포함하는,

    데이터 검출 방법.
37. 제 36 항에 있어서,

    데이터를 전달하는 동안에 상기 무접촉 방식의 에너지 공급을 실행하는,

    데이터 검출 방법.
38. 제 28 항에 있어서,

    상기 측정용 물체에 작용하는 기계적인 작용으로부터 상기 센서 모듈을 작동시키기 위한 에너지를 획득하는,

    데이터 검출 방법.
39. 제 28 항에 있어서,

    상기 방법은 또한, 상기 센서 모듈 안에서 데이터를 수신하는 단계를 포함하며, 상기 수신된 데이터는 제어 데이터, 측정 데이터, 또는 제어 데이터 및 측정 데이터를 포함하는,

    데이터 검출 방법.
40. 제 28 항에 있어서,

    상기 센서 모듈 및 상기 적어도 하나의 추가 센서 모듈은 자체 조직화 네트워크로서 작동하는,

    데이터 검출 방법.
41. 제 40 항에 있어서,

    상기 방법은 또한, 상기 센서 모듈, 상기 적어도 하나의 추가 센서 모듈, 또는 상기 적어도 하나의 추가 센서 모듈과 조합된 상기 센서 모듈의 처리된 센서 데이터를 데이터 수신 유닛으로 전달하는 단계를 포함하는,

    데이터 검출 방법.
42. 제 41 항에 있어서,

    상기 방법은 또한, 데이터를 상기 데이터 수신 유닛으로 전송하기 위하여, 상기 센서 모듈 및 상기 적어도 하나의 추가 센서 모듈과의 통신 경로를 형성하는 단계를 포함하는,

    데이터 검출 방법.
43. 제 28 항에 있어서,

    상기 처리된 측정 데이터를 전달할 때에는 상이한 주파수 범위들을 갖는 전송 채널들을 이용할 수 있는,

    데이터 검출 방법.
44. 제 28 항에 있어서,

    이용 중에는 상기 측정용 물체를 적어도 일시적으로 이동시키는,

    데이터 검출 방법.
45. 제 44 항에 있어서,

    상기 측정용 물체는 움직이는 운동 기구인,

    데이터 검출 방법.
46. 자립형 센서 모듈을 제조하기 위한 방법으로서,

    - 선택된 측정용 물체를 위하여 센서 모듈의 크기 및 구조적 형상을 결정하는 단계를 포함하고, 이 단계에서 상기 크기 및 구조적 형상은 상기 센서 모듈의 용적이 1 ㎤ 초과하지 않고 그리고 상기 센서 모듈의 설치 후에 상기 측정용 물체의 기능을 제한하지 않도록 선택되며,

    - 센서 모듈, 경우에 따라서는 추가의 센서 모듈들과 조합으로 된 센서 모듈의 제조 단계를 포함하고, 이 단계에서 상기 센서 모듈 또는 각각의 센서 모듈은 1 ㎤ 초과하지 않는 치수들을 가지며 그리고 이하의 구성 부품들, 즉

    (a)- 센서 소자;

    (b)- 상기 센서 소자에 연결된 신호 처리 유닛;

    (c)- 상기 신호 처리 유닛으로부터 수신된 데이터를 무선으로 데이터 수신 유닛 및 추가의 자립형 센서 모듈들로 전송하고 그리고 데이터 송신 유닛 및 다른 센서 모듈들로부터 데이터를 수신할 수 있는, 상기 신호 처리 유닛에 연결된 송/수신 유닛;

    (d)- 데이터 메모리;

    (e)- 상기 센서 모듈을 적어도 일시적으로 자립 방식으로 작동하기 위한 에너지 소스; 및

    (f)- 안테나 장치;

    를 포함하며,

    - 언급된 소자들이 스택 모양으로 서로 겹쳐서 놓인 다수의 평면상에 분포되며,

    - 상기 신호 처리 유닛은 제 1 평면(102) 내에 배치되고,

    - 상기 센서 소자는 상기 제 1 평면 내에 배치되거나 연결 케이블을 통해 상기 제 1 평면에 연결되며

    - 상기 송/수신 유닛은 제 2 평면(105) 내에 배치되고,

    - 상기 에너지 소스는 제 3 평면 내에 배치되며, 언급된 모든 구성 부품들이 기계적으로 안정적인 설치를 목적으로 움직일 수 있는 측정용 물체에 또는 측정용 물체 안에 형성된 캐리어에 설치되는,

    자립형 센서 모듈의 제조 방법.
47. 제 46 항에 있어서,

    상기 두 개 이상의 구성 부품들 (a) 내지 (d)를 하나의 공통된 집적 회로 안에서 제조하는,

    자립형 센서 모듈의 제조 방법.
48. 제 46 항 또는 제 47 항에 있어서,

    상기 하나 또는 다수의 센서 모듈을 제조하기 위하여 유연한 회로 캐리어를 사용하는,

    자립형 센서 모듈의 제조 방법.
49. 제 46 항 또는 제 47 항에 있어서,

    상기 하나 또는 다수의 센서 모듈을 제조하기 위하여 패시브 회로 구성 소자, 광학 구성 소자, 마이크로 기계식 구성 소자 또는 상기 소자들의 조합을 회로 캐리어 기판 안에 집적하는,

    자립형 센서 모듈의 제조 방법.
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