KR101517503B1 - 사물지능통신 및 사물인터넷을 위한 광대역모뎀 기반 다중센서장비 제어시스템 - Google Patents

사물지능통신 및 사물인터넷을 위한 광대역모뎀 기반 다중센서장비 제어시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 사물지능통신 및 사물인터넷을 위한 광대역모뎀 기반 다중센서장비 제어시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 다중의 센서장비가 수집한 정보를 전달받아 이의 처리를 수행하는 어플리케이션프로세서부; 상기 어플리케이션프로세서부와 다수개의 센서장비와의 물리적 연결을 수행하는 인터페이스부; 상기 어플리케이션프로세서부가 수집하고 처리한 정보를 무선통신망을 통하여 외부의 다른 사물로 전달하는 무선광대역모뎀부(120); 상기 다중의 센서장비를 개별적 또는 통합적으로 제어할 수 있는 어플리케이션 프로그램을 저작하고 입력하며 상기 인터페이스부를 통하여 상기 어플리케이션프로세서부에 상기 어플리케이션 프로그램을 업로딩하는 컴퓨터단말기; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 센서장비의 제어시스템에 관한 것이다.

Description

사물지능통신 및 사물인터넷을 위한 광대역모뎀 기반 다중센서장비 제어시스템{Control system for multi sensing devices on the basis of wide area network modems in order for M２M and IoT}
본 발명은 사물지능통신 및 사물인터넷을 위한 광대역모뎀 기반 다중센서장비 제어시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 다중의 센서장비가 수집한 정보를 전달받아 이의 처리를 수행하는 어플리케이션프로세서부; 상기 어플리케이션프로세서부와 다수개의 센서장비와의 물리적 연결을 수행하는 인터페이스부; 상기 어플리케이션프로세서부가 수집하고 처리한 정보를 무선통신망을 통하여 외부의 다른 사물로 전달하는 무선광대역모뎀부; 상기 다중의 센서장비를 개별적 또는 통합적으로 제어할 수 있는 어플리케이션 프로그램을 저작하고 입력하며 상기 인터페이스부를 통하여 상기 어플리케이션프로세서부에 상기 어플리케이션 프로그램을 업로딩하는 컴퓨터단말기; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 센서장비의 제어시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 사물지능통신(Machine to Machine, 약칭 'M2M'이라 함)이란 장비에 센서기능과 통신기능을 부여하여 사물이 지능적으로 주변환경에 관한 정보를 수집하고, 수집된 정보를 다른 사물로 전달할 수 있는 통신을 가리킨다.
이와 같은 사물지능통신은 현재 텔레메틱스(telematics)장비, 차량관제장비, 보안장비, 기상관측장비, 위치추적장비, 음식물종량제측정장비, 원격검침장비 등의 다양한 분야에 사용되고 있으며, 향후 이러한 사물지능통신의 사용 분야는 보다 넓어질 것으로 전망되고 있다.
나아가, 사물인터넷(Internet of Things, 약칭 'IoT'이라 함)이란 상기 사물지능통신의 개념을 인터넷(internet)과 연동하여 확장시킨 개념으로서, 센서기능과 통신기능을 가진 장비가 인터넷을 통하여 다른 장비로 수집된 정보를 전달하거나 상호 교환할 수 있도록 구축된 통신망을 의미한다.
도 1 은 사물지능통신을 위한 일반적인 센서장비의 제어시스템을 도시한 것이다.
도면을 참조하면, 제어시스템(1)은, 센서장비(5)와 통신을 수행하여 센서장비(5)가 수집한 정보를 전달받아 이의 정보처리를 수행하는 사물지능통신용 프로세서(2)와, 상기 프로세서(2)의 정보처리의 수행을 위한 프로그램을 저장하는 메모리(3)와, 상기 프로세서(2)가 수집하여 처리한 정보를 무선망을 통하여 시스템 외부로 전달하는 무선광대역모뎀(4)으로 구성된다.
이때, 상기 센서장비(5)는 기본적으로 제어시스템(1)과 인터페이스에 따른 상호 통신을 위해서 명령어를 주고 받을 수 있도록 독립적인 프로세서를 구비하게 된다.
그리고, 상기 센서장비(5)와 상기 프로세서(2)는 USB 인터페이스 방식 또는 RS-232C 인터페이스 방식으로 연동된다.
또한, 상기 무선광대역모뎀(4)(Wireless Wide Area Network Modem, 약칭 'WWAN Modem'이라 함)은 무선망을 기반으로 하여 광대역의 음성통신 또는 데이터통신을 지원하는 모뎀이다.
그러나, 상기와 같은 종래 일반적인 센서장비 제어시스템은 다음과 같은 제약사항이 수반되는 문제점이 있었다.
첫째, 센서장비(5)의 기능 구성에 따라서 제어시스템(1)의 기능 구성이 정해짐으로 인하여 상기 센서장비(5)가 변경될 경우, 상기 제어시스템(1)의 장치의 소프트웨어나 하드웨어 구성이 변경되어야 하는 문제점이 있었다.
둘째, 만일 상기 제어시스템(1)과 상기 센서장비(5) 간의 물리적인 인터페이스 규격이 변경될 경우, 상기 제어시스템(1)이 상기 센서장비(5)에 해당하는 인터페이스를 구비하지 않은 경우에는 상기 제어시스템(1)의 인터페이스를 변경하여야 하므로 비용과 시간 낭비를 야기하는 문제점이 있었다.
셋째, 만일 상기 제어시스템(1)의 소프트웨어가 수정될 경우에는 해당 소프트웨어의 펌웨어(firm ware)를 전체적으로 업그레이드(upgrade)하여야 하는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 창안된 것으로서, 다양한 센서장비와 연동되면서 이와 동시에 개방형 운영체제(Linux, RTOS 등)를 통하여 센서장비에 해당하는 어플리케이션(Application)을 수행할 수 있는 다중센서장비 제어시스템을 제공한다.
또한, 광대역모뎀에서 제공하는 다양한 인터페이스를 활용하여 외부의 다양한 센서장비와 연동할 수 있는 다중센서장비 제어시스템을 제공한다.
상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명 사물지능통신 및 사물인터넷을 위한 광대역모뎀 기반 다중센서장비 제어시스템은, 다중의 센서장비가 수집한 정보를 전달받아 이의 처리를 수행하는 어플리케이션프로세서부(application processor); 상기 어플리케이션프로세서부와 다수개의 센서장비와의 물리적 연결을 수행하는 인터페이스부; 상기 어플리케이션프로세서부가 수집하고 처리한 정보를 무선통신망을 통하여 외부의 다른 사물로 전달하는 무선광대역모뎀부(WWAN Modem); 상기 다중의 센서장비를 개별적 또는 통합적으로 제어할 수 있는 어플리케이션(Application) 프로그램을 저작하고 입력하며, 상기 인터페이스부를 통하여 상기 어플리케이션프로세서부에 상기 어플리케이션 프로그램을 업로딩하는 컴퓨터단말기; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 사물지능통신 및 사물인터넷을 위한 광대역모뎀 기반 다중센서장비 제어시스템은, 컴퓨터단말기에서 어플리케이션 프로그램의 저작을 하여 이를 개방형 운영체제에 의하여 구동되는 어플리케이션프로세서에 업로딩시켜 해당 프로그램을 실행시킬 수 있으므로, 센서장비의 기능 구성에 따라서 센서장비의 제어시스템의 프로그램의 변경을 용이하게 수행할 수 있는 탁월한 효과를 발현함으로써 사물지능통신(Machine to Machine) 및 사물인터넷(Internet of Things)을 위한 다중의 센서장비의 설계와 제어 및 그 유지관리를 효율적으로 수행할 수 있는 매우 진보한 발명인 것이다.
도 1 은 종래 일반적인 센서장비의 제어시스템의 블럭다이어그램,
도 2 는 본 발명 센서장비의 제어시스템의 블럭다이어그램,
도 3 은 본 발명 센서장비의 제어시스템의 어플리케이션프로세서부의 구성도,
도 4 및 도 5 는 본 발명 센서장비를 제어하기 위한 프로그램을 컴퓨터단말기에서 본 발명 제어시스템으로 업로드하는 단계를 나타내는 순서도,
도 6 은 본 발명 실시예의 센서장비의 제어시스템의 블럭다이어그램,
도 7 은 본 발명 실시예의 센서장비의 제어시스템이 기판에 실장된 상태를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부 도면에 의거하여 본 발명의 사물지능통신 및 사물인터넷을 위한 광대역모뎀 기반 다중센서장비 제어시스템의 구성을 상세하게 설명한다.
단, 개시된 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분하게 전달될 수 있도록 하기 위한 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 태양으로 구체화될 수도 있다.
또한, 본 발명 명세서에서 사용되는 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 2 는 본 발명 센서장비의 제어시스템의 블럭다이어그램이다.
도면을 참조하면, 본 발명 제어시스템(10)은, 사물지능통신 및 사물인터넷을 위한 다중의 센서장비(140,150,160)를 제어하는 시스템으로서, 무선광대역모뎀(WWAN 모뎀)을 이용하여 무선으로 외부의 다른 사물에 상기 센서장비(140,150,160)가 수집한 정보를 전달할 수 있다.
또한, 본 발명 제어시스템(10)은 실시간운영체제(RealTimeOS, RTOS), 리눅스(Linux), 안드로이드(Android), 윈모바일(WinMobile)과 같은 개방형 운영체제(Operating System)하에서 제어시스템(10)에 연동된 센서장비(140,150,160)를 개별적 또는 통합적으로 제어할 수 있는 어플리케이션(application) 프로그램이 인스톨(install)되어 구동될 수 있다.
보다 상세하게 설명하면, 상기 제어시스템(10)은, 외부의 센서장비(140,150,160)가 수집한 정보를 전달받아 이의 처리를 수행하는 어플리케이션프로세서부(application processor)(100)와, 상기 어플리케이션프로세서(100)부와 다수개의 센서장비(140,150,160)와의 물리적 연결을 수행하는 인터페이스부(110)와, 상기 어플리케이션프로세서부(100)가 수집하고 처리한 정보를 무선통신망을 통하여 외부의 다른 사물로 전달하는 무선광대역모뎀부(WWAN Modem)(120)와, 상기 어플리케이션프로세서부(100)가 수집하고 처리한 정보를 광대역통신망(WAN) 또는 근거리통신망(LAN)을 통하여 외부의 다른 사물로 전달하는 WAN/LAN 통신부(130)을 포함하여 구성된다. 이때, 상기 WAN/LAN 통신부(130)는 필요에 따라서 생략가능하다.
또한, 본 발명의 제어시스템(10)은 다양한 광대역 무선주파수를 지원하기 위하여 내부적으로 라인그리드어레이(LGA)(Line Grid Array), 볼그리드어레이(BGA)(Ball Grid Array), 소켓형식의 모듈(40Pin,60Pin,80Pin 소켓모듈 등), 피아이씨익스프레스(PIC Express), 엔지에프에프(NGFF) 형식의 광대역기반모듈을 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 제어시스템(10)에 의하여 제어되는 센서장비는 도면에 도시된 바와 같이 센서장비1(140), 센서장비2(150) 및 센서장비N(160)의 총 N 개의 다수개의 센서장비들로 이루어져 있으며, 이들 센서장비는 예를 들어 텔레메틱스(telematics)센서, 차량관제센서, 보안센서, 기상관측센서, 위치추적센서, 음식물종량제측정센서, 원격검침센서 등의 다양한 분야에 활용되고 있는 센서장비를 들수 있다.
나아가, 본 발명 제어시스템(10)은 상기 개방형 운영체제 및 센서장비(140,150,160)를 개별적 또는 통합적으로 제어할 수 있는 어플리케이션 (Application)프로그램을 저작하고 입력하는 컴퓨터단말기(170)가 상기 인터페이스부(110)를 통하여 연결될 수 있다.
또한, 무선통신망 및 유선통신망을 기반으로 하는 상기 무선광대역모뎀부(WWAN Modem)(120)와, 상기 WAN/LAN 통신부(130)를 통하여 인터넷 서비스를 제공받기 위하여 상기 어플리케이션프로세서부(100)는 유무선 기반의 모뎀 기능을 수행하기 위한 DSP(Digital Signal Processor) 기능을 내장한다.
상기 무선광대역모뎀부(WWAN Modem)(120)는, 예를 들어, 무선 기반의 통신망인 엘티이(LTE)(Long Term Evolution), 엘티이-어드벤스(LTE-A 또는 LTE-Advance), 와이멕스(WiMAX), 와이브로(WiBro), 에이치에스피에이(HSPA), 에이치에스유피에이(HSUPA), 에이치에스디피에이(HSDPA), 더블유씨디엠에이(WCDMA), 1xEVDO, 지피알에스(GPRS), 이디지이(EDGE) 등의 이동통신 무선기반의 데이터 서비스 통신망 또는 IEEE 802.11 b/g/n/ac와 같은 무선기반의 통신망과 접속되어 통신을 수행한다.
또한, 상기 WAN/LAN 통신부(130)부는, 예를 들어, 유선 기반의 통신망인 RJ-45 이더넷(Ethernet) 인터페이스 기반의 PPPoE(PPP over Ethernet)과 같은 에이에스엘(ADSL)과 같은 유선 기반의 통신망과 접속되어 통신을 수행한다.
상기 인터페이스부(110)는 센서장비(140,150,160)와 연동할 수 있는 다양한 주변부 입출력(Peripheral InPut/OutPut)용의 인터페이스이며, 이러한 인터페이스로서는 예를 들어, GPIOs, RS-232C, UARTs, USBs, SPIs, SDIOs, ADCs(A/D Converter), PCM, EAR, MIC 와 같은 다양한 규격의 인터페이스를 채용할 수 있다. 또한, 상기 인터페이스부(110)는 상기 WAN/LAN 통신부(130)용 인터페이스로서 예를 들어, RJ-45 이더넷(Ethernet) 인터페이스를 채용할 수 있다.
이때, 상기의 인터페이스부(110)의 인터페이스 방식은 상기 센서장비의 인터페이스 방식에 따라서 결정된다. 예를 들어, 상기 센서장비1(140)이 RS-232C 방식의 인터페이스로 구성되어 있다면, 상기 인터페이스부(110)도 RS-232C 방식의 인터페이스로 구성하여 본 발명 제어시스템(10)과 센서장비1(140)가 상호 연동되고, 이에 따른 인터페이스 규격을 준수하는 프로토콜을 통해서 상기 센서장비1(140)이 수집한 정보가 제어시스템(10)으로 송수신 될 수 있다.
또한, 예를 들어, 센서장비2(150)가 제어시스템(10)으로 아날로그 신호를 ADC 인터페이스 규격에 따라서 전달하게 되면, 상기 무선광대역모뎀부(120)가 전달된 아날로그 신호를 주기적으로 표본화(Sampling)하여 양자화 과정을 통하여 데이터 수치화하는 기능을 수행할 수 있다.
또한, 예를 들어, 센서장비N(160)이 제어시스템(10)과 GPIOs 방식의 인터페이스로서 연동되어 있다면, 센서장비N(160)에 설치된 LED 와 같은 표시부를 On/Off 시키거나 센서장비N(160)의 특정 신호를 상기 제어시스템(10)으로 전송함으로써 특정 신호에 따른 후속 처리를 수행함으로써, 제어시스템(10)이 특정 이벤트(event)를 감지하기 위한 인터럽트(interrupt) 기능을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명 제어시스템(10)과 상기 컴퓨터단말기(170)이 연동됨으로써 상기 상기 어플리케이션프로세서부(100)의 운영체재와 상기 컴퓨터단말기(170)의 운영체제(Win7, Win8, Linux 등)와 상호 연동이 가능하다.
그러면, 상기 컴퓨터단말기(170)의 운영체제와 어플리케이션프로세서부(100)의 운영체제를 이용하여 센서장비를 제어하기 위한 프로그램의 크로스 컴파일(Cross-Compile)이 가능하게 되므로, 상기 컴퓨터단말기(170)를 이용하여 제어시스템(10)과 연결된 센서장비를 제어하기 위한 프로그램의 개발이 가능하고, 나아가 개발된 프로그램 파일의 어플리케이션 바이너리(application binary) 파일을 어플리케이션프로세서부(100)에 업로드(upload)하여 어플리케이션프로세서부(100)에 의하여 해당 프로그램이 실행될 수 있게 된다.
이때, 본 발명 제어시스템(10)과 상기 컴퓨터단말기(170)의 연결은 상기 인터페이스부(110)에서 제공하는 USB나 RS-232C 인터페이스를 통하여 연결 가능하고, 선택적으로는, 상기 인터페이스부(110)에서 제공하는 RJ-45 이더넷(Ethernet) 인터페이스를 통하여 연결 가능하다.
도 3 은 본 발명 센서장비의 제어시스템의 어플리케이션프로세서부(100)의 상세한 구성을 나타낸 도면이다.
도면을 참조하면, 상기 어플리케이션프로세서부(100)는 실시간운영체제(RealTimeOS, RTOS), 리눅스(Linux), 안드로이드(Android), 윈모바일(WinMobile)과 같은 개방형 운영체제(Operating System)가 인스톨되어 실행되는 운영체제구동영역(Operating System)(101)과, 상기 무선광대역모뎀부(WWAN Modem)(120)와WAN/LAN 통신부(130)의 제어를 위한 통신수단구동영역(102)과, 상기 운영체제구동영역(101)과 통신수단구동영역(102)의 하드웨어 부분에 해당하는 하드웨어적용층(103)(Hardware Adaption Layer, 약칭하여 통상적으로 'HAL'이라 함)(103)과, 상기 하드웨어적용층과 외부 주변기기와의 인터페이스 버스인 주변기기입출력모듈(Peripheral I/O Module)(104)와, 센서장비와의 연동을 위한 센서장비인터페이스버스(105)와, 상기 무선광대역모뎀부(120)과 WAN/LAN 통신부(130)와의 연동을 위한 통신수단인터페이스버스(106)과, 센서장비와의 연결을 수행하는 인터페이스용 커넥터(107)로 이루어진다.
따라서, 상기 운영체제구동영역(101)은 개방형 운영체제가 실행되므로, 운영체제의 해당하는 크로스 컴파일(Cross-Compile) 및 개발 환경을 컴퓨터단말기(170)에 제공함으로써, 컴퓨터단말기(170)가 센서장비를 위한 특정한 어플리케이션 프로그램을 개발하여 운영체제구동영역(101)으로 어플리케이션 바이너리(application binary) 파일의 업로드와 이의 실행을 매우 용이하게 수행할 수 있게 된다.
도 4 및 도 5 는 본 발명 센서장비를 제어하기 위한 프로그램을 컴퓨터단말기에서 본 발명 제어시스템으로 업로드하는 단계를 나타낸 순서도이다.
먼저, 도 4 를 참조하면, 도시된 순서도는 컴퓨터단말기(170)에서 특정한 센서장비를 제어하기 위한 어플리케이션 프로그램을 개발한 후, 본 발명 시스템(10)으로 개발된 해당 어플리케이션 프로그램을 업로드하여 실행하는 단계를 나타낸다.
예를 들어, 다수개의 센서장비중 어느 하나의 센서장비가 지피에스(GPS) 센서장비이고, 다른 하나는 조도측정 센서장비이고, 또 다른 하나는 온도측정 센서장비이면서, 상기 지피에스 센서장비는 제어시스템(10)과 RS-232C 방식으로 연결되고, 상기 조도측정 센서장비는 제어시스템(10)과 I2C 방식으로 연결되고, 상기 온도측정 센서장비는 제어시스템(10)과 SPI 방식으로 연결된 경우, 컴퓨터단말기(170)가 이러한 각각의 센서장비들과의 연동을 위한 개별 어플리케이션 프로그램을 개발하고, 상기 지피에스(GPS) 센서장비에 해당하는 어플리케이션 바이너리 파일, 상기 조도측정 센서장비에 해당하는 어플리케이션 바이너리 파일, 상기 온도측정 센서장비에 해당하는 어플리케이션 바이너리 파일을 본 발명 제어시스템(10)의 어플리케이션프로세서(100)의 운영체제구동영역(101)로 업로드하여 실행하는 각 단계를 나타내고 있다.
구체적으로는, 컴퓨터단말기(170)가 센서장비1(140)를 제어하는 단일한 어플리케이션 프로그램의 개발을 시작하면(S 100), 센서장비1(140)과 상호통신을 위한 인터페이스 및 연동방법을 설정하고(S 101), 센서장비1(140)과의 상호통신을 위한 어플리케이션프로그램의 기본 기능을 구성한 다음(S 102), 어플리케이션 프로그램 내 센서장비1(140)의 제어 및 운용을 위한 기능을 구성하고(S 103), 어플리케이션 프로그램내 센서장비1(140)로부터 생성되는 정보의 수집 관리 및 서버와의 연동 기능을 구성하고(S 104), 상기 센서장비1(140)의 어플리케이션 프로그램이 완료되면 컴퓨터단말기(170)를 이용하여 완료된 어플리케이션 프로그램의 크로스 컴파일을 수행하고(S 105), 크로스 컴파일 결과 생성된 어플리케이션 바이너리 파일을 제어시스템(10)의 어플리케이션프로세서(100)의 운영체제구동영역(101)으로 업로드하며(S 106), 이후, 운영체제구동영역(101)이 업로드된 어플리케이션 바이너리 파일을 실행하여 해당 어플리케이션 프로그램의 기능이 수행되게 한다(S 107).
그리고, 해당 센서장비1(140)에 적용된 상기와 같은 S 100 내지 S 107 의 과정은 센서장비2(150) 또는 센서장비N(160)과 같은 다른 센서장비의 어플리케이션 프로그램의 작성 및 업로드와 그 실행단계에도 동일하게 적용되므로 그 상세한 설명은 생략한다.
다음으로, 도 5 에 도시된 순서도는 컴퓨터단말기(170)에서 다수개의 센서장비들을 동시에 제어하기 위한 단일한 어플리케이션 프로그램을 개발한 후, 본 발명 시스템(10)으로 개발된 해당 어플리케이션 프로그램을 업로드하여 실행하는 단계를 나타낸다.
예를 들어, 다수개의 센서장비중 어느 하나의 센서장비가 지피에스(GPS) 센서장비이고, 다른 하나는 조도측정 센서장비이고, 또 다른 하나는 온도측정 센서장비이면서, 상기 지피에스 센서장비는 제어시스템(10)과 RS-232C 방식으로 연결되고, 상기 조도측정 센서장비는 제어시스템(10)과 I2C 방식으로 연결되고, 상기 온도측정 센서장비는 제어시스템(10)과 SPI 방식으로 연결된 경우, 컴퓨터단말기(170)가 이러한 다수개의 센서장비들을 동시에 제어하기 위한 단일한 어플리케이션 프로그램을 개발한 후, 본 발명 시스템(10)으로 개발된 해당 어플리케이션 프로그램을 업로드하여 실행하는 각 단계를 나타내고 있다.
구체적으로는, 컴퓨터단말기(170)가 다수개의 센서장비들을 동시에 제어하는 단일한 어플리케이션 프로그램의 개발을 시작하면(S 200), 센서장비1(140)과 상호통신을 위한 인터페이스 및 연동방법을 설정하고(S 201), 어플리케이션 프로그램 내 센서장비1(140)의 제어 및 운용을 위한 기능을 구성하고(S 202), 어플리케이션 프로그램내 센서장비1(140)로부터 생성되는 정보의 수집 관리 및 서버와의 연동 기능을 구성한다(S 203).
이후, 상기 센서장비1(140)에 적용된 상술한 S 201 내지 S 203 단계가 다른 센서장비2(150) 및 센서장비N(160)에도 동일하게 적용된다.
즉, 센서장비2(150)과 상호통신을 위한 인터페이스 및 연동방법을 설정하고(S 204), 어플리케이션 프로그램 내 센서장비2(150)의 제어 및 운용을 위한 기능을 구성하고(S 205), 어플리케이션 프로그램내 센서장비2(150)로부터 생성되는 정보의 수집 관리 및 서버와의 연동 기능을 구성한다(S 206).
이어서, 센서장비N(160)과 상호통신을 위한 인터페이스 및 연동방법을 설정하고(S 207), 어플리케이션 프로그램 내 센서장비N(160)의 제어 및 운용을 위한 기능을 구성하고(S 208), 어플리케이션 프로그램내 센서장비N(160)로부터 생성되는 정보의 수집 관리 및 서버와의 연동 기능을 구성한다(S 209).
이후, 상기 S 201 내지 S 209 단계를 통하여 작성된 다수개의 센서장비들을 동시에 제어하기 위한 단일 어플리케이션 프로그램이 완료되면 컴퓨터단말기(170)를 이용하여 완료된 어플리케이션 프로그램의 크로스 컴파일을 수행하고(S 210), 크로스 컴파일 결과 생성된 어플리케이션 바이너리 파일을 제어시스템(10)의 어플리케이션프로세서(100)의 운영체제구동영역(101)으로 업로드하며(S 211), 이후, 운영체제구동영역(101)이 업로드된 어플리케이션 바이너리 파일을 실행하여 해당 어플리케이션 프로그램의 기능이 수행되게 한다(S 212).
도 6 은 본 발명 실시예의 센서장비의 제어시스템의 블럭다이어그램이다.
도시된 본 발명의 실시예의 구성은 도 2 에 도시된 본 발명 제어시스템과 기본적으로 동일하다. 다만, 실시예는 보다 구체적인 구성요소를 포함한 것으로서, 본 발명 다중센서의 제어시스템(1000)은, 개방형 운영체제를 지원하는 어플리케이션프로세서(1001)와, 인터넷 서비스를 공급받기 위한 RF 송수신 소자로 구성된 무선광대역모뎀부(1003)와, 광대역통신망(WAN) 또는 근거리통신망(LAN)을 통하여 인터넷 서비스를 공급받기 위한 WAN/LAN 통신부(1004)와, 메모리소자(1002)로 구성된다. 이때, 상기 WAN/LAM 통신부(1004)는 필요에 따라 생략가능하다.
상기 어플리케이션프로세서(1001)의 내부 주변기기입출력모듈(Peripheral I/O Module)(UART, GPIO, SPI, I2C, USB, SDIO, MII, RGMII, EAR, MIC, ADC, PCM 등)은 시스템 버스(1005)를 통하여 인터페이스커넥터(Interface Connector)(1006)와 연결된다.
이때, 상기 인터페이스커넥터(1006)의 구성은 상기 시스템 버스(1005)와 연계하여 시스템 버스(1005)에서 제공하는 UART 신호를 레벨변환한 후의 RS-232C 커넥터의 구성. 또는 USB 신호에 해당하는 USB 커넥터, SDIO 버스 신호에 해당하는 micro-SD 카드 슬롯의 구성, 또는 EAR/MIC 버스 신호에 해당하는 EAR/MIC 커넥터 구성, 또는 MII나 RGMII 신호에 해당하는 RJ-45 Ethernet 커넥터 구성 또는, 기타 SDIO, UART, SPI, I2C 버스 신호를 연결할 수 있는 확장 가능한 인터페이스 커넥터에 대한 구성 등이 채용 가능하다.
또한, 센서장비1(1100)의 인터페이스1(1101)이 버스(1102)를 통하여 상기 인터페이스커넥터(1006)와 연결된다. 예를 들면, 상기 센서장비1(1100)의 인터페이스1(1101)의 RS-232C 인터페이스 방식인 경우, 상기 버스(1102)는 RS-232C 인터페이스를 위한 케이블과 커넥터로 구성되며, 상기 인터페이스커넥터(1006) 역시 상기 인터페이스1(1101)과 동일한 RS-232C 방식의 인터페이스로 구성된다.
또한, 센서장비2(1200)의 인터페이스2(1201)이 버스(1202)를 통하여 상기 인터페이스커넥터(1006)과 연결된다. 예를 들면, 상기 센서장비2(1200)의 인터페이스2(1201)이 USB 인터페이스 방식의 경우, 상기 버스(1202)는 USB 인터페이스를 위한 케이블과 커넥터로 구성되며, 상기 인터페이스커넥터(1006) 역시 상기 인터페이스2(1201)과 동일한 USB 방식의 인터페이스로 구성된다.
또한, 센서장비3(1300)의 인터페이스3(1301)이 버스(1302)를 통하여 상기 인터페이스커넥터(1006)과 연결된다. 예를 들면, 상기 센서장비3(1300)의 인터페이스3(1301)이 I2C 인터페이스 방식의 경우, 상기 버스(1302)는 I2C 인터페이스를 위한 케이블과 커넥터로 구성되며, 상기 인터페이스커넥터(1006) 역시 상기 인터페이스3(1301)과 동일한 I2C 방식의 인터페이스로 구성된다.
이하, 센서장비4(1400)와 이를 위한 인터페이스4(1401)와 버스(1402) 및 센서장비N(1500)과 이를 위한 인터페이스5(1501)와 버스(1502) 역시 상술한 바와 마찬가지로 센서장비4(1400) 및 센서장비N(1500)들의 각 인터페이스(1401,1501)의 방식에 따라서 각 버스(1402,1502)와 인터페이스커넥터(1006)의 인터페이스 방식이 결정된다.
또한, 컴퓨터단말기(1600)의 인터페이스6(1601)과 상기 인터페이스커넥터(1006)가 연결된다. 예를 들어, 상기 컴퓨터단말기(1600)의 인터페이스6(1601)이 USB 나 RS-232C 나 RJ-45 Ethernet 인터페이스 방식이라면, 상기 컴퓨터단말기(1600)에서 특정한 센서장비를 위하여 개발된 어플리케이션 프로그램은 USB 나 RS-232C 나 RJ-45 Ethernet 방식의 인터페이스를 통하여 상기 어플리케이션프로세서(1001)로 업로드되어 실행될 수 있다.
도 7 은 본 발명 실시예의 센서장비의 제어시스템이 기판에 실장된 상태를 나타내는 도면이다.
본 발명 실시예의 센서장비의 제어시스템은 다양한 외부의 센서장비와 연동할 수 있도록 다양한 인터페이스 커넥터를 구비한 구조를 나타내고 있다.
즉, 제어시스템(1000)과 내부적으로 접속된 인터페이스커넥터(1006)를 매게로 하여 RS-232C Serial 커넥터(1801), 확장가능한(Extensional) I/O 커넥터(1802), USB 커넥터(1803), SDIO 커넥터(1804), EAR/MIC 커넥터(1805), LAN 및 WAN Ethernet 커넥터(1806,1807)이 구비된다.
미설명부호 1808 은 도 6 의 전원(1700)이 연결되는 전원연결잭(1808)이고, 1809 및 1810 은 2 개의 무선광대역모뎀안테나(1809,1810)이며, 1811 은 GPS 안테나(1811)이다.
또한, 본 발명 실시예의 경우, 무선이동통신을 기반으로 동작됨으로 인하여 도 6 의 무선광대역모뎀(1003)이 USIM 커넥터(1812)와 연결된다. USIM 커넥터(1812)를 구비한 이유는 실제로 인터넷과 같은 데이터서비스를 이용하려면 통신서비스 제공회사의 USIM 카드를 무선광대역모뎀에 구비된 소정의 유심카드슬롯에 삽입하여야 하기 때문이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10; 본 발명 센서장비의 제어시스템
100; 어플리케이션 프로세서부
101; 운영체제 구동영역
102; 통신수단 구동영역
103; 하드웨어 적용층
104; 주변기기 입출력모듈
105; 센서장비 인터페이스 버스
106; 통신수단 인터페이스 버스
107; 인터페이스 커넥터
110; 인터페이스부
120; 무선광대역모뎀부
130; WAN/LAN 통신부
140; 센서장비 1
150; 센서장비 2
160; 센서장비 N
170; 컴퓨터 단말기

Claims (8)

  1. 사물지능통신 및 사물인터넷을 위한 다중의 센서장비의 제어시스템에 있어서,
    다중의 센서장비가 수집한 정보를 전달받아 이의 처리를 수행하는 어플리케이션프로세서부(application processor)(100);
    상기 어플리케이션프로세서(100)부와 다수개의 센서장비(140,150,160)와의 물리적 연결을 수행하는 인터페이스부(110);
    상기 어플리케이션프로세서부(100)가 수집하고 처리한 정보를 무선통신망을 통하여 외부의 다른 사물로 전달하는 무선광대역모뎀부(WWAN Modem)(120);
    상기 다중의 센서장비를 제어할 수 있는 어플리케이션(Application) 프로그램을 저작하고, 상기 인터페이스부(110)를 통하여 상기 어플리케이션프로세서부(100)에 상기 어플리케이션 프로그램을 업로딩하는 컴퓨터단말기(170); 를 포함하여 구성되고,
    상기 어플리케이션프로세서부(100)는 개방형 운영체제에 의하여 구동되고, 상기 컴퓨터단말기(170)의 운영체제와 상기 어플리케이션프로세서부(100)의 개방형 운영체제가 상호 연동하여, 상기 컴퓨터단말기(170)에서 상기 센서장비를 제어하기 위한 어플리케이션 프로그램의 크로스 컴파일(Cross-Compile)이 가능하고,
    상기 컴퓨터단말기(170)의 크로스 컴파일 결과로 생성되는 어플리케이션 바이너리(application binary) 파일이 상기 인터페이스부(110)을 통하여 상기 어플리케이션프로세서부(100)로 업로드되어 실행되는 것을 특징으로 하는 센서장비의 제어시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 어플리케이션프로세서부(100)가 수집하고 처리한 정보를 광대역통신망(WAN) 또는 근거리통신망(LAN)을 통하여 외부의 다른 사물로 전달하는 WAN/LAN 통신부(130); 를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 센서장비의 제어시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 인터페이스부(110)의 인터페이스 방식은 상기 센서장비의 인터페이스 방식에 따라서 결정되는 것을 특징으로 하는 센서장비의 제어시스템.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 어플리케이션프로세서부(100)는,
    개방형 운영체제가 인스톨되어 실행되는 운영체제구동영역(Operating System)(101)과, 상기 무선광대역모뎀부(WWAN Modem)(120)의 제어를 위한 통신수단구동영역(102)과, 상기 운영체제구동영역(101)과 통신수단구동영역(102)의 하드웨어 부분에 해당하는 하드웨어적용층(103)과, 상기 하드웨어적용층(103)과 외부 주변기기와의 인터페이스 버스인 주변기기입출력모듈(104)과, 센서장비와의 연동을 위한 센서장비인터페이스버스(105)와, 상기 무선광대역모뎀부(120)와의 연동을 위한 통신수단인터페이스버스(106)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 센서장비의 제어시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 컴퓨터단말기(170)에서 개발된 어플리케이션 프로그램은,
    다수개의 센서장비들을 동시에 제어하기 위한 단일한 어플리케이션 프로그램인 것을 특징으로 하는 센서장비의 제어시스템.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 인터페이스부(110)는 RS-232C Serial 커넥터(1801), 확장가능한(Extensional) I/O 커넥터(1802), USB 커넥터(1803), SDIO 커넥터(1804), EAR/MIC 커넥터(1805), LAN 및 WAN Ethernet 커넥터(1806,1807)를 구비하는 것을 특징으로 하는 센서장비의 제어시스템.
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