KR101786592B1 - IoT·가시광통신이 결합된 스마트 디바이스연계형 IoT 어플리케이션모듈을 통한 스마트 디바이스용 가시광송수신장치 - Google Patents

IoT·가시광통신이 결합된 스마트 디바이스연계형 IoT 어플리케이션모듈을 통한 스마트 디바이스용 가시광송수신장치 Download PDF

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장지웅
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Abstract

본 발명은 기존의 IoT 기능을 갖는 각종 스마트 디바이스들이 단순히 스스로가 가지는 특정기능만을 수행할 뿐, 또 다른 스마트 디바이스들 간의 상호작용을 수행하며 다양한 융합 서비스를 제공이 어려운 문제점과, 기존 통신 인프라의 구축이 미비한 지역에서의 통신 서비스 제공이 어렵고, 기존 통신 기술의 사용이 제한되는 환경에서의 대체 솔루션 제공이 어려운 문제점을 개선하고자, 스마트디바이스용 가시광수신모듈(100), 스마트 디바이스연계형 IoT 어플리케이션모듈(200), 스마트디바이스용 가시광송신모듈(300)이 구성됨으로서, IoT와 결합된 스마트디바이스형 가시광송수신시스템을 구축시킬 수 있어, 또 다른 스마트 디바이스들 간의 상호작용을 수행하며 다양한 융합 서비스(쇼핑, 안내, 마케팅)를 제공할 수 있고, 이로 인해, 호환성이 좋아 의료, 교통, 쇼핑, 통신분야까지 사용범위를 확장시킬 수 있고, 이미지센서부를 통해 생성된 가시광이미지데이터를 롤링셔터방식으로 노출시켜 16비트~32비트로 고속변조시켜 화소행렬구조로 형성시킬 수 있어, 기존에 비해 가시광 데이터 통신신호에 포함된 멀티정보를 2배~4배 빠른 속도로 스마트 디바이스 화면상에 표출시키거나 또는, 이벤트 명령신호를 전달시킬 수 있으며, 스마트 디바이스를 기준으로 5m~100m 범위에 위치한 또 다른 이웃의 제N 스마트 디바이스연계형 IoT 어플리케이션 모듈과 1:N 그룹통신으로 연결되어, 가시광통신존망을 형성시킬 수 있어, 기존 통신 인프라의 구축이 미비한 지역에서도 스마트디바이스형 가시광통신서비스를 제공할 수 있어, 기존에 비해 통신서비스영역을 80% 확장시킬 수 있는 IoT·가시광통신이 결합된 스마트 디바이스연계형 IoT 어플리케이션모듈을 통한 스마트 디바이스용 가시광송수신장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

Description

IoT·가시광통신이 결합된 스마트 디바이스연계형 IoT 어플리케이션모듈을 통한 스마트 디바이스용 가시광송수신장치{THE APPARATUS OF SMART DEVICE WITH INTERNET OF THINGS AND VISIBLE LIGHT COMMUNICATION MODULE}
본 발명에서는 의료, 교통, 쇼핑, 통신분야에 응용시켜 확장시킬 수 있는 IoT·가시광통신이 결합된 스마트 디바이스연계형 IoT 어플리케이션모듈을 통한 스마트 디바이스용 가시광송수신장치에 관한 것이다.
현재, IoT(Internet of Things)는 최근 미래의 신가치 창출 유망 사업으로 떠오르고 있는 신종 기술 산업 분야들 중 하나이다.
하지만, 기존의 IoT 기능을 갖는 각종 스마트 디바이스들이 단순히 스스로가 가지는 특정기능만을 수행할 뿐, 또 다른 스마트 디바이스들 간의 상호작용을 수행하며 다양한 융합 서비스를 제공이 어려웠다.
또한, 기존 통신 인프라의 구축이 미비한 지역에서의 통신 서비스 제공이 어렵고, 기존 통신 기술의 사용이 제한되는 환경에서의 대체 솔루션 제공이 어려운 문제점이 있었다.
국내공개특허공보 제10-2012-0080055호
상기의 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 IoT와 결합된 스마트디바이스형 가시광송수신시스템을 구축시킬 수 있고, 이미지센서부를 통해 생성된 가시광이미지데이터를 롤링셔터방식으로 노출시켜 16비트~32비트로 고속변조시켜 화소행렬구조로 형성시킬 수 있으며, 스마트 디바이스를 기준으로 5m~100m 범위에 위치한 또 다른 이웃의 제N 스마트 디바이스연계형 IoT 어플리케이션 모듈과 1:N 그룹통신으로 연결되어, 가시광통신존망을 형성시킬 수 있는 IoT·가시광통신이 결합된 스마트 디바이스연계형 IoT 어플리케이션모듈을 통한 스마트 디바이스용 가시광송수신장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 IoT·가시광통신이 결합된 스마트 디바이스연계형 IoT 어플리케이션모듈을 통한 스마트 디바이스용 가시광송수신장치는
스마트 디바이스의 카메라 일측에 모듈화되어 설치되고, 외부의 가시광송신모듈을 통해 전송된 가시광 데이터 통신신호를 카메라로 촬영하여 가시광이미지화시킨 후, 가시광이미지화시킨 가시광이미지데이터를 스마트 디바이스연계형 IoT 어플리케이션모듈로 전달시키는 스마트디바이스용 가시광수신모듈(100)과,
스마트 디바이스 상에 어플화된 상태에서, 스마트디바이스용 가시광수신모듈과, 스마트디바이스용 가시광송신모듈이 연결되어, 각 기기의 전반적인 동작을 제어하면서, 스마트디바이스용 가시광수신모듈로부터 전달된 가시광 데이터 통신신호에 포함된 멀티정보를 불러와서, 스마트 디바이스 화면상에 표출시킨 후, 스마트 디바이스의 WiFi통신모듈을 통해 연결된 원격지의 제어서버쪽으로 멀티정보를 실시간 전송시키고, 원격지의 제어서버로부터 송신된 LED-ID 데이터신호, R,G,B신호, UV 주파수신호를 수신받아, 스마트디바이스용 가시광송신모듈로 전달시키는 스마트 디바이스연계형 IoT 어플리케이션모듈(200)과,
스마트 디바이스의 헤드라이트용 LED 칩 일측에 모듈화되어 설치되고, 스마트 디바이스 연계형 IoT 어플리케이션모듈의 제어신호에 따라 헤드라이트용 LED 칩을 발광시킴과 동시에 가시광 데이터 통신신호에 LED-ID 데이터신호, R,G,B신호, UV 주파수신호를 포함시켜 가시광 방출시키는 스마트디바이스용 가시광송신모듈(300)로 구성됨으로서 달성된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는
첫째, IoT와 결합된 스마트디바이스형 가시광송수신시스템을 구축시킬 수 있어, 또 다른 스마트 디바이스들 간의 상호작용을 수행하며 다양한 융합 서비스(쇼핑, 안내, 마케팅)를 제공할 수 있고, 이로 인해, 호환성이 좋아 의료, 교통, 쇼핑, 통신분야까지 사용범위를 확장시킬 수 있다.
둘째, 이미지센서부를 통해 생성된 가시광이미지데이터를 롤링셔터방식으로 노출시켜 16비트~32비트로 고속변조시켜 화소행렬구조로 형성시킬 수 있어, 기존에 비해 가시광 데이터 통신신호에 포함된 멀티정보를 2배~4배 빠른 속도로 스마트 디바이스 화면상에 표출시키거나 또는, 이벤트 명령신호를 전달시킬 수 있다.
셋째, 스마트 디바이스를 기준으로 5m~100m 범위에 위치한 또 다른 이웃의 제N 스마트 디바이스연계형 IoT 어플리케이션 모듈과 1:N 그룹통신으로 연결되어, 가시광통신존망을 형성시킬 수 있어, 기존 통신 인프라의 구축이 미비한 지역에서도 스마트디바이스형 가시광통신서비스를 제공할 수 있어, 기존에 비해 통신서비스영역을 80% 확장시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 IoT·가시광통신이 결합된 스마트 디바이스연계형 IoT 어플리케이션모듈을 통한 스마트 디바이스용 가시광송수신장치(1)의 구성요소를 도시한 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 IoT·가시광통신이 결합된 스마트 디바이스연계형 IoT 어플리케이션모듈을 통한 스마트 디바이스용 가시광송수신장치(1)의 구성요소를 도시한 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 스마트디바이스용 가시광수신모듈의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 4는 본 발명에 따른 롤링셔터형 고속변조부를 통한 롤링셔터 동작과정을 도시한 일실시예도,
도 5는 본 발명에 따른 롤링셔터형 고속변조부에서 외부의 가시광송신모듈의 상태정보를 이미지센서부로 수신할 때 획득할 수 있는 이미지에 관한 일실시예도,
도 6은 본 발명에 따른 스마트 디바이스연계형 IoT 어플리케이션모듈의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 7은 본 발명에 따른 스마트 디바이스연계형 IoT 액티비티부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 8은 본 발명에 따른 가시광통신존망 형성부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 9는 본 발명에 따른 스마트디바이스용 가시광송신모듈의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 10은 본 발명에 따른 스마트디바이스용 가시광수신모듈에서 외부의 가시광송신모듈을 통해 전송된 가시광 데이터 통신신호를 카메라로 촬영하여 가시광이미지화시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 11은 본 발명에 따른 스마트디바이스용 가시광송신모듈이 스마트 디바이스 연계형 IoT 어플리케이션모듈의 제어신호에 따라 헤드라이트용 LED 칩을 발광시킴과 동시에 가시광 데이터 통신신호에 LED-ID 데이터신호, R,G,B신호, UV 주파수신호를 포함시켜 가시광 방출시키는 것을 도시한 일실시예도.
먼저, 본 발명에서 설명되는 가시광 통신(Visible Light Communication, VLC)은 사람 눈에 보이는 가시광 영역을 이용한 통신으로서, 백열전구와 형광등과 같은 조명이 발광 다이오드(LED) 조명으로 교체되는 인프라를 사용하여 정보를 전송하고 이를 재이용하는 새로운 정보통신기술을 말한다.
상기 가시광 통신 기술의 기본 개념은 데이터를 0과 1의 조합으로 변환해서 정보를 전송한다는 점에서 디지털 통신과 같지만, 데이터가 '0'일 때 빛이 오프되고, '1'일 때 빛이 온되는 점멸이나 밝기에 따른 명암으로 치환해서 송신한다는 점을 이용한 것이다.
또한, 본 발명에서 설명되는 스마트 디바이스는 스마트폰, 스마트 TV를 모두 포함한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 첨부하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 IoT·가시광통신이 결합된 스마트 디바이스연계형 IoT 어플리케이션모듈을 통한 스마트 디바이스용 가시광송수신장치(1)의 구성요소를 도시한 구성도에 관한 것이고, 도 2는 본 발명에 따른 IoT·가시광통신이 결합된 스마트 디바이스연계형 IoT 어플리케이션모듈을 통한 스마트 디바이스용 가시광송수신장치(1)의 구성요소를 도시한 사시도에 관한 것으로, 이는 스마트디바이스용 가시광수신모듈(100), 스마트 디바이스연계형 IoT 어플리케이션모듈(200), 스마트디바이스용 가시광송신모듈(300)로 구성된다.
먼저, 본 발명에 따른 스마트디바이스용 가시광수신모듈(100)에 관해 설명한다.
상기 스마트디바이스용 가시광수신모듈(100)은 스마트 디바이스의 카메라 일측에 모듈화되어 설치되고, 외부의 가시광송신모듈을 통해 전송된 가시광 데이터 통신신호를 카메라로 촬영하여 가시광이미지화시킨 후, 가시광이미지화시킨 가시광이미지데이터를 스마트 디바이스연계형 IoT 어플리케이션모듈로 전달시키는 역할을 한다.
이는 도 3에 도시한 바와 같이, 이미지센서부(110), 고속변조제어부(120), 가시광수신제어부(130)로 구성된다.
첫째, 본 발명에 따른 이미지센서부(110)에 관해 설명한다.
상기 이미지센서부(110)는 외부의 가시광송신모듈로부터 전달된 LED 불빛과 가시광 데이터 통신신호를 촬영하여 가시광이미지화시키는 역할을 한다.
이는 CCD소자, CMOS소자 중 어느 하나가 선택되어 구성된다.
둘째, 본 발명에 따른 고속변조제어부(120)에 관해 설명한다.
상기 고속변조제어부(120)는 이미지센서부를 통해 생성된 가시광이미지데이터를 16비트~32비트로 고속변조시켜 화소행렬구조로 형성시키는 역할을 한다.
이는 롤링셔터형 고속변조부(121)가 포함되어 구성된다.
상기 롤링셔터형 고속변조부(121)는 이미지센서부의 노출이 각 행별로 이루어져 순차적으로 셔터 개방을 통해 빛을 수신하는 롤링셔터방식으로 노출시켜 화소행렬구조로 고속변조시키는 역할을 한다.
이는 CMOS 이미지센서에서 사용하는 신호처리 방식으로서, 도 4는 본 발명에 따른 롤링셔터형 고속변조부를 통한 롤링셔터 동작과정을 보여준다.
이 방식의 특징은 이미지센서의 노출이 각 행별로 이루어져 순차적으로 셔터 개방을 통해 빛을 수신하게 된다.
노출시간 동안 수신된 빛에 대한 전하를 축적하고, 처리시간(read-out time)에는 수신된 빛에 대한 전기적 신호를 처리하게 된다.
그러나 이 방식은 회전하는 물체 혹은 움직이는 물체의 경우 영상이 퍼져보이게 되는데, 이를 흔히 롤링셔터 효과(Rolling-Shutter Effect)라 부른다.
도 5는 외부의 가시광송신모듈의 상태정보를 이미지센서부로 수신할 때 획득할 수 있는 이미지에 관한 일실시예도에 관한 것이다.
즉, 도 5의 (a)의 경우는, 외부의 가시광송신모듈로부터의 송신 데이터의 한 비트 주기가 이미지센서 한 개 행이 노출되는 시간과 동일하다고 가정할 때를 나타낸 것이다.
LED ‘ON’ 상태에서는 이미지의 한 행은 밝은 라인이 형성되고, LED ‘OFF’ 상태에서는 빛이 없는 상태를 인식하게 되어 해당 이미지 라인은 어둡게 된다.
그리고 도 5의 (b)의 경우는, LED 광원을 빠른 속도로 점멸할 때 롤링셔터 방식을 통해 형성된 이미지를 나타낸 것으로, 이는 송신 데이터의 속도와 카메라 이미지 해상도에 따라 형성되는 라인의 크기 및 개수가 달라질 수 있다.
이러한 일련의 과정을 통해 송신 데이터에 따라 다양한 형태의 라인을 확인할 수 있으며, 이 정보를 읽어 들임으로써 데이터 수신이 가능하게 된다.
또한, 이 방식을 이용할 경우 이미지센서에 많은 양의 데이터 수신이 가능하여 고속의 데이터를 수신할 수가 있다.
이로 인해, 기존에 비해 가시광 데이터 통신신호에 포함된 멀티정보를 2배~4배 빠른 속도로 스마트 디바이스 화면상에 표출시키거나 또는, 이벤트 명령신호를 전달시킬 수 있다.
셋째, 본 발명에 따른 가시광수신제어부(130)에 관해 설명한다.
상기 가시광수신제어부(130)는 고속변조제어부를 통해 화소행렬구조로 고속변조된 가시광데이터신호를 디코딩한 후, 가시광데이터신호에 포함된 멀티정보를 불러와서, 스마트 디바이스연계형 IoT 어플리케이션모듈로 전달시키는 역할을 한다.
다음으로, 본 발명에 따른 스마트 디바이스연계형 IoT 어플리케이션모듈(200)에 관해 설명한다.
상기 스마트 디바이스연계형 IoT 어플리케이션모듈(200)은 스마트 디바이스 상에 어플화된 상태에서, 스마트디바이스용 가시광수신모듈과, 스마트디바이스용 가시광송신모듈이 연결되어, 각 기기의 전반적인 동작을 제어하면서, 스마트디바이스용 가시광수신모듈로부터 전달된 가시광 데이터 통신신호에 포함된 멀티정보를 불러와서, 스마트 디바이스 화면상에 표출시킨 후, 스마트 디바이스의 WiFi통신모듈을 통해 연결된 원격지의 제어서버쪽으로 멀티정보를 실시간 전송시키고, 원격지의 제어서버로부터 송신된 LED-ID 데이터신호, R,G,B신호, UV 주파수신호를 수신받아, 스마트디바이스용 가시광송신모듈로 전달시키는 역할을 한다.
이는 도 6에 도시한 바와 같이, 스마트 디바이스연계형 IoT 액티비티부(210), 스마트 디바이스연계형 IoT 인텐트부(220), 스마트 디바이스연계형 IoT 이벤트 설정부(230), 스마트 디바이스연계형 IoT 가시광 제어부(240), 가시광통신존망 형성부(250), 스마트 디바이스용 통신연계부(260)로 구성된다.
첫째, 본 발명에 따른 스마트 디바이스연계형 IoT 액티비티부(210)에 관해 설명한다.
상기 스마트 디바이스연계형 IoT 액티비티부(210)는 뷰(View)와 이벤트(Event) 응답으로 이루어진 스마트 디바이스연계형 IoT 인터페이스 어플 UI를 스마트폰 화면상에 생성시키는 역할을 한다.
이는 액티비티 베이스 클래스를 상속하여 구현한 하나의 클래스로 구성되며, 클라이언트에게 뷰(View)와 이벤트(Event) 응답으로 이루어진 스마트 디바이스연계형 IoT 사용자 인터페이스(UI)를 전화발신화면, 전화수신화면, 통화 종료화면에 각각 보여주도록 구성된다.
상기 스마트 디바이스연계형 IoT 액티비티부(210)는 라이프 사이클 관리를 위해, 도 7에 도시한 바와 같이, 초기화부(OnCreate)(211), 스타트부(OnStart)(212), 재스타트부(OnRestart)(213), 리쥼부(OnResume)(214), 중지부(OnPause)(215), 스톱부(OnStop)(216), 파괴부(OnDestroy)(217)로 이루어진 7개의 메소드가 포함되어 구성된다.
여기서, 라이프 사이클은 스마트 디바이스연계형 IoT 액티비티부를 통해 스마트 디바이스연계형 IoT 사용자 인터페이스(UI)가 화면상에 각각 보여주고, 없어지며, 다시 보여주고, 삭제명령에 의해 삭제되는 과정을 말한다.
그리고, 메소드는 메시지에 따라 실행시킬 프로시저로서 객체 지향 언어에서 사용되는 것으로서, 객체 지향 언어에서 메시지를 보내 메소드를 수행시킴으로써 통신(communication)을 수행하는 것을 말한다.
상기 초기화부(OnCreate)(211)는 스마트 디바이스연계형 IoT 액티비티부가 생성될 때 처음으로 호출되는 것으로서, 리소스를 초기화시키는 역할을 한다.
상기 스타트부(OnStart)(212)는 스마트 디바이스연계형 IoT 액티비티부가 생성될 때 클라이언트에게 화면상에 보여줄 준비가 되었음을 호출시키는 역할을 한다.
상기 재스타트부(OnRestart)(213)는 스톱 상태에 있던 스마트 디바이스연계형 IoT 액티비티부가 다시 포그라운드로 되면 스타트 상태로 돌아가도록 명령시키는 역할을 한다.
상기 리쥼부(OnResume)(214)는 스마트 디바이스연계형 IoT 액티비티부가 클라이언트에게 보여지고, 스마트 디바이스연계형 IoT 사용자 인터페이스(UI)가 활성화된 화면 상에서 클라이언트의 터치입력을 처리하는 역할을 한다.
상기 중지부(OnPause)(215)는 포커스 잃고 이전의 스마트 디바이스연계형 IoT 액티비티부가 리쥼(Resume)되기 전에 데이터를 저장시키고, 실행되는 애니메이션 효과를 중지시키는 역할을 한다.
상기 스톱부(OnStop)(216)는 스마트 디바이스연계형 IoT 액티비티부가 클라이언트에게 보여지지 않도록 스마트 디바이스연계형 IoT 액티비티부의 실행을 스톱시키는 역할을 한다.
상기 파괴부(OnDestroy)(217)는 삭제명령에 의해 스마트폰의 시스템 내에 형성된 스마트 디바이스연계형 IoT 액티비티부를 삭제시키는 역할을 한다.
둘째, 본 발명에 따른 스마트 디바이스연계형 IoT 인텐트부(220)에 관해 설명한다.
상기 인텐트부(220)는 스마트 디바이스연계형 IoT 액티비티부를 통해 스마트 디바이스연계형 IoT 인터페이스 어플 UI가 표출된 스마트폰 화면상에서, 클라이언트의 터치에 따라 다른 화면으로 이동시켜 화면전환시킬 때, IoT 어플리케이션 이벤트가 수행되도록 스마트 디바이스연계형 IoT 이벤트 설정부에 요청명령을 보내는 역할을 한다.
이는 스마트 디바이스연계형 IoT 인텐트 클래스로 구성되고, 스마트 디바이스연계형 IoT 이벤트 정보가 수록된다.
셋째, 본 발명에 따른 스마트 디바이스연계형 IoT 이벤트 설정부(230)에 관해 설명한다.
상기 스마트 디바이스연계형 IoT 이벤트 설정부(230)는 스마트디바이스용 가시광수신모듈로부터 전달된 가시광 데이터 통신신호에 포함된 멀티정보를 불러와서, LBS 광고, 날씨 정보, 교통 정보로 이루어진 멀티정보에 따른 맞춤형 IoT 어플리케이션 이벤트를 팝업창으로 스마트 디바이스의 화면상에 실시간으로 표출시키는 역할을 한다.
이는 LBS 광고 이벤트 설정부, 날씨정보 이벤트 설정부, 교통 정보 이벤트 설정부가 포함되어 구성된다.
넷째, 본 발명에 따른 스마트 디바이스연계형 IoT 가시광 제어부(240)에 관해 설명한다.
상기 스마트 디바이스연계형 IoT 가시광 제어부(240)는 화면상에 스마트 디바이스연계형 IoT 사용자 인터페이스(UI)가 표출될 직사각형 영역의 레이아웃을 설정하면서, 스마트 디바이스연계형 IoT 사용자 인터페이스(UI)의 내용을 업데이트시키고, 원격지의 제어서버로부터 송신된 LED-ID 데이터신호, R,G,B신호, UV 주파수신호를 수신받아, 프로토콜을 이용하여 스마트디바이스용 가시광송신모듈로 전달시키도록 제어하는 역할을 한다.
다섯째, 본 발명에 따른 가시광통신존망 형성부(250)에 관해 설명한다.
상기 가시광통신존망 형성부(250)는 스마트 디바이스를 기준으로 5m~100m 범위에 위치한 또 다른 이웃의 제N 스마트 디바이스연계형 IoT 어플리케이션 모듈과 1:N 그룹통신으로 연결되어, 가시광통신존망을 형성시키는 역할을 한다.
이는 도 8에 도시한 바와 같이, 가시광로컬존 중계기설정부(251), 가시광통신존망 그룹핑 형성부(252)로 구성된다.
상기 가시광 로컬존 중계기설정부(210)는 특정 위치의 스마트 디바이스연계형 IoT 어플리케이션 모듈을 가시광 로컬존 중계기로 설정시키는 역할을 한다.
이는 팝업 다이얼로그 구조로 이루어져, 특정 위치의 캐쉬벨 어플리케이션 모듈로부터 가시광 로컬존 중계기 요청신호가 오면, 가시광 로컬존 중계기 리스트에 해당되는지 여부를 체크한 후, 가시광 로컬존 중계기 요청한 스마트 디바이스연계형 IoT 어플리케이션 모듈을 가시광 로컬존 중계기로 설정한다.
상기 가시광통 로컬존망 그룹핑 형성부(252)는 가시광 로컬존 중계기설정부를 통해 가시광 로컬존 중계기로 설정된 스마트 디바이스연계형 IoT 어플리케이션 모듈을 기준으로, 100m~500m 범위에 위치한 또 다른 이웃하는 제N의 스마트 디바이스연계형 IoT 어플리케이션 모듈 사이를 WiFi망으로 무선연결시켜 가시광 로컬존 네트워크망을 형성시키는 역할을 한다.
이는 그룹핑 & 서칭(Grouping & Searching) 방식을 통해 가시광 로컬존 네트워크망을 형성시킨다.
즉, 본 발명에서 설명하는 그룹핑(Grouping)은 가시광 로컬존 중계기로 설정된 스마트 디바이스연계형 IoT 어플리케이션 모듈과, 스마트 디바이스연계형 IoT 어플리케이션 모듈을 기준으로 5m~100m 범위에 위치한 또 다른 이웃하는 제N의 스마트 디바이스연계형 IoT 어플리케이션 모듈 사이의 연결관계를 말한다.
그리고, 본 발명에서 설명되는 서칭(Searching)은 위치기반서비스(LBS)를 통해 스마트 디바이스연계형 IoT 어플리케이션 모듈을 기준으로 5m~100m 범위에 위치한 또 다른 이웃하는 제N의 스마트 디바이스연계형 IoT 어플리케이션 모듈을 탐색하는 것을 말한다.
여섯째, 본 발명에 따른 스마트 디바이스용 통신연계부(260)에 관해 설명한다.
상기 스마트 디바이스용 통신연계부(260)는 스마트 디바이스의 WiFi통신모듈과 프로그램적으로 연계되어, WiFi통신모듈을 통해 원격지의 제어서버쪽으로 멀티정보를 실시간 전송시키고, 이에 따른 응답신호로서, 원격지의 제어서버로부터 기기제어명령신호 및 멀티정보가 포함된 LED-ID 데이터신호, R,G,B신호, UV 주파수신호를 수신받아, 스마트 디바이스연계형 IoT 가시광 제어부로 전달시키는 역할을 한다.
이는 위치기반서비스(LBS)와 식별ID를 통해 원격지의 제어서버와 WiFi 무선통신망을 통해 양방향통신으로 연결된다.
다음으로, 본 발명에 따른 스마트디바이스용 가시광송신모듈(300)에 관해 설명한다.
상기 스마트디바이스용 가시광송신모듈(300)은 스마트 디바이스의 헤드라이트용 LED 칩 일측에 모듈화되어 설치되고, 스마트 디바이스 연계형 IoT 어플리케이션모듈의 제어신호에 따라 헤드라이트용 LED 칩을 발광시킴과 동시에 가시광 데이터 통신신호에 LED-ID 데이터신호, R,G,B신호, UV 주파수신호를 포함시켜 가시광 방출시키는 역할을 한다.
이는 도 9에 도시한 바와 같이, 메모리부(310), 송신용 분주기(320), 헤드라이트용 LED 칩 구동드라이버(330)로 구성된다.
첫째, 본 발명에 따른 메모리부(310)에 관해 설명한다.
상기 메모리부(310)는 원격지의 제어서버로부터 기기제어명령신호 및 멀티정보가 포함된 LED-ID 데이터신호, R,G,B신호, UV 주파수신호를 저장하는 역할을 한다.
둘째, 본 발명에 따른 송신용 분주기(320)에 관해 설명한다.
상기 송신용 분주기(320)는 입력 신호 주파수의 약수(約數)인 주파수로 분주(分周)하여 헤드라이트용 LED 칩 구동드라이버쪽으로 출력시키는 역할을 한다.
이는 클럭발진기를 통해 분주기의 클럭신호를 생성시킨다.
여기서, 클럭신호는 일예로, 1Mhz발진기를 이용하여 256번의 분주를 한 후 4KHz로 바뀌게 되며, 이 클럭신호를 다시 8분주를 하여 각각의 헤드라이트용 LED 칩 구동드라이버에 입력을 하게 된다.
셋째, 본 발명에 따른 헤드라이트용 LED 칩 구동드라이버(330)에 관해 설명한다.
상기 헤드라이트용 LED 칩 구동드라이버(330)는 메모리부에 저장된 LED-ID 데이터신호, R,G,B신호, UV 주파수신호를 불러와, PISO(Parallel-in, Serial-out)를 통해 직렬로 변환시킨 후, 송신용 분주기의 클럭신호에 맞게 헤드라이트용 LED 불빛과 함께 가시광 데이터 통신신호를 송출시키는 역할을 한다.
이하, 본 발명에 따른 IoT·가시광통신이 결합된 스마트 디바이스연계형 IoT 어플리케이션모듈을 통한 스마트 디바이스용 가시광송수신장치의 구체적인 동작과정에 관해 설명한다.
먼저, 도 10에 도시한 바와 같이, 스마트디바이스용 가시광수신모듈에서 외부의 가시광송신모듈을 통해 전송된 가시광 데이터 통신신호를 카메라로 촬영하여 가시광이미지화시킨다.
다음으로, 스마트디바이스용 가시광수신모듈에서 가시광이미지화시킨 가시광이미지데이터를 스마트 디바이스연계형 IoT 어플리케이션모듈로 전달시킨다.
이때, 롤링셔터형 고속변조부(121)에서 이미지센서부의 노출이 각 행별로 이루어져 순차적으로 셔터 개방을 통해 빛을 수신하는 롤링셔터방식으로 노출시켜 화소행렬구조로 고속변조시킨다.
다음으로, 스마트 디바이스연계형 IoT 어플리케이션모듈에서 스마트디바이스용 가시광수신모듈로부터 전달된 가시광 데이터 통신신호에 포함된 멀티정보를 불러와서, 스마트 디바이스 화면상에 표출시킨다.
다음으로, 스마트 디바이스연계형 IoT 어플리케이션모듈에서 스마트 디바이스의 WiFi통신모듈을 통해 연결된 원격지의 제어서버쪽으로 멀티정보를 실시간 전송시키고, 원격지의 제어서버로부터 송신된 LED-ID 데이터신호, R,G,B신호, UV 주파수신호를 수신받아, 스마트디바이스용 가시광송신모듈로 전달시킨다.
끝으로, 도 11에 도시한 바와 같이, 스마트디바이스용 가시광송신모듈이 스마트 디바이스 연계형 IoT 어플리케이션모듈의 제어신호에 따라 헤드라이트용 LED 칩을 발광시킴과 동시에 가시광 데이터 통신신호에 LED-ID 데이터신호, R,G,B신호, UV 주파수신호를 포함시켜 가시광 방출시킨다.
1 : 스마트 디바이스용 가시광송수신장치
100 : 스마트디바이스용 가시광수신모듈
200 : 스마트 디바이스연계형 IoT 어플리케이션모듈
300 : 스마트디바이스용 가시광송신모듈

Claims (5)

  1. 스마트 디바이스의 카메라 일측에 모듈화되어 설치되고, 외부의 가시광송신모듈을 통해 전송된 가시광 데이터 통신신호를 카메라로 촬영하여 가시광이미지화시킨 후, 가시광이미지화시킨 가시광이미지데이터를 스마트 디바이스연계형 IoT 어플리케이션모듈로 전달시키는 스마트디바이스용 가시광수신모듈(100)과,
    스마트 디바이스 상에 어플화된 상태에서, 스마트디바이스용 가시광수신모듈과, 스마트디바이스용 가시광송신모듈이 연결되어, 각 기기의 전반적인 동작을 제어하면서, 스마트디바이스용 가시광수신모듈로부터 전달된 가시광 데이터 통신신호에 포함된 멀티정보를 불러와서, 스마트 디바이스 화면상에 표출시킨 후, 스마트 디바이스의 WiFi통신모듈을 통해 연결된 원격지의 제어서버쪽으로 멀티정보를 실시간 전송시키고, 원격지의 제어서버로부터 송신된 LED-ID 데이터신호, R,G,B신호, UV 주파수신호를 수신받아, 스마트디바이스용 가시광송신모듈로 전달시키는 스마트 디바이스연계형 IoT 어플리케이션모듈(200)과,
    스마트 디바이스의 헤드라이트용 LED 칩 일측에 모듈화되어 설치되고, 스마트 디바이스 연계형 IoT 어플리케이션모듈의 제어신호에 따라 헤드라이트용 LED 칩을 발광시킴과 동시에 가시광 데이터 통신신호에 LED-ID 데이터신호, R,G,B신호, UV 주파수신호를 포함시켜 가시광 방출시키는 스마트디바이스용 가시광송신모듈(300)로 구성되는 IoT·가시광통신이 결합된 스마트 디바이스연계형 IoT 어플리케이션모듈을 통한 스마트 디바이스용 가시광송수신장치에 있어서,
    상기 스마트 디바이스연계형 IoT 어플리케이션모듈(200)은
    뷰(View)와 이벤트(Event) 응답으로 이루어진 스마트 디바이스연계형 IoT 인터페이스 어플 UI를 스마트폰 화면상에 생성시키는 스마트 디바이스연계형 IoT 액티비티부(210)와,
    스마트 디바이스연계형 IoT 액티비티부를 통해 스마트 디바이스연계형 IoT 인터페이스 어플 UI가 표출된 스마트폰 화면상에서, 클라이언트의 터치에 따라 다른 화면으로 이동시켜 화면전환시킬 때, IoT 어플리케이션 이벤트가 수행되도록 스마트 디바이스연계형 IoT 이벤트 설정부에 요청명령을 보내는 스마트 디바이스연계형 IoT 인텐트부(220)와,
    스마트디바이스용 가시광수신모듈로부터 전달된 가시광 데이터 통신신호에 포함된 멀티정보를 불러와서, LBS 광고, 날씨 정보, 교통 정보로 이루어진 멀티정보에 따른 맞춤형 IoT 어플리케이션 이벤트를 팝업창으로 스마트 디바이스의 화면상에 실시간으로 표출시키는 스마트 디바이스연계형 IoT 이벤트 설정부(230)와,
    화면상에 스마트 디바이스연계형 IoT 사용자 인터페이스(UI)가 표출될 직사각형 영역의 레이아웃을 설정하면서, 스마트 디바이스연계형 IoT 사용자 인터페이스(UI)의 내용을 업데이트시키고, 원격지의 제어서버로부터 송신된 LED-ID 데이터신호, R,G,B신호, UV 주파수신호를 수신받아, 프로토콜을 이용하여 스마트디바이스용 가시광송신모듈로 전달시키도록 제어하는 스마트 디바이스연계형 IoT 가시광 제어부(240)와,
    스마트 디바이스를 기준으로 5m~100m 범위에 위치한 또 다른 이웃의 제N 스마트 디바이스연계형 IoT 어플리케이션 모듈과 1:N 그룹통신으로 연결되어, 가시광통신존망을 형성시키는 가시광통신존망 형성부(250)와,
    스마트 디바이스의 WiFi통신모듈과 프로그램적으로 연계되어, WiFi통신모듈을 통해 원격지의 제어서버쪽으로 멀티정보를 실시간 전송시키고, 이에 따른 응답신호로서, 원격지의 제어서버로부터 기기제어명령신호 및 멀티정보가 포함된 LED-ID 데이터신호, R,G,B신호, UV 주파수신호를 수신받아, 스마트 디바이스연계형 IoT 가시광 제어부로 전달시키는 스마트 디바이스용 통신연계부(260)로 구성되는 것을 특징으로 하는 IoT·가시광통신이 결합된 스마트 디바이스연계형 IoT 어플리케이션모듈을 통한 스마트 디바이스용 가시광송수신장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101511442B1 (ko) * 2013-10-28 2015-04-13 서울과학기술대학교 산학협력단 카메라를 통해 ｌｅｄ-ｉｄ/ｒｆ 통신을 수행하는 스마트 디바이스와 이를 이용한 위치 기반 서비스 제공 시스템 및 방법
KR101625534B1 (ko) * 2015-02-17 2016-05-30 국민대학교산학협력단 롤링 셔터 카메라를 이용한 광학 카메라 통신시스템

Patent Citations (2)

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