KR101812711B1 - 스마트폰 어플리케이션으로 온도 및 습도 조절이 가능하고 헬멧 착용자간의 위치공유가 가능한 헬멧 시스템 - Google Patents

스마트폰 어플리케이션으로 온도 및 습도 조절이 가능하고 헬멧 착용자간의 위치공유가 가능한 헬멧 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스마트폰 어플리케이션으로 온도 및 습도 조절이 가능하고 헬멧 착용자 간의 위치공유가 가능한 헬멧 시스템에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 헬멧의 장시간 착용에도 불편함 또는 불쾌감을 최소화시킬 수 있으며, 자전거나 오토바이 동호회 구성원 간에 위치 공유가 가능한 헬멧 시스템을 제공하는데 있다.
일례로, 외부로부터 유입되는 공기를 내부로 분산시키기 위한 공기순환구조를 갖는 헬멧 구조체; 상기 헬멧 구조체에 다수 개로 분산 배치된 형태로 설치되어 상기 헬멧 구조체 내부의 온도와 습도를 조절하기 위한 펠티어 소자부; 상기 펠티어 소자부에 전력을 공급하기 위한 전원부; 상기 전원부에서 상기 펠티어 소자부로 공급되는 전력을 제어하기 위한 제어부; 상기 제어부와 연결되어 외부의 사용자 단말과 통신하기 위한 근거리 통신부; 및 상기 헬멧 구조체에 설치되고, 상기 헬멧에 대한 GPS 신호를 생성하여 상기 사용자 단말로 각각 송신하고, 외부로부터 다른 헬멧에 대한 GPS 신호를 수신하여 헬멧 착용자 간의 위치 정보를 공유하기 위한 GPS 통신부를 포함하는 헬멧 시스템을 개시한다.

Description

스마트폰 어플리케이션으로 온도 및 습도 조절이 가능하고 헬멧 착용자간의 위치공유가 가능한 헬멧 시스템{HELMET SYSTEM POSSIBLE POSITION SHARING AND CONTROING FOR TEMPERATURE AND HUMIDITY USING APPLICATION}
본 발명의 실시예는 스마트폰 어플리케이션으로 온도 및 습도 조절이 가능하고 헬멧 착용자간의 위치공유가 가능한 헬멧 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 자전거나 오토바이 등을 운전할 때 운전자는 사고 시 두부의 손상을 최소화하기 위한 목적으로 다양한 헬멧을 착용한다. 시중에는 사용자의 취향이나 헬멧의 안정성 등에 따라 다양한 디자인과 성능을 구비한 헬멧이 판매되고 있다.
자전거나 오토바이 등을 장시간 운전할 경우 운전자들은 헬멧 착용으로 인한 불편함을 느끼게 되는데, 예를 들어 오토바이 헬멧의 경우 두부 전체를 감싸는 구조로 이루어져 있어 내부 온도의 상승에 따른 습도가 높아져 착용자로 하여금 불쾌감을 줄 수 있다.
또한, 자전거나 오토바이와 같은 경우 동호회로 결성된 다수의 회원들이 함께 라이딩을 즐기는 경우가 많다. 이러한 경우 특정 회원이 미리 약속된 주행 경로를 이탈하거나 사라지는 경우 다른 회원들이 해당 이탈자의 위치를 파악하기 어려워 큰 사고로 이어질 수 있거나 라이딩의 방해 요소로 작용할 수 있다.
(문헌 1) 등록특허공보 제10-1581353호 '안전 헬멧'
본 발명의 실시예는, 헬멧의 장시간 착용에도 불편함 또는 불쾌감을 최소화시킬 수 있으며, 자전거나 오토바이 동호회 구성원 간에 위치 공유가 가능한 헬멧 시스템을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 헬멧 시스템은, 스마트폰 어플리케이션으로 온도 및 습도 조절이 가능하고 헬멧 착용자 간의 위치공유가 가능한 헬멧 시스템에 관한 것으로, 외부로부터 유입되는 공기를 내부로 분산시키기 위한 공기순환구조를 갖는 헬멧 구조체; 상기 헬멧 구조체에 다수 개로 분산 배치된 형태로 설치되어 상기 헬멧 구조체 내부의 온도와 습도를 조절하기 위한 펠티어 소자부; 상기 펠티어 소자부에 전력을 공급하기 위한 전원부; 상기 전원부에서 상기 펠티어 소자부로 공급되는 전력을 제어하기 위한 제어부; 상기 제어부와 연결되어 외부의 사용자 단말과 통신하기 위한 근거리 통신부; 및 상기 헬멧 구조체에 설치되고, 상기 헬멧에 대한 GPS 신호를 생성하여 상기 사용자 단말로 각각 송신하고, 외부로부터 다른 헬멧에 대한 GPS 신호를 수신하여 헬멧 착용자 간의 위치 정보를 공유하기 위한 GPS 통신부를 포함한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 헬멧 구조체 내부에 설치된 온도 센서와 습도 센서를 더 포함하고, 상기 온도 센서와 상기 습도 센서를 통해 측정된 센싱 결과를 상기 근거리 통신부를 통해 상기 사용자 단말로 전송할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 근거리 통신부를 통해 외부의 사용자 단말로부터 제어 신호를 수신하고, 수신된 상기 제어 신호에 따라 상기 펠티어 소자부의 전원 공급에 대한 온/오프 시간 또는 PWM을 제어하여 상기 헬멧 구조체 내부의 온도 및 습도를 조절할 수 있다.
또한, 상기 사용자 단말은, 상기 근거리 통신부를 통해 상기 헬멧 구조체 내부의 온도와 습도 정보를 수신하여 상기 사용자 단말의 화면을 통해 표시하고, 상기 헬멧 구조체 내부의 온도와 습도를 조절하기 위한 사용자 어플리케이션이 설치될 수 있다.
또한, 상기 헬멧 구조체에는, 상기 헬멧 구조체의 전방으로부터 내부로 이어지는 다수의 공기순환통로가 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 헬멧의 장시간 착용에도 불편함 또는 불쾌감을 최소화시킬 수 있으며, 자전거나 오토바이 동호회 구성원 간에 위치 공유가 가능한 헬멧 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 헬멧 시스템의 전체 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 헬멧 시스템의 상세 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 헬멧 착용자 간의 위치 공유 방법을 설명하기 위해 나타낸 도면이다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 헬멧 시스템의 전체 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 헬멧 시스템의 상세 구성을 나타낸 블록도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 헬멧 착용자 간의 위치 공유 방법을 설명하기 위해 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 헬멧 시스템(1000)은, 헬멧 구조체(100), 펠티어 소자부(200), 전원부(300), 제어부(400), 헬멧 근거리 통신부(500), 헬멧 GPS 통신부(600) 및 사용자 어플리케이션(700)을 포함한다.
상기 헬멧 구조체(100)는 용도에 따라 다양한 디자인으로 이루어질 수 있으며, 도 1 및 도 3에서는 오토바이용 헬멧이 도시되어 있다. 본 실시예에서는 헬멧 구조체(100)의 구조를 한정하는 것은 아니며, 자전거용 헬멧, 공사현장에서 사용되는 안정헬멧 등 그 용도에 따라 다양한 구조와 형태로 적용 가능하다. 다만, 본 실시예에서는 헬멧에 대한 이해를 돕기 위하여 오토바이용 헬멧을 일례로 하여 설명한다.
상기 헬멧 구조체(100)는 주행 중에 외부로부터 유입되는 공기를 내부로 분산시키기 위한 공기순환구조를 갖도록 이루어지며, 이러한 공기순환구조를 이용하여 헬멧 구조체(100) 내부로 주행 풍을 유입시켜 냉각된 공기를 두부 전체에 골고루 순환 배출할 수 있다.
예를 들어 도 1에 도시된 바와 같이, 헬멧 구조체(100)에는 헬멧 구조체(100)의 전방으로부터 헬멧 구조체(100)의 내부로 이어지는 다수의 공기순환통로(110)가 형성될 수 있다. 상기 공기순환통로(110)는 전방으로 주행 풍을 유입하고 유입된 공기가 헬멧 구조체(100)의 내부 전체를 순환 통과되도록 함으로써 착용자의 두부의 온도와 습도를 낮춰줄 수 있다.
상기 펠티어 소자부(200)는 헬멧 구조체(100)에 다수 개로 분산 배치된 형태로 설치되어 헬멧 구조체(100) 내부의 온도와 습도를 조절할 수 있다. 예를 들어 펠티어 소자부(200)는 도 1에 도시된 바와 같이 헬멜 구조체(100) 곳곳에 분산되어 설치된 제1 내지 제3 펠티어 소자(210, 220, 230)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서는 설명의 편의를 위해 3개의 펠티어 소자를 포함하는 것으로 가정한 것이며, 사양에 따라 더 많은 수의 펠티어 소자가 적용될 수 있다.
상기 제1 내지 제3 펠티어 소자(210, 220, 230)는 열전 소자로서, 인가되는 전원에 따라 일측은 열을 방출하고 타측은 열을 흡수할 수 있는 기능이 구비된 소자이다.
그 동작 원리로는, 일측에 두 개의 금속판이 있고, 타측에 한 개의 금속판이 있을 때, 일측 두 개의 금속판 중 하나와 타측 금속판은 N형 반도체로, 다른 한 금속판과 타측 금속판은 P형 반도체로 각각 연결되어 있고, 일측 두 개의 서로 다른 금속이 2개의 접점을 가지고 붙어 있는 구조에서, 이 두 금속 양단에 직류 전압을 인가하면, 이때 전위차가 있는 금속으로 전자가 이동하기 위해 많은 에너지를 필요로 하는데, 그 에너지를 타측 금속판에서 뺏어오게 된다. 이로 인해 정공이 일측 두 개의 금속판 중 한 금속판에서 타측 금속판으로 이동하는데, 정공이 이동 때 열도 함께 이동하게 된다. 이로 인해 일측 금속판은 열이 흡수되고 타측 금속판은 열이 방출될 수 있다. 이러한 효과를 펠티어 효과라 하고 이러한 원리도 동작하는 소자를 펠티어 소자라고 한다.
이와 같은 동작 원리에 기초하여 제1 내지 제3 펠티어 소자(210, 220, 230)의 두 면 중 냉각되는 면을 헬멧 구조체(100)의 내부 측을 향하고, 발열되는 면을 헬멧 구조체(100)의 외부 측을 향하도록 설치함으로써, 펠티어 소자부(200)가 전원부(300)로부터 공급되는 전력 시간 또는 양에 따라 헬멧 구조체(100)의 내부 온도와 습도가 조절될 수 있다.
상기 전원부(300)는 펠티어 소자부(200)에 전력을 공급할 수 있도록 구성된다. 이를 위해 전원부(300)는 배터리(310)와 보호회로(320)를 포함할 수 있다.
상기 배터리(310)는 전력을 축적하기 위한 수단으로 이차전지 셀을 포함할 수 있다.
상기 보호회로(320)는 배터리(310)의 충방전 및 과충전과 과방전으로부터 배터리(310)를 보호하기 위한 동작도 수행할 수 있다.
상기 제어부(400)는 전원부(300)에서 펠티어 소자부(200)로 공급되는 전력을 제어할 수 있다. 이러한 제어부(400)는 상기 헬멧 근거리 통신부(500)를 통해 사용자 단말(10) 즉 사용자 어플리케이션(700)으로부터 제어 신호를 수신하고, 수신된 제어 신호에 따라 펠티어 소자부(200)의 전원 공급에 대한 온/오프 시간을 조절하거나 PWM(pulse width modulation)를 제어하여 헬멧 구조체(100) 내부의 온도 및 습도를 조절할 수 있다.
예를 들어 사용자 어플리케이션(700)으로부터 헬멧 구조체(100) 내부의 온도와 습도를 낮추기 위한 제어 신호를 수신할 경우, 제어부(400)는 펠티어 소자부(200)로의 전원 공급 시간을 초기 설정 값 보다 일정 치 증가시키거나, 전원 공급을 위한 PWM 신호의 듀티를 증가시킬 수 있다. 또한, 온도와 습도를 높이기 위한 제어 신호를 수신할 경우, 제어부(400)는 펠티어 소자부(200)로의 전원 공급 시간을 초기 설정 값 보다 일정 치 감소시키거나, 전원 공급을 위한 PWM 신호의 듀티를 감소시킬 수 있다. 이와 같은 온도 및 습도 조절은 착용자의 착용자 어플리케이션(700) 조작을 통해 이루어질 수 있다.
한편, 상기 제어부(400)는 헬멧 구조체(100)의 내부에 설치된 온도 센서(410)와 습도 센서(420)를 더 포함하여, 상기 온도 센서(410)와 습도 센서(420)로부터 센싱되는 정보를 헬멧 근거리 통신부(500)를 통해 사용자 단말(10)로 전송하고, 사용자 어플리케이션(700)이 이를 확인하여 최적의 온도와 습도가 유지될 수 있도록 제어 신호를 제공함으로써 헬멧 구조체(100) 내부의 온도 및 습도가 자동 조절될 수 있다.
상기 헬멧 근거리 통신부(500)는 블루투스와 같은 근거리 무선 통신 모듈을 포함할 수 있으며, 사용자 단말(10)의 단말 근거리 통신부(11)와 연결되어 서로 통신할 수 있다. 본 실시예에서는 블루투스와 같은 근거리 무선 통신만을 한정하는 것이 아니라, 와이파이와 같은 무선 인터넷 통신 등으로 실시하여도 무방하다.
상기 헬멧 GPS 통신부(600)는 헬멧 구조체(100)에 설치되고, 헬멧에 대한 GPS 신호를 생성하여 사용자 단말(10)로 각각 송신하고, 외부로부터 다른 헬멧에 대한 GPS 신호를 수신하여 헬멧 착용자 간의 위치 정보를 공유할 수 있도록 한다.
예를 들어 도 3에 도시된 바와 같이 제1 내지 제3 헬멧 시스템(1000, 1100, 1200)이 있다고 가정하면, 제1 헬멧 시스템(1000)의 GPS 정보는 자신의 사용자 단말뿐만 아니라 제2 및 제3 헬멧 시스템(1100, 1200)으로 전송되고, 제2 헬멧 시스템(1100)의 GPS 정보는 자신의 사용자 단말뿐만 아니라 제1 및 제3 헬멧 시스템(1000, 1200)으로 전송되며, 제3 헬멧 시스템(1200)의 GPS 정보는 자신의 사용자 단말뿐만 아니라 제1 및 제2 헬멧 시스템(1000, 1100)으로 전송될 수 있다. 이에 따라 각각의 헬멧 착용자는 서로의 위치를 공유할 수 있게 된다.
상기 사용자 어플리케이션(700)은 사용자 단말(10)에 설치되며, 헬멧 구조체(100) 내부의 온도 및 습도에 대한 정보를 모니터링하며, 그 온도와 습도를 조절할 수 있다.
여기서 사용자 단말(10)은 착용자가 소지한 이동 통신 수단으로, 예를 들어 PCS(Personal Communication System), GSM(Global System for Mobile communications), PDC(Personal Digital Cellular), PHS(Personal Handyphone System), PDA(Personal Digital Assistant), IMT(International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA(Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), Wibro(Wireless Broadband Internet) 단말, 스마트폰(smartphone), 스마트 패드(smartpad), 타블렛 PC(Tablet PC) 등과 같은 무선 통신 장치를 포함할 수 있다.
상기 사용자 단말(10)은 헬멧 구조체(100)의 내부 온도 및 습도를 조절하기 위한 사용자 어플리케이션(700)의 실행을 위하여 단말 근거리 통신부(11), 단말 GPS 통신부(12), 표시부(13)를 포함할 수 있다.
상기 단말 근거리 통신부(11)는 헬멧 근거리 통신부(500)와 무선 접속되어 다양한 정보를 송수신할 수 있으며, 상기 단말 GPS 통신부(12)는 헬멧 GPS 통신부(600)로부터 자신의 위치 정보뿐만 아니라 다른 착용자들에 대한 위치 정보를 수신할 수 있다. 사용자 어플리케이션(700)은 단말 근거리 통신부(11)와 단말 GPS 통신부(12)를 통해 송수신되는 정보들을 가공 처리하여 상기 표시부(13)를 통해 착용자에게 제공할 수 있다.
예를 들어, 헬멧과의 무선 통신 상태와 온도 및 습도 정보를 처리하여 표시부(13)를 통해 착용자가 확인할 수 있도록 제공할 수 있으며, 현재 헬멧 구조체(100)의 온도 및 습도 정보를 표시하여, 원하는 온도와 습도가 되도록 조절하기 위한 UI(user interface)를 제공할 수 있으며, 자동 조절 시 선택 버튼을 구비하여 헬멧 구조체(100) 내부의 온도와 습도가 최적의 상태로 유지되도록 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 공기순환구조와 펠티어 소자를 이용하여 헬멧 내부의 온도와 습도를 조절할 수 있으며, 헬멧과 스마트폰의 어플리케이션이 통신함으로써 해당 어플리케이션을 통해 착용자가 원하는 온도와 습도로의 제어가 가능하다.
이와 같이 헬멧 내부의 온도와 습도를 조절함에 따라 헬멧을 장시간 착용하더라도 불편함 또는 불쾌감을 최소화시킬 수 있다.
더불어, 라이더의 경우 사용자 간에 위치 정보를 공유할 수 있으므로, 보다 안전하고 편리하게 라이딩을 즐길 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 스마트폰 어플리케이션으로 온습도 조절이 가능하고 헬멧착용자간의 위치공유가 가능한 헬멧 시스템을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
1000: 헬멧 시스템 또는 제1 헬멧 시스템
100: 헬멧 구조체
110: 공기순환통로
200: 펠티어 소자부
210: 제1 펠티어 소자
220: 제2 펠티어 소자
230: 제3 펠티어 소자
300: 전원부
310: 배터리
320: 보호회로
400: 제어부
410: 온도 센서
420: 습도 센서
500: 헬멧 근거리 통신부
600: 헬멧 GPS 통신부
700: 사용자 어플리케이션
10: 사용자 단말
11: 단말 근거리 통신부
12: 단말 GPS 통신부
13: 표시부
1100: 제2 헬멧 시스템
1200: 제3 헬멧 시스템

Claims (5)

  1. 스마트폰 어플리케이션으로 온도 및 습도 조절이 가능하고 헬멧 착용자 간의 위치공유가 가능한 헬멧 시스템에 관한 것으로,
    외부로부터 유입되는 공기를 내부로 분산시키기 위하여 전방으로부터 내부로 이어지는 다수 개의 공기순환통로가 형성되고, 전방으로부터 주행 풍을 유입하고 유입된 공기가 내부 전체를 순환 통과하도록 하는 공기순환구조를 갖는 헬멧 구조체;
    인가되는 전원에 따라 일측은 열을 방출하고 타측은 열을 흡수하는 다수 개의 펠티어 소자를 구비하고, 상기 다수 개의 펠티어 소자가 각각 상기 헬멧 구조체에 냉각되는 면이 상기 헬멧 구조체의 내부 측을 향하고 발열되는 면이 상기 헬멧 구조체의 외부 측을 향하도록 분산 배치된 형태로 설치되어 상기 헬멧 구조체 내부의 온도와 습도를 조절하기 위한 펠티어 소자부;
    상기 펠티어 소자부에 전력을 공급하기 위한 전원부;
    상기 전원부에서 상기 펠티어 소자부로 공급되는 전력을 제어하기 위한 제어부;
    상기 제어부와 연결되어 외부의 사용자 단말과 통신하기 위한 근거리 통신부; 및
    상기 헬멧 구조체에 설치되고, 상기 헬멧에 대한 GPS 신호를 생성하여 상기 사용자 단말로 각각 송신하고, 외부로부터 다른 헬멧에 대한 GPS 신호를 수신하여 헬멧 착용자 간의 위치 정보를 공유하기 위한 GPS 통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 헬멧 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 헬멧 구조체 내부에 설치된 온도 센서와 습도 센서를 더 포함하고,
    상기 온도 센서와 상기 습도 센서를 통해 측정된 센싱 결과를 상기 근거리 통신부를 통해 상기 사용자 단말로 전송하는 것을 특징으로 하는 헬멧 시스템.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 근거리 통신부를 통해 외부의 사용자 단말로부터 제어 신호를 수신하고, 수신된 상기 제어 신호에 따라 상기 펠티어 소자부의 전원 공급에 대한 온/오프 시간 또는 PWM을 제어하여 상기 헬멧 구조체 내부의 온도 및 습도를 조절하는 것을 특징으로 하는 헬멧 시스템.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 사용자 단말은,
    상기 근거리 통신부를 통해 상기 헬멧 구조체 내부의 온도와 습도 정보를 수신하여 상기 사용자 단말의 화면을 통해 표시하고, 상기 헬멧 구조체 내부의 온도와 습도를 조절하기 위한 사용자 어플리케이션이 설치된 것을 특징으로 하는 헬멧 시스템.
  5. 삭제
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