KR101931162B1 - 지능형 임베디드 기반의 정보통신 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 지능형 임베디드 기반의 정보통신 시스템 및 구축방법에 관한 것으로, 특히 공작기계 또는 성형기계의 데이터를 휴대용 기기와 송수신이 가능하게 하고, 생산설비 상황에 대한 아날로그 신호를 디지털 정보화하여 제공하며, 통신이 원할하게 진행되도록 생산 관리 시스템용 무선 센서 노드를 제공하는 것을 특징으로 하는 지능형 임베디드 기반의 정보통신 시스템에 관한 것으로,
생산설비의 상황을 감지하고 감지된 센서의 정보를 유비쿼터스 센서 네트워크를 통해 무선으로 전송하는 임베디드 디바이스(10)와; 인터넷에 접속된 컴퓨터와 통신을 가능하게 하는 고유 식별 주소를 저장하는 메모리(20); 및 IP단에서 상기 고유 식별 주소를 패킷의 헤더에 포함하여 무선으로 상기 생산 자원 정보를 외부 리소스(40)에 송신하는 통신부(30);를 포함하고, 상기 임베디드 디바이스는, 현장에 설치되어 생산설비의 상황을 관측하는 복수의 센서(11)와; 상기 복수의 센서로부터 관측된 생산설비 정보 신호를 처리하는 신호 처리기(12)와; 상기 신호 처리기에서 처리된 정보 신호를 무선 신호로 만들어 원격에 설치된 외부 리소스에 무선 전송하는 센서 노드(13)와; 상기 센서 노드에 구동용 전원을 공급하는 배터리(14)를 더 포함하여 구성함이 특징이다.
생산설비의 상황을 감지하고 감지된 센서의 정보를 유비쿼터스 센서 네트워크를 통해 무선으로 전송하는 임베디드 디바이스(10)와; 인터넷에 접속된 컴퓨터와 통신을 가능하게 하는 고유 식별 주소를 저장하는 메모리(20); 및 IP단에서 상기 고유 식별 주소를 패킷의 헤더에 포함하여 무선으로 상기 생산 자원 정보를 외부 리소스(40)에 송신하는 통신부(30);를 포함하고, 상기 임베디드 디바이스는, 현장에 설치되어 생산설비의 상황을 관측하는 복수의 센서(11)와; 상기 복수의 센서로부터 관측된 생산설비 정보 신호를 처리하는 신호 처리기(12)와; 상기 신호 처리기에서 처리된 정보 신호를 무선 신호로 만들어 원격에 설치된 외부 리소스에 무선 전송하는 센서 노드(13)와; 상기 센서 노드에 구동용 전원을 공급하는 배터리(14)를 더 포함하여 구성함이 특징이다.
Description
본 발명은 지능형 임베디드 기반의 정보통신 시스템 및 구축방법에 관한 것으로, 특히 공작기계 또는 성형기계의 데이터를 휴대용 기기와 송수신이 가능하게 하고, 생산설비 상황에 대한 아날로그 신호를 디지털 정보화하여 제공하며, 통신이 원할하게 진행되도록 생산 관리 시스템용 무선 센서 노드를 제공하는 것을 특징으로 하는 지능형 임베디드 기반의 정보통신 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 제조업에서 요구하는 핵심 업무기능을 도 1을 참조하여 간단히 설명하면 다음과 같다.
제조업은 사람(People), 프로세스(Process), 기술(Technology)과 정보(Information) 등의 각 계층으로 이루어져 있다. 제조업의 정보통합화 관점에서 제조프로세스(10)는 원자재 입고에서 출하까지 성과개선과 연계되는 기반 요소로 구성된 내부 제조 프로세스와 제품설계, 자재 소싱, 제품 납기, 제품서비스, 공장설계와 유지보수 등 으로 구성된 외부프로세스로 구성된다.
가치사슬로 연계된 제조업 간의 프로세스는 크게 협력업체와 제품개발(21, 22)에 대한 협업인 제품 개발 협업(20), 구매조달(31, 32)을 위한 기업 간 거래(30) 및 생산현장 간의 실시간 정보 통합화를 구현하는 생산현장관리(41, 42)와 관련된 생산정보화(40) 분야로 분류할 수 있다.
생산정보화(40) 분야에서 제조업 간의 정보 통합화 구현을 위한 기반이 될 수 있는 생산현장의 생산자원 디지털화 관점에서 생산자원은 4M은 Man(작업자), Machine(생산설비), Material(자재), Method(생산절차)로 구성된다.
일반적으로 생산제품을 자동으로 생산하고 있는 생산설비(Machine)는 디지털 제어기기인 PLC(Programmable Logic Controller), 공작기계, FMS(Flexible Manufacturing System) 등과 같은 복합 자동화 설비 등으로 제어된다. 주로 제어기기의 자동화 수준에 따라 차이가 있으나, 실시간 기반 통신 프로토콜의 지원으로 제어기기로 부터 생산설비에 관련 정보가 자동으로 수집이 된다.
그러나 생산설비가 아무리 자동화되어도 생산 공정에서는 필히 작업자의 개입이 필요한 경우가 있다. 즉, 자동화 설비로부터 생산정보를 자동으로 수집할 수 없거나, 품질 정보, 설비의 고장 내역, Lot 변경 등과 같은 작업자에게 의존하는 생산 활동에 대한 정보 수집 등의 경우가 있다.
또한, 생산 공정에서 원자재로부터 생산을 거처 출하되기 전까지 전 물류과정을 추적하여 공정상의 재고(WIP:Work In Process), 각 생산 공정에 작업 중인 자재의 추적과 투입 등으로 변화된 물류에 대한 정보수집도 필요하다.
작업방식(Method)은 원자재에서 완제품까지의 전 과정을 디지털화하여 제품별 생산비용의 산출, 품질정보, 설비의 가동정보, 공장 내 물류정보, 각 해당 생산 공정 간의 최적화된 실시간 일정을 수립에 기반 정보로 활용이 되며, 특히 제조물 책임법(PL법) 대응이 필요하다.
한편, 사물지능통신은 국제적으로 다소 상이하게 정의되어 있지만 전반적으로 M2M(Machine to Machine, ETSI), IoT(Internet of Things, ITU-T), MTC(Machine Type Communications, 3GPP) 등으로 용어가 정의되고 있다. 이러한, 사물지능통신에 대하여 방송통신위원회는 '통신·방송·인터넷 인프라를 인간 대 사물, 사물대 사물 간영역으로 확대·연계하여 사물을 통해 지능적으로 정보를 수집, 가공, 처리하여 상호 전달하는 서비스'로 정의 하였다. 협의의 의미로는 기계 간 통신 및 사람이 작동하는 장치와 기계 간 통신을 의미하지만, 광의의 의미로는 통신과 ICT 기술을 결합하여 원격지의 사물정보를 확인할 수 있는 인프라, 시스템, 단말기 등 제반 모든 솔루션(Solution)을 의미한다.
이러한, 사물지능통신의 주요 응용분야로 각광받고 있는 서비스로는 모바일오피스, 홈서비스, 헬스서비스, 차량서비스, 결제, 물류관리, 보안 등이며, 타산업과의 융합을 통한 신규 비즈니스 모델 창출이 가능하다. 이러한 사물지능통신은 세계적으로 스마트그리드(Smart Grid), 클라우드 컴퓨팅(Cloud Computing), 스마트워크(Smart Work) 등과 함께 각국의 신성장동력 육성을 위한 주요 정책이다. 즉, 세계 주요정부와 글로벌 기업들은 공격적인 투자와 서비스 개발 인프라 구축을 서두르고 있으며, 특히, 사물지능통신 기술과 서비스를 그린IT, 텔레매틱스, 위치기반서비스, 원격검침, 물류관리 분야로 확대 적용하고 있다.
국내에서 일부 제공되고 있는 사물지능 통신 서비스로는, 카드결제기, 교통 시스템, 원격검침, 스마트 그리드 및 기상관제시스템 등이 있다. 또한, 자동차 산업과의 융합을 통해 지능형 자동차를 위한 다양한 서비스가 개발되고 있다. 이러한, 사물지능통신 기반의 융합서비스가 다양화되면서 객체(장치)와 객체(장치) 간의 M2M 통신을 위한 최적의 서비스를 제공하기 위한 플랫폼 개발을 필요로 한다.또한, 현재 국내외 표준기구를 통해 표준화가 추진 중에 있지만, 기존의 사물지능통신 플랫폼 간의 연동보다는 새로운 서비스에 대한 사물지능통신 플랫폼에 대한 구조와 기능을 중심으로 표준화가 진행 중이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 공작기계 또는 성형기계의 데이터를 휴대용 기기와 송수신이 가능하게 하고, 생산설비 상황에 대한 아날로그 신호를 디지털 정보화하여 제공하며, 통신이 원할하게 진행되도록 생산 관리 시스템용 무선 센서 노드를 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 생산현장 내의 생산설비의 이동에도 유연하게 대처하여 생산정보화를 적절하고 효율적으로 수행하고, 생산 현장 관리를 중앙에서 관리 가능하도록 생산 현장에 관련된 정보를 제공 및 처리하는 생산 관리 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 본사에 설치된 중앙 서버가 생산현장관리를 수행할 수 있도록 생산 현장에 설치된 장비와 중앙 서버와 접속을 중개할 수 있고, 생산현장에 센서 네트워크를 구축할 수 있도록 하는 센서 서버 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기위한 수단으로,
본 발명은 생산설비의 상황을 감지하고 감지된 센서의 정보를 유비쿼터스 센서 네트워크를 통해 무선으로 전송하는 임베디드 디바이스(10)와; 인터넷에 접속된 컴퓨터와 통신을 가능하게 하는 고유 식별 주소를 저장하는 메모리(20); 및 IP단에서 상기 고유 식별 주소를 패킷의 헤더에 포함하여 무선으로 상기 생산 자원 정보를 외부 리소스(40)에 송신하는 통신부(30)와; 상기 임베디드 디바이스 일단에 설치되어 임베디드 디바이스 주변의 먼지를 측정하고, 기준이상이면 경보신호를 출력하는 먼지 측정수단과; 상기 먼지 측정수단에 전기적으로 연결되며 먼지 측정수단의 제어신호에 따라 외부로 경보신호를 출력하는 경보신호 출력부를 포함하고; 상기 임베디드 디바이스(10)는, 현장에 설치되어 생산설비의 상황을 관측하는 복수의 센서(11)와; 상기 복수의 센서로부터 관측된 생산설비 정보 신호를 처리하는 신호 처리기(12)와; 상기 신호 처리기에서 처리된 정보 신호를 무선 신호로 만들어 원격에 설치된 외부 리소스에 무선 전송하는 센서 노드(13)와; 상기 센서 노드에 구동용 전원을 공급하는 배터리(14)를 더 포함하여 구성함이 특징이다.
또한, 상기 신호 처리기(12)는, 복수의 센서(11)에서 아날로그 센서가 존재할 경우 그 아날로그 센서에서 출력되는 아날로그 정보 신호를 그에 상응하는 디지털 정보 데이터로 변환하는 아날로그/디지털 변환기(12a)를 구비하고; 상기 아날로그/디지털 변환기(12a)에서 변환된 정보 데이터 또는 상기 센서(11)가 디지털 센서일 경우 상기 센서(11)에서 직접적으로 출력되는 디지털 정보 데이터를 인터페이스하는 센서 인터페이스(12b)를 구비하며; 상기 센서 인터페이스(12b)에서 출력되는 정보 데이터를 저장 및 관리, 그리고 전송을 제어하는 프로세서(12c)를 더 포함하고; 상기 프로세서(12c)와 연동하는 타이머(12d), 데이터SRAM(12e), EPROM(12f) 및 플래시 메모리(12g)를 포함하여 이루어짐이 특징이다.
또한, 센서 노드(13)는, 상기 프로세서(12c)와 접속되어 현장에서 수집된 정보를 인터페이스하는 무선 인터페이스(13a)와; 상기 인테페이스에 연결되며, 무선신호를 외부로 출력하는 안테나(13c)와; 상기 무선 인터페이스(13a)와 접속되어 상기 정보를 무선 신호로 만들어 안테나(13c)를 통해 상기 외부 리소스로 무선 전송하고, 또한 외부 리소스로부터 전송된 구성 관리 정보나 제어 정보를 수신하여 상기 무선 인터페이스(13a)를 통해 상기 프로세서(12c)에 제공하는 RF 트랜시버(13b)를 포함하여 이루어짐이 특징이다.
또한, 상기 통신부(30)는, 상기 IP단에서 생성된 패킷을 IEEE802.15.4 프로토콜을 기반으로 송신하기 위해 IP단 및 MAC단 사이에 적응단을 더 포함하여 상기 생산 자원 정보를 외부 리소스에 송신하는 것이 특징이다.
또한, 상기 먼지 측정수단은, 적외선을 방출하기 위한 적외선 송신수단(A)과, 상기 적외선 송신수단과 대향되도록 위치하며 상기 적외선 송신수단으로부터 방출된 빛을 수신하여 그 수신량의 정도에 따라 먼지유입을 판단하도록 하기 위한 적외선 수신수단(B)과, 상기 적외선 수신수단(B)의 출력전압이 설정된 값보다 작으면 상기 적외선 송신수단(A)의 입력전압이 증가되도록 제어하기 위한 먼지 측정 제어부(C)를 포함하여 구성함이 특징이다.
또한, 상기 적외선 송신수단(A)은, 다수개의 오목렌즈가 탑재되어 적외선의 출력을 제한시키는 오목렌즈군과; 상기 오목렌즈군에 근접되어 적외선을 출력시키는 적외선 송신소자와; 상기 오목렌즈군의 일측에 설치되어 오목렌즈군을 유동시켜 적외선 출력이 조절되도록하되 온도의 변화량에 따라서 주변 온도가 높으면 오목렌즈군을 좌측으로 유동시켜 함몰각도가 낮은 렌즈로 적외선이 통과되도록함으로서 적외선 출력이 높아지도록 제어하고, 주변 온도가 낮으면 오목렌즈군을 우측으로 유동시켜 함몰각도가 높은 렌즈로 적외선이 통과되도록함으로서 적외선 출력이 낮아지도록 제어하는 형상기억 스프링과; 상기 형상기억 스프링의 우측 끝단에 위치하여 형상기억 스프링의 움직임을 지지하는 고정부를 포함하여 구성함이 특징이다.
또한, 상기 적외선 송신수단(A)은, 상기 형상기억 스프링과 고정부를 수납하는 하우징과; 상기 하우징의 내측에 설치하되 형상기억 스프링의 일측에 설치되어 발열을 통해 형상기억 스프링을 강제로 팽창시켜 오목렌즈군을 좌측으로 이동시키고, 이에 따라 함몰각도가 낮은 렌즈로 적외선이 통과되도록하여 적외선 출력이 강제로 높아지도록 유도하는 발열수단과; 상기 하우징의 내측에 설치하되 형상기억 스프링의 타측에 설치되어 냉각열을 전달하여 형상기억 스프링을 강제로 수축시켜 오목렌즈군을 우측으로 이동시키고, 이에 따라 함몰각도가 높은 렌즈와 적외선이 통과되도록하여 적외선 출력이 강제로 낮아지도록 유도하는 열전소자와; 상기 발열수단과 열전소자에 전기적으로 연결되며, 먼지가 많을 경우 발열수단을 동작시켜 적외선 출력을 높이도록 제어하고, 먼지가 적을 경우 열전소자를 동작시켜 적외선 출력을 낮추도록 제어하는 송신제어부를 포함하여 구성함이 특징이다.
또한, 상기 고정부가 위치하는 하우징의 테두리에는 다수개의 홀을 형성하고, 상기 홀에는 고정부의 위치를 세팅하기 위한 자석을 삽입 결합하여 이루어지는 것이 특징이다.
상술한 바와 같이 본 발명은 공작기계 또는 성형기계의 데이터를 휴대용 기기와 송수신이 가능하게 하고, 생산설비 상황에 대한 아날로그 신호를 디지털 정보화하여 제공하며, 통신이 원할하게 진행되도록 생산 관리 시스템용 무선 센서 노드를 제공하는 효과가 있다.
도 1은 제조업에서 요구하는 핵심 업무기능을 도시한 개념도.
도 2는 본 발명의 전체 구성도.
도 3은 본 발명의 임베디드 디바이스 간략 구성도.
도 4는 본 발명의 임베디드 디바이스 상세 구성도.
도 5는 본 발명의 제 1 인터넷 단말 방식 구성도.
도 6은 본 발명의 2 인터넷 단말 방식 구성도.
도 7은 본 발명의 먼지측정수단 및 경보신호 출력부 구성 블록도.
도 8은 본 발명의 먼지 측정수단을 구성하는 적외선 송신수단과 적외선 수신수단 개념도.
도 9는 본 발명의 적외선 송신수단과 적외선 수신수단을 이용하여 먼지를 측정하는 개념도.
도 10은 본 발명에 있어서 형상기억 스프링을 갖는 먼지측정수단 제 1 실시예도.
도 11은 본 발명에 있어서 발열수단과 열전소자 및 형상기억 스프링을 갖는 제 2 실시예도.
도 12는 본 발명에 있어서 오목렌즈군을 우측으로 1칸 이동하여 광량을 높인 상태로 광을 출력시키는 제 1 동작도.
도 13은 본 발명에 있어서 오목렌즈군을 좌측으로 1칸 이동하여 광량을 낮춘 상태로 광을 출력시키는 제 2 동작도.
도 14는 본 발명에 있어서 오목렌즈군을 우측으로 2칸 이동하여 광량을 더 높인 상태로 광을 출력시키는 제 3 동작도.
도 15는 본 발명에 있어서 오목렌즈군을 좌측으로 2칸 이동하여 광량을 더 낮춘 상태로 광을 출력시키는 제 4 동작도.
도 16은 본 발명에 있어서 자석의 위치를 바꾼 제 5 동작도.
도 17은 본 발명의 오목렌즈 각도 측정 개념도.
도 18은 본 발명에 적용되는 제 1 오목렌즈 구성도.
도 19는 본 발명에 적용되는 제 2 오목렌즈 구성도.
도 20은 본 발명에 적용되는 제 3 오목렌즈 구성도.
도 21은 본 발명에 적용되는 제 4 오목렌즈 구성도.
도 22는 본 발명에 적용되는 제 5 오목렌즈 구성도.
도 23은 본 발명의 오목렌즈 중심부 함몰각에 따른 광세기 그래프 구성도.
도 2는 본 발명의 전체 구성도.
도 3은 본 발명의 임베디드 디바이스 간략 구성도.
도 4는 본 발명의 임베디드 디바이스 상세 구성도.
도 5는 본 발명의 제 1 인터넷 단말 방식 구성도.
도 6은 본 발명의 2 인터넷 단말 방식 구성도.
도 7은 본 발명의 먼지측정수단 및 경보신호 출력부 구성 블록도.
도 8은 본 발명의 먼지 측정수단을 구성하는 적외선 송신수단과 적외선 수신수단 개념도.
도 9는 본 발명의 적외선 송신수단과 적외선 수신수단을 이용하여 먼지를 측정하는 개념도.
도 10은 본 발명에 있어서 형상기억 스프링을 갖는 먼지측정수단 제 1 실시예도.
도 11은 본 발명에 있어서 발열수단과 열전소자 및 형상기억 스프링을 갖는 제 2 실시예도.
도 12는 본 발명에 있어서 오목렌즈군을 우측으로 1칸 이동하여 광량을 높인 상태로 광을 출력시키는 제 1 동작도.
도 13은 본 발명에 있어서 오목렌즈군을 좌측으로 1칸 이동하여 광량을 낮춘 상태로 광을 출력시키는 제 2 동작도.
도 14는 본 발명에 있어서 오목렌즈군을 우측으로 2칸 이동하여 광량을 더 높인 상태로 광을 출력시키는 제 3 동작도.
도 15는 본 발명에 있어서 오목렌즈군을 좌측으로 2칸 이동하여 광량을 더 낮춘 상태로 광을 출력시키는 제 4 동작도.
도 16은 본 발명에 있어서 자석의 위치를 바꾼 제 5 동작도.
도 17은 본 발명의 오목렌즈 각도 측정 개념도.
도 18은 본 발명에 적용되는 제 1 오목렌즈 구성도.
도 19는 본 발명에 적용되는 제 2 오목렌즈 구성도.
도 20은 본 발명에 적용되는 제 3 오목렌즈 구성도.
도 21은 본 발명에 적용되는 제 4 오목렌즈 구성도.
도 22는 본 발명에 적용되는 제 5 오목렌즈 구성도.
도 23은 본 발명의 오목렌즈 중심부 함몰각에 따른 광세기 그래프 구성도.
이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 방법 중에서 바람직한 실시 방법에 대한 것이며, 본 발명이 하기의 도면과 설명만으로 한정되는 것은 아니다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 발명에서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한, 이하 실시되는 본 발명의 바람직한 실시예는 본 발명을 이루는 기술적 구성요소를 효율적으로 설명하기 위해 각각의 시스템 기능구성에 이미 구비되어 있거나, 또는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 구비되는 시스템 기능구성은 가능한 생략하고, 본 발명을 위해 추가적으로 구비되어야 하는 기능구성을 위주로 설명한다.
만약 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 하기에 도시하지 않고 생략된 기능구성 중에서 종래에 이미 사용되고 있는 구성요소의 기능을 용이하게 이해할 수 있을 것이며, 또한 상기와 같이 생략된 구성요소와 본 발명을 위해 추가된 구성요소 사이의 관계도 명백하게 이해할 수 있을 것이다.
또한, 이하 실시예는 본 발명의 핵심적인 기술적 특징을 효율적으로 설명하기 위해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명백하게 이해할 수 있도록 용어를 적절하게 변형하여 사용할 것이나, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 결코 아니다.
결과적으로, 본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하 실시예는 진보적인 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 하나의 수단일 뿐이다.
도 1은 제조업에서 요구하는 핵심 업무기능을 도시한 개념도.
도 2는 본 발명의 전체 구성도.
도 3은 본 발명의 임베디드 디바이스 간략 구성도.
도 4는 본 발명의 임베디드 디바이스 상세 구성도.
도 5는 본 발명의 제 1 인터넷 단말 방식 구성도.
도 6은 본 발명의 2 인터넷 단말 방식 구성도.
도 7은 본 발명의 먼지측정수단 및 경보신호 출력부 구성 블록도.
도 8은 본 발명의 먼지 측정수단을 구성하는 적외선 송신수단과 적외선 수신수단 개념도.
도 9는 본 발명의 적외선 송신수단과 적외선 수신수단을 이용하여 먼지를 측정하는 개념도.
도 10은 본 발명에 있어서 형상기억 스프링을 갖는 먼지측정수단 제 1 실시예도.
도 11은 본 발명에 있어서 발열수단과 열전소자 및 형상기억 스프링을 갖는 제 2 실시예도.
도 12는 본 발명에 있어서 오목렌즈군을 우측으로 1칸 이동하여 광량을 높인 상태로 광을 출력시키는 제 1 동작도.
도 13은 본 발명에 있어서 오목렌즈군을 좌측으로 1칸 이동하여 광량을 낮춘 상태로 광을 출력시키는 제 2 동작도.
도 14는 본 발명에 있어서 오목렌즈군을 우측으로 2칸 이동하여 광량을 더 높인 상태로 광을 출력시키는 제 3 동작도.
도 15는 본 발명에 있어서 오목렌즈군을 좌측으로 2칸 이동하여 광량을 더 낮춘 상태로 광을 출력시키는 제 4 동작도.
도 16은 본 발명에 있어서 자석의 위치를 바꾼 제 5 동작도.
도 17은 본 발명의 오목렌즈 각도 측정 개념도.
도 18은 본 발명에 적용되는 제 1 오목렌즈 구성도.
도 19는 본 발명에 적용되는 제 2 오목렌즈 구성도.
도 20은 본 발명에 적용되는 제 3 오목렌즈 구성도.
도 21은 본 발명에 적용되는 제 4 오목렌즈 구성도.
도 22는 본 발명에 적용되는 제 5 오목렌즈 구성도.
도 23은 본 발명의 오목렌즈 중심부 함몰각에 따른 광세기 그래프 구성도로서,
도 2를 참조하면, 본 발명은 임베디드 디바이스(10), 통신부(20)와, 메모리(30)와, 외부 리소스(40)를 구비한다.
상기 임베디드 디바이스(10)는, 현장에 설치되어 생산설비(공작기계)의 상황을 관측하는 복수의 센서(11)와; 상기 복수의 센서로부터 관측된 생산설비 정보 신호를 처리하는 신호 처리기(12)와; 상기 신호 처리기에서 처리된 정보 신호를 무선 신호로 만들어 원격에 설치된 외부 리소스에 무선 전송하는 센서 노드(13)를 포함한다.
그리고, 상기 임베디드 디바이스(10)는, 상기 센서 노드에 구동용 전원을 공급하는 배터리를 더 포함한다. 상기에서 센서 노드는 다른 센서 노드와 동기화하고, 상기 다른 센서 노드로부터 출력되는 생산설비 정보를 중계해주는 것을 특징으로 한다.
상기 센서 노드는 멀티 홉 라우터 모듈을 이용하여 다른 센서 노드와 동기화를 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 센서 노드는 별도 게이트웨이 지원 없이 TinyOS에서 지원되는 스택(Stack)으로 직접 IP를 지원하는 것을 특징으로 한다.
상기 복수의 센서(11)는 공작기계의 동작상황을 다양하게 체크하여 작업툴이 정위치에 제대로 작업이 이루어지는지를 파악하는데 사용된다.
신호 처리기(12)는 복수의 센서(11)에서 아날로그 센서가 존재할 경우 그 아날로그 센서에서 출력되는 아날로그 정보 신호를 그에 상응하는 디지털 정보 데이터로 변환하는 아날로그/디지털 변환기(12a)가 구비되며, 상기 아날로그/디지털 변환기(12a)에서 변환된 정보 데이터 또는 상기 센서(11)가 디지털 센서일 경우 상기 센서(11)에서 직접적으로 출력되는 디지털 정보 데이터를 인터페이스하는 센서 인터페이스(12b)를 구비한다.
아울러, 신호 처리기(12)는 상기 센서 인터페이스(12b)에서 출력되는 정보 데이터를 저장 및 관리, 그리고 전송을 제어하는 프로세서(12c)를 더 포함하고, 상기 프로세서(12c)와 연동하는 타이머(12d), 데이터SRAM(12e), EPROM(12f) 및 플래시 메모리(12g)를 포함한다.
상기 센서 노드(13)는 상기 프로세서(12c)와 접속되어 현장에서 수집된 정보를 인터페이스하는 무선 인터페이스(13a)와, 상기 무선 인터페이스(13a)와 접속되어 상기 정보를 무선 신호로 만들어 안테나(13c)를 통해 상기 외부 리소스로 무선 전송하고, 상기 데이터 로거(20)로부터 전송된 구성 관리 정보나 제어 정보를 수신하여 상기 무선 인터페이스(13a)를 통해 상기 프로세서(12c)에 제공하는 RF 트랜시버(13b)를 포함한다.
이러한 센서 노드(13)는 다른 센서 노드와 동기화하고, 상기 다른 센서 노드로부터 출력되는 정보를 중계해주는 역할을 하게 된다. 즉, RF 트랜시버(13b)를 통해 다른 센서 노드로부터 전송된 중계 데이터를 수신하고, 이를 자신의 정보와 합하여 상기 외부 리소스(20)로 중계해주게 되는 것이다.
또한, 상기 센서 노드(13)는 멀티 홉 라우터 모듈을 이용하여 다른 센서 노드와 동기화를 수행하게 되며, 별도 게이트웨이 지원 없이 TinyOS에서 지원되는 스택(Stack)으로 직접 IP를 지원하게 된다.
즉, 임베디드 디바이스(10)는 생산설비의 상황을 감지하고 이를 전기적 신호로 산출하고, 산출한 신호를 데이터화하여 생산 자원 정보를 산출한다.
상기 메모리(30)는 인터넷에 접속된 컴퓨터와 통신을 가능하게 하는 고유 식별 주소를 저장한다. 고유 식별 주소의 예로 IP 어드레스, IPv6 어드레스일 수 있다. 그리고 고유 식별 주소는 본 발명에 따른 임베디드 디바이스(10)가 설치되는 시점에 사용자에 의해 세팅되거나 본 발명에 따른 임베디드 디바이스(10)가 부팅되는 시점에 외부 리소스(40)부터 송신될 수 있다. 고유 식별 주소를 통해 본 발명에 따른 임베디드 디바이스(10) 네트워크 또는 인터넷상의 위치하는 외부 리소스(40)와 통신할 수 있다.
통신부(20)는 IP단에서 메모리(30)에 저장된 고유 식별 주소를 패킷의 헤더에 포함하여 무선으로 생산 자원정보를 외부 리소스(40)에 송신한다. 즉 생산 자원 정보는 메모리(30)에 저장된 고유 식별 주소가 포함된 헤더를 갖는 IP패킷으로 패킷화되고 패킷화된 IP패킷은 무선으로 외부 리소스(40에 송신된다.
바람직하게 통신부(20)는 MAC 단에서 IEEE802.15.4 프로토콜을 기반으로 생산 자원 정보를 외부 리소스(40)에 송신한다. 즉, 통신부(20)는 IP단의 IP패킷을 IEEE802.15.4 프로토콜을 기반으로 외부 리소스(40)에 송신한다. 여기서 IEEE 802.15.4는 저전력 무선 통신을 지원하는 프로토콜로 IEEE 802.11기반의 물리적 링크관련 프로토콜이 발전한 프로토콜이다. IEEE 802.15.4를 지원하는 프로토콜은 Zigbee에서 Zwav로, 무선HART과 SP100.11a와 IETF 6LoWPAN 등이 있다. IEEE 802.15.4 프레임은 소형으로 IP단의 haeder의 40byte를 포함하여 한번에 127bytes까지 전송이 가능하다. 따라서 공급자는 산업 네트워크와 연계된 전형적인 환경에서 운영될 수 있는 표준 IP를 소형화하는데 어려움이 있어 개인 프로토콜을 내장하고 있다. 이에 IEEE802.15.4에 IPv6 통신을 위한 IETF 6LoWPAN 표준이 소개되었다. IETF 6LoWPAN에 의해 IEEE802.15.4 헤더에 연계된 필드로부터 정보를 기초로, 이중화 혹은 불필요한 네트워크 계층의 정보 제거로 40 byte IP header를 압축하는 방식으로 IEEE802.15.4 기반으로 IPv6 통신을 처리할 수 있다.
6LoWPAN 사용으로 센서 노드에서 타 IP 디바이스에 직접 통신 가능한 능력, 이름, 주소, 접근관리와 보안; 캐싱과 부하관리 등과 같은 상위 계층 서버를 위한 프로시 구조; 애플리케이션 계층의 데이터 모델과 서비스; TCP, UDP 등과 같은 IP 전송 프로토콜의 접근 등과 같은 IP 통신의 모든 장점을 적용할 있다.
또한, 통신부(20)는 IP단에서 생성된 패킷을 IEEE802.15.4 프로토콜을 기반으로 송신하기 위해 IP단 및 MAC단 사이에 적응단을 더 포함한다. 여기서 적응단은 6LoWPAN 프로토콜을 기반으로 하는 것이 바람직하다. 또한 IP단은 IPv6 프로토콜을 기반으로 하는 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 임베디드 디바이스(10)는 6LoWPAN를 사용하므로서 Zigbee 패킷의 단일 Byte로 처리되는 Zibee 패킷과 차별화된 UDP 6LoWPAN 패킷으로 효율화에 대한 손실이 발생하지 않으며, WSN(Wireless Senor Netowrk)내 뿐만 아니라 인터넷 등 외부 네트워크에 위치하는 외부 리소스(40)와도 통신이 가능하다.
외부 리소스(40)는 본 발명에 따른 센서 서버 또는 본 발명에 따른 무선 센서 노드가 될 수 있다. 또한, 외부 리소스(40)는 생산현장에 설치된 생산설비를 제어하는 생산설비 제어 플랫폼일 수 있다. 생산설비 제어 플랫폼은 생산 현장의 작업용 단말기, PC, 휴대용 입출력 단말기, 네트워크 기능을 갖는 제조설비, PLC 설비 등 생산설비를 제어하는 플랫폼을 지칭한다. 또한, 외부 리소스(40)는 ERP(Enterprise Source Planning) 서버 또는 MES(Manufacturing Execution System) 서버생산 관리 서버일 수 있다.
한편, 센서 탑재 기술은 정보통신 기술의 제일 하단에 있는 기술이다. 금형의 내부의 온도나 압력 혹은 설비의 움직임에 따른 진동과 위치신호, RPM과 같은 데이터들은 기계장치 내부에 센서를 설치하여 데이터를 발생시킬 수 있다. 경우에 따라 발생되는 데이터는 아주 미세한 전압, 전류 혹은 전하량 등 다양한 형태로 발생된다. 표준화 되어 있는 아날로그 신호를 수집 할 수 없는 경우 미세신호를 증폭 시키는 증폭 기술이 필요하다.
이때, 임베디드 디바이스(Embedded Device)는 증폭기능을 포함하고 있거나 증폭가 증폭하여 표준화된 전압과 전류의 신호를 만들어 줄 경우 이 신호를 아날로그 인풋(Analog Input)형태로 받아들인다. 임베디드 디바이스(Embedded Device)가 받아들인 신호는 디지털(Digital)신호로 변환되어 임베디드 디바이스(Embedded Device)의 컴퓨터 기능으로 품질 및 기계장치의 성능 등에 영향을 미치는 유효데이터를 생성하고 알고리즘에 따라 데이터를 분석하여 결과를 상위의 전산 시스템에 전달한다.
정보화에는 도 5에 도시한 바와 같이 센서기술, 임베디드(Embedded Device)기술, 증폭 기술, 프로토콜을 구현하는 기술, 통신과 네트워크기술, 지능형 소프트웨어 개발기술 센서 탑재기반의 임베디드 디바이스(Embedded Device)기술 등이 필요하다.
이러한 정보화 기술을 통한 시너지는 다양한 형태로 정보화를 적용하는 대상과 정보화를 구축하는 기업에게 새로운 비즈니스(Business)의 기회를 제공한다. 정보통신 기술은 새로운 것을 창조하는 기술이라기 보다는 기존의 범용 정보통신기술을 정보화가 이루어져있지 않은 분야에 콘텐츠(Contents)로서 융합되는 기술을 말한다.
센서탑재 기반의 임베디드 디바이스(Embedded Device)를 통한 정보화 기술은 센서와 임베디드 디바이스(Embedded Device) 및 관련 펌웨어(Firmware)를 통하여 정보통합을 위한 게이트웨이(Gateway) 상품화, 임베디드 디바이스(Embedded Device )의 상품화, 모바일 디바이스(Mobile Device)와 연계되는 정보통신 기술의 상품화 등 압력과 온도 등 미세신호를 위한 증폭기술의 상품화 등 다양한 제품의 상품화를 가능하게 하여 새로운 비지니스(Business) 기회를 만들어진다.
그리고, 정보통신 솔루션(ICT Solution)은 다양한 통신, 네트워크, 인터페이스(Interface)등 커뮤니케이션(Communication)기술과 데이터를 수집하고 처리 하는 방법에 대한 정보(Information)기술을 말하는바, 본 발명에서는 다양한 정보통신(ICT)기술중 무선기술을 적용한 사출성형장비와 단독으로 연결을 하여 정보화의 시너지를 추구하는 와이파이(WiFi)를 이용한 인터넷 기술과의 융합을 소개하고자 한다.
한편, 인터넷 단말기의 방식은 M2M(Merchine to Merchine} 장비와 1:1로 연동되어 모든 사출 성형기의 정보를 취득하고 필요한 가공을 통하여 만들어진 정보를 임의의 스마트폰, PAD등 모바일(mobile)장비를 통하여 그 내용을 모니터링하고 제어하는 방식이다. 독립적으로 운영되는 사출 성형기에 M2M 디바이스의 인터넷 연결은 정보통신의 핵심기능이다. M2M 디바이스는 다양한 인터페이스로 사출 성형기의 정보를 취득하여 저장하고 있으며 와이파이(WiFi)무선모듈을 통하여 인터넷 혹은 네트워크와 연결될 준비를 마치고 있다. 그 구성은 도 6과 같다.
한편, 본 발명은 임베디드 디바이스의 주변에 먼지 측정수단(2000)을 설치하는바, 상기 먼지 측정수단을 통해 먼지를 파악하고, 기준 이상의 먼지가 검출되면 경보신호를 통해 출력하여 사용자로 하여금 먼지를 제거토록 유도한다.
즉, 임베디드 디바이스 주변에 먼지가 기준이상 분포하게 되면 센서의 오작동 또는 쇼트가 발생될 위험이 높아지기 때문이다.
그리고, 먼지 측정수단(2000)에 의해서 측정된 데이터는 먼지 측정 계산부(3000)로 전송되며, 먼지 측정 계산부(3000)는 먼지 측정수단에 의해서 측정된 데이터를 계산하여 디스플레이(4000)에 표시한다.
본 발명의 먼지 측정수단(2000)은 적외선을 방출하기 위한 적외선 송신수단(A)과, 상기 적외선 송신수단과 대향되도록 위치하며 상기 적외선 송신수단으로부터 방출된 빛을 수신하여 그 수신량의 정도에 따라 먼지유입을 판단하도록 하기 위한 적외선 수신수단(B)과, 상기 적외선 수신수단(B)의 출력전압이 설정된 값보다 작으면 상기 적외선 송신수단(A)의 입력전압이 증가되도록 제어하기 위한 먼지 측정 제어부(C)를 포함하여 이루어진다.
그리고, 상기 적외선 송신수단(A)은 먼지 측정 제어부(C)로부터 적외선 송신 제어신호를 인가받아 적외선 송신량을 결정하여 변화된 적외선 송신량을 출력한다.
즉, 적외선 수신수단(B)의 결과값을 먼지 측정 제어부(C)에 전송하면, 먼지 측정 제어부(C)는 적외선 수신수단(B)의 데이터를 근거로 먼지 발생량을 예측하고, 먼지 발생량에 따라서 적외선 송신수단(A)에 제어신호를 출력하여 적외선 송신량을 조절하여 출력토록 유도하는 것이다.
즉, 먼지 측정 제어부에서 적외선 수신수단에서 출력되는 광량 데이터를 읽고, 이를 근거로 적외선 발광수단의 광량을 자동 제어하여 감도조절이 자동적으로 일정하게 유지되도록 하여 먼지로 인한 오염 상황에서도 먼지 검출을 최적의 감도상태로 유지하여 측정할 수 있도록 한 것이다.
다시말해서, 먼지 측정 제어부(C)는 적외선 수신수단(B)의 수신 광량이 미약하면 오염 정도가 높은 것으로 판단하여 보다 정밀한 먼지 측정을 위해서 적외선 송신수단(A)의 광량을 높이도록 제어신호를 출력하며, 적외선 수신수단(C)의 수신 광량이 너무 세면 오염이 없는 상태이나 정밀한 측정이 어려워지므로 적외선 송신수단(A)의 광량을 낮추도록 제어신호를 출력하는 것이다. 즉, 적외선 송신 광량을 적절한 상태로 유지할 필요가 있다. 그래야만 적외선 수신수단을 통해 측정되는 적외선량이 정확해져서 먼지 발생량을 보다 정밀하게 예측할 수 있다. 따라서, 본 발명의 먼지 측정 제어부에 의해서 측정되는 먼지량 데이터는 신뢰도가 높은 먼지 측정 결과를 출력할 수 있게 된다.
본 발명은 다수개의 오목렌즈가 탑재되어 적외선의 출력을 제한시키는 오목렌즈군(1)과;
상기 오목렌즈군에 근접되어 적외선을 출력시키는 적외선 송신소자(2)와;
상기 오목렌즈군의 일측에 설치되어 오목렌즈군을 유동시켜 적외선 출력이 조절되도록하되 온도의 변화량에 따라서 주변 온도가 높으면 오목렌즈군을 좌측으로 유동시켜 함몰각도가 낮은 렌즈로 적외선이 통과되도록함으로서 적외선 출력이 높아지도록 제어하고, 주변 온도가 낮으면 오목렌즈군을 우측으로 유동시켜 함몰각도가 높은 렌즈로 적외선이 통과되도록함으로서 적외선 출력이 낮아지도록 제어하는 형상기억 스프링(3)과;
상기 형상기억 스프링의 우측 끝단에 위치하여 형상기억 스프링의 움직임을 지지하는 고정부(4)를 포함하여 구성한다.
그리고, 상기 스프링과 고정부를 수납하는 하우징(5)과;
상기 하우징의 내측에 설치하되 형상기억 스프링의 일측에 설치되어 발열을 통해 형상기억 스프링을 강제로 팽창시켜 오목렌즈군을 좌측으로 이동시키고, 이에 따라 함몰각도가 낮은 렌즈로 적외선이 통과되도록하여 적외선 출력이 강제로 높아지도록 유도하는 발열수단(6)과;
상기 하우징의 내측에 설치하되 형상기억 스프링(3)의 타측에 설치되어 냉각열을 전달하여 형상기억 스프링(3)을 강제로 수축시켜 오목렌즈군을 우측으로 이동시키고, 이에 따라 함몰각도가 높은 렌즈와 적외선이 통과되도록하여 적외선 출력이 강제로 낮아지도록 유도하는 열전소자(7)와;
상기 발열수단과 열전소자에 전기적으로 연결되며, 먼지가 많을 경우 발열수단을 동작시켜 적외선 출력을 높이도록 제어하고, 먼지가 적을 경우 열전소자를 동작시켜 적외선 출력을 낮추도록 제어하는 송신제어부(8)를 포함하여 구성한다.
그리고, 상기 고정부(4)가 위치하는 하우징의 테두리에는 다수개의 홀(5a, 5b 5c)을 형성하고, 상기 홀에는 고정부(4)의 위치를 세팅하기 위한 자석(9)을 삽입 결합하여 이루어진다.
즉, 고정부(4)는 금속으로 구성하며, 자석(9)을 홀에 삽입하여 고정부를 임시 고정시킨다. 이에 따라 기온이 낮은 지역은 자석을 중앙홀(5b) 또는 왼쪽홀(5a)에 위치시켜 세팅하고, 기온이 높은 지역은 자석(9)을 중앙홀(5b) 또는 오른쪽(5c)에 위치시켜 세팅한다.
그러면 최초 송신소자(2) 위치가 오목렌즈군(1)의 중앙에 위치되고, 이후 온도변화에 따라서 적절히 팽창과 수축을 하여 먼지의 농도를 정확하게 판별할 수 있도록 한다.
본 발명은 온도의 변화에 따라서 송신소자(2)의 출력이 자동으로 조절되도록 구성하였는바, 형상기억 스프링(3)이 기본 온도로 세팅되어 있으며, 이후 온도가 올라가면 형상기억 스프링이 늘어나면서 송신소자의 광을 줄여서 출력시키고, 온도가 내려가면 형상기억 스프링(3)이 줄어들면서 송신소자(2)의 광을 낮추어서 출력시킨다.
즉, 먼지는 기체속에 분포되기 때문에 온도가 올라가면 움직임이 활발해져서 송신소자(2)의 출력을 낮추었을때 보다 더 정밀한 먼지 농도를 채크할 수 있으며, 온도가 낮아지면 움직임이 둔해지기 때문에 송신소자(2)의 출력을 높였을때 보다 더 정밀한 먼지 농도를 체크할 수 있다.
이에 따라 본 발명은 온도변화를 반영하여 오목렌즈군(1)을 유동시켜 먼지 농도를 보다 더 정확하게 파악할 수 있도록 한 것이다.
실제로의 동작을 살펴보면 먼저 기본적으로 오목렌즈군(1)의 가장 중심에 설치되는 제 3 오목렌즈(1c)를 통해 송신소자의 빛이 출력된다.
그리고, 주변 온도가 올라가면 형상기억 스프링이 팽창되면서 제 3 오목렌즈(1c)의 오른쪽에 위치하며 동시에 함몰각도가 제 3 오목렌즈(1c)보다 낮은 제 2 오목렌즈(1b)가 송신소자의 위치에 오게 되며, 이에 따라 송신소자(2)의 광 출력을 낮추어서 출력하게 된다. 그리고, 주변 온도가 내려가면 형상기억 스프링(3)이 수축되면서 제 3 오목렌즈(1c)의 왼쪽에 위치하며 동시에 함몰각도가 제 3 오목렌즈(1c)보다 높은 제 4 오목렌즈(1d)가 송신소자(2)의 위치에 오게 되며, 이에 따라 송신소자(2)의 광 출력을 높여서 출력하게 된다.
상기와 같이 본 발명은 주변 온도에 반응하여 형상기억 스프링(3)이 자동으로 팽창과 수축을 함으로서 먼지의 움직임에 따른 광량 변화를 촉진하여 보다 더 정밀한 먼지 농도를 파악할 수 있고, 보다 더 정확한 경보출력이 이루어진다.
한편, 본 발명은 먼지 농도에 따라 송신 제어부(8)가 강제로 오목렌즈군(1)을 움직여서 가장 정확한 먼지 농도를 파악할 수 있도록 구성하는바, 온도 변화가 없더라도 먼지의 농도에 따라 송신소자의 광량을 조절하여 정확한 먼지의 농도를 파악할 수 있도록 하였다.
즉, 본 발명은 적외선 송신수단의 광량 변화를 용이하게 하기 위해서 먼지 측정 제어부(C)가 제어신호를 출력하면 송신 제어부(8)에서 이를 인지하여 발열수단(6) 및 열전소자(7)를 구동하여 가장 적절한 적외선 송신이 이루어지도록 하였다.
먼저, 기본적으로 오목렌즈군(1)의 가장 중심에 설치되는 제 3 오목렌즈(1c)를 통해 적외선 광을 출력토록하며, 적외선 광을 조금 줄여서 출력해야할 경우 송신제어부(8)가 발열수단(6)을 가동시켜 열을 발생시켜 형상기억 스프링이 팽창되도록하고 이에 따라 송신소자(2)가 고정되어 있으므로 오목렌즈군(1)이 이동하되 제 3 오목렌즈(1c)의 오른쪽에 설치되는 제 2 오목렌즈(1b)가 송신소자(2) 위치로 움직이면서 송신소자의 출력광이 제 2 오목렌즈를 통해 출력된다.
그리고, 적외선 광을 더 많이 줄여서 출력해야할 경우 송신제어부(8)가 발열수단(6)을 가동시켜 열을 더 많이 발생시켜 형상기억 스프링(3)이 더 많이 팽창되도록하고 이에 따라 오목렌즈군(1)이 이동하되 제 1 오목렌즈(1a)가 송신소자(2)의 위치로 이동되도록 가열하며, 이에 따라 송신소자(2)의 광이 제 1 오목렌즈(1a)를 통해 출력한다.
그리고, 적외선 광을 높여서 출력해야할 경우 송신제어부(8)가 열전소자(7)를 구동하여 냉각열을 발생시켜 형상기억 스프링(3)이 수축되도록하고 이에 따라 오목렌즈군(1)이 이동하되 제 3 오목렌즈(1c)의 왼쪽이 설치되는 제 4 오목렌즈(1d)가 송신소자에 위치하며, 이에 따라 송신소자(2)의 광이 제 4 오목렌즈(1d)를 통해 출력된다.
그리고, 적외선 광을 더 높여서 출력해야할 경우 송신제어부(8)가 열전소자(7)를 구동하여 냉각열을 더 많이 발생시켜 형상기억 스프링(3)이 더 많이 수축되도록하고 이에 따라 오목렌즈군(1)이 이동하되 제 5 오목렌즈(1e)가 송신소자(2) 위치로 이동되며, 이에 따라 송신소자(2)의 광이 제 5 오목렌즈(1e)를 통해 광을 출력한다.
그리고, 상기 오목렌즈군은 중심부의 함몰 각도에 따라서 적외선 광의 출력 정도를 달리하도록 설계되며, 제 3 오목렌즈(1c)는 기본적으로 작동봉의 가장 중심에 설치되며 함몰각도를 25도로 형성시킨다.
그리고, 제 2 오목렌즈(1b)는 적외선 광을 조금 줄여서 출력해야할 경우에 사용되고, 제 3 오목렌즈(1c)의 오른쪽에 설치되며 함몰각도를 15도로 형성시킨다.
그리고, 제 1 오목렌즈(1a)는 적외선 광을 더 많이 줄여서 출력해야할 경우에 사용되며 제 2 오목렌즈(1b)의 오른쪽에 설치되며 함몰각도를 5도로 형성시킨다.
그리고, 제 4 오목렌즈(1d)는 적외선 광을 더 높여서 출력해야할 경우에 사용되고, 제 3 오목렌즈(1c)의 왼쪽에 설치되며 함몰각도를 35도로 형성시킨다.
그리고, 제 5 오목렌즈(5e)는 적외선 광을 더 많이 높여서 출력해야할 경우에 사용되고, 제 4 오목렌즈(1d)의 왼쪽에 설치되며 함몰각도를 45도로 형성시킨다.
10: 임베디드 디바이스
20: 통신부
30: 메모리
40: 외부 리소스
20: 통신부
30: 메모리
40: 외부 리소스
Claims (8)
- 생산설비의 상황을 감지하고 감지된 센서의 정보를 유비쿼터스 센서 네트워크를 통해 무선으로 전송하는 임베디드 디바이스(10)와; 인터넷에 접속된 컴퓨터와 통신을 가능하게 하는 고유 식별 주소를 저장하는 메모리(20); 및 IP단에서 상기 고유 식별 주소를 패킷의 헤더에 포함하여 무선으로 외부 리소스(40)에 송신하는 통신부(20)와; 상기 임베디드 디바이스 일단에 설치되어 임베디드 디바이스 주변의 먼지를 측정하고, 기준이상이면 경보신호를 출력하는 먼지 측정수단과; 상기 먼지 측정수단에 전기적으로 연결되며 먼지 측정수단의 제어신호에 따라 외부로 경보신호를 출력하는 경보신호 출력부를 포함하고;
상기 임베디드 디바이스(10)는,
현장에 설치되어 생산설비의 상황을 관측하는 복수의 센서(11)와;
상기 복수의 센서로부터 관측된 생산설비 정보 신호를 처리하는 신호 처리기(12)와;
상기 신호 처리기에서 처리된 정보 신호를 무선 신호로 만들어 원격에 설치된 외부 리소스에 무선 전송하는 센서 노드(13)와;
상기 센서 노드에 구동용 전원을 공급하는 배터리(14)를 더 포함하여 구성하며;
상기 신호 처리기(12)는,
복수의 센서(11)에서 아날로그 센서가 존재할 경우 그 아날로그 센서에서 출력되는 아날로그 정보 신호를 그에 상응하는 디지털 정보 데이터로 변환하는 아날로그/디지털 변환기(12a)를 구비하고;
상기 아날로그/디지털 변환기(12a)에서 변환된 정보 데이터 또는 상기 센서(11)가 디지털 센서일 경우 상기 센서(11)에서 직접적으로 출력되는 디지털 정보 데이터를 인터페이스하는 센서 인터페이스(12b)를 구비하며;
상기 센서 인터페이스(12b)에서 출력되는 정보 데이터를 저장 및 관리, 그리고 전송을 제어하는 프로세서(12c)를 더 포함하고;
상기 프로세서(12c)와 연동하는 타이머(12d), 데이터SRAM(12e), EPROM(12f) 및 플래시 메모리(12g)를 포함하여 이루어지고;
센서 노드(13)는,
상기 프로세서(12c)와 접속되어 현장에서 수집된 정보를 인터페이스하는 무선 인터페이스(13a)와;
상기 무선 인터페이스(13a)에 연결되며, 무선신호를 외부로 출력하는 안테나(13c)와;
상기 무선 인터페이스(13a)와 접속되어 상기 정보를 무선 신호로 만들어 안테나(13c)를 통해 상기 외부 리소스로 무선 전송하고, 또한 외부 리소스로부터 전송된 구성 관리 정보나 제어 정보를 수신하여 상기 무선 인터페이스(13a)를 통해 상기 프로세서(12c)에 제공하는 RF 트랜시버(13b)를 포함하여 이루어지며;
상기 통신부(20)는,
상기 IP단에서 생성된 패킷을 IEEE802.15.4 프로토콜을 기반으로 송신하기 위해 IP단 및 MAC단 사이에 적응단을 더 포함하여 외부 리소스에 송신하고;
상기 먼지 측정수단은,
적외선을 방출하기 위한 적외선 송신수단(A)과, 상기 적외선 송신수단과 대향되도록 위치하며 상기 적외선 송신수단으로부터 방출된 빛을 수신하여 그 수신량의 정도에 따라 먼지유입을 판단하도록 하기 위한 적외선 수신수단(B)과, 상기 적외선 수신수단(B)의 출력전압이 설정된 값보다 작으면 상기 적외선 송신수단(A)의 입력전압이 증가되도록 제어하기 위한 먼지 측정 제어부(C)를 포함하여 구성하며;
상기 적외선 송신수단(A)은,
다수개의 오목렌즈가 탑재되어 적외선의 출력을 제한시키는 오목렌즈군과;
상기 오목렌즈군에 근접되어 적외선을 출력시키는 적외선 송신소자와;
상기 오목렌즈군의 일측에 설치되어 오목렌즈군을 유동시켜 적외선 출력이 조절되도록하되 온도의 변화량에 따라서 주변 온도가 높으면 오목렌즈군을 좌측으로 유동시켜 함몰각도가 낮은 렌즈로 적외선이 통과되도록함으로서 적외선 출력이 높아지도록 제어하고, 주변 온도가 낮으면 오목렌즈군을 우측으로 유동시켜 함몰각도가 높은 렌즈로 적외선이 통과되도록함으로서 적외선 출력이 낮아지도록 제어하는 형상기억 스프링과;
상기 형상기억 스프링의 우측 끝단에 위치하여 형상기억 스프링의 움직임을 지지하는 고정부를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 지능형 임베디드 기반의 정보통신 시스템. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 적외선 송신수단(A)은,
상기 형상기억 스프링과 고정부를 수납하는 하우징과;
상기 하우징의 내측에 설치하되 형상기억 스프링의 일측에 설치되어 발열을 통해 형상기억 스프링을 강제로 팽창시켜 오목렌즈군을 좌측으로 이동시키고, 이에 따라 함몰각도가 낮은 렌즈로 적외선이 통과되도록하여 적외선 출력이 강제로 높아지도록 유도하는 발열수단과;
상기 하우징의 내측에 설치하되 형상기억 스프링의 타측에 설치되어 냉각열을 전달하여 형상기억 스프링을 강제로 수축시켜 오목렌즈군을 우측으로 이동시키고, 이에 따라 함몰각도가 높은 렌즈와 적외선이 통과되도록하여 적외선 출력이 강제로 낮아지도록 유도하는 열전소자와;
상기 발열수단과 열전소자에 전기적으로 연결되며, 먼지가 많을 경우 발열수단을 동작시켜 적외선 출력을 높이도록 제어하고, 먼지가 적을 경우 열전소자를 동작시켜 적외선 출력을 낮추도록 제어하는 송신제어부를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 지능형 임베디드 기반의 정보통신 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 고정부가 위치하는 하우징의 테두리에는 다수개의 홀을 형성하고, 상기 홀에는 고정부의 위치를 세팅하기 위한 자석을 삽입 결합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 지능형 임베디드 기반의 정보통신 시스템.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180083261A KR101931162B1 (ko) | 2018-07-18 | 2018-07-18 | 지능형 임베디드 기반의 정보통신 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020180083261A KR101931162B1 (ko) | 2018-07-18 | 2018-07-18 | 지능형 임베디드 기반의 정보통신 시스템 |
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|---|---|
| KR101931162B1 true KR101931162B1 (ko) | 2019-03-13 |
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ID=65762067
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| KR1020180083261A KR101931162B1 (ko) | 2018-07-18 | 2018-07-18 | 지능형 임베디드 기반의 정보통신 시스템 |
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| KR (1) | KR101931162B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102103251B1 (ko) * | 2019-07-31 | 2020-04-22 | 안태형 | 사물인터넷 기반 임베디드 방식의 모니터링시스템 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150125802A (ko) * | 2014-04-30 | 2015-11-10 | (주)신명정보통신 | 지능형 임베디드 기반의 정보통신 시스템 |
| KR101879359B1 (ko) * | 2018-01-05 | 2018-07-17 | 한미스위스광학 주식회사 | 양면 비구면 렌즈 제조장치와 제조방법 및 양면 비구면 렌즈 |
-
2018
- 2018-07-18 KR KR1020180083261A patent/KR101931162B1/ko active
Patent Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| KR20150125802A (ko) * | 2014-04-30 | 2015-11-10 | (주)신명정보통신 | 지능형 임베디드 기반의 정보통신 시스템 |
| KR101879359B1 (ko) * | 2018-01-05 | 2018-07-17 | 한미스위스광학 주식회사 | 양면 비구면 렌즈 제조장치와 제조방법 및 양면 비구면 렌즈 |
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