KR102266247B1 - 사물 인터넷 교육용 시스템 - Google Patents

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Abstract

사물 인터넷 교육용 시스템이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 사물 인터넷 교육용 시스템은, 하드웨어 장치의 작동을 제어하기 위한 제어 프로그램을 코딩할 수 있는 소프트웨어를 구비하는 컴퓨터로서, 상기 컴퓨터는 인터넷에 연결되고 인터넷을 통해 외부 디바이스와 데이터를 송수신하고, 인터넷을 통해 수신된 데이터는 상기 소프트웨어에 전달되어 상기 제어 프로그램을 코딩할 때 이용될 수 있는 것인, 컴퓨터; 및 상기 제어 프로그램에 기초하여 작동하는 하드웨어 장치로서, 상기 하드웨어 장치는, 복수의 입출력 포트를 포함하며 상기 컴퓨터와 통신 가능한 메인 보드와, 상기 입출력 포트를 통해 상기 메인 보드에 연결되는 입력 모듈 또는 출력 모듈을 포함하는 것인, 하드웨어 장치를 포함한다.

Description

사물 인터넷 교육용 시스템{SYSTEM FOR EDUCATION OF INTERNET OF THINGS}
본 발명은 사물 인터넷 교육용 시스템에 관한 것으로, 보다 자세하게는 사물 인터넷 교육과 함께 코딩에 대한 교육도 수행될 수 있는 교육용 시스템에 관한 것이다.
창의적인 인재를 교육하기 위한 융합인재교육(STEAM)이 최근 교육계에서 화두가 되고 있다. 융합인재교육은 과학(Science), 기술(Technology) 공학(Engineering), 예술(Art) 및 수학(Mathmatics)을 접목한 새로운 패러다임의 교육을 표방하는 교육 방식이며, ICT(Information and Communications Technologies) 기반의 교육용 오픈 소스 하드웨어 및 소프트웨어에 대한 교육의 필요성을 강조하고 있다.
이에 따라, 하드웨어와 소프트웨어가 결합된 교보재가 출시되어 학생들이 과학과 ICT에 대해 거부감없이 학습할 수 있도록 도움을 주고 있다.
그러나, 현재 출시된 하드웨어와 소프트웨어가 결합된 교보재는 대다수가 코딩 교육에 치우치거나, 코딩 교육을 통해 자연스럽게 하드웨어의 작동을 이해하도록 하는 것에 치우쳐 있다. 즉, 종래 기술에 따르면, 주어진 교보재 내에서의 제한된 학습만이 가능할 뿐이다.
다만, 최근에는 사물 인터넷(IoT; Internet of Things)이 미래를 지배할 기술로 손꼽히고 있는데, 아직까지는 학생들이 사물 인터넷을 체험하고 학습할 수 있는 교보재가 출시되지 않은 상태이다. 사물 인터넷을 교육할 수 있는 교보재는 다양한 확장성을 필요로 한다는 점 때문에, 기존의 교보재와는 차별화되는 구성이 필요하기 때문에, 기존의 교보재를 활용하여 사물 인터넷을 교육하기에는 한계가 있다.
따라서, 학생들이 사물 인터넷의 작동 원리에 대하여 쉽게 접근할 수 있는 교보재의 개발이 절실히 요구된다.
위와 같은 문제점으로부터 안출된 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 학생들이 사물 인터넷의 작동 원리를 쉽게 이해할 수 있는 사물 인터넷 교육용 시스템을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 단순히 주어진 교보재 내에서 사물 인터넷을 학습할 수 있는 것이 아니라, 실제 생활에서 이용되는 가전 제품이나 스마트 기기를 교보재와 연결시킴으로써 사물 인터넷의 작동 원리를 학습할 수 있는 사물 인터넷 교육용 시스템을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 언급된 기술적 과제들을 해결하기 위한, 본 발명의 일 실시예에 따른 사물 인터넷 교육용 시스템은, 하드웨어 장치의 작동을 제어하기 위한 제어 프로그램을 코딩할 수 있는 소프트웨어를 구비하는 컴퓨터로서 상기 컴퓨터는 인터넷에 연결되고 인터넷을 통해 외부 디바이스와 데이터를 송수신하고, 인터넷을 통해 수신된 데이터는 상기 소프트웨어에 전달되어 상기 제어 프로그램을 코딩할 때 이용될 수 있는 것인, 컴퓨터; 및 상기 제어 프로그램에 기초하여 작동하는 하드웨어 장치로서, 상기 하드웨어 장치는, 복수의 입출력 포트를 포함하며 상기 컴퓨터와 통신 가능한 메인 보드와, 상기 입출력 포트를 통해 상기 메인 보드에 연결되는 입력 모듈 또는 출력 모듈을 포함하는 것인, 하드웨어 장치를 포함한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 아래와 같은 효과가 도출될 수 있지만, 본 발명에 따라 도출되는 효과는 이에 제한되지 않는다.
첫째로, 코딩에 대한 기초 지식 및 하드웨어에 대한 학습과 더불어 사물 인터넷의 작동 원리에 대해 쉽게 학습할 수 있다.
둘째로, 단순히 주어진 교보재 내에서 사물 인터넷을 학습할 수 있는 것이 아니라, 실제 생활에서 이용되는 가전 제품이나 스마트 기기를 교육용 시스템과 연결하여 사물 인터넷의 작동 원리를 학습할 수 있기 때문에, 교육의 실효성이 높아질 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 사물 인터넷 교육용 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 사물 인터넷 교육용 시스템에서 이용하는 소프트웨어를 실행시켰을 때의 화면이다.
도 3은 도 1의 사물 인터넷 교육용 시스템에서 하드웨어 장치의 기판 결합을 설명하는 화면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 사물 인터넷 교육용 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 사물 인터넷 교육용 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 사물 인터넷 교육용 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제5 실시예에 따른 사물 인터넷 교육용 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제6 실시예에 따른 사물 인터넷 교육용 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 사물 인터넷 교육용 시스템에 대해 설명하기로 한다.
우선, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 사물 인터넷 교육용 시스템에 대해 설명하기로 한다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 사물 인터넷 교육용 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이 개시되고, 도 2를 참조하면, 도 1의 사물 인터넷 교육용 시스템에서 이용하는 소프트웨어를 실행시켰을 때의 화면이 개시되고, 도 3을 참조하면, 도 1의 사물 인터넷 교육용 시스템에서 하드웨어 장치의 기판 결합을 설명하는 화면이 개시된다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 사물 인터넷 교육용 시스템은 학생을 대상으로 하는 교보재이며, 기본적으로 소프트웨어적 구성요소와 하드웨어적 구성요소를 모두 포함하고 있기 때문에, 이를 통해 코딩에 대한 교육이 가능함은 물론, 하드웨어에 대한 학생의 이해도를 높일 수 있다. 이와 함께, 본 실시예에 따른 사물 인터넷 교육용 시스템은 인터넷과 연결되어 데이터를 송수신할 수 있으며, 송수신하는 데이터를 이용하여 하드웨어적 구성요소를 제어하도록 제어 프로그램을 구성할 수도 있기 때문에, 인터넷을 기반으로 모든 사물이 연결되는 사물 인터넷에 대하여 이해하는데 도움이될 수 있다.
구체적으로, 도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 사물 인터넷 교육용 시스템은, 컴퓨터(10) 및 하드웨어 장치(20)를 포함할 수 있다.
컴퓨터(10)는 소프트웨어적 구성을 포함하고 있으며 사물 인터넷 환경을 조성하기 위해 인터넷과 연결될 수 있다. 여기서, 컴퓨터(10)는 데스크탑, 노트북, 스마트폰, 태블릿 PC 또는 PDA 등일 수 있지만, 이에 제한되지 않으며, 컴퓨팅(computing) 능력이 있는 디바이스라면 제한이 없을 수 있다. 예컨대, 안경형 웨어러블 장치, 스마트 반지, 스마트 의류등 다양한 웨어러블 장치가 컴퓨터(10)가 될 수 있으며, 사용자에게 착용이 되지 않더라도 컴퓨팅 능력만 있으면 컴퓨터(10)가 될 수 있으며, 예컨대 냉장고, TV 등과 같은 가전 제품도 컴퓨터(10)가 될 수 있다.
우선, 컴퓨터(10)는 하드웨어 장치(20)의 작동을 제어하기 위한 제어 프로그램을 코딩할 수 있는 소프트웨어를 구비할 수 있다. 전술한 바와 같이, 본 실시예의 사물 인터넷 교육용 시스템은 코딩 교육의 목적도 포함하는 교보재이기 때문에, 교육의 대상이 되는 학생의 수준에 따라 코딩을 수행하기에 적절한 난이도를 가지는 소프트웨어가 이용될 수 있다. 예컨대, 초등학생이나 프로그래밍에 처음 입문하는 학습자를 대상으로 할 때에는, 비주얼 프로그래밍 언어(VPL; Visual Programming Language) 기반의 소프트웨어를 이용할 수 있다. 예컨대, 오픈 소스인 스크래치(SCRATCH)와 같은 소프트웨어를 변형시키 이용할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 다만, 이에 제한되지 않고, 학습자가 중고등학교 학생인 경우에는, 스크립트(script) 언어 기반의 소프트웨어가 이용될 수 있으며, 대학생 등과 같이 일정 수준이 되는 경우에는, C 또는 자바와 같은 언어 기반의 소프트웨어가 이용될 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 사물 인터넷 교육용 시스템이 비주얼 프로그래밍 언어 기반의 소프트웨어를 이용하는 경우, 컴퓨터(10)에 구비되는 소프트웨어의 사용자 인터페이스(UI; User Interface)를 확인할 수 있다. 사용자 인터페이스는 예컨대, 카테고리 표시 창(61), 명령어 표시 창(62), 코딩 작성 창(63) 및 시뮬레이션 창(64)을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
구체적으로, 카테고리 표시 창(61)은 제어문, 출력문, 연산자 등 선택 가능한 코딩용 명령어의 카테고리가 표시될 수 있고, 명령어 표시 창(62)은 카테고리 선택 창에서 선택된 카테고리에 해당하는 명령어가 블록 단위로 세부적으로 표시될 수 있고, 코딩 작성 창(63)은 명령어 표시 창(62)으로부터 드래그 앤 드롭(drag & drop) 방식으로 이동된 명령어 블록을 이용하여 작성되는 프로그램을 표시할 수 있고, 시뮬레이션 창(64)은 가상으로 배치된 하드웨어 장치(20)를 표시할 수 있으며, 시뮬레이션 창(64)에서 배치된 가상의 하드웨어 장치(20)를 시뮬레이션시킬 수 있다.
*특히, 본 실시예에 따른 사물 인터넷 교육용 시스템에서, 소프트웨어의 사용자 인터페이스를 이용하면 그래픽 모듈로 된 명령어 블록을 배치하는 것만으로도 코드 작성이 될 수 있기 때문에, 프로그래밍을 잘 모르는 초보자나 초등학생도 코딩을 쉽게 따라할 수 있다. 더욱이, 코딩 작성 창(63)에서 드래그 앤 드롭 방식으로 새로운 명령어 블록이 이동되는 경우, 코딩 작성 창(63)에 기 작성된 프로그램과의 관계에서 미리 정해진 규칙에 맞는 경우에만 새로운 명령어가 코딩 작성 창(63)에 표시될 수 있다. 따라서, 학습자가 직관적인 경험에 따라 코딩 작성 규칙을 습득하기 용이할 수 있다.
한편, 컴퓨터(10)는 유선 통신 방식 또는 무선 통신 방식 중 어느 하나를 이용하여 하드웨어 장치(20)의 메인 보드(30)와 연결될 수 있다. 예컨대, 유선 통신 방식으로 USB 연결 방식 등이 있을 수 있으며, 무선 통신 방식으로 블루투스 통신 방식 등이 이용될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
사물 인터넷 교육용이라는 목적에 맞도록, 컴퓨터(10)는 인터넷에 연결되고 인터넷을 통해 외부 디바이스(100)와 데이터를 송수신할 수 있다. 또한, 인터넷을 통해 수신된 데이터는 소프트웨어에 전달되어 제어 프로그램을 코딩할 때 이용될 수 있으며, 이에 대하여는 자세히 후술하도록 한다.
구체적으로, 컴퓨터(10)는 유선 통신 또는 무선 통신을 지원할 수 있는 통신 모듈(미도시)을 포함할 수 있으며, 통신 모듈을 통해 인터넷에 연결될 수 있으며, 전술한 바와 같이 메인 보드(30)와도 연결될 수 있다. 따라서, 컴퓨터(10)는 인터넷을 통해 외부 디바이스(100)와 데이터를 송수신할 수 있다. 예컨대, 외부 디바이스(100)는 서버, 가전 제품, 스마트 기기 등 다양할 수 있으며, 인터넷을 매개로 컴퓨터(10)와 데이터를 송수신할 수 있으면 외부 디바이스(100)의 종류는 제한되지 않을 수 있다.
컴퓨터(10)는 인터넷으로부터 접근 가능한 모든 데이터를 전송받을 수 있으며, 필요에 따라 API(Application Program Interface)를 이용할 수도 있다. 컴퓨터(10)는 인터넷으로부터 수신하는 데이터를 소프트웨어에서 접근 가능하도록 소프트웨어에 제공할 수 있으므로, 수신된 데이터는 제어 프로그램에서 이용될 수 있다. 반대로, 컴퓨터(10)는 외부 디바이스(100)를 제어하는 제어 신호를 인터넷을 통해 외부 디바이스(100)로 전송할 수도 있으며, 이에 대해 자세히 후술하도록 한다.
이어서, 하드웨어 장치(20)에 대해 설명하도록 한다. 도 1을 참조하면, 하드웨어 장치(20)는 제어 프로그램에 기초하여 작동할 수 있다. 구체적으로, 하드웨어 장치(20)는 메인 보드(30)와 입력 모듈(40) 또는 출력 모듈(50)을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
메인 보드(30)는 복수의 입출력 포트(33)를 포함하며 컴퓨터(10)와 통신 가능할 수 있다. 따라서, 컴퓨터(10)에서 작성된 제어 프로그램이 메인 보드(30)로 다운로드될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
그리고, 메인 보드(30)는 유선 통신 모듈(31)과 무선 통신 모듈(32)을 포함할 수 있으며, 유선 통신 모듈(31)은 예컨대 USB 포트일 수 있지만, 이에 제한되지 않고, 무선 통신 모듈(32)은 예컨대 블루투스 모듈일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 그리고 필요에 따라 메인 보드(30)에 전원 모듈(배터리 모듈)이 결합될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
입력 모듈(40) 또는 출력 모듈(50)은 입출력 포트(33)를 통해 메인 보드(30)에 연결될 수 있다. 본 실시예에 따른 사물 인터넷 교육용 시스템에서, 메인 보드(30)에 연결되는 입력 모듈(40) 또는 출력 모듈(50)은 모듈형으로 제작될 수 있기 때문에, 학습자가 블록을 조립하는 것처럼 하드웨어 장치(20)를 쉽게 조립하거나 분리할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 사물 인터넷 교육용 시스템에 따르면, 전자 공학적 지식이 없더라도 학생이 하드웨어 장치(20)를 쉽게 조작할 수 있다.
한편, 입력 모듈(40)은 센서 모듈로서 예컨대, 빛 감지 센서 모듈, 거리 감지 센서 모듈, 터치 센서 모듈, 볼륨 센서 모듈 중 어느 하나일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 그리고, 출력 모듈(50)은 예컨대 스피커 모듈, LED 모듈, 서보 모터 모듈 및 DC 모터 모듈 중 어느 하나일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 즉, 교육의 필요에 따라, 다양한 종류의 입력 모듈(40) 및 출력 모듈(50)이 제작되어 이용될 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 사물 인터넷 교육용 시스템에 따르면, 다양한 입력 모듈(40)과 출력 모듈(50)을 교육에 활용할 수 있기 때문에, 학습자가 하드웨어 장치(20)를 이용하여 다양한 조합을 구성하여 실습을 할 수 있다. 더욱이, 입력 모듈(40)에 의해 입력되는 데이터를 이용하여 출력 모듈(50)의 출력을 제어하는 제어 프로그램 작성 및 구현 확인 교육이 가능할 수 있기 때문에, 효과적인 교육이 가능할 수 있다.
한편, 도 1 및 도 3을 참조하면, 메인 보드(30) 및 입력 모듈(40) 또는 출력 모듈(50)은, 커플링 스터드(71)(coupling stud)에 끼움 결합이 가능한 적어도 하나의 구멍(34. 44. 54)을 포함할 수 있다. 즉, 기판(70)에 커플링 스터드(71)가 형성되어 있는 경우, 메인 보드(30), 입력 모듈(40) 및 출력 모듈(50)은 커플링 스터드(71)에 끼움 결합이 가능한 구멍(34)을 포함하고 있기 때문에, 기판(70) 상에 메인 보드(30), 입력 모듈(40) 및 출력 모듈(50)을 고정시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 사물 인터넷 교육용 시스템에 따르면, 하드웨어 장치(20)의 손쉬운 조립이 가능할 수 있다.
한편, 메인 보드(30) 및 입력 모듈(40) 또는 출력 모듈(50)은, 적어도 하나의 구멍(34, 44, 54)이 형성된 인쇄회로기판(PCB)을 포함할 수 있지만, 이러한 인쇄회로기판 상에 다른 구성 부품이 결합될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 그리고, 메인 보드(30) 및 입력 모듈(40) 또는 출력 모듈(50)의 인쇄회로기판 상에는 별도로 하우징이 되지않을 수 있기 때문에, 본 발명의 일 실시예에 따른 사물 인터넷 교육용 시스템의 원가를 절감하는데 도움이 될 수 있다.
한편, 입력 모듈(40) 및 출력 모듈(50)은 각각 미리 정해진 식별 정보를 포함할 수 있다. 따라서, 입출력 포트(33)에 입력 모듈(40) 또는 출력 모듈(50)이 연결된 경우, 메인 보드(30)는 상기 입출력 포트(33)에 연결된 상기 입력 모듈(40) 또는 출력 모듈(50)의 식별 정보를 상기 컴퓨터(10)의 소프트웨어에 제공할 수 있다. 이에 따라, 입력 모듈(40) 및 출력 모듈(50)에 대한 자동 인식이 가능하므로, 학습자가 코딩을 하는 경우 입출력 포트(33)에 입력 모듈(40) 또는 출력 모듈(50)을 별도로 매핑할 필요가 없게 되어 초심자가 수월하게 코딩 작업을 진행할 수 있다.
그리고, 입출력 포트(33)를 통해 입력 모듈(40)이 상기 메인 보드(30)에 연결된 경우, 입력 모듈(40)을 통해 입력되는 값이 상기 컴퓨터(10)의 디스플레이를 통해 표시될 수 있다. 이에 따라, 학습자는 입력 모듈(40)에 의해 입력되는 값을 실시간으로 확인할 수 있으므로, 변수 값의 즉각적인 확인이 가능하여 제어 프로그램의 오작동 등을 확인하는데 도움이 될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 사물 인터넷 교육용 시스템에 따르면, 컴퓨터(10)가 인터넷과 연결되어 있으며, 컴퓨터(10)와 하드웨어 장치(20) 역시 통신이 가능하도록 연결되어 있으므로, 인터넷을 활용한 사물 인터넷 교육이 가능할 수 있다.
이하, 도 4를 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 사물 인터넷 교육용 시스템을 설명한다. 다만, 본 발명의 제1 실시예에 따른 사물 인터넷 교육용 시스템과의 차이점을 위주로 설명한다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 사물 인터넷 교육용 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이 개시된다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 사물 인터넷 교육용 시스템에 따르면, 제어 프로그램은 외부 디바이스(100)로부터 수신된 데이터에 기초하여 출력 모듈(50)의 작동이 변경되도록 코딩될 수 있다. 따라서, 외부 디바이스(100)로부터 수신된 데이터에 응답하여, 출력 모듈(50)의 작동이 달라지는 것을 확인할 수 있다.
예컨대, 외부 디바이스(100)가 서버이고, 컴퓨터(10)는 오픈 API를 이용하여 인터넷으로부터 온도 정보를 얻을 수 있다. 이러한 경우, 제어 프로그램이 기온이 28도 이상이면 모터를 구동시키는 것으로 작성된 경우, 인터넷을 통해 온도 데이터 정보가 수신될 수 있으며, 수신되는 온도 데이터를 모니터링하여 28도 이상이 되는 경우 컴퓨터(10)는 제어 프로그램에 기초하여 출력 모듈(50) 중 모터 모듈이 구동되도록 제어할 수 있다.
다른 예로, 외부 디바이스(100)가 냉장고인 경우, 컴퓨터(10)는 오픈 API를 이용하여 냉장고의 정보를 얻을 수 있다. 이러한 경우, 제어 프로그램이 냉장고 문이 열린 것을 감지하는 경우, LED 모듈의 빨간색을 발광하도록 작성된 경우, 냉장고 문이 열렸다는 정보가 컴퓨터(10)로 수신되는 경우, 컴퓨터(10)는 출력 모듈(50) 중 LED 모듈이 빨간색을 발광하도록 제어할 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 사물 인터넷 교육용 시스템을 이용하여 외부 데이터를 인터넷으로 수신하여 내부 기기가 동작하는 작동 원리를 학습할 수 있다.
이하, 도 5를 참조하여, 본 발명의 제3 실시예에 따른 사물 인터넷 교육용 시스템을 설명한다. 다만, 본 발명의 제1 실시예에 따른 사물 인터넷 교육용 시스템과의 차이점을 위주로 설명한다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 사물 인터넷 교육용 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이 개시된다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 사물 인터넷 교육용 시스템에 따르면, 제어 프로그램은 입력 모듈(40)로부터 입력된 데이터에 기초하여 컴퓨터(10)가 인터넷을 통해 외부 디바이스(100)를 제어하도록 코딩될 수 있다. 따라서, 내부 팩터의 변화에 응답하여, 외부 디바이스(100)의 작동이 달라지는 것을 확인할 수 있다.
예컨대, 입력 모듈(40)이 거리감지 모듈이고 외부 디바이스(100)가 SNS 서버인 경우, 제어 프로그램이 출입문의 움직임을 감지하면 트위터 포스팅을 하도록 작성될 수 있다. 이러한 경우, 거리감지 모듈을 통해 거리변화 정보가 컴퓨터(10)로 입력되면, 컴퓨터(10)는 인터넷을 통해 SNS 서버에 트위터 포스팅을 하도록 제어신호를 생성할 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 사물 인터넷 교육용 시스템을 이용하여 내부 데이터를 이용하여 인터넷을 통해 외부 기기를 작동시키는 원리를 학습할 수 있다.
이하, 도 6을 참조하여, 본 발명의 제4 실시예에 따른 사물 인터넷 교육용 시스템을 설명한다. 다만, 본 발명의 제1 실시예에 따른 사물 인터넷 교육용 시스템과의 차이점을 위주로 설명한다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 사물 인터넷 교육용 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이 개시된다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 사물 인터넷 교육용 시스템에 따르면, 제어 프로그램은 외부 디바이스(100)로부터 수신된 데이터에 기초하여 출력 모듈(50) 및 다른 외부 디바이스(100)의 작동이 변경되도록 코딩될 수 있다.
예컨대, 스마트폰을 통해 전화가 오면 TV 볼륨을 줄이고 입력 모듈(40) 중 LED 모듈을 빨간색으로 점멸시킨다는 제어 프로그램을 통해 이와 같은 제어가 가능할 수 있다.
전술한 것과 같이, 본 실시예에 따른 사물 인터넷 교육용 시스템에 따르면, 인터넷을 매개로 입력 모듈(40), 출력 모듈(50) 및 외부 디바이스(100) 자유롭게 제어할 수 있는 것을 학습할 수 있다.
이하, 도 7을 참조하여, 본 발명의 제5 실시예에 따른 사물 인터넷 교육용 시스템을 설명한다. 다만, 본 발명의 제1 실시예에 따른 사물 인터넷 교육용 시스템과의 차이점을 위주로 설명한다. 도 7을 참조하면, 본 발명의 제5 실시예에 따른 사물 인터넷 교육용 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다. 도 7을 참조하면, 본 발명의 제5 실시예에 따른 사물 인터넷 교육용 시스템에 따르면, 하드웨어 장치(20)는 복수의 하드웨어 장치(20)로, 복수의 하드웨어 장치(20)는 모두 제어 프로그램에 기초하여 작동하고, 복수의 하드웨어 장치(20)의 메인 보드(30)는 모두 컴퓨터(10)와 통신 가능할 수 있다. 즉, 하나의 컴퓨터(10)가 복수의 하드웨어 장치(20)를 제어하는 것으로 사물 인터넷 교육용 시스템을 구성할 수 있다.
이하, 도 8을 참조하여, 본 발명의 제6 실시예에 따른 사물 인터넷 교육용 시스템을 설명한다. 다만, 본 발명의 제5 실시예에 따른 사물 인터넷 교육용 시스템과의 차이점을 위주로 설명한다. 도 8을 참조하면, 본 발명의 제6 실시예에 따른 사물 인터넷 교육용 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 도 7에 도시된 본 발명의 제5 실시예에 따른 사물 인터넷 교육용 시스템과 반대로, 복수의 컴퓨터(10)가 하나의 하드웨어 장치(20)를 제어하는 것으로 사물 인터넷 교육용 시스템을 구성하는 것도 가능할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 컴퓨터 20: 하드웨어 장치
30: 메인 보드 31: 유선 통신 모듈
32: 무선 통신 모듈 33: 입출력 포트
34: 구멍
40: 입력 모듈 43: 입출력 포트
44: 구멍
50: 출력 모듈 53: 입출력 포트
54: 구멍
61: 카테고리 표시 창 62: 명령어 표시 창
63: 코딩 작성 창 64: 시뮬레이션 창(64)
70: 기판 71: 커플링 스터드
100: 외부 디바이스

Claims (4)

  1. 사물 인터넷 교육용 시스템에 있어서,
    하드웨어 장치의 작동을 제어하기 위한 제어 프로그램을 코딩할 수 있는 소프트웨어를 구비하는 컴퓨터로서, 상기 컴퓨터는 인터넷에 연결되고 인터넷을 통해 외부 디바이스에 대한 오픈 API(open Application Programming Interface)를 이용하여 상기 외부 디바이스와 데이터를 송수신하고, 인터넷을 통해 수신된 데이터는 상기 소프트웨어에 전달되어 상기 제어 프로그램을 코딩할 때 이용될 수 있는 것인, 컴퓨터; 및
    상기 제어 프로그램에 기초하여 작동하는 하드웨어 장치로서, 상기 하드웨어 장치는, 제1 입출력 포트를 포함하며 상기 컴퓨터와 통신 가능한 메인 보드와, 상기 제1 입출력 포트를 통해 상기 메인 보드에 연결되는 입력 모듈 및 출력 모듈을 포함하는 것인, 하드웨어 장치;를 포함하며,
    상기 입력 모듈 및 상기 출력 모듈은 각각 제2 및 제3 입출력 포트를 포함하며,
    상기 메인 보드, 상기 입력 모듈 및 상기 출력 모듈은 기판에 결합되며,
    상기 기판은 다수의 스터드를 포함하고, 상기 메인 보드, 상기 입력 모듈 및 상기 출력 모듈은 상기 스터드에 끼움 결합이 가능한 적어도 하나 이상의 구멍을 포함하며,
    상기 기판에 상기 메인 보드, 상기 입력 모듈 또는 상기 출력 모듈을 끼움 결합함에 따라, 상기 입력 모듈 또는 상기 출력 모듈이 상기 메인 보드와 연결된 상태로 고정되어 상기 하드웨어 장치의 회로가 형성되고,
    상기 메인 보드와 상기 입력 모듈 사이의 기계적인 연결 또는 상기 메인 보드와 상기 출력 모듈 사이의 기계적인 연결은 상기 기판을 통해 이루어지고,
    상기 메인 보드와 상기 입력 모듈 사이의 전기적인 연결은 상기 제1 입출력 포트와 상기 제2 입출력 포트 사이를 케이블로 연결하여 이루어지고, 상기 메인 보드와 상기 출력 모듈 사이의 전기적인 연결은 상기 제1 입출력 포트와 상기 제3 입출력 포트 사이를 케이블로 연결하여 이루어지고,
    상기 컴퓨터와 상기 외부 디바이스 사이에서 송수신되는 데이터는 상기 사물 인터넷 교육용 시스템의 입력 신호 또는 출력 신호이고,
    상기 제어 프로그램은, 상기 소프트웨어의 사용자 인터페이스 상에 표시되는 그래픽 모듈 형태의 명령어 블록을 드래그 앤 드롭 방식으로 배치하여 생성되고,
    상기 제어 프로그램은, 오픈 API를 이용하여 상기 외부 디바이스로부터 수신된 데이터에 기초하여 상기 출력 모듈의 작동이 변경되도록 코딩되고, 상기 입력 모듈로부터 입력된 데이터에 기초하여 상기 컴퓨터가 인터넷을 통해 상기 외부 디바이스를 제어하도록 코딩되고,
    상기 입력 모듈 및 상기 출력 모듈은 각각 미리 정해진 식별 정보를 포함하고,
    상기 제1 입출력 포트에 케이블을 통해 상기 입력 모듈의 상기 제2 입출력 포트 또는 상기 출력 모듈의 상기 제3 입출력 포트가 연결된 경우, 상기 메인 보드는 상기 제1 입출력 포트에 연결된 상기 입력 모듈 또는 상기 출력 모듈의 식별 정보를 상기 컴퓨터의 상기 소프트웨어에 제공하여 상기 입력 모듈 또는 상기 출력 모듈이 자동 인식되도록 하고,
    상기 소프트웨어는,
    코딩 작성 창에 기 작성된 제어프로그램과의 관계에서 미리 정해진 규칙에 부합하는 경우에만 추가되는 명령어 블록이 사용자 인터페이스 상에 배치되어 표시되는 것을 특징으로 하는, 사물 인터넷 교육용 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하드웨어 장치는 복수의 하드웨어 장치로, 상기 복수의 하드웨어 장치는 모두 상기 제어 프로그램에 기초하여 작동하고, 상기 복수의 하드웨어 장치의 메인 보드는 모두 상기 컴퓨터와 통신 가능한 것인, 사물 인터넷 교육용 시스템.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 입출력 포트를 통해 상기 입력 모듈이 상기 메인 보드에 연결된 경우, 상기 입력 모듈을 통해 입력되는 값이 상기 컴퓨터의 디스플레이를 통해 표시되는 것인, 사물 인터넷 교육용 시스템.
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