KR102376219B1 - 감지 센서 - Google Patents

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KR102376219B1
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sensor unit
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박소연
서정기
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

실시 예에 따른 감지 센서는 베이스 기판; 상기 베이스 기판 위에 배치되며, 외부장치와 통신을 수행하기 위한 안테나; 상기 베이스 기판 위에 형성되며, 외부 환경의 상기 감지 결과에 따른 감지 데이터를 출력하는 센서부가 선택적으로 장착되는 센서 장착부; 상기 베이스 기판 위에 배치되며, 상기 센서 장착부에 장착되는 센서부를 통해 출력되는 감지 데이터를 수신하고, 상기 안테나를 통해 상기 수신한 감지 데이터를 상기 외부장치로 전송하는 통신부; 및 상기 베이스 기판 위에 배치되며, 상기 센서 장착부에 상기 센서부가 장착되었는지 여부를 판단하고, 상기 판단 결과에 따라 상기 센서부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 센서부는, 상기 센서 장착부에 삽입되어 장착되거나, 상기 센서 장착부로부터 분리 가능하다.

Description

감지 센서{SENSOR}
실시 예는 감지 센서에 관한 것으로, 특히 유해환경을 감지하는 센서부의 교체가 가능한 감지 센서에 관한 것이다.
최근, 다양한 장소에서 재해를 방지하기 위해 안전교육실시, 위험 표지판 설치, 및 안전수칙 게시 등의 관리를 시행하고 있으나, 여전히 재해가 빈번히 발생되고 있으며, 이로 인해 인적 및 물적 손실이 증가하고 있다.
이에 따라, 유해환경이 발생할 수 있는 현장에 유해환경을 감지할 수 있는 센서를 설치하고, 상기 설치된 센서를 토대로 유해환경을 실시간으로 감지하며, 상기 감지된 감지 데이터를 이용하여 실시간 대응이 가능하도록 한다.
상기 유해환경의 감지 데이터에는, 자외선, 방사능, 전자파, 블루라이트 등이 있다.
상기와 같은, 유해 환경을 감지할 수 있는 감지 센서는, 사용 환경에 맞게 다양한 종류의 센서부 중 어느 하나의 센서부가 장착되어 있으며, 상기 장착된 센서부에 따라 설치 환경에서의 유해환경을 실시간을 감지한다.
그러나, 종래 기술에 따른 유해환경을 감지할 수 있는 감지 센서는, 패키지의 규모가 크기 때문에 카드나 얇은 구조물에 삽입하여 사용할 경우에 크랙이 발생할 가능성이 높으며 이에 따른 신뢰성에 문제가 발생할 수 있다.
또한, 상기와 같은 감지 센서는 이의 사용 용도에 따라 유해 환경을 효과적으로 감지하기 위하여 상시 노출되어 있으며, 이에 따라 계속적으로 재사용할 경우에 위생상 문제가 발생하게 된다.
또한, 상기와 같은 감지 센서는 상시 전원을 요구하는 제품들이 많으며, 이에 따라 배터리가 추가적으로 필요하게 되어 제품 크기가 커지는 문제점이 있다.
실시 예에서는, 실시간으로 유해환경을 감지하는 센서부와, 상기 센서부를 통해 감지된 감지 데이터를 처리하는 회로부가 상호 분리될 수 있도록 한 감지 센서를 제공한다.
또한, 실시 예에서는, 감지 센서를 구성하는 센서부를 새로운 센서부로 교체할 수 있는 감지 센서를 제공한다.
또한, 실시 예에서는 무전원으로 센서부의 기능 및 회로부의 기능이 수행될 수 있도록 한 감지 센서를 제공한다.
제안되는 실시 예에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 제안되는 실시 예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
실시 예에 따른 감지 센서는 베이스 기판; 상기 베이스 기판 위에 배치되며, 외부장치와 통신을 수행하기 위한 안테나; 상기 베이스 기판 위에 형성되며, 외부 환경의 상기 감지 결과에 따른 감지 데이터를 출력하는 센서부가 선택적으로 장착되는 센서 장착부; 상기 베이스 기판 위에 배치되며, 상기 센서 장착부에 장착되는 센서부를 통해 출력되는 감지 데이터를 수신하고, 상기 안테나를 통해 상기 수신한 감지 데이터를 상기 외부장치로 전송하는 통신부; 및 상기 베이스 기판 위에 배치되며, 상기 센서 장착부에 상기 센서부가 장착되었는지 여부를 판단하고, 상기 판단 결과에 따라 상기 센서부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 센서부는, 상기 센서 장착부에 삽입되어 장착되거나, 상기 센서 장착부로부터 분리 가능하다.
또한, 상기 센서 장착부, 통신부 및 제어부는, 상기 베이스 기판의 상면의 중앙 영역에 배치되고, 상기 안테나는, 상기 중앙 영역을 둘러싸며, 상기 베이스 기판의 상면의 외곽 영역에 배치된다.
또한, 상기 베이스 기판 위에 배치되며, 상기 안테나를 통해 수신되는 통신 파워를 수신하고, 상기 수신한 통신 파워를 이용하여 상기 센서부, 통신부 및 제어부에 각각 구동 전원을 공급하는 에너지 수확부를 더 포함한다.
또한, 상기 센서부는, 상기 센서 장착부를 구성하는 핀 내에 삽입되는 센서 칩을 포함한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 센서 장착부에 센서부가 장착되면, 상기 장착된 센서부의 종류를 판단한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 센서부를 통해 출력되는 감지 데이터의 분석 및 상기 센서부로부터 취득한 고유 정보 중 적어도 어느 하나를 이용하여 상기 센서부의 종류를 판단한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 센서부의 종류가 판단되면, 상기 감지 데이터에 따른 현재 주변 환경의 상태 정보, 상기 감지 데이터의 종류 및 상기 감지 데이터가 전송될 목적지 정보 중 적어도 하나를 포함하는 내부 데이터를 설정한다.
한편, 다른 실시 예에 따른 감지 센서는 베이스 기판; 상기 베이스 기판의 제 1면에의 센서 장착 영역에 형성되는 패드; 상기 센서 장착 영역에 형성되는 접착 부재; 및 상기 접착 부재에 의해 상기 센서 장착 영역에 부착되며, 상기 패드와 연결되는 센서부를 포함하며, 상기 센서부는, 상기 접착 부재에 의해 상기 센서 장착 영역에 장착되거나, 상기 접착 부재로부터 이탈하여 상기 베이스 기판으로부터 분리된다.
또한, 상기 베이스 기판의 상기 제 1 면과 대향되는 제 2면에 배치되며, 외부장치와 통신을 수행하기 위한 안테나; 상기 베이스 기판의 제 2 면에 배치되며, 상기 센서부를 통해 출력되는 감지 데이터를 수신하고, 상기 안테나를 통해 상기 수신한 감지 데이터를 상기 외부장치로 전송하는 통신부; 및 상기 베이스 기판 위에 배치되며, 상기 센서 장착부에 상기 센서부가 장착되었는지 여부를 판단하고, 상기 판단 결과에 따라 상기 센서부의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 센서 장착부, 통신부 및 제어부는, 상기 베이스 기판의 제 2면의 중앙 영역에 배치되고, 상기 안테나는, 상기 중앙 영역을 둘러싸며, 상기 베이스 기판의 제 2면의 외곽 영역에 배치된다.
또한, 상기 베이스 기판의 제 2면에 배치되며, 상기 안테나를 통해 수신되는 통신 파워를 수신하고, 상기 수신한 통신 파워를 이용하여 상기 센서부, 통신부 및 제어부에 각각 구동 전원을 공급하는 에너지 수확부를 더 포함한다.
또한, 상기 센서부는, 감광성 잉크로 이루어진 감광성 잉크층을 포함한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 감광성 잉크층를 이루는 물질에 따른 상기 센서부의 종류를 판단하고, 상기 판단한 상기 센서부의 종류에 따라 내부 데이터를 설정한다.
본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 실시간으로 유해환경을 감지하는 센서부와, 상기 센서부를 통해 감지된 감지 데이터를 처리하는 회로부가 상호 분리될 수 있도록 하여, 상기 센서부를 새로운 센서부로 교체할 수 있도록 하면서, 상기 회로부는 재사용이 가능하도록 함으로써, 제품 단가를 낮출 수 있을뿐만 아니라, 센서부를 항상 위생적으로 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 감지 센서의 구성 블록도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 감지 센서의 구조를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 감지 센서의 상면 구조를 보여주는 도면이다.
도 4 및 5는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 감지 센서의 하면 구조를 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 센서부의 부착 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 센서부의 내부 데이터 설정 방법을 단계별로 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 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.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 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 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
첨부된 도면의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 도면의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 도면의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 도면의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 감지 센서의 구성 블록도이다.
도 1을 참조하면, 감지 센서는 안테나(110), 안테나 매칭부(120), 에너지 수확부(130), 통신부(140), 센서부(150) 및 제어부(170)를 포함한다.
그리고, 상기 센서부(150)는 상기 감지 센서를 구성하는 센서 장착부(160)에 장착된다.
상기와 같은 감지 센서는, 외부 환경에 따른 감지 데이터를 생성하고, 상기 생성한 감지 데이터를 외부로 전송한다.
이때, 상기 감지 센서를 통해 전송되는 감지 데이터를 수신하는 수신장치는, 상기 감지 데이터를 이용하여 상기 감지 센서가 설치된 위치의 상태를 실시간으로 감시하고, 그에 따른 위험 상황을 미연에 방지하는 기능을 하는 감시 서버(도시하지 않음)일 수 있으며, 이와 다르게 상기 감지 데이터를 활용할 대상자인 사용자의 단말기일 수 있다.
이에 따라, 상기 감지 센서는, 상기 센서부(150)를 통해 감지된 감지 데이터를 상기 서버나 단말기로 전송한다.
이때, 상기에서는 상기 감지 데이터가 전송되는 수신 장치가 서버나 단말기로 기재하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 통신 수단을 구비하여 상기 감지 센서와 데이터 통신을 수행할 수 있는 장치는 모두 이에 포함될 수 있을 것이다.
한편, 상기 단말기로는, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션 등이 포함될 수 있다.
안테나(110)는 서버나 단말기 등과 같은 장치와 통신을 수행하여, 상기 서버나 단말기와 같은 장치를 통해 전송되는 데이터를 수신하거나, 상기 감지 센서를 통해 획득한 감지 데이터를 포함한 다양한 데이터를 상기 장치로 전송한다.
안테나(110)는 통신 환경에 따른 특정 주파수 대역을 가지며 상기 데이터를 전송하거나 수신한다.
예를 들어, 상기 안테나(110)는 LF(Low Frequency) 안테나일 수 있으며, 이에 따라 2.4GHz 대역의 안테나일 수 있다.
또한, 이와 다르게, 상기 안테나(110)는 NFC(Near Field Communication)일 수 있으며, 이에 따라 상기 NFC 통신이 가능한 주파수 대역의 안테나일 수 있다.
또한, 이와 다르게 상기 안테나(110)는 근거리 무선 통신(NFC:Near Field Communication)과 LF(Low Frequency)의 동일 주파수 대역인 13.56MHz 대역의 안테나로 구현될 수 있다.
안테나 매칭부(120)는 안테나(110)와 연결되어 상기 안테나(110)로부터 신호를 수신한다.
또한, 안테나 매칭부(120)는 상기 수신된 신호를 임피던스 매칭을 수행하고, 그에 따라 상기 임피던스 매칭에 따라 필터링된 신호를 후단에 전달한다.
또한, 안테나 매칭부(120)는 통신부(140)를 통해 전달되는 데이터(일 예로, 감지 데이터일 수 있음)를 임피던스 매칭하여 상기 안테나(110)로 전달한다.
에너지 수확부(130)는 상기 안테나(110)와 통신하는 장치(예를 들어, 사용자의 단말기일 수 있음)로부터 통신 파워(예를 들어, NFC 통신 파워)를 제공받으며, 그에 따라 에너지 수확 기능(Energy-harvesting) 기능으로 전력을 축적하고, 그에 따라 상기 축적한 전력을 토대로 상기 감지 센서를 구성하는 각 구성요소에 구동 전원을 공급한다.
즉, 에너지 수확부(130)는 상기 센서부(150)의 동작 및 상기 센서부(150)와 통신이 가능하도록 상기 제어부(170)의 구동이 이루어지도록 상기 제어부(170)에 구동 전원을 공급한다.
통신부(140)는 상기 안테나(110)를 통해 상기 서버나 단말기를 통해 전송된 신호를 수신하고, 상기 수신한 신호를 변환 및 처리하여 제어부(170)로 전달한다.
또한, 통신부(140)는 상기 제어부(170)의 제어신호에 따라 상기 센서부(150)를 통해 획득한 감지 데이터를 전송 가능한 신호로 처리하고, 그에 따라 상기 처리한 신호를 상기 안테나(110)를 통해 상기 서버나 단말기로 전송한다.
통신부(140)는 무선 네트워크에 따라 다양한 무선 방식의 무선칩이 실장되어 있을 수 있으며, 예를 들어 커버리지에 따라 지그비, 블루투스, 지웨이브, 와이파이 등의 무선 방식이 적용될 수 있다.
즉, 통신부(140)는 상기 제어부(170)를 통해 전달되는 상기 센서부(150)의 감지 데이터를 모듈레이션 및 코딩하여 안테나(110)로 출력하거나, 상기 안테나 매칭부(120)를 통해 전달되는 신호를 디코딩 및 디모듈레이션하여 상기 제어부(170)로 전달한다.
센서부(150)는 상기 감지 센서가 설치된 장소의 유해 환경을 감지하고, 상기 감지한 유해 환경에 따른 감지 데이터를 출력한다.
여기에서, 상기 감지 데이터는, 불꽃, 연기, 빛에 대한 스펙트럼, 자외선 함유량, 조도, 가스, 대기중 산소량 변화, 대기중 산소량 분포도, 복합유기 화합물 증가 추이, 블루 라이트, 방사능, 전자파 등을 포함할 수 있다.
이때, 상기 센서부(150)는 감지 센서를 구성하는 센서 장착부(160)에 장착되어 상기 제어부(170)와 연결된다.
즉, 상기 감지 센서에는 센서부(150)의 장착 및 분리가 가능한 센서 장착부가 마련되며, 상기 센서부(150)는 상기 센서 장착부(160)에 장착 또는 부착되어 상기 제어부(170)와 연결되거나, 상기 센서 장착부(160)로부터 분리될 수 있다.
이에 따라, 실시 예에서는, 상기 센서 장착부(160)를 마련하고, 상기 센서 장착부(160) 상에 사용 환경에 맞는 센서부(150)를 장착하거나, 유해환경에 오랜 시간 동안 노출된 센서부(150)를 새로운 센서부로 교체할 수 있다.
상기 센서 장착부(160)는 센서 칩이 삽입 및 장착될 수 있는 장착 핀(도시하지 않음)일 수 있으며, 이와 다르게 인쇄형 타입의 센서, 다시 말해서 사용 환경에 따라 특정 유해 환경에 반응하는 감광성 잉크로 이루어진 감광성 잉크층이 부착될 수 있는 부착 공간일 수 있다.
제어부(170)는 감지 센서의 전반적인 동작을 제어한다.
제어부(170)는 안테나(110)를 통해 데이터가 수신되면, 상기 통신부(140)를 통해 상기 수신된 데이터를 전달받고, 상기 전달받은 데이터를 토대로 상기 감지 센서의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
또한, 제어부(170)는 센서부(150)를 통해 감지된 감지 데이터를 통신부(140)로 전달하고, 그에 따라 상기 안테나(110)를 통해 상기 감지 데이터가 상기 서버나 단말기로 전송될 수 있도록 한다.
이때, 제어부(170)는 상기 센서 장착부(160)에 상기 센서부(150)가 장착되어 있는지 여부를 판단한다.
즉, 상기 제어부(170)는 상기 센서 장착부(160)와 전기적으로 연결되어 있으며, 상기 센서 장착부(160)에 상기 센서부(150)가 장착됨에 따라 발생하는 신호 변화에 따라 상기 센서부(150)에 상기 센서부(150)가 장착되어있는지 여부를 판단할 수 있다.
또한, 제어부(170)는 상기 센서 장착부(160)에 장착된 센서부(150)를 통해 감지 데이터가 전달되는지 여부에 따라 상기 센서부(150)의 장착 여부를 판단할 수 있다.
그리고, 제어부(170)는 상기 센서부(150)가 장착된 것으로 판단되면, 상기 장착된 센서부(150)의 종류를 판단한다.
즉, 상기 센서부(150)가 최초 장착된 상태이거나, 이전에 장착된 센서부(150)가 새로운 센서부로 교체된 경우, 상기 장착 또는 교체된 센서부(150)는 이전 센서부와 다른 종류의 센서부일 수 있다.
이때, 제어부(170)는 상기 센서부(150)를 통해 전달되는 감지 데이터를 분석하여, 그에 따른 유해 환경 상태를 판단할 수 있고, 이를 안테나(110)를 통해 서버나 단말기로 전송해야 한다.
여기에서, 제어부(170)는 상기 장착된 센서부(150)의 종류를 정확히 알고 있지 못하는 경우, 상기 센서부(150)를 통해 전달되는 감지 데이터가 어떤 데이터인지 알 수 없으며, 이에 따라 비정상적인 유해 환경 감지 동작이 이루어질 수 있다.
따라서, 제어부(170)는 상기 장착된 센서부(150)의 종류를 판단한다.
상기 제어부(170)는 상기 센서부(150)의 종류를 판단하기 위하여, 상기 장착된 센서부(150)가 칩 타입의 센서부인지, 아니면 인쇄 타입의 센서부(150)인지 판단할 수 있다.
그리고, 제어부(170)는 상기 센서부(150)가 칩 타입의 센서부(150)인 경우, 상기 칩 타입의 센서부(150)로부터 상기 센서부의 고유 정보를 읽어오고, 그에 따라 상기 읽어온 고유 정보를 이용하여 상기 센서부(150)의 종류를 판단할 수 있다.
또한, 이와 다르게 상기 센서부(150)가 칩 타입이거나 인쇄 타입인 경우, 상기 센서부(150)를 통해 전달되는 데이터를 분석하여 상기 센서부(150)의 종류를 판단할 수 있다.
즉, 일반적으로 센서의 종류에 따라 각각의 센서에서 출력되는 감지 데이터, 다시 말해서 아날로그 신호 형태의 파형은 서로 다른 특징을 가지고 있다.
예를 들어, 전계 센서가 가지는 아날로그 파형은, 일정 값을 계속 유지하다고 특정 구간에서 급격히 변하는 특성을 가지고 있다. 또한, 조도 센서가 가지는 아날로그 파형은, 계속적으로 값이 변화하는 특성을 가지고 있다.
이에 따라, 본 발명에서는 미리 각각의 센서가 가지는 아날로그 신호의 특성을 파악하고, 상기 파악한 특성을 테이블화하여 상기 제어부(170)에 저장하고, 추후 이를 활용하여 상기 연결된 센서부(150)의 종류를 파악하는데 이용한다.
한편, 상기 아날로그 신호의 특성이 서로 다른 센서에서도 유사하게 나타나는 경우도 존재할 수 있다.
이에 따라, 본 발명에서는 상기 센서부(150)가 센서 장착부(160)에 장착되는 초기 시점에, 테스트 기간을 두어, 상기 연결된 센서부(150)의 종류를 파악하도록 한다.
상기 테스트 기간에서는, 상기 센서의 종류를 파악하기 위해, 상기 감지 센서가 설치된 주변 환경의 조건을 지속적으로 변화시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 센서부(150)가 연결되면, 우선적으로 주변 환경의 온도 조건을 계속하여 변경시킨다. 그리고, 제어부(170)는 상기 센서부(150)에서 전달되는 아날로그 파형의 변화가 상기 변경되는 온도 조건에 대응한다면, 상기 센서부(150)를 온도 센서로 결정하게 된다.
상기 센서부(150)의 종류가 판단되면, 상기 제어부(170)는 상기 센서부(150)에 맞게 내부 데이터를 설정한다.
여기에서, 상기 내부 데이터는, 상기 감지 데이터에 따른 현재 주변 환경의 상태 정보, 상기 감지된 감지 데이터가 어떠한 데이터인지를 나타내는 정보, 및 상기 감지 데이터가 전송될 목적지 정보 등일 수 있다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 감지 센서의 구조를 보여주는 도면이고, 도 3은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 감지 센서의 상면 구조를 보여주는 도면이고, 도 4 및 5는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 감지 센서의 하면 구조를 보여주는 도면이다.
도 2는 감지 센서를 구성하는 센서부(150)가 칩 타입으로 구성되며, 도 3 및 4는 감지 센서를 구성하는 감지 센서가 인쇄 타입으로 구성된다.
도 2를 참조하면, 감지 센서는 기판(210), 안테나(110), 안테나 매칭부(120), 에너지 수확부(130), 통신부(140), 센서부(150), 센서 장착부(160) 및 제어부(170)를 포함한다.
기판(210)은 상기 안테나(110), 안테나 매칭부(120), 에너지 수확부(130), 통신부(140), 센서부(150), 센서 장착부(160) 및 제어부(170)가 장착되는 공간을 제공하는 기초 자재이다.
기판(210)은 신호 연결 선을 구성하는 단일 회로 패턴이 형성되는 감지 센서의 지지기판일 수 있으나, 복수의 적층 구조를 가지는 회로 기판 중 적어도 하나의 회로 패턴이 형성되어 있는 절연층 영역을 의미할 수도 있다.
상기 기판(210)이 복수의 적층 구조 중 한 절연층을 의미하는 경우, 상기 기판(210)의 상부 또는 하부에 복수의 회로 패턴(도시하지 않음)이 연속적으로 형성될 수 있다.
상기 기판(210)는 열경화성 또는 열가소성 고분자 기판, 세라믹 기판, 유-무기 복합 소재 기판, 또는 유리 섬유 함침 기판일 수 있으며, 고분자 수지를 포함하는 경우, FR-4, BT(Bismaleimide Triazine), ABF(Ajinomoto Build up Film) 등의 에폭시계 절연 수지를 포함할 수 있으며, 이와 달리 폴리이미드계 수지를 포함할 수도 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 상기 기판(210) 위에 형성되는 회로 패턴, 다시 말해서 상기 기판 위에 실장되는 소자들을 서로 연결하는 신호 선은 통상적인 인쇄회로기판의 제조 공정인 어디티브 공법(Additive process), 서브트렉티브 공법(Subtractive Process), MSAP(Modified Semi Additive Process) 및 SAP(Semi Additive Process) 공법 등으로 가능하며 여기에서는 상세한 설명은 생략한다.
상기 기판(210)의 상면 위에는 안테나(110)가 배치된다.
이때, 상기 안테나(110)는 통신 성능을 최대로 하기 위하여, 상기 기판(210)의 상면 영역 중 가장자리 영역을 둘러싸며 형성된다.
그리고, 상기 기판(210)의 상면 중 상기 안테나(110)에 의해 둘러싸인 내부 영역에는, 상기 안테나(110), 안테나 매칭부(120), 에너지 수확부(130), 통신부(140), 센서부(150), 센서 장착부(160) 및 제어부(170)가 배치된다.
이때, 상기 기판(210)의 상면에는 센서 장착부(160)가 마련되며, 이에 따라 상기 센서부(150)는 상기 센서 장착부(160)로부터 분리되거나, 상기 센서 장착부(160)에 장착될 수 있다.
여기에서, 상기 안테나(110), 안테나 매칭부(120), 에너지 수확부(130), 통신부(140), 센서부(150), 센서 장착부(160) 및 제어부(170)는 기판(210)의 동일면, 다시 말해서 상면에 모두 형성된다.
즉, 상기 센서부(150)가 칩 타입으로 구성되는 경우, 상기 안테나(110), 안테나 매칭부(120), 에너지 수확부(130), 통신부(140), 센서부(150), 센서 장착부(160) 및 제어부(170)의 배치 상태에 따른 성능 변화에 영향이 없으므로, 제조의 편의성을 위하여 상기와 같이 배치한다.
도 3 내지 5 참조하면, 감지 센서는 기판(210), 안테나(110), 안테나 매칭부(120), 에너지 수확부(130), 통신부(140), 센서부(150), 센서 장착부(160) 및 제어부(170), 패드(180)를 포함한다.
기판(210)은 상기 안테나(110), 안테나 매칭부(120), 에너지 수확부(130), 통신부(140), 센서부(150), 센서 장착부(160) 및 제어부(170)가 장착되는 공간을 제공하는 기초 자재이다.
기판(210)은 신호 연결 선을 구성하는 단일 회로 패턴이 형성되는 감지 센서의 지지기판일 수 있으나, 복수의 적층 구조를 가지는 회로 기판 중 적어도 하나의 회로 패턴이 형성되어 있는 절연층 영역을 의미할 수도 있다.
상기 기판(210)이 복수의 적층 구조 중 한 절연층을 의미하는 경우, 상기 기판(210)의 상부 또는 하부에 복수의 회로 패턴(도시하지 않음)이 연속적으로 형성될 수 있다.
상기 기판(210)는 열경화성 또는 열가소성 고분자 기판, 세라믹 기판, 유-무기 복합 소재 기판, 또는 유리 섬유 함침 기판일 수 있으며, 고분자 수지를 포함하는 경우, FR-4, BT(Bismaleimide Triazine), ABF(Ajinomoto Build up Film) 등의 에폭시계 절연 수지를 포함할 수 있으며, 이와 달리 폴리이미드계 수지를 포함할 수도 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 상기 기판(210) 위에 형성되는 회로 패턴, 다시 말해서 상기 기판 위에 실장되는 소자들을 서로 연결하는 신호 선은 통상적인 인쇄회로기판의 제조 공정인 어디티브 공법(Additive process), 서브트렉티브 공법(Subtractive Process), MSAP(Modified Semi Additive Process) 및 SAP(Semi Additive Process) 공법 등으로 가능하며 여기에서는 상세한 설명은 생략한다.
상기 기판(210)의 상면 위에는 안테나(110)가 배치된다.
이때, 상기 안테나(110)는 통신 성능을 최대로 하기 위하여, 상기 기판(210)의 상면 영역 중 가장자리 영역을 둘러싸며 형성된다.
그리고, 상기 기판(210)의 상면 중 상기 안테나(110)에 의해 둘러싸인 내부 영역에는, 상기 안테나(110), 안테나 매칭부(120), 에너지 수확부(130), 통신부(140) 및 제어부(170)가 배치된다.
또한, 상기 기판(210)의 상면과 대향되는 하면에는 센서부(150), 센서 장착부(160) 및 패드(180)가 배치된다.
즉, 상기 기판(210)의 하면에는 센서 장착부(160)가 마련되며, 이에 따라 상기 센서부(150)는 상기 센서 장착부(160)로부터 분리되거나, 상기 센서 장착부(160)에 장착될 수 있도록 한다.
이때, 상기 센서 장착부(160)는 상기 제 1 실시 예와는 다르게, 단순히 상기 기판(210)의 하면에 마련되는 표면일 수 있다.
즉, 상기 센서 장착부(160)는 상기 기판(210)의 하면에 마련되는 센서 장착 영역이다.
그리고, 상기 기판(210)의 하면의 센서 장착 영역에는, 상기 센서 장착 영역의 가장 자리에 패드(180)가 형성된다.
상기 패드(180)는 상기 상기 센서 장착 영역에 센서부(150)가 장착되면, 상기 장착된 센서부(150)와 연결되고, 그에 따라 상기 센서부(150)의 감지 데이터를 상기 기판(210)의 상면에 배치된 제어부(170)에 전달한다.
이때, 상기 제어부(170)와 상기 패드(180)는 상기 기판(210)을 관통하는 비아(도시하지 않음)를 통해 상호 전기적으로 연결될 수 있다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 센서부의 부착 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 기판(210)의 하면의 특정 영역에는 센서 장착 영역이 마련되며, 이에 따라 상기 센서 장착 영역의 가장자리에는 패드(180)가 형성된다.
그리고, 상기 패드(180)와 중첩되지 않는 상기 센서 장착 영역에는 복수의 접착 부재(190)가 도포된다.
이에 따라, 상기 감지 센서에서 감지하고자 하는 유해 환경에 반응하는 감광성 잉크층을 상기 접착 부재(190) 위에 배치하고, 그에 따라 상기 패드(180)와 연결되도록 상기 감광성 잉크층을 상기 센서 장착 영역 위에 부착한다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 센서부의 내부 데이터 설정 방법을 단계별로 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 우선 센서 장착부에 센서부(150)가 장착되면(100단계), 제어부(170)는 상기 센서부(150)가 장착되는 것을 감지하고, 그에 따라 상기 센서부(150)의 종류를 판단하기 위하여, 상기 센서부(150)에 의한 감지 동작이 수행되도록 한다(110단계)
센서부(150)는 유해환경을 감지하고, 그에 따라 상기 감지 결과에 따른 감지 데이터를 생성하여 제어부(170)에 전달한다(120단계).
제어부(170)는 상기 센서부(150)를 통해 전달되는 감지 데이터를 분석하고(130단계), 상기 분석 결과에 따라 센서부의 종류에 따라 각각의 감지 데이터가 가지는 특성을 토대로 상기 장착된 센서부(150)의 종류를 판단한다(140단계).
이후, 상기 센서부(150)는 상기 판단한 센서부(150)의 종류에 따라 내부 데이터를 설정한다(150단계).
본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 실시간으로 유해환경을 감지하는 센서부와, 상기 센서부를 통해 감지된 감지 데이터를 처리하는 회로부가 상호 분리될 수 있도록 하여, 상기 센서부를 새로운 센서부로 교체할 수 있도록 하면서, 상기 회로부는 재사용이 가능하도록 함으로써, 제품 단가를 낮출 수 있을뿐만 아니라, 센서부를 항상 위생적으로 사용할 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110: 안테나
120: 안테나 매칭부
130: 에너지 수확부
140: 통신부
150: 센서부
160: 센서 장착부
170: 제어부
180: 패드
190: 접착 부재
210: 기판

Claims (13)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 베이스 기판;
    상기 베이스 기판의 제 1면에의 센서 장착 영역에 형성되는 패드;
    상기 센서 장착 영역에 형성되는 접착 부재;
    상기 접착 부재에 의해 상기 센서 장착 영역에 부착되며, 상기 패드와 연결되는 센서부;
    상기 베이스 기판의 상기 제 1 면과 대향되는 제 2면에 배치되며, 외부장치와 통신을 수행하기 위한 안테나;
    상기 베이스 기판의 제 2 면에 배치되며, 상기 센서부를 통해 출력되는 감지 데이터를 수신하고, 상기 안테나를 통해 상기 수신한 감지 데이터를 상기 외부장치로 전송하는 통신부; 및
    상기 베이스 기판 위에 배치되며, 상기 센서 장착 영역에 상기 센서부가 장착되었는지 여부를 판단하고, 상기 판단 결과에 따라 상기 센서부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 센서부는,
    상기 접착 부재에 의해 상기 센서 장착 영역에 장착되거나, 상기 접착 부재로부터 이탈하여 상기 베이스 기판으로부터 분리되고,
    상기 센서 장착 영역, 통신부 및 제어부는,
    상기 베이스 기판의 제 2면의 중앙 영역에 배치되고,
    상기 안테나는,
    상기 중앙 영역을 둘러싸며, 상기 베이스 기판의 제 2면의 외곽 영역에 배치되며,
    상기 센서부는,
    제1 타입의 센서부 및 상기 제1 타입과 다른 제2 타입의 센서부 중 어느 하나이고,
    상기 제어부는,
    상기 센서 장착 영역에 상기 제1 타입의 센서부가 장착되면, 상기 센서부의 고유 정보를 읽고, 상기 읽은 고유 정보를 이용하여 상기 장착된 센서부의 종류를 판단하고,
    상기 센서 장착 영역에 상기 제2 타입의 센서부가 장착되면, 주변 환경의 조건의 변화에 따라 상기 장착된 제2 타입의 센서부를 통해 전달되는 데이터의 파형을 분석하고, 상기 주변 환경의 변화 및 상기 분석한 데이터의 파형을 이용하여 상기 센서부의 종류를 판단하며,
    상기 센서부의 종류가 판단됨에 따라, 상기 센서부를 통해 획득되는 감지 데이터의 정보 및 상기 감지 데이터가 전송될 목적지 정보를 포함하는 내부 데이터를 설정하는,
    감지 센서.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제1 타입은 칩 타입이고,
    상기 제2 타입은 인쇄 타입이며,
    상기 베이스 기판의 제 2면에 배치되며, 상기 안테나를 통해 수신되는 통신 파워를 수신하고, 상기 수신한 통신 파워를 이용하여 상기 센서부, 통신부 및 제어부에 각각 구동 전원을 공급하는 에너지 수확부를 더 포함하는
    감지 센서.
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