KR102415789B1 - 병렬통신 기반 센싱 데이터 송수신 시스템 - Google Patents

병렬통신 기반 센싱 데이터 송수신 시스템 Download PDF

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KR102415789B1
KR102415789B1 KR1020210193692A KR20210193692A KR102415789B1 KR 102415789 B1 KR102415789 B1 KR 102415789B1 KR 1020210193692 A KR1020210193692 A KR 1020210193692A KR 20210193692 A KR20210193692 A KR 20210193692A KR 102415789 B1 KR102415789 B1 KR 102415789B1
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문경식
김영식
김대웅
김민수
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주식회사 노드톡스
한동대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명에 따른 병렬통신 기반 센싱 데이터 송수신 시스템은 센트럴 역할을 수행하는 다른 블루투스 장치 및 중앙 제어 장치 중 어느 하나로 센싱 데이터를 송신하여 퍼리퍼럴 역할을 수행하고, 퍼리퍼럴 역할을 수행하는 하나 이상의 다른 블루투스 장치로부터 상기 센싱 데이터를 수신하여 센트럴 역할을 수행하는 복수의 블루투스 장치; 및 상기 복수의 블루투스 장치 중에서 퍼리퍼럴 역할을 수행하는 블루투스 장치로부터 상기 센싱 데이터를 수신하여 센트럴 역할을 수행하고, 상기 수신된 센싱 데이터를 종합하는 상기 중앙 제어 장치;를 포함할 수 있다.

Description

병렬통신 기반 센싱 데이터 송수신 시스템{System for sending and receiving sensing data parallel communication}
본 발명은 병렬통신 기반 센싱 데이터 송수신 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 센트럴 역할과 퍼리퍼럴 역할을 모두 수행하는 복수의 블루투스 장치 간에 통신 연결을 구축하여 복수의 블루투스 장치 각각에서 측정된 센싱 데이터를 중앙 제어 장치로 전달하고, 복수의 블루투스 장치에 근접한 현장 작업자 장치로 센싱 데이터를 브로드캐스팅하는 병렬통신 기반 센싱 데이터 송수신 시스템에 관한 것이다.
블루투스(Bluetooth)는 개인 근거리 무선 통신(PANs)을 위한 산업 표준으로 IEEE 802.15.1 규격을 사용하며, 다양한 기기들이 안전하고 저렴한 비용으로 전 세계적으로 이용할 수 있는 무선 주파수를 이용해 서로 통신할 수 있도록 한다.
이와 같은 블루투스는 ISM 대역인 2.45GHz를 사용하며, 버전 1.1, 1.2, 2.0+EDR(Enhanced Data Rate), 2.1+EDR, 3.0+HS(High Speed), 4.0, 4.1와 같이 새로운 기능을 부가하여 발전하였으며, 블루투스 4.0에서부터 저전력(BLE; Bluetooth Low Energy) 새로운 프로토콜 스택이 제안된다. 여기서, 전력호스트를 위한 "Bluetooth Smart Ready" 와 센서를 위한 "Bluetooth Smart" 가 제공된다.
BLE만 지원되는 칩은 싱글모드(single mode) 라고 하여 단방향 전송만 지원되고 탑재된 제품을 블루투스 스마트(Bluetooth smart)라고도 명명하며, 기존(classic) 블루투스와 함께 들어있는 칩은 듀얼모드(dual mode)라고 부르며 양방향 전송이 지원되며 탑재된 제품을 블루투스 스마트 레디(Bluetooth smart ready)라고도 명명한다.
저전력 무선 기술의 발달로 현재 다양한 무선기반의 많은 제품이 상용화되고 있다. 그 중 블루투스 통신 기반의 제품들은 스마트폰과 융합하여 웨어러블(wearable) 디바이스로 점차 확산하고 있다.
언급한 바와 같이 블루투스 V4.0이 릴리즈 되면서 BLE라는 새로운 프로토콜이 추가되었으며 BLE가 지원되는 칩셋들이 상용화되어 체온계, 심박계 등 무선의료 디바이스 근접거리 감지 태그, 스마트 와치, Uhealth 디바이스 등 다양한 형태의 디바이스들이 사용되고 있다.
이와 같은 BLE 디바이스들은 머지않아 더욱 다양한 형태의 디바이스로 상용화될 것으로 예상되며, IoT(Internet of Things; 사물인터넷) 서비스에 활용될 것으로 예상된다.
저전력 블루투스(Bluetooth Low Energy)는 전지 하나로 긴 시간을 지속할 수 있는 디바이스가 주요 타겟(Target)이기 때문에 속도는 다른 무선 전송 규격보다 상대적으로 느린 것이 특징이다.
하지만, 종래에는 BLE 디바이스 간에 직렬로만 연결됨으로써, 직렬 연결된 BLE 디바이스만으로부터 데이터를 수신할 수 있고, 여러 BLE 디바이스로부터 데이터를 수집하는 것에 제한이 있다.
이를 보완하기 위해 Managed flooding을 기반으로 한 BLE 메시(Mesh) 네트워크가 등장하였다. BLE 메시 네트워크는 Managed flooding를 기반으로 하여 이전에 수신한 메시지를 특정 리스트에 보관하여 중복된 메시지를 수신 혹은 전달하지 않는 Network message cache 기능과 동일한 네트워크 내 먼 노드 간에도 데이터를 주고받을 수 있는 Relay 기능을 가지고 있다. 또한 모든 노드가 Publish/Subscribe 구조로 정보를 교환하는데 이 때 공통된 Group address를 이용하여 해당 address에 publish하고 subscribe 하도록 하여 각 노드에서 측정된 데이터를 다른 노드에서 확인할 수 있다.
하지만, BLE 메시(Mesh) 네트워크는 데이터를 받기 위해 네트워크를 구성하는 노드인 BLE 디바이스의 스캐너(Scanner) 상태가 온으로 유지되어야 하고, 전달받은 데이터를 모두 릴레이(Relay)하기 때문에 다른 통신 방식에 비해서 더 많은 소비전력을 소비하는 문제점이 있다.
한국공개특허 제10-2021-0116359호
본 발명의 목적은, 센트럴 역할과 퍼리퍼럴 역할을 모두 수행하는 복수의 블루투스 장치 간에 병렬 구조의 통신 연결을 구축할 수 있는 병렬통신 기반 센싱 데이터 송수신 시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 병렬통신 기반 센싱 데이터 송수신 시스템은 센트럴 역할을 수행하는 다른 블루투스 장치 및 중앙 제어 장치 중 어느 하나로 센싱 데이터를 송신하여 퍼리퍼럴 역할을 수행하고, 퍼리퍼럴 역할을 수행하는 하나 이상의 다른 블루투스 장치로부터 상기 센싱 데이터를 수신하여 센트럴 역할을 수행하는 복수의 블루투스 장치; 및 상기 복수의 블루투스 장치 중에서 퍼리퍼럴 역할을 수행하는 블루투스 장치로부터 상기 센싱 데이터를 수신하여 센트럴 역할을 수행하고, 상기 수신된 센싱 데이터를 종합하는 상기 중앙 제어 장치;를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 복수의 블루투스 장치는 상기 퍼리퍼럴 역할을 수행하는 퍼리퍼럴 모듈;을 포함하고, 상기 퍼리퍼럴 모듈은 장치 정보를 포함하는 제1 광고 신호를 브로드캐스팅하고, 센트럴 역할을 수행하는 다른 블루투스 장치 및 상기 중앙 제어 장치 중 어느 하나로부터 연결 요청 신호 및 연결 파라미터를 수신하여 통신 연결을 구축하고, 상기 통신 연결이 구축된 다른 블루투스 장치 및 상기 중앙 제어 장치 중 어느 하나로 상기 센싱 데이터를 송신할 수 있다.
바람직하게, 상기 복수의 블루투스 장치 및 상기 중앙 제어 장치는 상기 센트럴 역할을 수행하는 하나 이상의 센트럴 모듈;을 포함하고, 상기 하나 이상의 센트럴 모듈은 상기 퍼리퍼럴 역할을 수행하는 다른 블루투스 장치로부터 브로드캐스팅된 상기 제1 광고 신호를 스캐닝하고, 상기 제1 광고 신호에 포함된 상기 장치 정보가 퍼리퍼럴 대상 장치를 나타내는지 여부를 확인할 수 있다.
바람직하게, 상기 하나 이상의 센트럴 모듈은 상기 제1 광고 신호에 포함된 상기 장치 정보가 퍼리퍼럴 대상 장치를 나타내면 상기 제1 광고 신호를 브로드캐스팅한 다른 블루투스 장치로 연결 요청 신호 및 연결 파라미터를 송신하여 통신 연결을 구축하고, 상기 제1 광고 신호를 브로드캐스팅한 다른 블루투스 장치로부터 상기 센싱 데이터를 수신할 수 있다.
바람직하게, 상기 복수의 블루투스 장치는 상기 퍼리퍼럴 역할을 수행하는 퍼리퍼럴 모듈;을 포함하고, 상기 퍼리퍼럴 모듈은 상기 센싱 데이터를 포함하는 제2 광고 신호를 브로드캐스팅할 수 있다.
바람직하게, 상기 병렬통신 기반 센싱 데이터 송수신 시스템은 상기 복수의 블루투스 장치 중 어느 하나의 블루투스 장치에 근접하여 브로드캐스팅된 상기 제2 광고 신호를 스캐닝하고, 상기 제2 광고 신호에 포함된 센싱 데이터를 표시하는 현장 작업자 장치;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 병렬통신 기반 센싱 데이터 송수신 시스템은, 센트럴 역할과 퍼리퍼럴 역할을 모두 수행하는 복수의 블루투스 장치 간에 병렬 구조의 통신 연결을 구축함으로써, 네트워크 프로토콜의 연결 유연성을 증대시켜 통신 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 병렬통신 기반 센싱 데이터 송수신 시스템은, 센트럴 역할과 퍼리퍼럴 역할을 모두 수행하는 복수의 블루투스 장치 간에 병렬 구조의 통신 연결을 구축함으로써, 센싱 데이터를 중앙 제어 장치로 전달하여 센싱 데이터의 종합 관리가 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 병렬통신 기반 센싱 데이터 송수신 시스템은, 블루투스 장치가 센싱 데이터가 포함된 광고 신호를 브로드캐스팅함으로써, 현장의 현장 작업자 장치와 블루투스 장치 간에 통신 연결의 구축없이 현장 작업자 장치를 통해 현장 작업자에게 센싱 데이터를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 병렬통신 기반 센싱 데이터 송수신 시스템의 연결 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 병렬통신 기반 센싱 데이터 송수신 시스템의 블루투스 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 병렬통신 기반 센싱 데이터 송수신 시스템의 블루투스 장치 간에 통신의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 병렬통신 기반 센싱 데이터 송수신 시스템의 블루투스 장치 간에 통신의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 병렬통신 기반 센싱 데이터 송수신 시스템의 중앙 제어 장치의 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 병렬통신 기반 센싱 데이터 송수신 시스템의 블루투스 장치와 중앙 제어 장치 간에 통신의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 병렬통신 기반 센싱 데이터 송수신 시스템의 현장 작업자 장치의 블록도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 병렬통신 기반 센싱 데이터 송수신 시스템의 블루투스 장치와 현장 작업자 장치 간에 통신의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명의 다양한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형 태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시 예의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대 해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
본 문서에서, "가진다", "가질 수 있다", "포함한다", 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 작동, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
본 문서에서, "A 또는 B", "A 또는/및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상" 등의 표현 은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는 (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.
본 문서에서 사용된 "제1", "제2", "첫째", 또는 "둘째" 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중 요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, 제1 사용자 기기와 제2 사용자 기기는 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 사용자 기기를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성 요소(예: 제2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 문서에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합 한(suitable for)", "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)", "~하도록 설계된(designed to)", "~하도록 변경된(adapted to)", "~하도록 만들어진(made to)", 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성(또는 설정)된"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)"것 만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성 (또는 설정)된 제어부"는 해당 작동을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 작동들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
특히, 본 명세서에서, “~모듈”, “~부”, “~장치”는 중앙처리장치(Central Processing Unit (CPU)), 애플리케이션 프로세서(Application Processor (AP)) 및 커뮤니케이션 프로세서(Communication Processor (CP)) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 명세서에서, “~모듈”, “~부”, “~장치”는 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 모든 종류의 하드웨어 장치를 의미하는 것이고, 실시 예에 따라 해당 하드웨어 장치에서 작동하는 소프트웨어적 구성도 포괄하는 의미로서 이해될 수 있다. 예를 들어, “~모듈”, “~부”, “~장치”는 기계 구동 장치, 스마트폰, 태블릿 PC, 데스크톱, 노트북 및 각 장치에서 구동되는 사용자 클라이언트 및 애플리케이션을 모두 포함하는 의미로서 이해될 수 있으며, 또한 이에 제한되는 것은 아니다.
본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한 정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 컨텍스트 상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은 관련 기술의 컨텍스트 상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 병렬통신 기반 센싱 데이터 송수신 시스템의 연결 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 병렬통신 기반 센싱 데이터 송수신 시스템은 복수의 블루투스 장치(100), 중앙 제어 장치(200) 및 복수의 현장 작업자 장치(300)를 포함할 수 있다.
복수의 블루투스 장치(100)는 배치된 영역에서 측정을 수행하여 센싱 데이터를 생성하고, 생성된 센싱 데이터를 통신 연결이 구축된 다른 장치(다른 블루투스 장치(100) 또는 중앙 제어 장치(200))로 송신하거나 현장 작업자 장치(300)로 브로드캐스팅할 수 있다.
여기서, 센싱 데이터는 측정 수행으로 생성되는 데이터로써, 그 종류는 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 센싱 데이터는 생체신호, 특정 물질의 농도, 온도, 습도 및 조도 중 어느 하나일 수 있다.
즉, 복수의 블루투스 장치(100)는 측정을 수행하여 생성된 센싱 데이터 또는 다른 블루투스 장치로부터 수신된 센싱 데이터를 상호 송수신하여 최종적으로 중앙 제어 장치(200)에 전달하거나 근접한 현장 작업자 장치(300)로 브로드캐스팅할 수 있다.
이를 위해, 복수의 블루투스 장치(100)는 퍼리퍼럴 역할과 센트럴 역할 모두를 수행할 수 있다. 복수의 블루투스 장치(100)가 퍼리퍼럴 역할과 센트럴 역할 모두를 수행하여 상호 간에 센싱 데이터를 송수신하여 모든 센싱 데이터를 중앙 제어 장치(200)로 전달하는 내용은 후술하도록 한다.
중앙 제어 장치(200)는 복수의 블루투스 장치(100) 각각으로부터 생성된 센싱 데이터를 전달받아 종합할 수 있다.
구체적으로, 중앙 제어 장치(200)는 전달받은 센싱 데이터를 복수의 블루투스 장치(100) 별로 시계열에 따라 정렬하여 종합하거나 전달받은 센싱 데이터를 복수의 블루투스 장치(100) 각각의 배치 위치 별로 시계열에 따라 정렬하여 종합할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 병렬통신 기반 센싱 데이터 송수신 시스템은 근거리 무선 통신 방식을 이용하여 센싱 데이터를 송수신할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 병렬통신 기반 센싱 데이터 송수신 시스템은 블루투스 4.0의 BLE(Bluetooth Low Energy) 통신 방식을 이용하여 센싱 데이터를 송수신할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 병렬통신 기반 센싱 데이터 송수신 시스템은 BLE(Bluetooth Low Energy) 통신 방식에서 규정하는 프로토콜 스택, 레이어 및 프로파일을 이용할 수 있다.
한편, 본 명세서에서 정의하는 직렬통신은 서로 다른 두 장치(블루투스 장치(100), 중앙 제어 장치(200) 및 현장 작업자 장치(300) 간의 일대일 통신을 의미할 수 있다.
또한, 본 명세서에서 정의하는 병렬통신은 센트럴 역할을 하나 이상 수행할 수 있고 퍼리퍼럴 역할을 하나 이상 수행할 수 있는 복수의 블루투스 장치(200) 간에 통신을 의미하며, 복수의 블루투스 장치(200)를 이용하여 구성되는 병렬통신 구조는 일대다, 다대일, 다대다 네트워크 구조일 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 병렬통신 기반 센싱 데이터 송수신 시스템의 복수의 블루투스 장치의 블록도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 병렬통신 기반 센싱 데이터 송수신 시스템의 블루투스 장치 간에 통신의 일 예를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 병렬통신 기반 센싱 데이터 송수신 시스템의 블루투스 장치 간에 통신의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 2 내지 도 4를 더 참조하면, 복수의 블루투스 장치(100) 각각은 센트럴 역할을 수행하는 다른 블루투스 장치(100) 및 중앙 제어 장치(200) 중 어느 하나로 센싱 데이터를 송신하여 퍼리퍼럴 역할을 수행할 수 있다.
반대로, 복수의 블루투스 장치(100) 각각은 퍼리퍼럴 역할을 수행하는 하나 이상의 다른 블루투스 장치(100)로부터 센싱 데이터를 수신하여 센트럴 역할을 수행할 수 있다.
즉, 복수의 블루투스 장치(100) 각각은 측정을 수행하여 센싱 데이터를 생성하는 역할, 센싱 데이터를 송신하는 퍼리퍼럴 역할 및 센싱 데이터를 수신하는 센트럴 역할을 수행할 수 있다.
이를 위해, 복수의 블루투스 장치(100) 각각은 센싱부(110), 퍼리퍼럴 모듈(120), 하나 이상의 센트럴 모듈(130) 및 저장부(140)를 포함할 수 있다.
센싱부(110)는 측정 역할을 수행하여 센싱 데이터를 생성할 수 있다. 상술한 바와 같이, 센싱부(110)는 블루투스 장치(100)가 배치된 영역에서 측정 역할을 수행하고, 수행 결과로써 센싱 데이터를 생성할 수 있다.
센싱 데이터의 종류는 제한되지 않으나, 예를 들어, 센싱 데이터는 생체신호, 특정 물질의 농도, 온도, 습도 및 조도 중 어느 하나일 수 있다.
퍼리퍼럴 모듈(120)은 제1 광고 신호를 브로드캐스팅하고, 다른 블루투스 장치(100)로부터 연결 요청 신호를 수신하며 센싱 데이터롤 송신함으로써, 퍼리퍼럴 역할을 수행할 수 있다.
구체적으로, 퍼리퍼럴 모듈(120)은 장치 정보를 포함하는 제1 광고 신호를 브로드캐스팅할 수 있다. 여기서, 장치 정보는 해당 블루투스 장치를 식별할 수 있는 정보일 수 있으며, 예를 들어, 장치 정보는 장치 식별 정보, MAC 주소 정보 및 TX Power 정보 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
이후, 퍼리퍼럴 모듈(120)은 도 3에 도시된 바와 같이, 센트럴 역할을 수행하는 다른 블루투스 장치(100) 및 중앙 제어 장치(200) 중 어느 하나로부터 연결 요청 신호 및 연결 파라미터를 수신하고, 연결 요청 신호 및 연결 파라미터를 송신한 다른 블루투스 장치(100) 및 중앙 제어 장치(200)와 통신 연결을 구축할 수 있다.
보다 구체적으로, 퍼리퍼럴 모듈(120)은 다른 블루투스 장치(100)의 센트럴 모듈(130) 및 중앙 제어 장치(200)의 센트럴 모듈(210) 중 어느 하나로부터 연결 요청 신호 및 연결 파라미터를 수신할 수 있다.
이때, 제1 광고 신호를 송신한 퍼리퍼럴 모듈(120)로 연결 요청 신호 및 연결 파라미터를 송신하는 다른 블루투스 장치(100)의 센트럴 모듈(130) 및 중앙 제어 장치(200)의 센트럴 모듈(210)은 퍼리퍼럴 설정 정보에 기초하여 정해질 수 있다.
퍼리퍼럴 설정 정보에 대해서는 후술하도록 한다.
한편, 연결 요청 신호는 다른 블루투스 장치(100)의 센트럴 모듈(130) 또는 중앙 제어 장치(200)의 센트럴 모듈(210)이 퍼리퍼럴 모듈(120)로 통신 연결의 구축을 요청하는 신호일 수 있다.
또한, 연결 파라미터는 통신 연결을 구축하는데 이용되는 파라미터로써, 퍼리퍼럴 모듈(120)과 다른 블루투스 장치(100)의 센트럴 모듈(130) 사이 또는 퍼리퍼럴 모듈(120)과 중앙 제어 장치(200)의 센트럴 모듈(210) 사이에 데이터 송수신 속도 및 통신 연결 해제의 판단 기준을 정의하는 파라미터일 수 있다.
퍼리퍼럴 모듈(120)은 통신 연결이 구축된 다른 블루투스 장치(100)의 센트럴 모듈(130) 및 중앙 제어 장치(200)의 센트럴 모듈(210) 중 어느 하나로 센싱 데이터를 송신할 수 있다.
이때, 퍼리퍼럴 모듈(120)은 도 4에 도시된 바와 같이, 센싱부(110)를 통해 생성된 센싱 데이터 뿐만 아니라, 후술되는 센트럴 모듈(130)을 통해 다른 블루투스 장치(100)의 퍼리퍼럴 모듈(120)로부터 수신한 센싱 데이터까지 다른 블루투스 장치(100)의 센트럴 모듈(130) 및 중앙 제어 장치(200)의 센트럴 모듈(210) 중 어느 하나로 송신할 수 있다.
한편, 퍼리퍼럴 모듈(120)은 센싱 데이터를 포함하는 제2 광고 신호를 브로드캐스팅할 수 있다.
이때, 퍼리퍼럴 모듈(120)은 센싱부(110)를 통해 생성된 센싱 데이터 뿐만 아니라, 후술되는 센트럴 모듈(130)을 통해 다른 블루투스 장치(100)의 퍼리퍼럴 모듈(120)로부터 수신한 센싱 데이터까지 제2 광고 신호에 포함시켜 브로드캐스팅할 수 있다.
이러한, 제2 광고 신호는 현장 작업자 장치(300)에 의해 스캐닝될 수 있다.
제2 광고 신호가 현장 작업자 장치(300)에 의해 스캐닝되는 과정은 후술하도록 한다.
한편, 상술된 복수의 블루투스 장치(100) 각각은 하나의 퍼리퍼럴 모듈(120)을 포함하여 퍼리퍼럴 역할을 수행하는 것으로 설명하였으나, 복수의 퍼리퍼럴 모듈(120)을 포함할 수 있으며, 복수의 퍼리퍼럴 모듈(120) 각각이 퍼리퍼럴 역할을 수행할 수 있다.
즉, 복수의 블루투스 장치(100) 각각에 하나의 퍼리퍼럴 모듈(120)이 포함된 경우, 하나의 장치(다른 블루투스 장치(100)의 센트럴 모듈(130) 또는 중앙 제어 장치(200)의 센트럴 모듈(210))와 통신 연결을 구축하여 센싱 데이터를 송신하지만, 복수의 블루투스 장치(100) 각각에 복수의 퍼리퍼럴 모듈(120)이 포함된 경우, 복수의 장치(다른 블루투스 장치(100)의 센트럴 모듈(130) 또는 중앙 제어 장치(200)의 센트럴 모듈(210))와 통신 연결을 구축하여 센싱 데이터를 송신할 수 있다.
한편, 하나 이상의 센트럴 모듈(130) 각각은 제1 광고 신호를 스캐닝하고, 다른 블루투스 장치(100)로 연결 요청 신호를 송신하며 센싱 데이터를 수신함으로써, 센트럴 역할을 수행할 수 있다.
하나 이상의 센트럴 모듈(130) 각각은 퍼리퍼럴 역할을 수행하는 다른 블루투스 장치(100)로부터 브로드캐스팅된 제1 광고 신호를 스캐닝하고, 제1 광고 신호에 포함된 장치 정보가 퍼리퍼럴 대상 장치를 나타내는지 여부를 확인할 수 있다.
구체적으로, 하나 이상의 센트럴 모듈(130) 각각은 퍼리퍼럴 역할을 수행하는 다른 블루투스 장치(100)의 퍼리퍼럴 모듈(120)로부터 브로드캐스팅된 제1 광고 신호를 스캐닝할 수 있다.
이후, 하나 이상의 센트럴 모듈(130) 각각은 제1 광고 신호에 포함된 장치 정보가 퍼리퍼럴 대상 장치를 나타내면 제1 광고 신호를 브로드캐스팅한 다른 블루투스 장치(100)의 퍼리퍼럴 모듈(120)로 연결 요청 신호 및 연결 파라미터를 송신하여 통신 연결을 구축할 수 있다.
이때, 하나 이상의 센트럴 모듈(130) 각각은 제1 광고 신호에 포함된 장치 정보가 퍼리퍼럴 설정 정보와 동일하면 장치 정보가 퍼리퍼럴 대상 장치를 나타내는 것으로 판단할 수 있다.
여기서, 퍼리퍼럴 설정 정보는 센트럴 모듈(130)이 통신 연결을 구축해야 하는 것으로 설정된 다른 블루투스 장치(100, 퍼리퍼럴 대상 장치)에 대한 정보일 수 있으며, 예를 들어, 퍼리퍼럴 설정 정보는 장치 식별 정보, MAC 주소 정보 및 TX Power 정보 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
나아가, 퍼리퍼럴 설정 정보는 복수의 블루투스 장치(100) 각각에 포함된 하나 이상의 센트럴 모듈(130) 마다에 설정되는 정보일 수 있다.
즉, 하나 이상의 센트럴 모듈(130) 마다는 센싱 데이터를 수신해야하는 장치가 정해질 수 있다. 또한, 퍼리퍼럴 설정 정보는 중앙 제어 장치(200)의 센트럴 모듈(210)과 통신 연결이 구축되는 퍼리퍼럴 모듈(120)이 포함된 블루투스 장치(100)의 센트럴 모듈(130)로 다른 블루투스 장치(100)에서 센싱 및 생성된 모든 센싱 데이터가 전달되도록 설정될 수 있다.
이어서, 하나 이상의 센트럴 모듈(130) 각각은 제1 광고 신호에 포함된 장치 정보가 퍼리퍼럴 설정 정보와 동일하면 제1 광고 신호를 브로드캐스팅한 다른 블루투스 장치(100)의 퍼리퍼럴 모듈(120)로 연결 요청 신호 및 연결 파라미터를 송신하여 통신 연결을 구축할 수 있다.
이후, 하나 이상의 센트럴 모듈(130) 각각은 통신 연결이 구축된 다른 블루투스 장치(100)의 퍼리퍼럴 모듈(120)로부터 센싱 데이터를 수신할 수 있다.
이때, 하나 이상의 센트럴 모듈(130)로 수신되는 센싱 데이터는 다른 블루투스 장치(100)의 센싱부(110)를 통해 생성된 센싱 데이터일 수도 있고, 또 다른 블루투스 장치(100)의 센싱부(110)를 통해 생성된 후 다른 블루투스 장치(100)의 센트럴 모듈(130)로 수신된 센싱 데이터일 수 있다.
즉, 블루투스 장치(100)는 하나의 퍼리퍼럴 모듈(120)을 통해 하나의 다른 블루투스 장치(100)의 센트럴 모듈(130) 또는 중앙 제어 장치(200)의 센트럴 모듈(210)로 센싱 데이터를 송신하고, 하나 이상의 센트럴 모듈(130) 각각을 통해 하나 이상의 다른 블루투스 장치(100)의 퍼리퍼럴 모듈(120)로부터 센싱 데이터를 수신할 수 있다.
다시 말해, 블루투스 장치(100)는 하나의 장치로만 센싱 데이터를 송신하고, 하나 이상의 장치로부터 센싱 데이터를 수신할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 병렬통신 기반 센싱 데이터 송수신 시스템의 중앙 제어 장치의 블록도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 병렬통신 기반 센싱 데이터 송수신 시스템의 블루투스 장치와 중앙 제어 장치 간에 통신의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6을 더 참조하면, 중앙 제어 장치(200)는 복수의 블루투스 장치(100) 중에서 퍼리퍼럴 역할을 수행하는 블루투스 장치(100)로부터 센싱 데이터를 수신하여 센트럴 역할을 수행할 수 있다.
이때, 중앙 제어 장치(200)는 퍼리퍼럴 역할을 수행하는 블루투스 장치(100) 중에서도, 복수의 블루투스 장치(100) 각각에서 센싱 및 생성된 모든 센싱 데이터를 수집하는 블루투스 장치(100)로부터 센싱 데이터를 수신할 수 있다.
이후, 중앙 제어 장치(200)는 복수의 블루투스 장치(100) 각각에서 센싱 및 생성된 모든 센싱 데이터를 수신하여 센싱 데이터를 종합할 수 있다.
이를 위해, 중앙 제어 장치(200)는 센트럴 모듈(210), 프로세서(220), 표시부(230) 및 저장부(240)를 포함할 수 있다.
센트럴 모듈(210)은 블루투스 장치(100)의 센트럴 모듈(130)과 동일하게 블루투스 장치(100)의 퍼리퍼럴 모듈(120)과 통신 연결을 구축하여 센싱 데이터를 수신할 수 있다.
다만, 센트럴 모듈(210)은 도 6에 도시된 바와 같이, 병렬통신 기반 센싱 데이터 송수신 시스템에 포함된 모든 블루투스 장치(100)가 생성한 센싱 데이터가 수집되는 블루투스 장치(100)의 퍼리퍼럴 모듈(120)과 통신 연결을 구축하여 센싱 데이터를 수신할 수 있다.
이를 통해, 센트럴 모듈(210)은 모든 블루투스 장치(100)가 생성한 센싱 데이터를 수집할 수 있고, 후술되는 프로세서(220)는 병렬통신 기반 센싱 데이터 송수신 시스템에서 발생된 모든 센싱 데이터를 관리 및 종합할 수 있다.
이를 위해, 프로세서(220)는 센트럴 모듈(210)을 통해 수신된 센싱 데이터를 관리 및 종합할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(220)는 전달받은 센싱 데이터를 복수의 블루투스 장치(100) 별로 시계열에 따라 정렬하여 종합하거나 전달받은 센싱 데이터를 복수의 블루투스 장치(100) 각각의 배치 위치 별로 시계열에 따라 정렬하여 종합할 수 있다.
또한, 프로세서(220)는 상술된 센싱 데이터의 정렬 및 종합 결과를 종합 이미지 데이터로 생성하고, 생성된 종합 이미지 데이터를 화면에 표시하도록 표시부(230)를 제어할 수 있다.
표시부(230)는 프로세서(220)의 제어에 의해 프로세서(220)로부터 생성된 종합 이미지 데이터를 표시할 수 있다.
이를 위해, 표시부(230)는 이미지 데이터를 화면에 출력할 수 있는 디스플레이 모듈을 구비할 수 있다.
이러한, 센싱 데이터가 종합된 종합 이미지 데이터는 중앙 관리자에 의해 열람될 수 있다.
한편, 다른 실시 예에 따른 프로세서(220)는 종합 이미지 데이터에 기초하여 센싱 데이터 경로 정보를 생성하고, 센싱 데이터가 수집되지 않는 미수집 경로를 나타내는 미수집 경로 정보를 생성할 수 있다.
여기서, 센싱 데이터 경로 정보는 복수의 블루투스 장치(100) 간에 센싱 데이터가 송수신되는 경로를 센싱 데이터를 송신하는 블루투스 장치의 식별 정보와 센싱 데이터를 수신하는 블루투스 장치의 식별 정보로 구분하여 나타내는 정보일 수 있다. 이때, 하나의 블루투스 장치가 센싱 데이터를 송신 및 수신할 수 있으므로, 하나의 블루투스 장치는 센싱 데이터를 송신하는 블루투스 장치의 식별 정보와 센싱 데이터를 수신하는 블루투스 장치의 식별 정보 총 2개의 식별 정보로 구분될 수 있다.
한편, 프로세서(220)는 블루투스 장치의 식별 정보가 센싱 데이터를 수신하는 블루투스 장치의 식별 정보로도 구분되지 않고, 센싱 데이터를 송신하는 블루투스 장치의 식별 정보로도 구분되지 않는 경우 해당 블루투스 장치의 식별 정보를 미수집 경로 정보에 포함시킬 수 있다.
이를 통해, 프로세서(220)는 센싱 데이터가 수집되지 않는 경로와 블루투스 장치에 대한 정보를 생성할 수 있다.
나아가, 프로세서(220)는 미수집 경로 정보를 종합 이미지 데이터에 갱신하고, 갱신된 종합 이미지 데이터가 표시부(230)에 표시되도록 표시부(230)를 제어할 수 있다.
이를 통해, 관리자에게 센싱 데이터의 수집에 장애가 발생한 경로에 대한 정보를 제공할 수 있다.
한편, 프로세서(220)는 상술된 각 구성 요소의 작동을 수행할 수 있으며, 하나 이상의 코어(core, 미도시) 및 그래픽 처리부(미도시) 및/또는 다른 구성 요소와 신호를 송수신하는 연결 통로(예를 들어, 버스(bus) 등)를 포함할 수 있다.
프로세서(220)는 저장부(240)에 저장된 하나 이상의 인스트럭션을 실행함으로써, 상술된 각 구성 요소의 작동을 수행하도록 구성될 수 있다.
저장부(240)에는 프로세서(220)의 처리 및 제어를 위한 프로그램들(하나 이상의 인스트럭션들)을 저장할 수 있다. 저장부(240)에 저장된 프로그램들은 기능에 따라 복수 개의 모듈들로 구분될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 병렬통신 기반 센싱 데이터 송수신 시스템의 현장 작업자 장치의 블록도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 병렬통신 기반 센싱 데이터 송수신 시스템의 블루투스 장치와 현장 작업자 장치 간에 통신의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7 및 도 8을 더 참조하면, 현장 작업자 장치(300)는 복수의 블루투스 장치(100) 중 어느 하나의 블루투스 장치(100)에 근접하여 브로드캐스팅된 제2 광고 신호를 스캐닝하고, 제2 광고 신호에 포함된 센싱 데이터를 표시할 수 있다.
이러한, 현장 작업자 장치(300)는 블루투스 장치(100)가 배치된 영역에 근접하여 다양한 작업을 수행하는 현장 작업자에 의해 제어되는 장치일 수 있다.
현장 작업자 장치(300)는 통신부(310), 프로세서(320), 표시부(330) 및 저장부(340)를 포함할 수 있다.
통신부(310)는 제2 광고 신호를 스캐닝하는 역할을 수행하고, 제2 광고 신호에 포함된 센싱 데이터를 프로세서(320)로 전달할 수 있다.
이를 위해, 통신부(150)는 BLE 통신 방식을 통신을 수행하는 BLE 통신 모듈을 구비할 수 있다.
프로세서(320)는 제2 광고 신호에 포함된 센싱 데이터를 화면에 표시하도록 표시부(330)를 제어할 수 있다.
표시부(330)는 프로세서(320)의 제어에 의해 센싱 데이터를 표시할 수 있다.
이를 위해, 표시부(330)는 센싱 데이터를 화면에 출력할 수 있는 디스플레이 모듈을 구비할 수 있다.
이러한, 표시부(330)에 표시된 센싱 데이터는 현장 작업자에 의해 열람될 수 있다.
한편, 프로세서(320)는 상술된 각 구성 요소의 작동을 수행할 수 있으며, 하나 이상의 코어(core, 미도시) 및 그래픽 처리부(미도시) 및/또는 다른 구성 요소와 신호를 송수신하는 연결 통로(예를 들어, 버스(bus) 등)를 포함할 수 있다.
프로세서(320)는 저장부(340)에 저장된 하나 이상의 인스트럭션을 실행함으로써, 상술된 각 구성 요소의 작동을 수행하도록 구성될 수 있다.
저장부(340)에는 프로세서(320)의 처리 및 제어를 위한 프로그램들(하나 이상의 인스트럭션들)을 저장할 수 있다. 저장부(340)에 저장된 프로그램들은 기능에 따라 복수 개의 모듈들로 구분될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시 예를 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명을 구현할 수 있음을 이해할 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 한다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100 : 블루투스 장치
200 : 중앙 제어 장치
300 : 현장 작업자 장치

Claims (6)

  1. 센트럴 역할을 수행하는 다른 블루투스 장치 및 중앙 제어 장치 중 어느 하나로 센싱 데이터를 송신하여 퍼리퍼럴 역할을 수행하고, 퍼리퍼럴 역할을 수행하는 하나 이상의 다른 블루투스 장치로부터 상기 센싱 데이터를 수신하여 센트럴 역할을 수행하는 복수의 블루투스 장치; 및
    상기 복수의 블루투스 장치 중에서 퍼리퍼럴 역할을 수행하는 블루투스 장치로부터 상기 센싱 데이터를 수신하여 센트럴 역할을 수행하고, 상기 수신된 센싱 데이터를 종합하는 중앙 제어 장치;를 포함하고,
    상기 복수의 블루투스 장치 각각은
    상기 퍼리퍼럴 역할을 수행하는 퍼리퍼럴 모듈;
    상기 센트럴 역할을 수행하는 하나 이상의 센트럴 모듈; 및
    측정 역할을 수행하여 상기 센싱 데이터를 생성하는 센싱부;를 포함하고,
    상기 퍼리퍼럴 모듈은
    장치 정보를 포함하는 제1 광고 신호를 브로드캐스팅하고, 센트럴 역할을 수행하는 다른 블루투스 장치 및 상기 중앙 제어 장치 중 어느 하나로부터 연결 요청 신호 및 연결 파라미터를 수신하여 통신 연결을 구축하고, 상기 통신 연결이 구축된 다른 블루투스 장치 및 상기 중앙 제어 장치 중 어느 하나로 상기 센싱 데이터를 송신하고,
    상기 하나 이상의 센트럴 모듈은
    상기 퍼리퍼럴 역할을 수행하는 다른 블루투스 장치로부터 브로드캐스팅된 상기 제1 광고 신호를 스캐닝하고, 상기 제1 광고 신호에 포함된 상기 장치 정보가 퍼리퍼럴 대상 장치를 나타내는지 여부를 확인하고,
    상기 하나 이상의 센트럴 모듈은
    상기 제1 광고 신호에 포함된 상기 장치 정보가 퍼리퍼럴 대상 장치를 나타내면 상기 제1 광고 신호를 브로드캐스팅한 다른 블루투스 장치로 연결 요청 신호 및 연결 파라미터를 송신하여 통신 연결을 구축하고, 상기 제1 광고 신호를 브로드캐스팅한 다른 블루투스 장치로부터 센싱 데이터를 수신하고,
    상기 퍼리퍼럴 모듈은
    상기 센싱부를 통해 생성된 센싱 데이터 뿐만 아니라, 센트럴 모듈을 통해 다른 블루투스 장치의 퍼리퍼럴 모듈로부터 수신된 센싱 데이터를 또 다른 블루투스 장치의 센트럴 모듈 및 상기 중앙 제어 장치의 센트럴 모듈 중 어느 하나로 송신하고,
    상기 하나 이상의 센트럴 모듈은
    다른 블루투스 장치의 센싱부를 통해 생성된 센싱 데이터를 다른 블루투스 장치의 퍼리퍼럴 모듈로부터 수신하고, 또 다른 블루투스 장치의 센싱부를 통해 생성되어 다른 블루투스 장치에 수신된 센싱 데이터를 다른 블루투스 장치의 퍼리퍼럴 모듈로부터 수신하고,
    상기 장치 정보는
    해당 블루투스 장치를 식별할 수 있는 정보로써, 장치 식별 정보를 포함하고,
    상기 중앙 제어 장치는
    센싱 데이터를 상기 복수의 블루투스 장치 각각의 배치 위치 별로 시계열에 따라 정렬하고, 정렬 결과를 종합 이미지 데이터로 생성하는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는
    상기 종합 이미지 데이터에 기초하여 센싱 데이터가 수집되지 않은 미수집 경로를 나타내는 미수집 경로 정보를 생성하고,
    상기 프로세서는
    블루투스 장치의 식별 정보가 센싱 데이터를 수신한 블루투스 장치의 식별 정보로도 구분되지 않고, 센싱 데이터를 송신한 블루투스 장치의 식별 정보로도 구분되지 않는 경우 해당 블루투스 장치의 식별 정보를 상기 미수집 경로 정보에 포함시켜 상기 미수집 경로 정보를 생성하고,
    상기 프로세서는
    상기 미수집 경로 정보를 상기 종합 이미지 데이터에 갱신하고, 상기 종합 이미지 데이터가 표시부에 표시되도록 상기 표시부를 제어하는 것을 특징으로 하는
    병렬통신 기반 센싱 데이터 송수신 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 블루투스 장치는
    상기 퍼리퍼럴 역할을 수행하는 퍼리퍼럴 모듈;을 포함하고,
    상기 퍼리퍼럴 모듈은
    상기 센싱 데이터를 포함하는 제2 광고 신호를 브로드캐스팅하는 것을 특징으로
    병렬통신 기반 센싱 데이터 송수신 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 블루투스 장치 중 어느 하나의 블루투스 장치에 근접하여 브로드캐스팅된 상기 제2 광고 신호를 스캐닝하고, 상기 제2 광고 신호에 포함된 센싱 데이터를 표시하는 현장 작업자 장치;를 더 포함하는 것을 특징으로
    병렬통신 기반 센싱 데이터 송수신 시스템.
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