KR102530310B1 - 방수 및 방진 성능이 개선된 조립식 기능 모듈 기반의 맞춤형 웨어러블 장치 - Google Patents

방수 및 방진 성능이 개선된 조립식 기능 모듈 기반의 맞춤형 웨어러블 장치 Download PDF

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Abstract

방수 및 방진 성능이 개선된 조립식 기능 모듈 기반의 맞춤형 웨어러블 장치가 개시된다. 본 발명의 다양한 실시예에 따른 웨어러블 장치는 조립식 기능 모듈 기반의 맞춤형 웨어러블 장치로서, 안테나 모듈; 적어도 하나의 센서 모듈; 전원 모듈; 및 상기 안테나 모듈, 상기 적어도 하나의 센서 모듈 및 상기 전원 모듈을 고정시키고, 방수 및 방진 기능을 가지는 케이스를 포함하고, 상기 안테나 모듈, 상기 적어도 하나의 센서 모듈 및 상기 전원 모듈 중 적어도 하나는 상기 케이스에서 동일 기능 또는 다른 기능을 가지는 모듈로 교체 가능하도록 형성될 수 있다.

Description

방수 및 방진 성능이 개선된 조립식 기능 모듈 기반의 맞춤형 웨어러블 장치{CUSTOMIZED WEARABLE DEVICE REFABRICATED MODULE-BASED AND IMPROVED WATERPROOF-DUSTPROOF}
본 발명은 방수 및 방진 성능이 개선된 조립식 기능 모듈 기반의 웨어러블 장치로서, 보다 구체적으로 산업현장 등과 같은 외부 환경에서 사용될 수 있는 웨어러블 장치의 기능 모듈을 조립식으로 구성하고, 방수-방진 기능을 개선한 웨어러블 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 저전력 블루투스(Bluetooth Low Energy) 규격의 무선신호를 주기적으로 발생시키는 근거리용 소형 통신 장치인 비콘(Beacon)은 모바일 결제, 이벤트 쿠폰 발행, 실내 위치 측정 등 다양한 분야에서 사용되고 있다. 비콘 기술은 NFC(Near Field Communication), RFID(Radio-Frequency Identification)와 더불어 최근 사물인터넷(Internet of Things)기술의 핵심 트렌드로 평가 받고 있다.
또한 기존의 다양한 생산 공정에는 온습도, 화재경보 센서 등을 장착하여 설비를 관리하고 있는 곳이 많다. 하지만 모든 센서가 유선으로 연결되고 정보를 전송하기 때문에 초기 설치 비용이 과다하고 사용 중 장비를 교체 및 추가하는 과정에서 배전작업 등이 추가로 들어가는 번거로움이 발생하게 된다. 이러한 이유로 소규모 제조시설에서는 장비의 도입에 어려움을 느껴 안전사고에 노출되는 사례가 빈번하다. 또한 부분 요소별 교체가 불가능한 기존의 센서-비콘 일체형 장치의 경우는 프로그램을 다른 곳에 재사용 및 활용할 수 없는 문제가 있다.
나아가, 기존의 다양한 생산 공정에서 일하는 작업자들은 여러 위험 요소에 피해를 입을 수 있는 환경에 그대로 노출되는 경우가 빈번하다. 예를 들어, 공정 라인에서 발생하는 가스 누출 사고의 경우, 작업자는 눈에 보이지 않는 가스의 유출을 분간하기가 어렵고, 유해가스와 같은 경우에는 냄새를 조금만 맡게 되어도 건강상의 피해를 입을 우려가 매우 높은 실정이다.
종래 산업현장에서 사용되는 비콘, 웨어러블 기기와 같은 고정형 내지 휴대용 장치들은 다소 일률적인 공산품 형태로 생성되는 바, 생산 공정에서 발생될 수 있는 위험 요소(예: 가스 누출)를 효과적으로 감지하기가 어렵다는 문제점이 있었다.
또한, 생산 공정에서 발생될 수 있는 여러 요인들을 시각적 또는 청각적으로 알릴 수 있는 효과적인 알림 기능이 종전 웨어러블 장치에서는 부족하다는 문제점이 있었다.
나아가, 이러한 웨어러블 장치들은 각 생산 공정에서 발생되는 위험 요소를 감지하기 위한 센서 및 통신 모듈 등이 고정적으로 설치되어 교환이 사실상 불가능한바, 각 생산 공정의 특성에 맞는 맞춤형 웨어러블 장치의 요구되고 있는 실정이다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 웨어러블 장치는 조립식 기능 모듈 기반의 맞춤형 웨어러블 장치로서, 안테나 모듈; 적어도 하나의 센서 모듈; 전원 모듈; 및 상기 안테나 모듈, 상기 적어도 하나의 센서 모듈 및 상기 전원 모듈을 고정시키고, 방수 및 방진 기능을 가지는 케이스를 포함하고, 상기 안테나 모듈, 상기 적어도 하나의 센서 모듈 및 상기 전원 모듈 중 적어도 하나는 상기 케이스에서 동일 기능 또는 다른 기능을 가지는 모듈로 교체 가능하도록 형성될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 웨어러블 장치는, 방수 방진 기능이 가능한 케이스 및 상기 케이스를 통해 다양한 모듈로 교환이 가능하도록 형성됨으로써, 각 생산 공정의 특성에 따라 다양한 맞춤식 기능을 손쉽게 교체 가능하고, 방수 및 방진 기능과 위험 알림 기능을 보다 효율적이고 직관적으로 제공할 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 웨어러블 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 웨어러블 장치에서 센서 모듈이 교환되는 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 밴드형 웨어러블 장치를 나타내는 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
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.
이하, 첨부 도면을 참조하여 다양한 실시예에 따른 맞춤형 웨어러블 장치에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 클립형 웨어러블 장치(101)를 나타내는 도면이다. 웨어러블 장치(101)는 제1 바디(100), 작동 알림 LED 모듈(110), 센서 A(161), 센서 B(163), 제1 가스 유입부(131), 제2 가스 유입부(135), 충전 모듈(170), 안테나 모듈(180), 가스누출 경고 LED 모듈(190), 제2 바디(200) 및 배터리 모듈(300)을 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 웨어러블 장치(101)는 도 1의 구성요소들 중 적어도 하나를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 구비할 수 있다. 또한, 웨어러블 장치(101)는 웨어러블 장치(101)의 각 구성들을 제어하는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있으며, 이러한 프로세서는 상기 웨어러블 장치(101)의 내부 구성과 별개로 구성되거나 상기 구성들 중 어느 하나에 내장되는 다양한 형태(예: 블루투스 칩셋 등)로 구성될 수 있다. 또한, 웨어러블 장치(101)는 웨어러블 장치(101)의 각 구성을 통해 수집되는 정보들을 저장할 수 있는 저장 모듈(예: 메모리)를 더 포함할 수 있다.
먼저, 제1 바디(100) 및 제2 바디(200)는 사용자의 신체에 착탈될 수 있도록 상호 결합되어 클립 형태로 형성될 수 있다. 이러한 제1 바디(100) 및 제2 바디(200)가 결합되어 케이스가 될 수 있으며, 다양한 실시예에 따르면, 제1 바디(100) 또는 제2 바디(200) 중 어느 하나가 케이스로 개시될 수 있다. 또한, 제1 바디(100) 및 제2 바디(200) 사이에는 별도의 연결부가 더 포함될 수 있다.
작동 알림 LED 모듈(110)는 적어도 하나의 발광 소자(예: LED)를 포함하여 구성될 수 있으며, 웨어러블 장치(101)의 각 구성들이 활성화되었는지 여부, 웨어러블 장치(101)의 각 구성 중 적어도 하나의 이상 여부 또는 웨어러블 장치(101)의 각 구성 중 적어도 하나의 정상 여부를 감지할 수 있다. 예컨대, 작동 알림 LED 모듈(110)은 웨어러블 장치(101)의 각 구성의 이상 여부 또는 정상적으로 동작하는지 여부를 LED의 발광색을 달리하여 표시할 수 있다.
제1 가스 유입부(131)는 센서 A(161)에서 감지될 수 있는 가스(예: 가스 A)가 유입되는 영역에 해당하며, 제1 바디(100) 또는 케이스의 소정의 영역이 천공됨으로써 형성될 수 있다. 마찬가지로, 제2 가스 유입부(135)는 센서 B(163)에서 감지될 수 있는 가스(예: 가스 B)가 유입되는 영역에 해당한다. 이러한 제2 가스 유입부(135) 또한 제1 바디(100) 또는 케이스의 소정의 영역이 천공됨으로써 형성될 수 있다. 이러한 제1 가스 유입부(131) 및 제2 가스 유입부(135)는 센서 A(161) 및 센서 B(163)와 기능적으로 연결될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1 바디(100, 예: 케이스)는 센서 A(161) 또는 센서 B(163)가 교환 가능하도록 형성될 수 있다. 이를 위해, 제1 바디(100)는 센서 A(161) 또는 센서 B(163)의 구성을 수용할 수 있도록 형성될 수 있으며, 이 경우 센서 A(161) 또는 센서 B(163)는 블록 형태(예: 정육면체 등)의 모듈로 구현될 수 있다.
또한, 센서 A(161) 및 센서 B(163) 이외에 다양한 형태의 센서 모듈(예: 센서 C, 센서 D 등)이 제1 바디(100)에 착탈될 수 있으며, 센서의 종류를 특정 센서로 한정하는 것은 아니다. 다양한 실시예에 따르면, 센서 모듈은 물리량을 계측하거나 웨어러블 장치(101)의 작동 상태를 감지하여, 계측 또는 감지된 정보를 전기 신호로 변환할 수 있는 센서 모듈을 포함할 수 있다. 이러한 센서 모듈은, 예를 들면, 가스 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 근접 센서, 생체 센서, 적외선 센서, 자외선 센서 또는 조도 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 뿐만 아니라, 센서 모듈은 홍채 센서 또는 지문 센서와 같은 생체 정보 센서를 포함할 수 있다. 센서 모듈은 내장된 센서들을 제어하기 위한 제어 회로를 더 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 웨어러블 장치(101)는 프로세서의 일부로서 또는 별도로, 센서 모듈을 제어하도록 구성된 프로세서를 더 포함하여, 센서 모듈이 슬립(sleep) 상태에 있는 동안 센서 모듈을 제어할 수 있다.
충전 모듈(170)은 외부 전원으로부터 전원을 공급받을 수 있는 USB 단자 등과 같은 다양한 단자부를 포함할 수 있으며, 배터리 모듈(300)과 별도로 또는 병행하여 웨어러블 장치(101)에 전원을 공급할 수 있다.
안테나 모듈(180)은 통신 모듈의 예시로서, 웨어러블 장치(101)에서 수집 또는 감지된 정보(예: 가스 누출 정보, 위치 정보 등)를 관리자 단말로 전송하거나, 관리자 단말로부터 다양한 정보를 수신할 수 있다. 예를 들어, 안테나 모듈(180)은 근거리 통신을 통해 연결된 다른 전자 장치 또는 서버와 통신 연결을 수립하고 데이터 송수신을 수행할 수 있다. 이러한 안테나 모듈(180)은, 예컨대 Wifi 모듈, BT 모듈, GPS 모듈, NFC 모듈, 지그비 모듈, 또는 RF 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(180)은 설치 장소와 사용 목적에 따라 지향 또는 무지향으로 전환 가능한 안테나로 구성될 수 있다.
가스누출 경고 LED 모듈(190)은, 센서 A(161) 또는 센서 B(163)와 같은 센서 모듈에서 제1 가스 유입부(131) 또는 제2 가스 유입부(135)를 통해 유입된 가스가 감지되는 경우 활성화될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 이러한 가스누출 경고 LED 모듈(190)은 작동 알림 LED 모듈(110)과 다른 색으로 발광되는 LED 소자를 포함할 수 있다.
배터리 모듈(300)은 웨어러블 장치(101)로 전원을 공급할 수 있는 구성으로써, 다양한 형태의 전원(예: 건전지)을 포함할 수 있다. 이러한 배터리 모듈(300) 또는 전술한 충전 모듈(170)은 전원 모듈의 다양한 실시예일 수 있다.
또한, 상기 웨어러블 장치(101)의 케이스는 웨어러블 장치(101)의 각 구성이 탈부착이 가능하도록 형성되며, 방수방진의 케이스 소재가 사용될 수 있다. 뿐만 아니라, 케이스의 접합부위를 실리콘으로 실링 가공함으로써 외부 기상 조건으로부터 웨어러블 장치(101)를 보호할 수 있다.
뿐만 아니라, 상기 웨어러블 장치(101)의 케이스는 도시되는 것 이외에 추가적인 영역에서 다른 기능을 가진 모듈이 착탈될 수 있도록 구성될 수 있다. 따라서, 사용자가 향후 다른 기능을 추가하고자 한다면, 케이스에 미리 설정된 영역 상에 기능 모듈을 삽입함으로써 간편하게 웨어러블 장치(101)의 기능을 향상시킬 수 있다.
상기와 같은 클립형 웨어러블 장치(101)의 조립식 구조 및 실링 구조를 통해, 사용자는 신체에 간편하게 착탈되면서도 다양한 기능을 가진 모듈을 케이스에서 간편하게 교환 또는 조립할 수 있으며, 방수-방진 기능을 향상시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 웨어러블 장치(101)에서 센서 모듈이 교환되는 구성을 나타내는 도면이다. 도시되는 바와 같이, 웨어러블 장치(101)의 케이스는 센서 A(161)를 상기 센서 A와 다른 기능을 가진 센서 C로 교환할 수 있도록 형성될 수 있다. 이에 의해, 웨어러블 장치(101)에서 지원하는 센서 A의 기능 대신 센서 C의 기능이 간편하게 추가될 수 있다. 또한, 각 센서 A(161) 또는 센서 C(165)와 같은 센서 모듈 및 케이스는 상호 접속됨을 인식할 수 있는 적어도 하나의 회로 모듈을 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 밴드형 웨어러블 장치(201)를 나타내는 도면이다. 밴드형 웨어러블 장치(201) 또한 도 1 및 도 2의 클립형 웨어러블 장치(101)와 마찬가지로 안테나 모듈(180), 센서 A(161), 센서 B(163), 또는 배터리 모듈(300)이 착탈 가능하도록 구성된 스트랩(400, 예: 케이스)을 포함할 수 있다. 또한, 도 1 및 도 2의 클립형 웨어러블 장치(101)와 마찬가지로, 상기 스트랩(400)에 적어도 하나의 기능을 가진 모듈이 추가되거나 탈거될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 사용된 용어 “모듈”은, 예를 들어, 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어(firmware) 중 하나 또는 둘 이상의 조합을 포함하는 단위(unit)를 의미할 수 있다. “모듈”은 예를 들어, 유닛(unit), 로직(logic), 논리 블록(logical block), 부품(component) 또는 회로(circuit) 등의 용어와 바꾸어 사용(interchangeably use)될 수 있다. “모듈”은, 일체로 구성된 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. “모듈”은 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수도 있다. “모듈”은 기계적으로 또는 전자적으로 구현될 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 “모듈”은, 알려졌거나 앞으로 개발될, 어떤 동작들을 수행하는 ASIC(application-specific integrated circuit) 칩, FPGAs(field-programmable gate arrays) 또는 프로그램 가능 논리 장치(programmable-logic device) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 웨어러블 장치(예: 모듈들 또는 그 기능들) 또는 방법(예: 동작들)의 적어도 일부는, 예컨대, 프로그래밍 모듈의 형태로 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체(computer-readable storage media)에 저장된 명령어로 구현될 수 있다. 상기 명령어는, 하나 이상의 프로세서 (예: 상기 프로세서에 의해 실행될 경우, 상기 하나 이상의 프로세서가 상기 명령어에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체는, 예를 들면, 상기 메모리가 될 수 있다. 상기 모듈의 적어도 일부는, 예를 들면, 상기 프로세서에 의해 구현(implement)(예: 실행)될 수 있다. 상기 프로그래밍 모듈 의 적어도 일부는 하나 이상의 기능을 수행하기 위한, 예를 들면, 모듈, 프로그램, 루틴, 명령어 세트 (sets of instructions) 또는 프로세스 등을 포함할 수 있다.
상기 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에는 하드디스크, 플로피디스크 및 자기 테이프와 같은 마그네틱 매체(Magnetic Media)와, CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory), DVD(Digital Versatile Disc)와 같은 광기록 매체(Optical Media)와, 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media)와, 그리고 ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령(예: 프로그래밍 모듈)을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함될 수 있다. 또한, 프로그램 명령에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 다양한 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지다.
이상 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 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.
100: 제1 바디 101: 클립형 웨어러블 장치
110: 작동 알림 LED 모듈 131: 제1 가스 유입부
135: 제2 가스 유입부 161: 센서 A
163: 센서 B 165: 센서 C
170: 충전 모듈 180: 안테나 모듈
190: 가스누출 경고 LED 모듈(190) 200: 제2 바디
300: 배터리 모듈 400: 스트랩

Claims (5)

  1. 생산 공정에서 사용되는 조립식 기능 모듈 기반의 맞춤형 웨어러블 장치로서,
    안테나 모듈;
    적어도 하나의 센서 모듈;
    전원 모듈;
    상기 안테나 모듈, 상기 적어도 하나의 센서 모듈 및 상기 전원 모듈을 고정시키고, 방수 및 방진 기능을 가지는 케이스;
    상기 케이스에 마련되고, 상기 웨어러블 장치의 각 구성의 이상 여부 또는 정상적으로 동작하는지 여부에 따라, 발광색을 달리하는 적어도 하나의 LED를 포함하는 작동 알림 LED 모듈; 및
    상기 케이스에 마련되고, 센서 A에서 제1 가스 유입부를 통해 유입된 가스가 감지되거나, 또는 센서 B에서 제2 가스 유입부를 통해 유입된 가스가 감지되는 경우 상기 작동 알림 LED 모듈과 다른 색으로 발광되는 LED를 갖는 가스누출 경고 LED 모듈을 포함하고,
    상기 안테나 모듈, 상기 적어도 하나의 센서 모듈 및 상기 전원 모듈 중 적어도 하나는 상기 케이스에서 동일 기능 또는 다른 기능을 가지는 모듈로 교체 가능하도록 형성되며,
    상기 케이스는 사용자의 신체에 착탈될 수 있도록 상호 결합된 제1 바디 및 제2 바디를 포함하며,
    상기 제1 바디는 일측에 천공된 상기 제1 가스 유입부가 형성되고, 타측에 천공된 상기 제2 가스 유입부가 형성되며,
    상기 센서 모듈은,
    상기 제1 가스 유입부와 기능적으로 연결되고, 상기 제1 가스 유입부에 유입된 가스를 감지하는 상기 센서 A; 및
    상기 제2 가스 유입부와 기능적으로 연결되고, 상기 제2 가스 유입부에 유입된 가스를 감지하는 상기 센서 B를 포함하며,
    상기 제1 바디는 상기 센서 A 또는 상기 센서 B가 교환 가능하게 수용할 수 있도록 형성되며,
    상기 센서 A 또는 상기 센서 B는 블록 형태의 모듈로 구현되는, 웨어러블 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 케이스는,
    클립 형태 또는 스트랩 형태를 갖는 것을 특징으로 하는, 웨어러블 장치.
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