KR20090111608A - 원격제어 가능한 온습도 관리 시스템 - Google Patents

원격제어 가능한 온습도 관리 시스템 Download PDF

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KR20090111608A
KR20090111608A KR1020080037304A KR20080037304A KR20090111608A KR 20090111608 A KR20090111608 A KR 20090111608A KR 1020080037304 A KR1020080037304 A KR 1020080037304A KR 20080037304 A KR20080037304 A KR 20080037304A KR 20090111608 A KR20090111608 A KR 20090111608A
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조관
박병훈
오정교
손병일
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주식회사 알.에프.하이텍
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Abstract

본 발명은 지그비 네트워크를 통하여 전송된 데이터를 수신하는 지그비 코디네이터와 온습도 쳄버로부터 수신한 온습도 쳄버 내부의 온도, 온습도 쳄버 구동전압 등의 동작 상태 데이터와 자체적으로 내장된 온/습도 센서에서 수집된 환경 데이터를 지그비 네트워크로 전송하는 지그비 말단 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격제어 가능한 온습도 관리 시스템에 관한 것이다.
온습도 쳄버, 지그비 코디네이터, 지그비 말단 장치, 지그비 네트워크

Description

원격제어 가능한 온습도 관리 시스템{Remote Controllable System for Managing Temperature and Humidity}
본 발명은 원격제어 가능한 온습도 관리 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지그비 기술을 이용하여 넓은 장소에 분포된 다수의 온습도 쳄버의 온습도 관리 상태를 모니터링하여 원격제어할 수 있는 원격제어 가능한 온습도 관리 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 각종 생산 현장에는 개봉된 부품의 조립특성을 유기하기 위하여 부품 보관을 위한 항온, 항습환경의 유지가 필수적이다. 또한 제품의 신뢰성과 내구성을 검증하기 위하여 개발 단계에서 환경시험을 수행하기 위하여 인위적으로 극고온, 극저온 환경을 구성할 필요가 있으며 이러한 제품의 신뢰성 시험을 확보하기 위해서는 장시간의 시험이 필요하다. 따라서 이와 같은 수요의 증대로 인하여 쳄버의 사용 빈도가 증가하였으며 정확한 실험의 수행과 생산품질의 확보를 위하여 항온, 항습기능의 신뢰성이 매우 중요하게 부각되고 있다.
이러한 온습도 쳄버의 사용에서 가장 중요한 것은 설정된 환경 조건이 신뢰성 있게 유지되는 것이다. 기존의 온습도 쳄버에서는 온습도 모니터링 결과를 온습도 쳄버 자체에 부착된 디스플레이 장치에 표시하거나 또는 유선 케이블을 통하여 사용자 또는 관리자에게 전송한다. 그러나 사용자가 일일이 온습도 쳄버가 있는 장소로 가서 온습도 관련 정보를 확인하고 기록하는 것은 매우 노동집약적일 뿐만 아니라 온습도 쳄버가 쉽게 접근할 수 없는 위치에 설치되는 경우에는 적절하게 모니터링하기 어려운 문제점이 있다. 또한 유선 케이블을 통하여 정보를 전송받는 경우에는 케이블 포설 비용 및 유지 보수 등의 비용으로 인해서 관리비용이 상승하는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 극복하기 위한 것으로, 본 발명의 하나의 목적은 무선 데이터 전송규약인 지그비(IEEE802.15.4) 기술을 이용하여 무선으로 각각의 온습도 쳄버의 상태를 모니터링하여 원격제어할 수 있는 원격제어 가능한 온습도 관리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 온습도 쳄버의 이상 동작시 이러한 상태를 관리자에게 직접 알려줌으로써 온습도 쳄버의 이상 동작시 즉시 조치를 취할 수 있도록 하는 원격제어 가능한 온습도 관리 시스템을 제공하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 하나의 양상은
이격 분포된 한 대 이상의 온습도 쳄버;
상기 온습도 쳄버들부터 온습도 데이터를 수신하여 지그비 네트워크를 통해서 전송하는 지그비 말단 장치(Zigbee end device);
상기 지그비 말단 장치로부터 지그비 네트워크를 통해서 전송되는 온습도 데이터를 수신하여 모니터링하고 이러한 모니터링 결과를 중앙관리시스템으로 전송하며, 중앙관리시스템으로부터의 온습도제어 명령을 지그비 네트워크를 통해서 각각의 온습도 쳄버로 전송하는 지그비 코디네이터(Zigbee Coordinantor);
상기 지그비 코디네이터와 통신하여 수신한 하나 이상의 온습도 쳄버의 온습도 데이터에 기초하여 상기 온습도 쳄버의 동작 상태를 모니터링하고 상기 온습도 쳄버의 온습도를 제어하기 위한 명령을 상기 지그비 코디네이터로 전송하는 중앙관리시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 원격제어 가능한 온습도 관리 시스템에 관한 것이다.
상기 지그비 코디네이터는
지그비 코디네이터에 전원을 공급하는 전원공급부;
RF 신호를 수신하고, 수신한 RF 신호를 아날로그 신호로 변환하는 RF 송수신부;
상기 RF 송수신부를 통해서 수신된 RF 신호를 복조하여 디지털 신호로 변환하여 주제어기로 전송하는 모뎀부;
상기 모뎀부로부터 수신된 디지털 신호를 해석하여 필요한 데이터를 중앙관리시스템-인터페이스 제어기로 전송하는 주제어기;
상기 주제어기로부터 수신한 신호를 컴퓨터의 규격에 맞게 변환하여 컴퓨터로 전송하는 중앙관리시스템-인터페이스 제어기; 및
중앙관리시스템과의 인터페이스를 제공하는 중앙관리시스템-인터페이스를 포함할 수 있다
상기 지그비 말단 장치는 각각의 온습도 쳄버로부터 데이터를 수신하고 중앙관리시스템의 제어명령을 전달하기 위한 온습도 쳄버 인터페이스; 온도 및 습도를 감지하여 온습도 데이터를 수득하여 온습도 쳄버 인터페이스 제어기로 전송하는 온습도 센서; 아날로그 데이터를 입력 받아 온습도 쳄버 인터페이스 제어기로 전송하는 아날로그 입력; 무선 신호를 수신하여 아날로그 신호로 변환하는 RF 송수신부; 상기 RF 송수신부를 통해서 수신된 RF 신호를 복조하여 디지털 신호로 변환하여 지그비 말단장치 제어기로 전송하는 모뎀부; 상기 모뎀부로부터 수신된 디지털 신호를 해석하여 필요한 데이터를 온습도 쳄버-인터페이스 제어기로 전송하는 지그비 말단장치 제어기; 상기 지그비 말단장치 제어기, 상기 전원공급부, 온습도 센서, 아날로그 입력 및 쳄버 인터페이스와 연결되어 이들의 기능을 제어하는 온습도 쳄버 인터페이스 제어기; 지그비 말단장치에 전원을 공급하는 전원공급부를 포함할 수 있다.
본 발명의 그 밖의 목적, 이점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 자명해질 것이다.
본 발명의 원격제어 가능한 온습도 관리 시스템은 넓은 장소에 분포되어 있는 다수의 온습도 쳄버의 동작 상태를 한 곳에서 일원화하여 모니터링할 수 있어 설치비용 및 운전비용을 절감할 수 있다.
또한 본 발명의 원격제어가능한 온습도 관리 시스템은 온습도 쳄버의 이상 동작시 이를 사용자 또는 관리자에게 섬광 또는 경보음으로 알려주거나 문자 메시지로 전송하는 기능을 제공하므로, 신속한 조치를 취하여 환경 조건을 더욱 신뢰성 있게 유지할 수 있다.
더욱이, 온습도 쳄버의 동작 상태에 따라서 온습도 쳄버의 동작을 원격으로 자동제어할 수 있고, 온습도 쳄버를 증설하는 경우에는 별도의 설비 공사 등을 거치지 않고 기존의 관리시스템에 편입시켜 손쉽게 관리할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 부호로 표시하여 설명한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지의 범용적인 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 일구현예에 의한 원격제어 가능한 온습도 관리 시스템은 이격 분포된 한 대 이상의 온습도 쳄버; 상기 온습도 쳄버들부터 온습도 데이터를 수신하여 지그비 네트워크를 통해서 전송하는 지그비 말단 장치(Zigbee end device); 상 기 지그비 말단 장치로부터 지그비 네트워크를 통해서 전송되는 온습도 데이터를 수신하여 모니터링하고 이러한 모니터링 결과를 중앙관리시스템으로 전송하며, 중앙관리시스템으로부터의 온습도제어 명령을 지그비 네트워크를 통해서 각각의 온습도 쳄버로 전송하는 지그비 코디네이터; 상기 지그비 코디네이터로부터 수신한 온습도 데이터에 기초해서 온습도 쳄버의 동작 상태를 모니터링하고 그 결과에 따라서 온습도 쳄버의 온습도 제어 명령을 상기 지그비 코디네이터로 전송하는 중앙관리시스템을 포함한다.
하나의 지그비 코디네이터에는 최고 30대의 지그비 말단 장치가 연결될 수 있다. 각각의 지그비 말단 장치는 중계기 역할을 겸할 수 있도록 설계될 수 있다. 지그비 코디네이터는 관리자의 중앙관리시스템(예컨대, 개인용 컴퓨터)와 연결하여 지그비 말단 장치로부터 수신되는 데이터를 중앙관리시스템으로 전송한다. 본 발명의 온습도 관리 시스템에 의하면 넓은 장소에 흩어져서 분포되어 있는 여러 대의 온습도 쳄버의 동작 상태를 동시에 실시간으로 모니터링하여 관리할 수 있다. 또한 지그비 네트워크를 이용하여 중앙관리시스템에서 온습도 쳄버의 온오프, 온습도 쳄버의 세팅 등의 동작을 원격으로 제어할 수 있다.
지그비(ZigBee)는 가정, 사무실 등의 무선 네트워킹에서 10∼20m 내외, 최대 100m 이내의 근거리 통신 및 유비쿼터스 컴퓨팅을 위한 기술로, 무선통신 분야에서 무선 LAN(IEEE 802.11)이나 다른 WPAN(IEEE 802.15) 기술과 달리 단순 기능이 요구되는 매우 작은 크기, 저전력, 저가격 시장을 목표로 하고 있다. 이런 지그비 기술은 지능형 홈네트워크, 빌딩과 산업용기기 자동화, 물류, 휴먼 인터페이스, 텔레 매틱스, 군사 등 다양한 유비쿼터스 환경에 응용될 수 있다.
일반적으로 RF 송수신기와 센서 또는 제어대상기기와의 결합을 통해 구성되는 무선센서 및 제어 네트워크의 경우 대용량 정보전달에 대한 요구 보다는 긴 베터리 시간과 일정 거리 이상의 전송 커버리지의 확보를 필요로 한다. 이러한 요구사항을 충족시키기 위해 IEEE는 2003년 5월 802.15.4 규격을 발표하였다. 또한 마케팅과 인증등의 산업촉진을 위해 설립된 지그비 Alliance에서는 IEEE에서 정의하는 PHY와 MAC에 네트워크와 보안계층을 표준화하는 작업을 진행하고 있다.
IEEE 145(센서 네트워크 표준화 담당)에서 블루투스나 WiFi 대신에 지그비 기술을 USN (Universal Space Network) 구축을 위한 기본 네트워크인 무선센서네트워크를 구현하기 위한 기술로 채택한 이유는 WPAN(Wireless Personal Area Network: 불루투스, IrDA 등) 기술이 고가이며, 전력소모 문제 등으로 시장 활성화가 부진한 상황에서 지그비는 단순한 기능의 저기능성 센서 네트워크를 가능하게 하기 때문이다. 지그비의 가장 큰 특징은 평균 전력소모가 50mW 정도인 저전력이라는 점이며, UWB가 200mW, 무선 LAN이 1W 정도인 점을 감안하면 매우 낮은 전력소모 특성을 갖는다.
도 1은 본 발명의 일구현예에 의한 원격제어가능한 온습도 관리 시스템의 구성도이다. 본 발명의 일구현예의 원격제어 가능한 온습도 관리 시스템은 이격 분포된 한 대 이상의 온습도 쳄버(100); 상기 온습도 쳄버들부터 온습도 데이터를 수신하여 지그비 네트워크를 통해서 전송하는 지그비 말단 장치(Zigbee end device)(200); 상기 지그비 말단 장치로부터 지그비 네트워크를 통해서 전송되는 온습도 데이터를 수신하여 모니터링하고 이러한 모니터링 결과를 중앙관리시스템으로 전송하며, 중앙관리시스템으로부터의 온습도제어 명령을 지그비 네트워크를 통해서 각각의 온습도 쳄버로 전송하는 지그비 코디네이터(Zigbee Coordinator)(300); 상기 지그비 코디네이터로부터 수신한 온습도 데이터에 기초해서 온습도 쳄버의 동작 상태를 모니터링하고 그 결과에 따라서 온습도 쳄버의 온습도 제어 명령을 상기 지그비 코디네이터로 전송하는 중앙관리시스템(400)을 포함한다.
본 발명에서 상기 온습도 쳄버(100)의 구성은 특별히 제한되지 않고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 사용되고 있는 일반적인 온습도 쳄버를 채용하여 사용할 수 있다. 일례로, 상기 온습도쳄버는 온도와 습도를 측정하는 온도센서 및 습도센서, 상기 측정된 온도와 습도의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기, 측정된 온습도를 표시하는 디스플레이부, 상기 측정된 온습도데이터를 저장하는 메모리, 온습도와 저장간격 등을 사용자가 외부에서 설정할 수 있도록 하는 키입력부 및 온습도 쳄버의 전반적인 동작을 제어하는 제어보드(control board)를 포함할 수 있다. 또한 온습도 쳄버(100)는 지그비 말단 장치(200)와의 연결을 위한 포트(예컨대, RS-232 인터페이스)를 포함할 수 있다.
지그비 말단 장치(200)는 온습도 쳄버(100)와 연결하여 온습도 쳄버(100)의 상태와 환경정보를 수집하고 자체 내장된 온도 및 습도 센서를 이용하여 수집한 데이터를 취합하여 지그비 네트워크를 통해서 지그비 코디네이터(300)로 전송한다. 지그비 말단 장치(200)에는 지그비 통신을 담당하는 CPU와 외부 인터페이스 및 센 서 데이터를 취합, 전송하는 CPU가 각각의 역할을 수행하도록 장착되어 있다.
지그비 말단 장치(200)는 온습도 쳄버(100)로부터 쳄버의 내부온도, 온습도 쳄버 구동 전압 등의 동작 상태 데이터를 수신하고, 또한 자체적으로 내장된 온/습도 센서(250)에서 수집된 환경 데이터를 지그비 네트워크를 통해서 지그비 코디네이터(300)로 전송할 수 있다. 본 발명의 원격제어가능한 온습도 관리 시스템에서 지그비 말단 장치(200)가 자체적으로 포함하는 온습도 센서(250)는 온습도 쳄버(100) 외부 환경의 조건을 모니터링할 수 있고, 온습도 쳄버(100)가 정상적으로 동작하지 않는 경우에는 그와 같은 사실을 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 온도가 극저온으로 내려가 온습도 쳄버의 동작이 정지되는 경우 이와 같은 상황을 지그비 말단 장치(200)가 파악할 수 있다.
지그비 말단 장치(200)와 온습도 쳄버(100)와의 연결방식은 특별히 제한되지 않는데, 일례로 RS-232를 이용하여 온습도 쳄버의 제어 보드(control board)로부터 온습도 데이터를 수신할 수 있다. 이와 같이 지그비 말단 장치(200)는 온습도 쳄버(100)와의 통신을 위한 RF 송수신부(210)와 지그비 통신을 위한 모뎀부(220), 외부 센서 연결을 위한 아날로그 입력부(470)와 주변환경 모니터링을 위한 온/습도 센서부(250)로 구성될 수 있다.
본 발명에서 지그비 말단 장치(200)는 지그비 코디네이터(300) 및 다른 지그비 말단장치들(200)과 지그비 기반 하에 양방향으로 무선 통신하도록 구성된다.
상기 지그비말단 장치(200)는 각각의 온습도 쳄버(100)로부터 데이터를 수신하고 중앙관리시스템(400)의 제어명령을 전달하기 위한 온습도 쳄버 인터페이 스(260); 온도 및 습도를 감지하여 온습도데이터를 수득하여 지그비 온습도 쳄버 인터페이스 제어기(240)로 전송하는 온습도 센서(250); 아날로그 데이터를 입력 받아 지그비 온습도 쳄버 인터페이스 제어기(240)로 전송하는 아날로그 입력부(270); 무선 신호를 수신하여 아날로그 신호로 변환하는 RF 송수신부(210); 상기 RF 송수신부를 통해서 수신된 RF 신호를 복조하여 디지털 신호로 변환하여 지그비 말단장치 제어기(230)로 전송하는 모뎀부(220); 상기 모뎀부(220)로부터 수신된 디지털 신호를 해석하여 필요한 데이터를 지그비 온습도 쳄버-인터페이스 제어기 (240)로 전송하는 지그비 말단장치 제어기(230); 상기 지그비 말단장치 제어기(230), 상기 전원공급부(280), 온습도 센서(250), 아날로그 입력부(270) 및 쳄버 인터페이스(260)와 연결되어 이들의 기능을 제어하는 온습도 쳄버 인터페이스 제어기(240); 및 지그비 말단장치에 전원을 공급하는 전원공급부(280)를 포함할 수 있다.
지그비 말단 장치(200)는 위와 같은 구조를 가지며 지그비 코디네이터(300)에서 적용된 기능에 온습도 쳄버 인터페이스(260) 이외의 아날로그 및 디지털센서 입력 등의 부가기능의 확장을 위하여 온습도 쳄버 인터페이스 제어기(240)가 추가로 장착된다.
상기 지그비 코디네이터(300)는 지그비 네트워크의 구성, 지그비 말단 장치 관리 등의 핵심 기능을 수행하며 중앙관리시스템(400)과 연결하여 지그비 네트워크를 통하여 전송되는 데이터를 전송하는 장치이다. 중앙관리시스템(400)과의 연결은 USB 포트를 이용하며 전원 공급도 이를 통하여 받는다. 지그비 코디네이터(300)는 지그비 네트워크 구성과 각 지그비 말단 장치에 대한 정보에 관한 권한 을 가지고 있으며 각 장치에서 수집한 데이터를 수신하여 중앙관리시스템으로 전송하는 기능을 수행하도록 프로그램된다.
도 2를 참고하면, 지그비 코디네이터(300)는 지그비 코디네이터에 전원을 공급하는 전원공급부(360); RF 신호를 수신하고 수신된 RF 신호를 아날로그 신호로 변환하는 RF 송수신부(310); 상기 RF 송수신부(310)를 통해서 수신된 RF 신호를 복조하여 디지털 신호로 변환하여 주제어기(330)로 전송하는 모뎀부(320); 상기 모뎀부(320)로부터 수신된 디지털 신호를 해석하여 필요한 데이터를 중앙관리시스템-인터페이스 제어기로 전송하는 주제어기(330); 상기 주제어기(330)로부터 수신한 신호를 컴퓨터의 규격에 맞게 변환하여 중앙관리시스템(400)으로 전송하는 중앙관리시스템-인터페이스 제어기(340) 및 중앙관리시스템(400)과의 인터페이스를 제공하는 중앙관리시스템-인터페이스(350)를 포함한다. 주제어기(330)에는 온습도 모니터링 프로그램과, 제어에 필요한 프로그램, 설정된 온습도값, 측정된 온습도값이 저장될 수 있다. 상기 RF 송수신부(310)는 RF 신호를 수신하는 안테나를 포함한다.
지그비 말단 장치(200)는 외부 메모리를 연결하여 수신된 데이터를 저장할 수 있는 입출력 단자를 추가로 포함할 수 있다(도 4 참조). 또한 본 발명의 원격제어가능한 온습도 관리 시스템은. 도 5에 도시된 바와 같이, 지그비 말단장치의 온습도 쳄버 인터페이스 제어기에 연결되어 유선 네트워크를 통해서 데이터를 송수신하는 TCP/IP 모듈을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 온습도 관리 시스템은 온습도 쳄버에 의해서 측정된 온도 또는 습 도가 중앙관리시스템에 의해 설정된 임계값을 벗어나는 경우, 섬광을 발하거나 경보음을 발생하는 경보부를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 경보부는 온습도 쳄버에 부착되거나 또는 중앙 관리 시스템에 부착될 수 있다.
더 나아가 본 발명의 원격제어가능한 온습도 관리 시스템은 온습도 쳄버에 의해서 측정된 온도 또는 습도가 중앙관리시스템에 의해 설정된 임계값을 벗어나는 경우, 관리자의 휴대용 단말기로 이상 상태임을 알리는 단문 메시지를 전송하는 문자 송신부를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 온습도 관리 시스템에서 중앙관리시스템(400)는 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, PDA 등의 정보처리 기기로 구현할 수 있다. 따라서 각종 프로그램 및 데이터를 저장하는 메모리부, 컴퓨팅을 행하는 CPU, 및 수집된 데이터 또는 처리 결과를 표시하는 디스플레이부 등의 구성을 포함할 수 있다. 본 발명의 온습도 관리 시스템은 GUI(Graphic Usue Interface)를 제공하므로 지그비 네트워크를 통하여 전송된 데이터를 중앙 처리장치의 디스플레이부 상에서 처리, 가공하여 사용자가 활용하기 쉽도록 구현된다. 중앙관리시스템의 입출력 포트를 통하여 입력된 데이터는 해당 기기별로 상태가 모니터링되며 그래프와 수치로 관련 정보를 표시한다. 또한 이력관리 및 자료제출의 기본 데이터를 수집/저장하기 위한 로그 기능이 구현되어 중앙관리시스템에서 확인, 가공할 수 있는 파일형식으로 출력할 수 있다. 중앙 컴퓨터(400)에서는 지그비 말단 장치(200) 및 지그비 코디네이터(300)를 통해서 이격되어 분포된 다수의 온습도 쳄버(100)가 측정한 데이터를 수집하고, 온습도 쳄버의 동작이 설정된 범위 내인지를 감시하여 이상 동작시 온습도 쳄버의 동작을 제어하기 위한 명령을 지그비 코디네이터(300)로 전송한다.
다음으로 본 발명의 원격제어가능한 온습도 관리 시스템의 동작을 설명하면 다음과 같다. 지그비 말단 장치(200)의 전원공급부(280)를 통해서 전원이 인가되면 지그비 말단장치 제어기(230)는 자동으로 지그비 네트워크 형성을 위하여 주변의 지그비 코디네이터(300)를 탐색하며 접속요청을 시도한다. 지그비 코디네이터(300)로부터의 접속이 수락되면 지그비 코디네이터(300)와의 연결을 완료하여 지그비 네트워크를 형성한 후 지그비 코디네이터의 주제어기(330)로부터 데이터를 받기 위한 대기모드로 진입한다.
지그비 말단 장치(200)가 온습도 쳄버(100) 또는 지그비 코디네이터(300)로부터 지그비 신호를 수신하는 경우의 동작은 다음과 같다. 지그비 말단 장치의 RF 송수신부(210)는 RF 신호를 수신하는 안테나를 포함하고, 안테나에서 수신된 RF 신호를 아날로그 신호로 변환하여 모뎀부(220)로 전송한다. 모뎀부(220)는 수신된 아날로그 신호를 복조하여 디지털 신호로 변환하여 지그비 말단장치 제어기(230)로 전송한다. 지그비 말단장치 제어기(230)는 수신된 디지털 신호를 해석하여 필요한 데이터만을 추출하여, 온습도 쳄버 인터페이스 제어기(240)로 전송한다. 온습도 쳄버 인터페이스 제어기(240)는 지그비에서 받은 신호를 온습도 쳄버 인터페이스(260)를 통하여 온습도 쳄버(100)의 제어 보드(미도시)로 전송하여 제어한다.
지그비 말단 장치(200)가 온습도 쳄버(100) 또는 지그비 코디네이터(300)로부터 지그비 신호를 송신하는 경우의 동작은 다음과 같다. 온습도 쳄버(100)의 제 어 보드에서 전송된 데이터는 온습도 쳄버-인터페이스(260)를 통하여 온습도 쳄버 인터페이스 제어기(240)로 전송된다. 온습도 쳄버 인터페이스 제어기(240)는 이 데이터와 별도의 입출력 포트를 통하여 입력된 데이터를 취합하여 지그비 말단장치 제어기(230)로 전송한다. 지그비 말단장치 제어기(230)는 이 데이터를 지그비 규격에 맞는 디지털 신호로 변환하여 모뎀부(220)으로 전송한다. 모뎀부(220)는 이 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 RF 송수신부(210)로 전달하며, RF 송수신부(210)는 이러한 아날로그 신호를 RF 신호로 변환하여 안테나를 이용해 지그비 코디네이터(300)로 송신한다.
지그비 말단 장치(200)는 통신을 위한 지그비 말단장치 제어기(230) 이외에 입출력 제어 및 부가기능 확장을 위하여 별도의 온습도 쳄버 인터페이스 제어기(240)를 포함한다. 따라서 기능의 확장이 용이하며 업체별로 다른 쳄버 프로토콜의 적용에 용이하다.
지그비 코디네이터(300)의 동작을 살펴 보면, 지그비 코디네이터(300)의 전원공급부(360)를 통해서 전원이 인가되면 주제어기(330)는 자동으로 지그비 네트워크형성을 위하여 주변의 지그비 기기들을 탐색하며 수신 대기 상태로 전환된다. 수신 대기 상태의 지그비 코디네이터(300)는 다른 지그비 말단 장치(200)의 접속시도에 응답하여 특정조건 (사용주파수, 고유ID)을 만족하는지 여부를 확인 후 인증된 지그비 말단 장치의 정보를 별도로 기억하여 네트워크를 관리한다.
지그비 코디네이터(300)가 지그비 신호를 수신하는 경우의 동작은 다음과 같다. RF 송수신부(310)는 안테나에서 수신된 RF 신호를 아날로그 신호로 변환하여 모뎀부(320)로 전송한다. 모뎀부(320)는 수신된 아날로그 신호를 복조하여 디지털 신호로 변환하여 주제어기(330)로 전송한다. 주제어기(330)는 수신된 디지털 신호를 해석하여 필요한 데이터만을 추출하여, 중앙관리시스템-인터페이스 제어기(340)로 전송한다. 중앙관리시스템-인터페이스 제어기(340)는 주제어기(330)에서 받은 신호를 중앙관리시스템(컴퓨터) 규격에 맞게 변환하여 중앙관리시스템(컴퓨터)으로 전송한다.
지그비 코디네이터(300)가 지그비 신호를 송신하는 경우의 동작은 다음과 같다. 중앙관리시스템(PC)에서 전송된 데이터는 중앙관리시스템-인터페이스 제어기(340)를 통하여 주제어기(330)로 전송된다. 주제어기(330)는 이 데이터를 지그비 규격에 맞는 디지털 신호로 변환하여 모뎀부(320)로 전송한다. 모뎀부(320)는 이러한 디지털 신호를 아날로그로 변환하여 RF 송수신부(310)로 전달하며, RF 송수신부(310)는 이러한 아날로그 신호를 RF 신호로 변환하여 안테나를 이용해 송신한다.
본 발명의 원격제어가능한 온습도 관리 시스템은 다음과 같은 부가기능을 제공할 수 있다. 본 발명의 원격제어가능한 온습도 관리 시스템의 지그비 말단 장치에 적용가능한 부가기능은 다음과 같다. 도 4는 이러한 개념을 설명한 구성도이다. 도 4를 참조하면, 먼저 지그비 말단 장치(200)의 온습도 쳄버 인터페이스 제어기(240)에 내장된 입출력 단자에 외부 메모리를 연결하여 수신된 데이터를 저장하는 기능이다(Logging 기능). 이 기능은 외부요건 또는 전파 방해로 인하여 지그비 통신이 불가능한 경우에도 내부 메모리에 일정 시간 분량의 데이터가 저장되 어 있어 데이터의 손실을 방지할 수 있으며 고가의 무선 네트워크가 필요 없이 저렴하게 환경모니터링을 실시할 수 있다. 로깅 데이터(Logging data)는 별도의 PC용 인터페이스와 소프트웨어를 중앙관리시스템(PC)로 다운로드할 수 있으며 무선 네트워크를 통한 실시간 데이터와 조합하여 무선 네트워크의 신뢰성 향상 및 검증에 도움을 줄 수 있다.
또한 본 발명의 지그비 말단 장치는, 도 5에 도시된 바와 같이, TCP/IP 모듈을 지그비 말단 장치에 내장된 지그비 컨트롤러(230)의 I/O에 연결하여 유선 네트워크를 이용하여 데이터를 전송할 수 있다. TCP/IP로 연결된 본 발명의 지그비 말단 장치는 인터넷망으로 연결이 가능하며 원격지에서 인터넷으로 온습도 쳄버의 데이터를 모니터링 및 제어할 수 있다.
본 발명의 온습도 관리 시스템에서 중앙관리시스템은 지그비 네트워크를 통해서 수신한 온습도 쳄버에 의해서 측정된 온도 또는 습도 데이터가 중앙관리시스템에 의해 설정된 임계값을 벗어나는 경우, 섬광을 발하거나 경보음을 발생하여 사용자 또는 관리자에게 알린다. 즉, 섬광을 발하는 경우에는 온습도 쳄버 또는 중앙관리시스템에 부착된 LED가 점멸하여 온습도 쳄버의 이상 동작을 알릴 수 있다.
더 나아가 본 발명의 원격제어가능한 온습도 관리 시스템은 온습도 쳄버에 의해서 측정된 온도 또는 습도가 중앙관리시스템에 의해 설정된 임계값을 벗어나는 경우, 관리자의 휴대용 단말기로 이상 상태임을 알리는 단문 메시지를 전송할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 구현예를 예로 들어 상세하게 설명하였으나, 이러한 설명은 단순히 본 발명의 예시적인 실시예를 설명 및 개시하는 것이다. 당업자는 본 발명의 범위 및 정신으로부터 벗어남이 없이 상기 설명 및 첨부 도면으로부터 다양한 변경, 수정 및 변형예가 가능함을 용이하게 인식할 것이며, 그러한 변형이나 변경은 본 발명의 특허청구범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 원격제어가능한 온습도 관리 시스템이 사용되는 환경을 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일구현예에 의한 원격제어가능한 온습도 관리 시스템의 지그비 코디네이터의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일구현예에 의한 원격제어가능한 온습도 관리 시스템의 지그비 말단 장치의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 다른 구현예에 의한 로깅(logging)기능이 부가된 원격제어가능한 온습도 관리 시스템을 설명하기 위한 개략구성도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 구현예에 의한 유선 통신 기능이 부가된 원격제어가능한 온습도 관리 시스템을 설명하기 위한 개략구성도이다.

Claims (9)

  1. 이격 분포된 한 대 이상의 온습도 쳄버;
    상기 온습도 쳄버들부터 온습도 데이터를 수신하여 지그비 네트워크를 통해서 전송하는 지그비 말단 장치(Zigbee end device);
    상기 지그비 말단 장치로부터 지그비 네트워크를 통해서 전송되는 온습도 데이터를 수신하여 모니터링하고 이러한 모니터링 결과를 중앙관리시스템으로 전송하며, 중앙관리시스템으로부터의 온습도제어 명령을 지그비 네트워크를 통해서 각각의 온습도 쳄버로 전송하는 지그비 코디네이터;
    상기 지그비 코디네이터로부터 수신한 온습도 데이터에 기초하여 온습도 쳄버의 동작 상태를 모니터링하고 그 결과에 따라서 하나 이상의 온습도 쳄버의 온습도를 제어하기 위한 명령을 상기 지그비 코디네이터로 전송하는 중앙관리시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 원격제어 가능한 온습도 관리 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 지그비 말단 장치는 지그비 코디네이터 및 다른 지그비 말단장치들과 지그비 기반 하에 양방향으로 무선 통신하도록 구성된 것을 특징으로 하는 원격제어 가능한온습도 관리 시스템.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 지그비 코디네이터는
    지그비 코디네이터에 전원을 공급하는 전원공급부;
    RF 신호를 수신하고, 수신한 RF 신호를 아날로그 신호로 변환하는 RF 송수신부;
    상기 RF 송수신부를 통해서 수신된 RF 신호를 복조하여 디지털 신호로 변환하여 주제어기로 전송하는 모뎀부;
    상기 모뎀부로부터 수신된 디지털 신호를 해석하여 필요한 데이터를 중앙관리시스템-인터페이스 제어기로 전송하는 주제어기;
    상기 주제어기로부터 수신한 신호를 컴퓨터의 규격에 맞게 변환하여 컴퓨터로 전송하는 중앙관리시스템-인터페이스 컨트롤러; 및
    중앙관리시스템과의 인터페이스를 제공하는 중앙관리시스템-인터페이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격제어 가능한 온습도 관리 시스템.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 지그비말단 장치는
    각각의 온습도 쳄버로부터 데이터를 수신하고 중앙관리시스템의 제어명령을 전달하기 위한 온습도 쳄버 인터페이스;
    온도 및 습도를 감지하여 온습도 데이터를 수득하여 온습도 쳄버 인터페이스 제어기로 전송하는 온습도 센서;
    아날로그 데이터를 입력 받아 온습도 쳄버 인터페이스 제어기로 전송하는 아 날로그 입력;
    무선 신호를 수신하여 아날로그 신호로 변환하는 RF 송수신부;
    상기 RF 송수신부를 통해서 수신된 RF 신호를 복조하여 디지털 신호로 변환하여 지그비 말단장치 제어기로 전송하는 모뎀부;
    상기 모뎀부로부터 수신된 디지털 신호를 해석하여 필요한 데이터를 온습도 쳄버-인터페이스 제어기로 전송하는 지그비 말단장치 제어기;
    상기 지그비 말단장치 제어기, 상기 전원공급부, 온습도 센서, 아날로그 입력 및 쳄버 인터페이스와 연결되어 이들의 기능을 제어하는 온습도 쳄버 인터페이스 제어기; 및
    지그비 말단장치에 전원을 공급하는 전원공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격제어 가능한 온습도 관리 시스템.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 장치는 지그비 말단 장치에 연결되고, 외부 메모리를 연결하여 수신된 데이터를 저장할 수 있는 입출력 단자를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 원격제어 가능한 온습도 관리 시스템.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 장치는 지그비 말단장치의 온습도 쳄버 인터페이스 제어기에 연결되어 유선 네트워크를 통해서 데이터를 송수신하는 TCP/IP 모듈을 추 가로 포함하는 것을 특징으로 하는 원격제어 가능한 온습도 관리 시스템.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 온습도 쳄버는 온도와 습도를 측정하는 온도센서 및 습도센서, 상기 측정된 온도와 습도의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기, 측정된 온습도를 표시하는 디스플레이부, 상기 측정된 온습도데이터를 저장하는 메모리, 온습도와 저장간격 등을 사용자가 외부에서 설정할 수 있도록 하는 키입력부 및 온습도 쳄버의 전반적인 동작을 제어하는 제어보드를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격제어 가능한 온습도 관리 시스템.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 온습도 관리 시스템은 온습도 쳄버에 의해서 측정된 온도 또는 습도가 중앙관리시스템에 의해 설정된 임계값을 벗어나는 경우, 섬광을 발하거나 경보음을 발생하는 경보부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 원격제어 가능한 온습도 관리 시스템.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 시스템은 온습도 쳄버에 의해서 측정된 온도 또는 습도가 중앙관리시스템에 의해 설정된 임계값을 벗어나는 경우, 관리자의 휴대용 단말기로 이상 상태임을 알리는 단문 메시지를 전송하는 문자 송신부를 추가로 포함 하는 것을 특징으로 하는 원격제어 가능한 온습도 관리 시스템.
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