KR20100008651A

KR20100008651A - 터치센서 및 알에프아이디 태그를 갖는 학습용 완구장치 및이를 이용한 학습방법

Info

Publication number: KR20100008651A
Application number: KR1020080069226A
Authority: KR
Inventors: 소병용
Original assignee: 소병용
Priority date: 2008-07-16
Filing date: 2008-07-16
Publication date: 2010-01-26

Abstract

본 발명은 학습용 완구에 RFID 태그 및 터치센서를 설치하고, 상기 학습용 완구와 무선 통신에 의해 정보를 입력받는 본체를 구비하여, 학습자가 완구를 파지할 경우 완구에 대한 정보가 스피커를 통해 출력되도록 하여 촉각에 의한 학습효과를 극대화시킨 것을 특징으로 하는 터치센서 및 알에프아이디 태그를 갖는 학습용 완구장치 및 이를 이용한 학습방법에 관한 것으로,

학습용 완구에 설치된 터치센서가 작동하여 전기적 신호를 출력하면 마이컴에서 터치센서 작동신호를 인지하여 무선신호를 출력시키는 제 1 단계(S10)와; 터치센서의 작동신호가 입력되면 본체에 설치된 제어부가 RFID 리더기에 전원이 인가되도록 하는 제 2 단계(S20)와; 학습용 완구에 설치된 마이컴이 터치센서의 작동 정보를 무선 출력시킨후 곧바로 RFID 태그에 제어신호를 인가하여 RFID 태그에 있는 코드 정보를 무선출력하는 제 3 단계(S30)와; 본체에 설치된 제어부가 RFID 리더기를 통해 RFID 태그의 식별 정보를 수신받고, RFID 태그에 상응하는 코드를 메모리로부터 찾아서 메모리에 등록된 정보를 모니터 및 스피커를 통해 출력하는 제 4 단계(S40)로 이루어짐이 특징이다.

터치센서, RFID 태그, 학습용 완구장치, 학습방법

Description

터치센서 및 알에프아이디 태그를 갖는 학습용 완구장치 및 이를 이용한 학습방법{A Studying Toy Unit Using Touch Sensor and RFID Tag and Method Thereof}

본 발명은 터치센서 및 알에프아이디 태그를 이용한 학습용 완구장치 및 이를 이용한 학습방법에 관한 것으로, 특히 학습용 완구에 알에프아이디(RFID) 태그 및 터치센서를 설치하고, 상기 학습용 완구와 무선 통신에 의해 정보를 입력받는 본체를 구비하여, 학습자가 완구를 파지할 경우 완구에 대한 정보가 스피커를 통해 출력되도록 하여 촉각에 의한 학습효과를 극대화시킨 것을 특징으로 하는 터치센서 및 알에프아이디 태그를 이용한 학습용 완구장치 및 이를 이용한 학습방법에 관한 것이다.

종래의 인형 등과 같은 완구는 단순히 음악소리나 몇몇 정해진 단어만을 출력한다.

따라서, 말 또는 글을 배우기 시작하는 유아들에게 완구는 학습도구로서 충분하지 못하다.

또한, 사물의 그림이나 명칭 등이 인쇄된 카드 등은 그에 따른 소리를 들려 주지 못하므로 유아에게 사물의 모양 및 이름과 그 음의 관계성을 학습시키기에 불충분하다.

이러한 문제를 해결하기 위해 특허출원 제 10-2006-0120934호에는 RFID를 이용한 학습용 완구 및 이를 이용한 학습방법을 제시하고 있는바, 사물의 그림 및 상기 사물의 명칭이 인쇄되고 RFID 태그가 내장된 카드가 소정거리 이내에 접근하면 상기 RFID 태그를 인식하는 RFID 인식부와; 상기 인식된 RFID 태그의 저장정보를 기초로 상기 카드에 해당하는 음성을 출력하는 음성 출력부를 갖는 것을 주요한 특징으로 하고 있습니다.

그런데, 상기 학습도구는 학습자가 소정거리 이내로 근접하면 음성출력이 가능토록 한 것으로, 보고 만지는 촉각에 보다 관심이 높은 유아들에게 큰 효과를 거두기 힘든 시스템입니다.

즉, 학습자가 소정거리 이내로 접근하면 단순히 음성이 출력되는 시스템이기 때문에 무엇이든지 손으로 만지기를 좋아하는 유아들에게 효율적인 학습분위기를 제공하지 못하며, 더욱이 여러개의 학습도구가 뭉쳐있을 경우에는 다수개의 학습도구에서 음성이 출력될 수 있어 학습을 저해할 수도 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결코자 하는 것으로, 학습자가 반드시 사물을 손으로 파지할 경우에 한하여 이에 해당하는 정보가 출력되도록 함으로서 학습효과를 극대화시키도록 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로,

본 발명은 문구류나 장난감이나 각종 도구 등으로 이루어지는 학습용 완구(100)와, 상기 학습용 완구(100)와 무선통신에 의해 정보를 입수하고 입력된 정보를 스피커를 통해 출력하는 본체(200)로 이루어지고; 상기 학습용 완구(100)는, 완구의 표면이나 내부에 내장되며, 정보를 저장하기 위한 IC(Integrated Circuit)칩과 안테나로 구성된 RFID 태그(110)와; 학습자가 터치하였을때 신호를 전송할 수 있도록 완구의 표면에 설치되는 터치센서(120)와; 터치센서(120)로부터 전기적 신호가 출력되면 이를 출력하여 학습자의 터치상황을 인지하고, 동시에 학습용 완구(100)에 설치된 RFID 태그(120)에 제어신호를 출력하여 RFID 태그에 기록된 코드 정보를 출력하는 마이컴(130)으로 이루어지며; 상기 본체는, 상기 RFID 태그(110)로부터 식별 정보를 수신하기 위한 RF(Radio Frequency) 신호를 발생하고, 상기 RF 신호에 의해 RFID 태그(110)로부터 출력되는 식별 정보를 수신하여 판독하는 RFID 리더기(210)와; 학습용 완구(100)에 설치된 마이컴(130)으로부터 터치센서 정보를 입력받아 RFID 리더기(210)를 작동시키고, RFID 리더기(210)를 통해 입력되는 RFID 태그(120)의 정보를 입력받아 메모리(240)와 연동시키며 RFID 태그(110)의 코드 정보와 일치하는 메모리 정보를 모니터 및 스피커(230)를 통해 출력시키는 제어부(220)로 이루어지는 것이 특징이다.

또한, 학습용 완구에 설치된 터치센서가 작동하여 전기적 신호를 출력하면 마이컴에서 터치센서 작동신호를 인지하여 무선신호를 출력시키는 제 1 단계(S10)와; 터치센서의 작동신호가 입력되면 본체에 설치된 제어부가 RFID 리더기에 전원이 인가되도록 하는 제 2 단계(S20)와; 학습용 완구에 설치된 마이컴이 터치센서의 작동 정보를 무선 출력시킨후 곧바로 RFID 태그에 제어신호를 인가하여 RFID 태그에 있는 코드 정보를 무선출력하는 제 3 단계(S30)와; 본체에 설치된 제어부가 RFID 리더기를 통해 RFID 태그의 식별 정보를 수신받고, RFID 태그에 상응하는 코드를 메모리로부터 찾아서 메모리에 등록된 정보를 모니터 및 스피커를 통해 출력하는 제 4 단계(S40)로 이루어짐이 특징이다.

본 발명은 학습도구에 RFID 태그 및 터치센서를 설치하고, 본체에는 학습도구의 RFID 태그와 무선통신하는 RFID 리더기를 설치하여 터치센서가 작동된 경우에 한하여 RFID 태그에 설정된 코드를 분석하여 메모리에 미리 지정된 정보를 모니터 및 스피커로 출력토록 함으로서 촉각에 의한 학습진행에 매우 효과적이며, 촉각에 의해 학습이 이루어지므로 지루하지 않고 집중력을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

아울러, 메모리에 다양한 정보를 입력하여 필요로 하는 정보를 수시로 변경 하여 출력토록 함으로서 다양한 연령층의 학습자에게 필요한 정보를 제공할 수 있고, 1개의 메모리를 활용하여 학습이 가능하기 때문에 매우 저렴한 비용지출로 최대한의 학습효과를 제공할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 회로구성 블록도.

도 2는 본 발명의 플로우 챠트.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예로서, 연필완구에 본 발명을 적용한 상태도.

도 4는 본 발명의 제 2 실시예로서, 비행기완구에 본 발명을 적용한 상태도.

도 5는 본 발명의 제 3 실시예로서, 자동차완구에 본 발명을 적용한 상태도.

도 6은 본 발명의 제 4 실시예로서, 핸드폰완구에 본 발명을 적용한 상태도.

도 7은 본 발명의 제 5 실시예로서, 전화기완구에 본 발명을 적용한 상태도.

도 8은 본 발명의 제 6 실시예로서, 바나나완구에 본 발명을 적용한 상태도.

도 9는 본 발명의 제 7 실시예로서, 사과완구에 본 발명을 적용한 상태도로서,

본 발명을 설명하기에 앞서, 본 발명에서 이용되는 RFID에 대하여 간략하게 설명하며, RFID(Radio FrequencyIdentification)는 무선 주파수(RF:Radio Frequency)를 이용하여 물체나 동물 또는 사람 등을 식별할 수 있는 기술이다. RFID는 리더기(Reader)의 오동작에 의한 장애가 없어 반영구적이며, 데이터의 위조 및 변조가 불가능하여 완벽한 보안을 유지할 수 있는 등의 특징이 있다.

본 발명에서는 이러한 RFID의 특징을 이용하여 완구의 위치에 상관없이 무선통신에 의해서 지정된 정보를 음성출력하는 장치 및 방법을 제안한다. 즉, 본 발명에서는 완구를 터치시에 미리 입력된 완구의 관련자료를 모니터 및 스피커 장치를 통해 디스플레이함으로서 촉감에 의한 자연스러운 학습이 이루어지도록 하는 학습장치 및 방법을 구현한다.

이를 위해 본 발명에서는 먼저 RFID 태그에 기록된 식별 정보 코드를 메모리에 등록하여 일치시키고, 학습용 완구에 RFID 태그 및 터치센서를 설치한다. 그리고, 완구의 터치 입력이 있는 경우 RFID 리더기는 상기 터치 입력 기구의 인증 결과에 따라 작동을 시작한다. 이러한 인증을 위해 RFID 리더기는 상기 RFID 태그로부터 식별 정보를 수신받아 판독한다. 이어서, 시스템은 판독된 식별 코드와 메모리에 저장된 식별 코드 정보를 비교하여 메모리에 등록된 식별 코드에 따른 정보를 모니터 및 스피커를 통해 출력한다.

즉, RFID 태그에 식별 정보 코드에 관련된 고유번호를 지정하고, RFID 태그 정보에 따른 음성정보를 출력하게 된다.

이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 RFID를 이용하는 학습도구 시스템의 예를 설명한다.

본 발명의 시스템은 RFID 태그(110)를 갖고 터치센서(120)를 표면에 설치하며 마이컴(130)을 내장한 학습용 완구(100)와; 상기 RFID 태그(110)의 정보를 판독하는 RFID 리더기(210)와, 제어부(220)와, 모니터 및 스피커(230)와, 메모리(240)를 갖는 본체(200)로 이루어진다. 참고로, 완구에 설치되는 RFID 태그(110)와 터치센서(120) 및 마이컴(130)의 위치는 다양화할 수 있으며, 본 발명의 도면에서는 대표위치에 설치하여 이해를 돕도록 하였으며, 바람직하게는 터치센서를 완구의 표면에 다수개 설치하여 완구의 어느부위를 만지더라도 전기적 신호가 출력되도록 구성한다.

상기 RFID 태그(110)는 학습용 완구의 외부에 부착하거나, 내부에 장착되는 방법 등으로 설치하며, 터치센서(120)는 학습자가 터치하였을때 신호를 전송할 수 있도록 표면에 설치토록 한다.

마이컴(130)은 터치센서(120)의 입력이 있을 경우에 터치센서(120)의 접촉을 무선통신에 의해 출력하여 본체(200)로 송신하고, 동시에 RFID 태그(110)의 신호를 무선통신에 의해 출력하여 본체(200)로 그 정보를 송신한다.

즉, RFID 태그(110)는 완구용 학습도구에 장착되어 있다. 무선 태그라고도 불리는 RFID 태그(110)는 정보를 저장하기 위한 IC(Integrated Circuit)칩과 안테나로 구성되어 있다. IC 칩의 메모리 용량은 25비트에서 512 킬로바이트 이상까지 다양하다. 상기 RFID 태그는 마이컴의 제어에 따라 RFID 태그에 내장된 코드 정보를 출력한다.

상기 터치센서(120)는 외부에서 충격이 가해졌을 경우 전기적 신호를 발생시키는 것으로 본 발명에는 학습용 완구(100)에 직접 설치하여 학습자가 학습용 완구(100)를 터치하였을 경우 전기적 신호를 발생시켜 마이컴(130)에 이를 전달하는 기능을 담당한다.

마이컴(130)은 터치센서(120)로부터 전기적 신호가 출력되면 이를 출력하여 학습자의 터치상황을 인지하고, 동시에 학습용 완구(100)에 설치된 RFID 태그(120)에 제어신호를 출력하여 RFID 태그에 기록된 코드 정보를 출력한다.

한편, 본체(200)에 설치되는 상기 메모리(240)는 읽고 쓰는 것이 가능한 형태로서 RFID 태그(120)로부터 출력되는 코드 정보와 일치되는 정보를 스피커(230)를 통해 출력할 수 있도록 한다.

본체(200)에 설치된 제어부(220)는 학습용 완구(100)에 설치된 마이컴(130)으로부터 터치센서 정보를 입력받아 RFID 리더기(210)를 작동시키고, 이후 RFID 리더기(210)를 통해 입력되는 RFID 태그(120)의 정보를 입력받아 메모리(240)와 연동시키며, RFID 태그(110)의 코드 정보와 일치하는 메모리 정보를 스피커(230)를 통해 출력시킨다.

RFID 리더기(210)는 제어부(220)의 제어 하에 완구용 학습도구의 RFID 태그로부터 식별 정보를 수신하기 위한 RF(Radio Frequency) 신호를 발생하고, 상기 RF 신호에 의해 RFID 태그(110)로부터 출력되는 식별 정보를 수신하여 판독한다. 그리고 RFID 리더기(210)는 판독된 식별 정보를 제어부로 전달한다. RFID 리더기(210)는 전력의 손실을 줄이기 위해 평소에는 작동하지 않다가, 터치센서(120)의 입력이 있을 경우에만 작동을 하는 것이 바람직하다.

구체적으로 말하자면, 기존의 RFID 리더기는 RFID 태그를 감지하기 위한 RF 신호를 시스템이 작동하는 동안 항상 출력하여 낭비되는 전력이 많았다.

하지만, 본 발명의 실시 예에 따르면 터치센서(120)가 작동할 경우에만 RFID 리더기(210)가 작동하도록 마이컴(130)에서 신호를 출력하며 제어부(210)는 마이컴(130)의 신호를 송신한 경우에만 RFID 리더기(210)가 동작되도록 제어하므로 전력의 손실을 크게 줄일 수 있는 장점이 있다.

본 발명에 적용되는 메모리(240)는 비휘발성 저장 장치로서, RFID 태그(110)와 일치하는 식별코드와 사용자에 의해 미리 정해진 학습내용이 저장되어 있다.

제어부(220)는 터치센서(120)의 입력이 감지되면, RFID 리더기(210)를 제어하여 작동을 시작하게 한다. 이어서 제어부(220)는 작동이 시작된 RFID 리더기(210)로부터 식별 정보를 전달받는다.

그리고, 제어부(220)는 판독된 식별 정보와 메모리(240)에 저장되어있는 식별 정보가 일치하는지 판단하여, 일치하는 경우에만 시스템의 사용을 허용한다.

한편, 제어부(220)는 RFID 태그(110)의 식별 정보에 따라서 메모리(240)를 일치시키면 되고 메모리(240)의 내용을 지워서 다시 쓸수도 있고, 한글이나 영어 일어나 기타 외국어를 삽입하여 다양하게 학습을 시킬 수 있다.

즉, 유아에게는 한글만 출력되도록 하고, 어린이에게는 영어만이 출력되도록 할 수 있으며, 일어나 기타 외국어를 학습하고자 하는 청소년에게는 원하는 외국어를 메모리 시켜 학습시키는 것이 가능하다.

만약에 사과를 학습시킬 경우, 유아가 사과를 터치할 경우에는 '사과'의 내용이 스피커를 통해 출력되고, 영어를 배우는 어린이가 연필을 터치할 경우에는 'pencil'이 모니터 및 스피커(230)를 통해 출력되도록 하는 것이다. 이때 메모리에는 원어민의 발음을 입력하여 스피커를 통해 출력되도록 하고, 동시에 모니터에는 입모양이 정확히 전달되도록 동영상을 제공토록 하며, 아울러 영어철자도 동시에 표기되도록 한다.

아울러, 메모리(240)에 다양한 정보를 더 추가할 수도 있는바, 연필을 터치하게 되면 연필의 구성과 물품의 특징등 연필에 대한 보다 상세한 정보가 출력되도록 구성할 수 있음은 물론이다.

따라서, 학습자는 1개의 기기를 이용하여 다양한 학습을 할 수 있는 장점을 갖게 되며, RFID 코드에 따라서 메모리(240)의 내용만 교체하면 되므로 비용면에서도 최소화시킬 수가 있다.

도 2는 본 발명의 동작 흐름도로서,

제 1 단계(S10); 터치센서가 작동하여 전기적 신호를 출력하면 마이컴에서 터치센서 작동신호를 인지하여 무선신호를 출력시킨다.

제 2 단계(S20); 제어부는 터치센서의 작동신호가 입력되면 RFID 리더기에 전원이 인가되도록 한다.

제 3 단계(S30); 마이컴은 터치센서의 작동 정보를 무선 출력시킨후 곧바로 RFID 태그에 제어신호를 인가하여 RFID 태그에 있는 코드 정보를 무선출력한다.

제 4 단계(S40); 제어부는 RFID 리더기를 통해 RFID 태그의 식별 정보를 수 신받고, RFID 태그에 상응하는 코드를 메모리로부터 찾아서 메모리에 등록된 정보를 스피커를 통해 출력한다.

본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 터치 입력 기구의 종류와 메모리에 저장되는 식별 정보의 형식, 개수 등은 여러 가지로 변형될 수 있음은 물론이다.

따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허 청구 범위와 특허 청구범위의 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

도 1은 본 발명의 회로구성 블록도.

도 2는 본 발명의 플로우 챠트.

도 9는 본 발명의 제 7 실시예로서, 사과완구에 본 발명을 적용한 상태도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100: 학습용 완구

110: RFID 태그

120: 터치센서

130: 마이컴

200: 본체

210: RFID 리더기

220: 제어부

230: 모니터 및 스피커

240: 메모리

Claims

문구류나 장난감이나 각종 도구 등으로 이루어지는 학습용 완구(100)와, 상기 학습용 완구(100)와 무선통신에 의해 정보를 입수하고 입력된 정보를 스피커를 통해 출력하는 본체(200)로 이루어지고;

상기 학습용 완구(100)는, 완구의 표면이나 내부에 내장되며, 정보를 저장하기 위한 IC(Integrated Circuit)칩과 안테나로 구성된 RFID 태그(110)와; 학습자가 터치하였을때 신호를 전송할 수 있도록 완구의 표면에 설치되는 터치센서(120)와; 터치센서(120)로부터 전기적 신호가 출력되면 이를 출력하여 학습자의 터치상황을 인지하고, 동시에 학습용 완구(100)에 설치된 RFID 태그(120)에 제어신호를 출력하여 RFID 태그에 기록된 코드 정보를 출력하는 마이컴(130)으로 이루어지며;

상기 본체는, 상기 RFID 태그(110)로부터 식별 정보를 수신하기 위한 RF(Radio Frequency) 신호를 발생하고, 상기 RF 신호에 의해 RFID 태그(110)로부터 출력되는 식별 정보를 수신하여 판독하는 RFID 리더기(210)와; 학습용 완구(100)에 설치된 마이컴(130)으로부터 터치센서 정보를 입력받아 RFID 리더기(210)를 작동시키고, RFID 리더기(210)를 통해 입력되는 RFID 태그(120)의 정보를 입력받아 메모리(240)와 연동시키며 RFID 태그(110)의 코드 정보와 일치하는 메모리 정보를 모니터 및 스피커(230)를 통해 출력시키는 제어부(220)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 터치센서 및 알에프아이디 태그를 갖는 학습용 완구장치.
학습용 완구에 설치된 터치센서가 작동하여 전기적 신호를 출력하면 마이컴에서 터치센서 작동신호를 인지하여 무선신호를 출력시키는 제 1 단계(S10)와;

터치센서의 작동신호가 입력되면 본체에 설치된 제어부가 RFID 리더기에 전원이 인가되도록 하는 제 2 단계(S20)와;

학습용 완구에 설치된 마이컴이 터치센서의 작동 정보를 무선 출력시킨후 곧바로 RFID 태그에 제어신호를 인가하여 RFID 태그에 있는 코드 정보를 무선출력하는 제 3 단계(S30)와;

본체에 설치된 제어부가 RFID 리더기를 통해 RFID 태그의 식별 정보를 수신받고, RFID 태그에 상응하는 코드를 메모리로부터 찾아서 메모리에 등록된 정보를 모니터 및 스피커를 통해 출력하는 제 4 단계(S40)를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 터치센서 및 알에프아이디 태그를 갖는 학습용 완구장치를 이용한 학습방법.