KR20110108740A

KR20110108740A - 절전형 센서 노드

Info

Publication number: KR20110108740A
Application number: KR1020100028105A
Authority: KR
Inventors: 전민영
Original assignee: 주식회사 씨엔피테크
Priority date: 2010-03-29
Filing date: 2010-03-29
Publication date: 2011-10-06
Also published as: KR101112032B1

Abstract

본 발명은 평소에는 절전 모드로 진입하여 작동하고 있지 않다가 특정 시각이 도래하면 그 특정 시각으로부터 일정 시간 동안에만 작동 상태를 유지할 수 있도록 하는 절전형 센서 노드에 관한 것으로, 복수 개의 센서를 구비한 센서부와; 데이터를 무선통신 신호 처리하여 상위 노드로 송출하는 통신부와; 상기 각 센서로부터 출력되는 데이터를 입력받아 처리하여 상기 통신부로 전달하는 제어부와; 절전 모드 진입 시 상기 센서부에 구비된 각 센서 및 상기 제어부로의 전원 공급을 중단하며, 절전 모드 해제 시 상기 센서부에 구비된 각 센서 및 상기 제어부로 일정 레벨의 전원을 공급하는 전원 공급부와; 현재 시각을 확인하여 일정 시간 동안 상기 전원 공급부의 절전 모드를 해제 시키는 모드 제어부를 포함하여 이루어짐으로써, 전력의 소모를 줄이고 배터리의 수명을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

절전형 센서 노드{Power Saving Sensor Node}

본 발명은 절전형 센서 노드에 관한 것으로, 특히 평소에는 절전 모드로 진입하여 작동하고 있지 않다가 특정 시각이 도래하면 그 특정 시각으로부터 일정 시간 동안에만 작동 상태를 유지할 수 있도록 하는 절전형 센서 노드에 관한 것이다.

일반적으로, USN 등의 센서 네트워크는 여러 개의 센서 노드와 각 센서 노드로부터 송출되는 데이터를 근거리 무선망을 통해 수신하여 취합하는 상위 노드로 구성된다.

각 센서 노드는 특정 정보를 센싱하여 출력하는 센서를 내장하여 구성되며, 내장된 센서의 출력 데이터를 디지털 신호로 변환하여 근거리 무선망을 통해 상위 노드로 전송하게 된다. 이러한 각 센서 노드는 작동을 위한 전원 공급원으로서 배터리를 탑재한다.

그러나, 종래의 센서 노드는 특정 정보를 센싱하고 그 센싱된 정보에 대한 데이터를 출력하는 작동 상태를 항상 유지하고 있기 때문에, 지속적으로 일정한 전력을 소모하게 되고, 이에 따라 잦은 배터리 교체를 필요로 하는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 평소에는 절전 모드로 진입하여 작동하고 있지 않다가 특정 시각이 도래하면 그 특정 시각으로부터 일정 시간 동안에만 작동 상태를 유지할 수 있도록 하는 절전형 센서 노드를 제공하는데, 그 목적이 있다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 절전형 센서 노드는, 복수 개의 센서를 구비한 센서부와; 데이터를 무선통신 신호 처리하여 상위 노드로 송출하는 통신부와; 상기 각 센서로부터 출력되는 데이터를 입력받아 처리하여 상기 통신부로 전달하는 제어부와; 절전 모드 진입 시 상기 센서부에 구비된 각 센서 및 상기 제어부로의 전원 공급을 중단하며, 절전 모드 해제 시 상기 센서부에 구비된 각 센서 및 상기 제어부로 일정 레벨의 전원을 공급하는 전원 공급부와; 현재 시각을 확인하여 일정 시간 동안 상기 전원 공급부의 절전 모드를 해제 시키는 모드 제어부를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 모드 제어부는, 실시간으로 현재 시각 정보를 생성하는 리얼 타임 클럭(Real Time Clock) 모듈과; 상기 리얼 타임 클럭 모듈에서 생성된 현재 시각 정보에 의해 현재 시각이 특정 시각을 경과하는지 여부를 판단하는 시각 판단 모듈과; 상기 시각 판단 모듈의 판단 결과 현재 시각이 특정 시각을 경과하면, 절전 모드 해제 신호 생성하여 상기 전원 공급부로 전달하는 신호 생성 모듈을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 시각 판단 모듈은, 현재 시각이 특정 시각을 경과한 이후 일정 시간이 경과되는지를 판단하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 신호 생성 모듈은, 상기 시각 판단 모듈의 판단 결과 현재 시각이 특정 시각을 경과한 이후 일정 시간이 경과되면, 절전 모드 진입 신호를 생성하여 상기 전원 공급부로 전달하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 리얼 타임 클럭 모듈은, 별도 전원을 구비하여 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 전원 공급부는, 절전 모드 진입 시 상기 모드 제공부로만 소량의 전원을 공급하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 절전형 센서 노드에 의하면, 평소에는 절전 모드로 진입하여 작동하고 있지 않다가 특정 시각이 도래하면 그 특정 시각으로부터 일정 시간 동안에만 작동 상태를 유지함으로써, 전력 소모를 줄이고 배터리의 수명을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 절전형 센서 노드의 구성을 개략적으로 도시한 블록도.
도 2는 도 1에 있어서, 모드 제어부의 구성을 개략적으로 도시한 블록도.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 절전형 센서 노드에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 절전형 센서 노드의 구성은 각기 다른 정보를 센싱하고 그 센싱한 정보에 대한 데이터를 출력하는 복수 개의 센서를 구비한 센서부(10)와, 데이터를 무선통신 신호 처리하여 상위 노드로 송출하는 통신부(20)와, 센서부(10)에 구비된 각 센서로부터 출력되는 데이터를 입력받아 신호 처리하여 통신부(20)로 전달하는 제어부(30)와, 절전 모드 진입 시 센서부(10)에 구비된 각 센서 및 제어부(30)로의 전원 공급을 중단하며, 절전 모드 해제 시 센서부(10)에 구비된 각 센서 및 제어부(30)로 일정 레벨의 전원을 공급하는 전원 공급부(40)와, 현재 시각을 확인하여 일정 시간 동안 전원 공급부(40)의 절전 모드를 해제 시키는 모드 제어부(40)를 포함하여 이루어지되, 전원 공급부(40)로부터 출력되는 전원의 레벨을 센서부(10)에 구비된 각 센서 및 제어부(30)에서 요구하는 전원 레벨로 변환시켜 각 센서 및 제어부(30)로 분배하여 공급하는 전원 분배부(60)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

여기서, 센서부(10)는 각각 485 규격, RS232 규격 또는 RS232C 규격 등 고유의 데이터 출력 규격을 보유하며, 보유한 데이터 출력 규격에 따라 데이터를 아날로그 신호 또는 BCD(Binary Coded Decimal) 등의 디지털 신호로 출력하는 센서들을 구비하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 센서부(10)에 구비된 각 센서는 써미스터 등과 같이 저항값을 출력하는 저항 출력 센서나, 4 mA 내지 20 mA에 해당하는 전류값을 출력하는 전류 출력 센서 등으로 이루어질 수 있다.

한편, 통신부(20)는 데이터 수집 서버나, 게이트웨이 등과 같은 상위 노드와 근거리 무선통신을 수행하는 근거리 무선통신 모듈(예를 들어, 지그비 통신 모듈 등)로 이루어지는 것이 바람직하다.

제어부(30)는 센서부(10)에 구비된 각 센서로부터 출력되는 데이터를 입력받기 위해 각 센서의 데이터 출력 규격을 지원하는, 즉 데이터 출력 규격에 대응하는 다중 통신 포트를 구비하고 있으며, 구비된 다중 통신 포트를 통해 각 센서로부터 출력되는 데이터를 입력받으면, 입력된 데이터를 통신부(20)로 전달한다. 예를 들어, 제어부(30)는 MCU 등을 포함하여 이루어질 수 있다.

또한, 제어부(30)는 센서부(10)에 구비된 각 센서로부터 아날로그 신호로 출력되는 데이터를 입력받으면, 입력된 데이터를 디지털 신호 처리하여 통신부(20)로 전달하는 A/D 컨버터를 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 제어부(30)는 예컨대, 센서부(10)에 구비된 특정 센서, 즉 저항 출력 센서로부터 아날로그 신호로 출력되는 저항값을 전류값으로 변환시켜 A/D 컨버터로 입력하는 저항 전류 변환 회로를 구비하는 것이 바람직하다.

이에 따라, 제어부(30)는 센서부(10)에 구비된 각 센서의 데이터 출력 규격이 각기 다르더라도, 제어부(30)에서 각 센서로부터 출력되는 데이터를 다중 통신 포트를 통해 입력받을 수 있으며, 그 입력된 데이터들을 통신부(20)를 통해 일정한 통신 규격, 예를 들어 지그비 등의 근거리 무선통신 규격에 따라 신호 처리하여 상위 노드로 송출할 수 있게 된다.

전원 공급부(40)는 모드 제어부(50)로부터 절전 모드 진입 신호를 전달받으면, 절전 모드로 진입하여 센서부(10)에 구비된 각 센서 및 제어부(30)로의 전원 공급을 중단하며, 모드 제어부(50)로부터 절전 모드 해제 신호를 전달받으면, 절전 모드를 해제하여 센서부(10)에 구비된 각 센서 및 제어부(30)로 일정 레벨의 전원을 공급한다. 예를 들어, 전원 공급부(40)는 배터리 등을 포함하여 이루어질 수 있다.

또한, 전원 공급부(40)는 절전 모드 진입 시 모드 제공부(50)로만 소량의 전원을 공급하는 것이 바람직하다.

모드 제공부(50)는 예컨대 센서부(10)에 구비된 각 센서 및 제어부(30)의 전력 소비량에 비해 극소량의 전력을 소비하는 IC 칩 등으로 이루어질 수 있다.

이러한, 모드 제어부(50)는 실시간으로 현재 시각 정보를 생성하는 리얼 타임 클럭(Real Time Clock) 모듈(52)과, 리얼 타임 클럭 모듈(52)에서 생성된 현재 시각 정보에 의해 현재 시각이 특정 시각을 경과하는지 여부를 판단하는 시각 판단 모듈(54)과, 시각 판단 모듈(54)의 판단 결과 현재 시각이 특정 시각을 경과하면, 절전 모드 해제 신호 생성하여 전원 공급부(40)로 전달하는 신호 생성 모듈(56)을 포함하여 이루어진다.

여기서, 리얼 타임 클럭 모듈(52)은 소형 배터리 등과 같은 별도 전원을 구비하여 이루어질 수 있다.

시각 판단 모듈(54)은 현재 시각이 특정 시각을 경과한 이후 일정 시간이 경과되는지를 판단한다.

이에, 신호 생성 모듈(56)은 시각 판단 모듈(54)의 판단 결과 현재 시각이 특정 시각을 경과한 이후 일정 시간이 경과되면, 절전 모드 진입 신호를 생성하여 전원 공급부(40)로 전달한다.

한편, 전원 분배부(60)는 예컨대, 전원 공급부(40)로부터 공급되는 일정 레벨의 전원을 DC +5V, DC -5V, DC +12V, DC +24V 등, 각 센서 및 제어부(30)에서 요구하는 전원 레벨로 변환시켜 각 센서 및 제어부(30)로 각 전원 레벨에 해당하는 전원이 공급되도록 분배하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 절전형 센서 노드는 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

10: 센서부 20: 통신부
30: 제어부 40: 전원 공급부
50: 모드 제어부 60: 전원 분배부

Claims

복수 개의 센서를 구비한 센서부와;
데이터를 무선통신 신호 처리하여 상위 노드로 송출하는 통신부와;
상기 각 센서로부터 출력되는 데이터를 입력받아 처리하여 상기 통신부로 전달하는 제어부와;
절전 모드 진입 시 상기 센서부에 구비된 각 센서 및 상기 제어부로의 전원 공급을 중단하며, 절전 모드 해제 시 상기 센서부에 구비된 각 센서 및 상기 제어부로 일정 레벨의 전원을 공급하는 전원 공급부와;
현재 시각을 확인하여 일정 시간 동안 상기 전원 공급부의 절전 모드를 해제 시키는 모드 제어부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 절전형 센서 노드.
제1항에 있어서,
상기 모드 제어부는,
실시간으로 현재 시각 정보를 생성하는 리얼 타임 클럭(Real Time Clock) 모듈과;
상기 리얼 타임 클럭 모듈에서 생성된 현재 시각 정보에 의해 현재 시각이 특정 시각을 경과하는지 여부를 판단하는 시각 판단 모듈과;
상기 시각 판단 모듈의 판단 결과 현재 시각이 특정 시각을 경과하면, 절전 모드 해제 신호 생성하여 상기 전원 공급부로 전달하는 신호 생성 모듈을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 절전형 센서 노드.
제2항에 있어서,
상기 시각 판단 모듈은,
현재 시각이 특정 시각을 경과한 이후 일정 시간이 경과되는지를 판단하는 것을 특징으로 하는 절전형 센서 노드.
제3항에 있어서,
상기 신호 생성 모듈은,
상기 시각 판단 모듈의 판단 결과 현재 시각이 특정 시각을 경과한 이후 일정 시간이 경과되면, 절전 모드 진입 신호를 생성하여 상기 전원 공급부로 전달하는 것을 특징으로 하는 절전형 센서 노드.
제2항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 리얼 타임 클럭 모듈은, 별도 전원을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 절전형 센서 노드.
제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 전원 공급부는,
절전 모드 진입 시 상기 모드 제공부로만 소량의 전원을 공급하는 것을 특징으로 하는 절전형 센서 노드.