KR20130003615A - 플러그 앤 플레이 센서 모듈, 센서 노드 및 플러그 앤 플레이 접속 방법 - Google Patents

플러그 앤 플레이 센서 모듈, 센서 노드 및 플러그 앤 플레이 접속 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플러그 앤 플레이 센서 모듈 및 센서 노드로, 센서와, 센서 노드와 플러그 앤 플레이 연결을 위한 신호를 송수신하는 센서 인터페이스와, 센서노드에 연결됨에 따라, 연결 확인용 신호를 상기 센서 인터페이스를 통해 센서 노드로 전송하고, 센서 노드로부터 센서 아이디 요청됨에 따라 센서 식별 정보를 상기 센서 노드에 전송하는 플러그 앤 플레이 접속 처리부를 포함한다.

Description

플러그 앤 플레이 센서 모듈, 센서 노드 및 플러그 앤 플레이 접속 방법{Plug and Play Sensor Module, Sensor node and Method for Connecting by Plug and Play}
본 발명은 센서 기술에 관한 것으로, 특히 센서 노드와 센서가 플러그 앤 플레이 형태로 연결되는 기술에 관한 것이다.
센서노드에서 사용되는 센서는 측정하는 물리 환경 정보는 동일하지만, 센서를 사용하기 위한 전압과 소모전류, 동작까지의 시간, 데이터 출력 등 센서의 방식이 종류별로 매우 다양하다. 이렇게 다양한 센서의 선정은 응용서비스에서 요구되는 성능과 운영환경에 따라 달라진다. 그런데, 기존에는 응용 서비스에서 요구되는 성능에 적합한 센서가 센서 노드에 내장된 일체의 하드웨어 형태로 구성되는 것이 대부분이다. 그런데, 최근 들어 응용 서비스가 다양하게 제공되고, 응용 서비스마다 적용되는 센서가 다양해지고 있다. 따라서, 응용 서비스 별로 다양한 센서를 적용시키기 위해 센서 노드에 센서가 일체로 구성되도록 제작하는 것은 어려움이 있다.
본 발명은 센서 노드에서 응용 서비스별로 센서가 구성되어야 하는 문제점을 극복하기 위한 플러그 앤 플레이 센서 모듈, 센서 노드 및 플러그 앤 플레이 접속 방법을 제공한다.
본 발명은 플러그 앤 플레이 센서 모듈로, 센서와, 센서 노드와 플러그 앤 플레이 연결을 위한 신호를 송수신하는 센서 인터페이스와, 센서노드에 연결됨에 따라, 연결 확인용 신호를 상기 센서 인터페이스를 통해 센서 노드로 전송하고, 센서 노드로부터 센서 아이디 요청됨에 따라 센서 식별 정보를 상기 센서 노드에 전송하는 플러그 앤 플레이 접속 처리부를 포함한다.
본 발명은 플러그 앤 플레이 센서 노드로, 센서 모듈과의 연결을 위한 센서 인터페이스와, 상기 센서 모듈의 입력을 인식하여 플러그 앤 플레이 연결 설정하는 제어부를 포함한다.
본 발명은 센서 노드에서 플러그 앤 플레이 접속 방법으로, 센서 모듈 연결을 인식하는 단계와, 인식된 센서 모듈로 통신 주소를 할당함과 동시에 센서 아이디를 요청하는 단계와, 상기 센서 아이디 수신에 따라, 센서 모듈과의 인터페이스 포트 및 전원을 설정하는 단계를 포함한다.
본 발명은 센서 모듈에서 플러그 앤 플레이 접속 방법으로, 센서노드에 연결됨에 따라, 연결 확인용 신호를 센서 노드로 전송하는 단계와, 센서 노드로부터 센서 아이디 요청됨에 따라 센서 아이디를 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명은 센서노드와 센서모듈이 플러그 앤 플레이 형태로 연결되도록 하여, 응용 서비스 개발자는 센서의 종류에 구애받지 않고 응용 서비스를 개발할 수 있다는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 센서노드와 센서모듈의 플러그 앤 플레이 기능을 위한 절차와 기능을 제공함으로써 센서노드에 다양한 센서모듈을 연결하면 추가적인 하드웨어 및 소프트웨어 개발이 없어도 센서모듈을 자동적으로 사용이 가능해지므로 센서노드 개발자는 개발 기간의 단축과 개발 부담을 감소시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 센서 노드와 센서 모듈이 플러그 앤 플레이로 연결된 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 센서 노드와 센서 모듈의 플러그 앤 플레이 접속 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시 예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다.
본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명 실시 예들의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
명세서 전반에 걸쳐 사용되는 용어들은 본 발명 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 사용자 또는 운용자의 의도, 관례 등에 따라 충분히 변형될 수 있는 사항이므로, 이 용어들의 정의는 본 발명의 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 센서노드와 센서 모듈이 플러그 앤 플레이 형태로 연결된 구성도이다.
본 발명은 종래 기술이 센서가 일체형으로 구비된 센서 노드 장치에서 센서의 변경에 따른 구성 문제를 해결하기 위해, 사용되는 센서를 별도의 장치로 모듈화한 센서 모듈을 제작하여 응용서비스에 따라 요구되는 센서가 변경되면 센서 노드는 그대로 활용하고 센서모듈만 교체할 수 있도록 하여, 개발 예산과 시간을 단축시키도록 한다.
도 1을 참조하면, 센서모듈(100)과 센서 노드(200)는 센서 인터페이스(140, 230)을 통해 플러그 앤 플레이 형태로 연결된다.
센서인터페이스(140, 230)는 모든 인터페이스 방식을 범용적으로 수용할 수 있도록 구성된다. 즉, 센서 모듈(100)와 센서 노드(200)간에는 어떠한 센서가 적용되더라도 전원, 센싱 데이터 전송 등에 문제가 없도록 하드웨어 인터페이스가 정의된다.
센서모듈(100)은 센서(110), 플러그 앤 플레이 접속 처리부(120), 전력 관리부(130) 및 센서 인터페이스(140)를 포함한다. 즉, 센서를 모듈화하여 센서 노드(200)와의 인터페이스 부분은 다양한 인터페이스를 가지는 센서 모듈을 범용적으로 수용하도록 하드웨어적으로 센서 인터페이스(140)를 구성하고, 센서 모듈 자동 인식 방법에 의해 소프트웨어적으로 구성되는 센서 모듈(100)에 맞게 센서인터페이스가 구성되도록 한다.
센서(110)는 물리적 센서를 의미하는 것으로 도면에는 도시되어 있지 않지만, 센서(111)와 센서 투명성 인터페이스(112)로 구성될 수 있다. 센서는 더미 센서(Dummy Sensor)를 그대로 사용하고, 센서의 다양성을 극복하기 위해서 인터페이스 보드에서 센서 출력 특성에 따라 처리를 달리한다.
플러그 앤 플레이 접속 처리부(120)는 센서 아이디(Sensor Identification)(121), 센서 디바이스 드라이버(Sensor Device Driver)(122), 센서 응용 프로파일(Sensor App Profile)(123) 및 제어부(Controller)(124)를 포함한다.
센서 아이디(121)은 센서를 식별하기 위한 정보로써, 센서의 전원타입, 센서인터페이스 타입, 센서넘버로 구성될 수 있다. 센서의 전원타입은 물리적 센서가 요구하는 전원사양을 의미하고, 센서인터페이스 타입은 센서노드(200)와 통신하기 위해 적용되는 인터페이스 사양으로, ADC, Interrupt, Frequency, I2C, SPI가 포함될 수 있다. 센서넘버는 센서 제조사에서 부여하는 일련번호이다.
이러한 센서 아이디(121)는 일 예로 총 36 비트로 구성될 수 있는데, 이럴 경우 하기의 <표 1>와 같이 구성될 수 있다.
Power Type Sensor Interface Type Sensor Number
4 bit 4 bit 28 bit
센서 디바이스 드라이버(122)는 센서 노드(200)에 제공하는 센서의 디바이스 드라이버로, 하드웨어 개념 레이어(Hardware Abstraction Layer)의 함수들을 사용하여 생성되며, 전원 초기화, On/Off, 인터페이스 방식별 초기화/Read/Write 등으로 구분되며, 각 함수는 Hardware Mapping Table Index를 함수 인수로 사용하며 이는 센서 인터페이스의 하드웨어 연결 상태를 나타내는 정보이다.
센서 응용 프로파일(123)은 센서가 적용되는 응용 서비스별로 센서의 초기값 등을 미리 설정하도록 하는 프로파일이다.
제어부(124)는 센서 모듈(100)와 센서 노드(200)간의 통신을 제어하는 기능을 담당하는 것으로, 센서 모듈(100)의 정보와 센서 디바이스 드라이버 전송을 제어하게 된다.
전력 관리부(130)는 센서 모듈(100)의 전원을 관리하는 것으로, 센서(110)가 동작되는 전압은 다양하지만, 센서 모듈(100)에서 사용하는 전압을 일정하게 유지시켜주는 역할을 한다. 센서 모듈(100)의 동작 전압은 일 예로 3V를 기본으로 한다. 이는 대부분 센서 노드(200)가 기본적으로 배터리 전압인 3V로 구동되기 때문이다.
센서 노드(200)는 제어부(210), 전력부(220) 및 센서 인터페이스(230)로 구성된다.
센서 노드(100)의 제어부(210)는 플러그 앤 플레이 기능을 위해 소프트웨어적으로 포트 설정부(211), 센서 디바이스 드라이버 설정부(212), 센서 응용 프로파일 설정부(213)로 구성된다.
센서 모듈(100)로부터 제공받는 센서 아이디를 기반으로 포트 설정부(211)는 센서 모듈(100)과의 연결 부분인 센서 인터페이스(230)에 대한 연결 포트를 설정한다.
센서 디바이스 드라이버 설정부(212)는 센서 넘버에 의해 센서 디바이스 드라이버를 선택하고 센서노드 환경에 맞게 설정하는 기능을 담당한다. 센서 응용 프로파일 설정부(213)는 센서 모듈(100)로부터 제공받은 센서 응용 프로파일을 해석하여 적용되는 응용서비스에 맞게 센서 모듈의 센서값을 설정하는 기능을 담당한다.
센서 모듈(100)과 센서 노드(200)가 센서인터페이스(140, 230)에 의해 연결되며, 센서 모듈(100)와 센서 노드(200)간의 자동인식 절차에 의해 플러그 앤 플레이를 위한 통신 및 설정이 이뤄진다. 따라서, 센서모듈(100)의 플러그 앤 플레이 기능에 의해 센서모듈(100)을 센서노드(200)에 연결만 하면 개발자 및 사용자는 손쉽게 사용이 가능하게 된다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 센서 모듈 및 센서 노드의 플러그 앤 플레이 접속 방법을 설명하기 위한 신호 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 센서 모듈(100)이 센서노드(200)에 연결되면, 센서 모듈(100)은 310 단계에서 센서 인터페이스의 접속(connection) 핀으로 연결 확인용 신호인 INT 신호를 센서 노드(200)로 전송한다.
그러면, 센서 노드(200)는 320 단계에서 INT 신호에 의해 센서 모듈(100)이 연결됨을 인식하게 되고, 330 단계에서 센서 모듈(100)로 통신 주소(Address)를 할당함과 동시에 센서 ID를 요청한다. 그러면, 센서 모듈(100)은 340 단계에서 자신의 센서 ID를 센서 노드(200)로 전송한다.
그러면, 센서 노드(200)는 센서 아이디가 응답됨에 따라, 350 단계에서 센서 모듈(100)과의 인터페이스 포트 설정 및 전원 설정을 한다.
그리고, 센서 노드(200)는 360 단계에서 센서 ID에 포함된 센서넘버에 의해 센서노드 플랫폼에 맞는 센서의 디바이스 드라이버를 검색한다.
상기 360 단계의 검색 결과 디바이스 드라이버가 검색되지 않을 경우, 센서 노드(200)는 370 단계에서 센서모듈(100)로 디바이스 드라이버를 요청한다. 그러면, 센서 모듈(100)은 380 단계에서 응답으로 디바이스 드라이버를 센서 노드(200)에 전송한다.
이후 센서 노드(390)는 390 단계에서 검색 또는 수신된 디바이스 드라이버를 적재하여 센서를 제어한다.
또한 센서모듈(100)이 적용되어 운용되는 응용서비스에 대해 센서를 자동으로 설정하기 위해, 센서 노드(200)는 400 단계에서 센서 모듈(100)에 센서 응용 프로파일을 요청하고, 410 단계에서 센서 응용 프로파일을 제공받는다. 그러면, 센서 노드(200)는 420 단계에서 제공받은 센서 응용 프로파일을 이용하여 응용 서비스에 맞는 센서를 자동으로 설정한다.

Claims (16)

  1. 센서와,
    센서노드에 연결됨에 따라, 연결 확인용 신호를 센서 노드로 전송하고, 센서 노드로부터 센서 아이디 요청됨에 따라 센서 식별 정보를 상기 센서 노드에 전송하는 플러그 앤 플레이 접속 처리부를 포함함을 특징으로 하는 플러그 앤 플레이 센서 모듈.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 플러그 앤 플레이 접속 처리부는
    센서를 식별하기 위한 정보를 포함하는 센서 아이디와,
    상기 센서 노드와의 통신을 제어하여, 상기 센서 노드의 요청에 의해 상기 센서 아이디를 상기 센서 노드에 전송하는 제어부를 포함함을 특징으로 하는 플러그 앤 플레이 센서 모듈.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 센서 아이디는
    상기 센서가 요구하는 전원 사양 정보인 센서의 전원타입과, 센서 노드와 통신하기 위해 적용되는 인터페이스 사양인 센서인터페이스 타입과, 센서 제조사에서 부여하는 일련번호인 센서 넘버를 포함함을 특징으로 하는 플러그 앤 플레이 센서 모듈.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 플러그 앤 플레이 접속 처리부는
    센서 노드에 제공하는 센서의 디바이스 드라이버를 포함함을 특징으로 하는 플러그 앤 플레이 센서 모듈.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 플러그 앤 플레이 접속 처리부는
    센서가 적용되는 응용 서비스 별로 센서의 초기값을 포함하는 정보를 미리 설정하도록 하는 정보인 센서 응용 프로파일을 포함함을 특징으로 하는 플러그 앤 플레이 센서 모듈.
  6. 제 1항에 있어서,
    센서 모듈에서 사용하는 전압을 일정하게 유지시켜 주는 전력 관리부를 더 포함함을 특징으로 하는 플러그 앤 플레이 센서 모듈.

  7. 센서 모듈과의 연결을 위한 센서 인터페이스와,
    상기 센서 모듈의 입력을 인식하여 플러그 앤 플레이 연결 설정하는 제어부를 포함함을 특징으로 하는 플러그 앤 플레이 센서 노드.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 제어부는
    센서 모듈로부터 제공받는 센서 아이디를 기반으로 센서 모듈과의 연결 부분인 센서 인터페이스에 대한 연결 포트를 설정하는 포트 설정부와,
    센서 넘버에 의해 센서 디바이스 드라이버를 선택 및 설정하는 센서 디바이스 드라이버 설정부를 포함함을 특징으로 하는 플러그 앤 플레이 센서 노드.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 제어부는
    센서 모듈로부터 제공받은 센서 응용 프로파일을 해석하여 적용되는 응용서비스에 상응하는 센서 모듈의 센서값을 설정하는 센서 응용 프로파일 설정부를 포함함을 특징으로 하는 플러그 앤 플레이 센서 노드.
  10. 센서 노드에서 플러그 앤 플레이 접속 방법에 있어서,
    센서 모듈 연결을 인식하는 단계와,
    인식된 센서 모듈로 통신 주소를 할당함과 동시에 센서 아이디를 요청하는 단계와,
    상기 센서 아이디 수신에 따라, 센서 모듈과의 인터페이스 포트 및 전원을 설정하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 플러그 앤 플레이 접속 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    센서 아이디에 포함된 센서넘버에 의해 센서 노드에 상응하는 센서의 디바이스 드라이버를 검색하는 단계와,
    상기 검색된 센서의 디바이스 드라이버를 적재하여 센서를 제어하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 플러그 앤 플레이 접속 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    디바이스 드라이버가 검색되지 않을 경우, 상기 센서 모듈로 디바이스 드라이버를 요청하는 단계와,
    센서 모듈로부터 디바이스 드라이버를 수신함에 따라, 수신된 디바이스 드라이버를 적재하여 센서를 제어하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 플러그 앤 플레이 접속 방법.
  13. 제 10항에 있어서,
    센서 모듈에 센서 응용 프로파일을 요청하는 단계와,
    센서 응용 프로파일을 수신하는 단계와,
    제공받은 센서 응용 프로파일을 이용하여 응용 서비스에 맞는 센서를 자동으로 설정하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 플러그 앤 플레이 접속 방법.
  14. 센서 모듈에서 플러그 앤 플레이 접속 방법에 있어서,
    센서노드에 연결됨에 따라, 연결 확인용 신호를 센서 노드로 전송하는 단계와,
    센서 노드로부터 센서 아이디 요청됨에 따라 센서 아이디를 전송하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 플러그 앤 플레이 접속 방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    센서 노드로부터 디바이스 드라이버 정보 요청에 따라, 디바이스 드라이버 정보를 검색하여 센서 노드에 전송하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 센서 모듈의 플러그 앤 플레이 접속 방법.
  16. 제 14항에 있어서,
    센서 노드로부터 센서 응용 프로파일 요청됨에 따라, 센서 응용 프로파일을 검색하여 센서 노드에 전송하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 센서 모듈의 플러그 앤 플레이 접속 방법.
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