KR20150061711A - apparatus for providing sensor imformation using optical communication - Google Patents

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KR20150061711A
KR20150061711A KR1020130145627A KR20130145627A KR20150061711A KR 20150061711 A KR20150061711 A KR 20150061711A KR 1020130145627 A KR1020130145627 A KR 1020130145627A KR 20130145627 A KR20130145627 A KR 20130145627A KR 20150061711 A KR20150061711 A KR 20150061711A
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김영수
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Abstract

The present invention relates to a sensor information collecting device of an optical communications method comprising; an optical transmission unit which transmits light; a sensor unit which measures a parameter to be measured by the power drive; a terminal module which produces driving power by converting the light transmitted through the optical transmission unit into energy, and transmits information which is measured by the driving power from the sensor unit as an optical signal through the optical transmission unit; and a receiving module which transmits light for power production to the terminal module through the optical transmission unit, and receives and processes measuring information of the sensor unit from the optical signal which is received from the terminal module. The terminal module comprises; a diffusion lens which diffuses the light transmitted from the optical transmission unit; a solar battery which receives the light diffused by the diffusion lens and converts the light into electric energy; and a reflection cap which is installed to surround the diffusion lens and the solar battery between the diffusion lens and the solar battery, and reflects the incident light in the solar battery′s direction. According to the sensor information collecting device of an optical communications method, a restriction for an installation environment of a sensor is alleviated because the light for power production and an optical signal corresponding to sensing information of the sensor are transmitted through optical fibers. Moreover, all kinds of sensors which are driven by power can be applied without restrictions and optical transmission loss can be suppressed.

Description

광통신방식 센서정보 수집장치{apparatus for providing sensor imformation using optical communication} [0001] The present invention relates to an optical information sensor,

본 발명은 광통신방식 센서정보 수집장치에 관한 것으로서, 상세하게는 전송된 광으로부터 생성된 구동전력을 이용하여 구동되어 센싱된 정보를 광으로 전송할 수 있도록 된 광통신방식 센서정보 수집장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an optical information sensor information collecting apparatus, and more particularly, to an optical information sensor information collecting apparatus driven by driving power generated from transmitted light and capable of transmitting sensed information through light.

센서는 측정하고자 하는 물리량에 따라 다양하게 개발되어 있다. 이러한 센서는 온도센서, 습도센서, 압력센서, 적외선 센서, 가속도센서, 초음파센서 등 그 종류 또한 다양하고, 얻고자 하는 정보 및 설치환경에 맞게 적절하게 선택하여 사용하고 있다.Sensors are developed variously according to the physical quantity to be measured. These sensors are variously used such as temperature sensor, humidity sensor, pressure sensor, infrared sensor, acceleration sensor and ultrasonic sensor, and they are selected appropriately according to the information to be obtained and the installation environment.

이러한 센서모듈은 자체적으로 동작하기 위해 전력공급원이 필요한데, 전력선을 이용하여 공급하는 방식의 경우 전력공급원과 센서 모듈과의 거리가 멀어질 수록 전압강하에 의한 전력손실이 많이 발생하는 문제가 있다.Such a sensor module requires a power supply source in order to operate the sensor module itself. In the case of supplying power using a power line, there is a problem that power loss due to a voltage drop increases as the distance between the power supply source and the sensor module increases.

이와는 다르게 원거리에 설치된 센서모듈의 전력을 자체 내장된 배터리에 의해 공급하는 방식이 있으나, 이 경우 배터리의 용량에 따라 사용가능기간이 제한되는 단점이 있고, 풍력 또는 태양에너지와 같은 에너지를 부가적으로 이용할 수 없는 환경에서는 별도의 충전기능을 부가할 수 없어 배터리의 사용 기간을 늘릴 수 없는 문제점이 있다.Unlike this, there is a method of supplying the power of the sensor module installed at a remote place by the built-in battery. However, in this case, there is a disadvantage that the usable period is limited depending on the capacity of the battery, and energy such as wind or solar energy is additionally There is a problem that the charging period can not be extended because the charging function can not be added in an environment where it is not available.

이러한 전력 구동방식의 센서모듈에서 측정된 정보를 전송하기 위해서는 별도의 통신선도 요구되는 단점이 있다.Another disadvantage is that a separate communication line is required to transmit the measured information in the sensor module of the power driving system.

한편, 광을 이용하여 센싱하는 광센서가 국내등록특허 제10-0536940호 등 다양하게 개발되고 있으나, 적용가능한 센싱 파라미터도 제한되어 있고 아직까지는 부품이 고가이여 경제성이 떨어지는 단점이 있다.On the other hand, an optical sensor sensing light using light has been developed variously, such as Korean Patent Registration No. 10-0536940, but the applicable sensing parameters are limited, and there is still a disadvantage that cost is low due to high cost of components.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 광선로를 통해 센서의 구동 전력 생성 및 정보 전송이 가능하면서도 광손실을 억제할 수있는 광통신방식 센서정보 수집장치를 제공하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide an optical communication system sensor information collecting device capable of generating drive power and transmitting information through a light path while suppressing optical loss.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 광통신방식 센서정보 수집장치는 광을 전송할 수 있도록 된 광전송부와; 측정대상 파라미터를 측정하는 센서부와, 상기 광전송부를 통해 전송된 광을 전기적 에너지로 변환하여 구동 전력을 생성하고, 생성된 구동전력에 의해 상기 센서부로부터 측정된 정보를 상기 광전송부를 통해 광신호로 전송하는 단말 모듈과; 상기 광전송부를 통해 상기 단말 모듈로 전력생성용 광을 전송하고, 상기 광전송부를 통해 상기 단말 모듈로부터 수신된 광신호로부터 상기 센서부의 측정정보를 수신처리하는 수집 모듈;을 구비하고, 상기 단말모듈은 상기 광전송부로부터 전송된 광을 확산시키는 확산렌즈와; 상기 확산렌즈를 통해 확산된 광을 수광하여 전기적 에너지로 변환하는 태양전지와; 상기 확산렌즈와 상기 태양전지 사이에 상기 확산렌즈와 상기 태양전지를 에워싸게 설치되어 입사된 광을 상기 태양전지 방향으로 반사시키는 반사캡;을 구비한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an optical communication sensor information collecting apparatus including: an optical transmission unit capable of transmitting light; And a control unit for controlling the power supply unit to supply power to the optical transmission unit through the optical transmission unit to generate driving power by converting the light transmitted through the optical transmission unit into electrical energy, A terminal module for transmitting; And a collection module for transmitting light for power generation to the terminal module through the optical transmission unit and for receiving measurement information of the sensor unit from the optical signal received from the terminal module through the optical transmission unit, A diffusion lens for diffusing light transmitted from the optical transmission unit; A solar cell that receives light diffused through the diffusion lens and converts the light into electrical energy; And a reflection cap disposed between the diffusion lens and the solar cell so as to surround the diffusion lens and the solar cell and reflect the incident light toward the solar cell.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 확산렌즈는 오목렌즈이며, 상기 광전송부는 상기 단말모듈과 상기 수집모듈 사이에 설치되어 전력생성용 광을 상기 태양전지로 전송하는 제1광섬유와; 상기 단말모듈과 상기 수집모듈 사이에 설치되어 상기 광신호를 전송하는 제2광섬유;를 구비하고, 상기 단말모듈은 상기 제2광섬유를 통해 광신호를 전송하는 제1광원과; 상기 센서부에서 수신된 측정정보에 대응되는 광신호가 생성되게 상기 제1광원을 제어하는 단말제어부와; 상기 태양전지로부터 생성된 전력을 충전하고, 충전된 전력을 상기 제1광원, 상기 단말제어부 및 상기 센서부에 제공하는 충전부;를 구비하고, 상기 수집모듈은 상기 제1광섬유를 통해 전력생성용 광을 전송하는 제2광원과; 상기 제2광섬유를 통해 전송된 광을 수광하여 전기적 신호로 변환하는 광검출기와; 상기 제2광원의 구동을 제어하고, 상기 광검출기에서 수신된 신호로부터 상기 센서부의 측정정보를 수집 처리하는 메인제어부;를 구비한다.According to an aspect of the present invention, the diffusion lens is a concave lens, and the optical transmission unit includes: a first optical fiber installed between the terminal module and the collection module to transmit power generation light to the solar cell; And a second optical fiber installed between the terminal module and the collecting module for transmitting the optical signal, wherein the terminal module comprises: a first light source for transmitting an optical signal through the second optical fiber; A terminal control unit for controlling the first light source to generate an optical signal corresponding to the measurement information received by the sensor unit; And a charging unit charging the power generated from the solar cell and supplying the charged power to the first light source, the terminal control unit, and the sensor unit, wherein the collecting module collects power for generating power through the first optical fiber, A second light source for transmitting the light; A photodetector for receiving light transmitted through the second optical fiber and converting the received light into an electrical signal; And a main control unit for controlling driving of the second light source and for collecting measurement information of the sensor unit from the signal received by the photodetector.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 확산렌즈는 오목렌즈이며, 상기 광전송부는 상기 단말모듈과 상기 수집모듈 사이에 설치된 하나의 공용 광섬유;를 구비하고, 상기 단말모듈은 상기 공용 광섬유의 종단에 대향되게 설치된 제1빔스플릿터와; 상기 제1빔스플릿터를 통해 광신호를 상기 수집 모듈로 전송하는 제1광원과; 상기 센서부에서 수신된 측정정보에 대응되는 광신호가 생성되게 상기 제1광원을 제어하는 단말제어부와; 상기 제1빔스플릿터를 통해 상기 단말모듈로부터 전송된 광을 입사받아 전기적 에너지로 변환시키는 상기 태양전지로부터 생성된 전력을 충전하고, 충전된 전력을 상기 제1광원, 상기 단말제어부 및 상기 센서부에 제공하는 충전부;를 구비하고, 상기 수집모듈은 상기 공용 광섬유의 선단에 대향되게 설치된 제2빔스플릿터와; 상기 제2빔스플릿터를 통해 상기 공용 광섬유로 전력생성용 광을 전송하도록 설치된 제2광원과; 상기 단말모듈로부터 상기 공용 광섬유 및 상기 제2빔스플릿터를 통해 전송된 광을 수광하여 전기적 신호로 변환하는 광검출기와; 상기 제2광원의 구동을 제어하고, 상기 광검출기에서 수신된 신호로부터 상기 센서부의 측정정보를 수집 처리하는 메인제어부;를 구비한다.According to another aspect of the present invention, the diffusion lens is a concave lens, and the optical transmission unit includes one common optical fiber installed between the terminal module and the collecting module, and the terminal module has an opposite end to the end of the common optical fiber. A first beam splitter provided so as to support the first beam splitter; A first light source for transmitting an optical signal to the acquisition module through the first beam splitter; A terminal control unit for controlling the first light source to generate an optical signal corresponding to the measurement information received by the sensor unit; And a second beam splitter which receives the light transmitted from the terminal module through the first beam splitter and charges the electric power generated from the solar cell to convert the light into electric energy and supplies the charged electric power to the first light source, Wherein the collecting module comprises: a second beam splitter provided opposite to a tip end of the common optical fiber; A second light source installed to transmit power for generating power to the common optical fiber through the second beam splitter; A photodetector for receiving light transmitted through the common optical fiber and the second beam splitter from the terminal module and converting the received light into an electrical signal; And a main control unit for controlling driving of the second light source and for collecting measurement information of the sensor unit from the signal received by the photodetector.

본 발명에 따른 광통신방식 센서정보 수집장치에 의하면, 광섬유를 통해 전력생성용 광 및 센서의 센싱정보에 대응하는 광신호를 전송할 수 있어 센서의 설치환경에 대한 제약이 완화되고, 전력에 의해 구동하는 각종 센서를 제한없이 적용할 수 있으며 광전송 손실을 억제할 수 있는 장점을 제공한다.According to the optical communication system sensor information collecting apparatus according to the present invention, optical signals corresponding to the power generating light and the sensing information of the sensor can be transmitted through the optical fiber, the restriction on the installation environment of the sensor is relaxed, Various sensors can be applied without limitation and it is possible to suppress the optical transmission loss.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광통신방식 센서정보 수집장치를 나타내 보인 도면이고,
도 2는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 광통신방식 센서정보 수집장치를 나타내 보인 도면이다.1 is a view showing an optical communication system sensor information collecting apparatus according to an embodiment of the present invention,
2 is a diagram showing an optical communication system sensor information collecting apparatus according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 광통신방식 센서정보 수집장치를 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, an optical communication system sensor information collecting apparatus according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광통신방식 센서정보 수집장치를 나타내 보인 도면이다.1 is a view showing an optical communication system sensor information collecting apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 광통신방식 센서정보 수집장치(100)는 광전송부(110), 단말모듈(130) 및 수집모듈(150)을 구비한다.1, an optical communication system sensor information collecting apparatus 100 according to the present invention includes an optical transmission unit 110, a terminal module 130, and a collecting module 150.

광전송부(110)는 단말모듈(130)과 수집모듈(150) 사이에 연장되게 설치되어 광을 전송하며 두 개의 제1 및 제2광섬유(111)(113)를 구비한다.The optical transmission unit 110 is installed between the terminal module 130 and the collecting module 150 to transmit light and includes two first and second optical fibers 111 and 113.

제1광섬유(111)는 단말모듈(130)의 태양전지(131)와 수집모듈(150)의 제2광원(151) 사이에 설치되어 제2광원(151)으로부터 출사된 전력생성용 광을 태양전지(131)로 전송한다.The first optical fiber 111 is installed between the solar cell 131 of the terminal module 130 and the second light source 151 of the collecting module 150 and transmits the power generating light emitted from the second light source 151, And transmits it to the battery 131.

제2광섬유(113)는 단말모듈(130)의 제1광원(135)과 수집모듈(150)의 광검출기(153) 사이에 설치되어 제1광원(135)으로부터 출사된 광신호를 광검출기(153)로 전송한다.The second optical fiber 113 is installed between the first light source 135 of the terminal module 130 and the photodetector 153 of the collecting module 150 and outputs the optical signal emitted from the first light source 135 to the photodetector 153).

바람직하게는 제1광섬유(111)와 제2광섬유(113)는 하나의 피복케이블(미도시) 내에 함께 수용되고, 양단 부분에서만 피복케이블이 제거된 것을 적용한다.Preferably, the first optical fiber 111 and the second optical fiber 113 are housed together in one covering cable (not shown), and the covering cable is removed at both end portions.

단말모듈(130)은 광전송부(110)를 통해 전송된 광을 전기적 에너지로 변환하여 구동 전력을 생성하고, 생성된 구동전력에 의해 측정대상 파라미터를 측정하는 센서부(139)로부터 측정된 정보를 광전송부(110)를 통해 광신호로 전송할 수 있도록 되어 있다.The terminal module 130 converts the light transmitted through the optical transmission unit 110 into electrical energy to generate driving power and outputs the measured information from the sensor unit 139 that measures the parameter to be measured by the generated driving power And can be transmitted as an optical signal through the optical transmission unit 110.

단말모듈(130)은 오목렌즈(141), 반사캡(143), 태양전지(131), 충전부(133), 제1광원(135), 단말제어부(137) 및 센서부(139)를 구비한다.The terminal module 130 includes a concave lens 141, a reflection cap 143, a solar cell 131, a charging unit 133, a first light source 135, a terminal control unit 137, and a sensor unit 139 .

태양전지(131)는 제1광섬유(111)를 통해 전송된 광을 입사받아 전기적 에너지로 변환시켜 충전부(133)를 충전시킨다.The solar cell 131 receives the light transmitted through the first optical fiber 111 and converts it into electric energy to charge the charging unit 133.

오목렌즈(141)는 확산렌즈로 적용된 것으로서, 제1광섬유(111)와 태양전지(131) 사이에 설치되어 제1광섬유(111)를 통해 전송된 광을 확산시켜 태양전지(131)에 입사되게 한다.The concave lens 141 is a diffusion lens and is disposed between the first optical fiber 111 and the solar cell 131 to diffuse light transmitted through the first optical fiber 111 to be incident on the solar cell 131 do.

이 경우 태양전지의 수광영역을 제1광섬유(111)에서 출사되는 광빔의 단면영역보다 크게 형성할 수 있어 광전변환 효율을 높일 수 있다.In this case, the light receiving area of the solar cell can be formed larger than the sectional area of the light beam emitted from the first optical fiber 111, thereby enhancing the photoelectric conversion efficiency.

반사캡(143)은 오목렌즈(141)와 태양전지(131) 사이에 오목렌즈(141)와 태양전지(131)를 가장자리를 따라 에워싸게 설치되어 태양전지(131)로부터 반사되어 입사되거나 오목렌즈(141)로부터 확산되어 입사된 광을 태양전지(131) 방향으로 반사시킨다.The reflective cap 143 is disposed between the concave lens 141 and the solar cell 131 so as to surround the concave lens 141 and the solar cell 131 along the edge of the concave lens 141 and is reflected from the solar cell 131, Diffused from the light source 141 and reflects the incident light toward the solar cell 131.

반사캡(143)은 내부면(143a)만 고반사율소재 예를 들면, 은으로 코팅처리된 것을 적용하여도 된다.Only the inner surface 143a of the reflection cap 143 may be coated with a high reflectance material such as silver.

충전부(133)는 태양전지(131)로부터 생성된 전력을 충전하고, 충전된 전력을 제1광원(135), 단말제어부(137) 및 센서부(139)의 구동전원으로 공급한다.The charging unit 133 charges the electric power generated from the solar cell 131 and supplies the charged electric power to the first light source 135, the terminal control unit 137, and the driving unit of the sensor unit 139.

제1광원(135)은 단말 제어부(137)에 제어되어 광신호를 생성하고, 생성된 광신호를 제2광섬유(113)를 통해 수집모듈(150)로 전송한다.The first light source 135 is controlled by the terminal control unit 137 to generate an optical signal and transmits the generated optical signal to the acquisition module 150 through the second optical fiber 113.

단말제어부(137)는 센서부(137)에서 수신된 측정정보에 대응되는 광신호가 생성되게 제1광원(135)을 제어한다.The terminal control unit 137 controls the first light source 135 so that an optical signal corresponding to the measurement information received by the sensor unit 137 is generated.

센서부(139)는 측정된 센싱 정보를 단말제어부(137)에 제공한다.The sensor unit 139 provides the sensed sensing information to the terminal control unit 137.

센서부(139)는 제1센서(139a) 내지 제n센서(139n)가 적용되어 있다.The first sensor 139a to the nth sensor 139n are applied to the sensor unit 139.

여기서 제1센서 내지 제n센서(139n)의 적용 개수 및 종류는 설치 환경에 따라 적용하면 되고, 일 예로서, 온도를 측정하는 온도센서, 압력을 측정하는 압력센서, 습도를 측정하는 습도센서 중 적어도 하나가 적용될 수 있다.Here, the number and types of application of the first sensor to the nth sensor 139n may be applied according to the installation environment. For example, a temperature sensor for measuring temperature, a pressure sensor for measuring pressure, and a humidity sensor for measuring humidity At least one can be applied.

또한, 제1센서 내지 제n센서(139n)는 전력에 의해 구동되는 것이 적용된다.Also, the first sensor to the nth sensor 139n are driven by electric power.

한편, 수집모듈(150)은 광전송부(110)를 통해 단말 모듈(130)로 전력생성용 광을 전송하고, 광전송부(110)를 통해 단말 모듈(130)로부터 수신된 광신호로부터 센서부(139)의 측정정보를 수신처리한다.The acquisition module 150 transmits the power generation light to the terminal module 130 through the optical transmission unit 110 and the optical signal received from the terminal module 130 through the optical transmission unit 110, 139).

수집모듈(150)은 제2광원(151), 광검출기(153), 메인 제어부(155), 조작부(157) 및 표시부(159)를 구비한다.The acquisition module 150 includes a second light source 151, a photodetector 153, a main control unit 155, an operation unit 157, and a display unit 159.

제2광원(151)은 메인 제어부(155)에 제어되어 제1광섬유(111)를 통해 전력생성용 광을 전송한다.The second light source 151 is controlled by the main control unit 155 and transmits power generation light through the first optical fiber 111.

제2광원(151)은 고출력용 레이저 다이오드가 적용되는 것이 바람직하다.It is preferable that the second light source 151 is a high power laser diode.

광검출기(153)는 제2광섬유(113)를 통해 전송된 광을 수광하여 전기적 신호로 변환하여 메인 제어부(155)에 출력한다.The photodetector 153 receives the light transmitted through the second optical fiber 113, converts the light into an electrical signal, and outputs the electrical signal to the main controller 155.

메인 제어부(155)는 제2광원(1551)의 구동을 제어하고, 광검출기(153)에서 수신된 신호로부터 센서부(139)의 측정정보를 수집 처리하고, 수집정보를 표시부(159)를 통해 표시되게 처리한다.The main control unit 155 controls the driving of the second light source 1551 and collects the measurement information of the sensor unit 139 from the signal received by the photodetector 153 and supplies the collected information to the display unit 159 via the display unit 159 To be displayed.

도시되지는 않았지만 메인 제어부(155)는 수집된 센서부(139)의 측정정보를 인터페이스 또는 무선송신부를 통해 외부 장치로 송출하도록 구축될 수 있음은 물론이다.Although not shown, the main control unit 155 may be constructed to transmit the measurement information of the sensor unit 139 to the external device via the interface or wireless transmission unit.

조작부(157)는 센싱정보 수집 주기 등 지원되는 기능을 설정할 수 있도록 되어 있다.The operation unit 157 can set a supported function such as a sensing information collection period.

한편, 도시된 예와 다르게 광전송부를 하나의 광섬유를 적용하도록 구축될 수 있고 그 예가 도 2에 도시되어 있다. 앞서 도시된 도면에서와 동일 기능을 하는 요소는 동일 참조부호로 표기한다.On the other hand, unlike the illustrated example, the optical transmission unit can be constructed to apply one optical fiber, and an example thereof is shown in Fig. The same reference numerals denote the same elements as those in the drawings.

도 2를 참조하면, 단말모듈(230)과 수집모듈(250) 사이에 광전송부로서 하나의 공용 광섬유(211)가 설치되어 있다.Referring to FIG. 2, one common optical fiber 211 is provided between the terminal module 230 and the collecting module 250 as an optical transmission unit.

또한, 단말 모듈(230)은 공용 광섬유(211)의 종단에 대향되게 설치되어 수집모듈(250)로부터 전송된 광은 그대로 투과시켜 오목렌즈(141)를 통해 태양전지(131)에 입사시키고, 태양전지(131)에 대해 직교되는 방향에 설치된 제1광원(135)으로부터 입사된 광신호는 단말 모듈(230)로 향하도록 분기시키는 제1빔스플릿터(233)가 마련되어 있다.The terminal module 230 is disposed opposite to the terminating end of the common optical fiber 211 so that the light transmitted from the collecting module 250 is directly transmitted through the concave lens 141 to the solar cell 131, A first beam splitter 233 for splitting an optical signal incident from a first light source 135 provided in a direction orthogonal to the cell 131 toward the terminal module 230 is provided.

이러한 단말 모듈(230)은 제1광원(135)의 구동에 의해 생성되는 광신호는 제1빔스플릿터(233) 및 공용 광섬유(211)을 통해 수집 모듈(250)로 전송하고, 수집모듈(250)로부터 전송된 광은 제1빔스플릿터(233)를 통해 태양전지(131)로 입사받아 구동전력을 생성한다.The terminal module 230 transmits an optical signal generated by driving the first light source 135 to the acquisition module 250 through the first beam splitter 233 and the common optical fiber 211, 250 is incident on the solar cell 131 through the first beam splitter 233 and generates driving power.

또한, 수집모듈(250)은 공용 광섬유(211)의 선단에 대향되게 설치되어 단말모듈(230)의 제2광원(151)으로부터 전송된 광은 공용 광섬유(211) 및 제1빔스플릿터(233)를 통해 태양전지(131)에 입사시키고, 태양전지(131)에 대해 직교되는 방향에 설치된 제1광원(135)으로 제1빔스플릿터(233)를 통해 입사된 광신호는 광검출기(153)로 향하도록 분기시키는 제2빔스플릿터(253)가 마련되어 있다.The collecting module 250 is disposed opposite to the front end of the common optical fiber 211 so that the light transmitted from the second light source 151 of the terminal module 230 passes through the common optical fiber 211 and the first beam splitter 233 And the optical signal incident through the first beam splitter 233 to the first light source 135 provided in a direction orthogonal to the solar cell 131 is incident on the photodetector 153 And a second beam splitter 253 for splitting the beam splitter 253 toward the beam splitter 253.

여기서 제2광원(151)은 제2빔스플릿터(253)를 통해 공용 광섬유(211)로 전력생성용 광을 전송하도록 설치되어 있고, 광검출기(153)는 단말모듈(230)로부터 공용 광섬유(211) 및 제2빔스플릿터(253)를 통해 전송된 광을 수광하도록 제2광원(151)에 대해 직교되는 방향에 설치되어 있다.The second light source 151 is installed to transmit power generation light to the common optical fiber 211 through the second beam splitter 253 and the photodetector 153 receives the common optical fiber 211 and the second beam splitter 253 in the direction orthogonal to the second light source 151. The second beam splitter 253 is provided on the second beam splitter 253,

메인 제어부(155)는 단말모듈(230)의 구동에 필요한 전력을 생성할 수 있도록 제2광원(151)의 구동을 제어하고, 단말모듈(230)로부터 광검출기(153)를 통해 수신된 신호로부터 센서부(139)의 측정정보를 수집 처리한다.The main controller 155 controls the driving of the second light source 151 so as to generate power necessary for driving the terminal module 230 and outputs the signal from the signal received from the terminal module 230 through the photodetector 153 And collects measurement information of the sensor unit 139.

이러한 메인 제어부(155)는 단말모듈(230)의 구동에 필요한 전력 생성시간에 대응되게 설정된 제2광원(151) 구동시간 동안 제2광원(151)을 구동하고, 구동시간 이후에는 제2광원(151)을 오프시키고, 단말모듈(230)로부터 광검출기(153)를 통해 수신된 신호를 처리하도록 구축될 수 있다.The main control unit 155 drives the second light source 151 during the driving time of the second light source 151 set to correspond to the power generation time required for driving the terminal module 230, 151 and to process the signal received from the terminal module 230 via the photodetector 153.

이 경우 단말모듈(230)의 단말제어부(137)는 제2광원(151)의 구동에 의해 충전부(133)를 통해 전력공급이 개시되어 웨이크업 되면, 설정된 대기시간 이후에 공용광섬유(211)를 통해 센서부(139)의 측정정보를 제1광원(135)의 구동에 의해 송신하도록 구축되면 되고, 여기서 대기시간은 앞서 설명된 메인 제어부(155)의 구동시간 및 충전부(133)의 전력공급 시기를 고려하여 제2광원(151)의 오프시점 이후가 되게 설정하면 된다.In this case, the terminal control unit 137 of the terminal module 230 starts the power supply via the charging unit 133 by driving the second light source 151 and wakes up the common optical fiber 211 The waiting time is set to be shorter than the driving time of the main control unit 155 and the power supply timing of the charging unit 133, Off point of the second light source 151 is considered.

한편, 충전부(133)는 단말제어부(137)에 충전상태 정보를 제공하고, 단말제어부(137)는 현재의 충전상태가 단말모듈(130)(230)의 후속적인 구동을 지속하기 어려운 상태가 되기 이전에 제2광원(135)을 통해 충전요청에 해당하는 정보를 수집모듈(150)(250)을 통해 전송하도록 구축되는 것이 바람직하다.Meanwhile, the charging unit 133 provides charge state information to the terminal control unit 137, and the terminal control unit 137 determines that the current charging state is in a state where it is difficult for the terminal module 130 (230) And to transmit information corresponding to the charging request through the collecting module 150 (250) through the second light source 135 previously.

110: 광전송부 130, 230: 단말모듈
150, 250: 수집모듈110: optical transmission unit 130, 230: terminal module
150, 250: collection module

Claims (3)

광을 전송할 수 있도록 된 광전송부와;
측정대상 파라미터를 측정하는 센서부와, 상기 광전송부를 통해 전송된 광을 전기적 에너지로 변환하여 구동 전력을 생성하고, 생성된 구동전력에 의해 상기 센서부로부터 측정된 정보를 상기 광전송부를 통해 광신호로 전송하는 단말 모듈과;
상기 광전송부를 통해 상기 단말 모듈로 전력생성용 광을 전송하고, 상기 광전송부를 통해 상기 단말 모듈로부터 수신된 광신호로부터 상기 센서부의 측정정보를 수신처리하는 수집 모듈;을 구비하고,
상기 단말모듈은
상기 광전송부로부터 전송된 광을 확산시키는 확산렌즈와;
상기 확산렌즈를 통해 확산된 광을 수광하여 전기적 에너지로 변환하는 태양전지와;
상기 확산렌즈와 상기 태양전지 사이에 상기 확산렌즈와 상기 태양전지를 에워싸게 설치되어 입사된 광을 상기 태양전지 방향으로 반사시키는 반사캡;을 구비하는 것을 특징으로 하는 광통신방식 센서정보 수집장치.An optical transmission unit adapted to transmit light;
And a control unit for controlling the power supply unit to supply power to the optical transmission unit through the optical transmission unit to generate driving power by converting the light transmitted through the optical transmission unit into electrical energy, A terminal module for transmitting;
And a collection module for transmitting light for power generation to the terminal module through the optical transmission unit and for receiving measurement information of the sensor unit from the optical signal received from the terminal module through the optical transmission unit,
The terminal module
A diffusion lens for diffusing light transmitted from the optical transmission unit;
A solar cell that receives light diffused through the diffusion lens and converts the light into electrical energy;
And a reflection cap disposed between the diffusion lens and the solar cell to surround the diffusion lens and the solar cell and reflect the incident light toward the solar cell. 제1항에 있어서, 상기 확산렌즈는 오목렌즈이며,
상기 광전송부는
상기 단말모듈과 상기 수집모듈 사이에 설치되어 전력생성용 광을 상기 태양전지로 전송하는 제1광섬유와;
상기 단말모듈과 상기 수집모듈 사이에 설치되어 상기 광신호를 전송하는 제2광섬유;를 구비하고,
상기 단말모듈은
상기 제2광섬유를 통해 광신호를 전송하는 제1광원과;
상기 센서부에서 수신된 측정정보에 대응되는 광신호가 생성되게 상기 제1광원을 제어하는 단말제어부와;
상기 태양전지로부터 생성된 전력을 충전하고, 충전된 전력을 상기 제1광원, 상기 단말제어부 및 상기 센서부에 제공하는 충전부;를 구비하고,
상기 수집모듈은
상기 제1광섬유를 통해 전력생성용 광을 전송하는 제2광원과;
상기 제2광섬유를 통해 전송된 광을 수광하여 전기적 신호로 변환하는 광검출기와;
상기 제2광원의 구동을 제어하고, 상기 광검출기에서 수신된 신호로부터 상기 센서부의 측정정보를 수집 처리하는 메인제어부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 광통신방식 센서정보 수집장치.2. The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the diffusion lens is a concave lens,
The optical transmission unit
A first optical fiber installed between the terminal module and the collecting module for transmitting power generation light to the solar cell;
And a second optical fiber installed between the terminal module and the collecting module to transmit the optical signal,
The terminal module
A first light source for transmitting an optical signal through the second optical fiber;
A terminal control unit for controlling the first light source to generate an optical signal corresponding to the measurement information received by the sensor unit;
And a charging unit charging the power generated from the solar cell and supplying the charged power to the first light source, the terminal control unit and the sensor unit,
The acquisition module
A second light source for transmitting power generation light through the first optical fiber;
A photodetector for receiving light transmitted through the second optical fiber and converting the received light into an electrical signal;
And a main control unit for controlling driving of the second light source and for collecting measurement information of the sensor unit from the signal received by the optical detector. 제1항에 있어서, 상기 확산렌즈는 오목렌즈이며,
상기 광전송부는
상기 단말모듈과 상기 수집모듈 사이에 설치된 하나의 공용 광섬유;를 구비하고,
상기 단말모듈은
상기 공용 광섬유의 종단에 대향되게 설치된 제1빔스플릿터와;
상기 제1빔스플릿터를 통해 광신호를 상기 수집 모듈로 전송하는 제1광원과;
상기 센서부에서 수신된 측정정보에 대응되는 광신호가 생성되게 상기 제1광원을 제어하는 단말제어부와;
상기 제1빔스플릿터를 통해 상기 단말모듈로부터 전송된 광을 입사받아 전기적 에너지로 변환시키는 상기 태양전지로부터 생성된 전력을 충전하고, 충전된 전력을 상기 제1광원, 상기 단말제어부 및 상기 센서부에 제공하는 충전부;를 구비하고,
상기 수집모듈은
상기 공용 광섬유의 선단에 대향되게 설치된 제2빔스플릿터와;
상기 제2빔스플릿터를 통해 상기 공용 광섬유로 전력생성용 광을 전송하도록 설치된 제2광원과;
상기 단말모듈로부터 상기 공용 광섬유 및 상기 제2빔스플릿터를 통해 전송된 광을 수광하여 전기적 신호로 변환하는 광검출기와;
상기 제2광원의 구동을 제어하고, 상기 광검출기에서 수신된 신호로부터 상기 센서부의 측정정보를 수집 처리하는 메인제어부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 광통신방식 센서정보 수집장치.2. The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the diffusion lens is a concave lens,
The optical transmission unit
And a common optical fiber installed between the terminal module and the collecting module,
The terminal module
A first beam splitter provided opposite to an end of the common optical fiber;
A first light source for transmitting an optical signal to the acquisition module through the first beam splitter;
A terminal control unit for controlling the first light source to generate an optical signal corresponding to the measurement information received by the sensor unit;
And a second beam splitter which receives the light transmitted from the terminal module through the first beam splitter and charges the electric power generated from the solar cell to convert the light into electric energy and supplies the charged electric power to the first light source, And a control unit
The acquisition module
A second beam splitter provided opposite to a tip end of the common optical fiber;
A second light source installed to transmit power for generating power to the common optical fiber through the second beam splitter;
A photodetector for receiving light transmitted through the common optical fiber and the second beam splitter from the terminal module and converting the received light into an electrical signal;
And a main control unit for controlling driving of the second light source and for collecting measurement information of the sensor unit from the signal received by the optical detector.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20200072133A (en) * 2018-12-12 2020-06-22 강원대학교산학협력단 Wireless sensor device having solar cell

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