KR20150082773A - 모듈식 임베디드 플랫폼 - Google Patents

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KR20150082773A
KR20150082773A KR1020140002146A KR20140002146A KR20150082773A KR 20150082773 A KR20150082773 A KR 20150082773A KR 1020140002146 A KR1020140002146 A KR 1020140002146A KR 20140002146 A KR20140002146 A KR 20140002146A KR 20150082773 A KR20150082773 A KR 20150082773A
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김대현
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Abstract

본 발명은 모듈식 PC에 관한 것으로, 내부에 수납부가 마련되고, 일측에 마련되는 결합수단에 의해 다수가 결합되도록 마련되고, 내부에 수납되는 대상물에 접속되기 위한 I/O단자가 타측에 마련되는 케이스; 상기 케이스에 메인보드가 내장되는 메인보드모듈; 상기 케이스에 빔프로젝터가 내장되는 프로젝터모듈; 상기 케이스에 적외선 카메라 보드가 내장되는 카메라모듈을 포함하는 모듈식 임베디드 플랫폼이 제공된다.
본 발명에 따른 모듈식 임베디드 플랫폼에 의하면, PC의 본체에 해당하는 메인보드모듈을 비롯한 디스플레이 장치인 빔프로젝터모듈, 입력 장치인 적외선 카메라 모듈이 규격화된 케이스에 내장되어 모듈 방식으로 제공됨으로써, 운반과 보관이 편리하고, 자석에 의해 쉽게 각 모듈을 분리 내지 결합하여 사용할 수 있으며, 배터리모듈(150)이 제공됨으로써 휴대 시에도 기기의 운용이 가능하다. 또한 케이스(110)에 별도의 기기를 수납하여 새로운 모듈을 만드는 것이 가능하므로 확장성이 높다. 적외선 카메라에 의해 리모트 콘트롤러(160)의 동작을 인식함으로써, 사용자가 몸동작을 통해 프로그램을 제어할 수 있도록 함으로써 프레젠테이션이나 전자칠판, 게임 개발 등에 활용할 수 있다.

Description

모듈식 임베디드 플랫폼{Module type imbedded platform}
본 발명은 모듈식 PC에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 초소형 임베디드 보드를 활용하여 각종 주변 기기를 모듈방식으로 결합함으로써 영상 및 음성 입출력, 인터넷 통신 등이 가능하도록 마련되는 모듈식 임베디드 플랫폼에 관한 것이다.
일반적으로 임베디드 플랫폼은 키오스크 안내판이나 터치스크린이 구비되는 디지털미디어광고패널 등에 내장되어 운영체제를 구동하도록 마련되는 하드웨어로, 일반적인 PC의 네트워크 기능 및 정보처리, 저장 기능을 수행하면서도 단순화된 구성으로 생산단가를 낮추고 운용성을 높힌 하드웨어라고 할 수 있다.
국내 등록특허 제 10-0994968 호(발명자 : 신정현)는 대중 공간에 설치되는 전자 광고 매체로, 디스플레이 영역이 컴퓨팅 되지 않는 제 1 광고 영역과, 터치스크린으로 이루어지며 컴퓨팅 되는 제 2 광고 영역과, 상기 광고 영역들과 독립된 영역으로 분할된 VoIP 공중 전화 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 대중 공간에 설치되는 전자 광고 매체를 제공한다.
상기 비교 기술과 같은 기기 내에는 네트워킹 및 프로세싱을 위한 임베디드 플랫폼 내지는 PC가 내장됨으로써, 광고 동영상의 송수신 및 처리, 정보 입력 및 출력 처리 등의 다양한 기능을 수행한다. 이러한 전자 광고 매체는 생산 단가를 낮추고, 다양한 환경에 적용될 수 있도록 확장성과 범용성이 높은 임베디드 플랫폼을 개발하여 적용하는 것이 바람직하다.
최근에는 최종 소비자가 직접 제작하고 확장할 수 있는 오픈소스 플랫폼이 공개되어 임베디드 플랫폼의 활요도가 높아지고 있는 추세이다. 이러한 오픈소스 임베디드 플랫폼으로는 라즈베리파이, 아두이노 등이 있다.
라즈베리파이(RaspberryPi)는 영국의 라즈베리파이 재단이 학교에서 기초 검퓨터 과학 교육을 증진시키기 위해 만든 싱글 보드 컴퓨터로, 신용카드 크기의 기판 위에 중앙연산처리장치와 그래픽처리장치, 램, 각종 입출력단자 등을 구비하고, 리눅스(Linux)를 기반으로 하는 운영체제에 의해 운영되도록 만들어진 초소형 임베디드 플랫폼이다.
라즈베리파이는 모바일 CPU를 사용함으로써 전력소비량을 낮추면서도 그래픽 성능이 높아 스프레드시트, 워드, 프로세싱, 게임, 인터넷서핑 등 일반적인 PC에서 수행할 수 있는 다양한 작업들을 수행할 수 있으며, 사용자의 취향이나 능력에 따라 다양한 활용이 가능하다. 특히 GPIO(General purpose input and output)단자가 마련되어 다양한 콘트롤러나 주변기기를 장착할 수 있어 소형 로봇 제어 장치나 네트워크 서버, 미디어센터 등 임베디드 플랫폼으로서 다양한 활용 가능성을 갖고 있다.
상술한 바와 같이 초소형 오픈소스 임베디드 플랫폼은 다양한 활용성과 확장성을 갖고 있으나, 오픈소스 플랫폼이라는 특성으로 인해 불완전한 하드웨어적 구성을 갖고 있으며, 이에 따라 본래의 취지와는 달리 일반인의 접근성이 부족하다는 문제점이 있다.
상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 컴퓨터에 대한 전문지식이 부족하더라도 누구나 쉽게 접근하여 필요로 하는 하드웨어를 쉽게 구성함으로써 소기의 컴퓨팅 디바이스를 제작할 수 있는 모듈식 임베디드 플랫폼을 제공한다.
본 발명에 따른 모듈식 임베디드 플랫폼에 의하면, PC의 본체에 해당하는 메인보드모듈을 비롯한 디스플레이 장치인 빔프로젝터모듈, 입력 장치인 적외선 카메라 모듈이 규격화된 케이스에 내장되어 모듈 방식으로 제공됨으로써, 운반과 보관이 편리하고, 자석에 의해 쉽게 각 모듈을 분리 내지 결합하여 사용할 수 있으며, 배터리모듈이 제공됨으로써 휴대 시에도 기기의 운용이 가능하다.
또한 케이스에 별도의 기기를 수납하여 새로운 모듈을 만드는 것이 가능하므로 확장성이 높다.
적외선 카메라에 의해 리모트 콘트롤러의 동작을 인식함으로써, 사용자가 몸동작을 통해 프로그램을 제어할 수 있도록 함으로써 프레젠테이션이나 전자칠판, 게임 개발 등에 활용할 수 있다.
본 발명의 다른 목적들은 이하의 실시예에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 측면에 의하면, 내부에 수납부가 마련되고, 일측에 마련되는 결합수단에 의해 다수가 결합되도록 마련되고, 내부에 수납되는 대상물에 접속되기 위한 I/O단자가 타측에 마련되는 케이스를 포함하는 모듈식 임베디드 플랫폼이 제공된다.
상기 케이스는, 내측에 운영체제를 구동할 수 있는 메인보드가 내장되는 메인보드모듈, 빔프로젝터가 내장되는 빔프로젝터모듈, 적외선 카메라 보드가 내장되는 카메라모듈, 충전식 배터리가 내장되는 배터리 모듈 중 어느 하나를 포함하는 모듈식 임베디드 플랫폼이 제공된다.
상기 결합수단은, 상기 케이스의 상단 일측에 마련되는 결합홈과 상기 케이스의 하단 일측에 마련되는 결합돌기로 이루어지고, 상기 결합홈 내지 상기 결합돌기 내측에 자성체가 매립되어 상기 결합홈과 타 케이스의 결합돌기가 결합되었을 시 결합상태를 유지하도록 마련되는 모듈식 임베디드 플랫폼이 제공된다.
또한 본 발명은 상기 적외선 카메라에 적외선 신호를 송신하는 리모트 콘트롤러가 마련되고, 상기 리모트 콘트롤러의 적외선 신호를 상기 적외선 카메라가 수신하여 상기 메인보드 내에서 처리함으로써 상기 빔프로젝터에서 출력되는 화면과 상호작용하도록 마련되는 모듈식 임베디드 플랫폼이 제공된다.
본 발명에 따른 모듈식 임베디드 플랫폼에 의하면, PC의 본체에 해당하는 메인보드모듈을 비롯한 디스플레이 장치인 빔프로젝터모듈, 입력 장치인 적외선 카메라 모듈이 규격화된 케이스에 내장되어 모듈 방식으로 제공됨으로써, 운반과 보관이 편리하고, 자석에 의해 쉽게 각 모듈을 분리 내지 결합하여 사용할 수 있으며, 배터리모듈이 제공됨으로써 휴대 시에도 기기의 운용이 가능하다.
또한 케이스에 별도의 기기를 수납하여 새로운 모듈을 만드는 것이 가능하므로 확장성이 높다.
적외선 카메라에 의해 리모트 콘트롤러의 동작을 인식함으로써, 사용자가 몸동작을 통해 프로그램을 제어할 수 있도록 함으로써 프레젠테이션이나 전자칠판, 게임 개발 등에 활용할 수 있다.
도 1은 본 발명인 모듈식 임베디드 플랫폼의 케이스의 일 실시예를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명인 모듈식 임베디드 플랫폼의 케이스 결합의 일 실시예를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명인 모듈식 임베디드 플랫폼의 일 실시예를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명인 모듈식 임베디드 플랫폼의 시스템 구성을 도시한 구성도이다.
도 5는 본 발명인 모듈식 임베디드 플랫폼의 동작인식 방식을 도시한 개략도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니고, 본 발명의 기술 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 식으로 이해 되어야 하고, 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하며, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 이에 대해 중복되는 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명인 모듈식 임베디드 플랫폼의 케이스의 일 실시예를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명인 모듈식 임베디드 플랫폼의 케이스 결합의 일 실시예를 도시한 단면도이며, 도 3은 본 발명인 모듈식 임베디드 플랫폼의 일 실시예를 도시한 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명은 케이스(110), 메인보드모듈(120), 빔프로젝터모듈(130), 적외선 카메라 모듈(140), 배터리모듈(150) 및 리모트 콘트롤러(160)로 구성될 수 있다.
케이스(110)는 내부에 수납부가 마련되고, 일측에 마련되는 결합수단(111)에 의해 다수의 케이스(110)가 수직하게 결합되도록 마련될 수 있다. 케이스(110)의 내부에는 메인보드, 확장용 기판, 웹카메라, 배터리 등이 각각 내장될 수 있다. 케이스(110)는 내장되는 부속의 형태와 운용방식에 따른 포트홀(port-hole)이 형성될 수 있다. 예컨대 도 1을 참조하면, 라즈베리파이 보드가 내장되는 케이스(110)는, 라즈베리파이 보드에 설치되는 USB단자(121)와 LAN단자(122), RCA단자(123) 및 오디오단자(124)가 외부에 노출될 수 있도록 하는 포트홀이 형성될 수 있다. 또한 도 3을 참조하면, 빔프로젝터모듈(130)은 케이스(110) 일측에 빔프로젝터의 렌즈부(131)가 노출될 수 있도록 하는 포트홀이 형성될 수 있다.
결합수단(111)은 케이스(110)의 상단 일측에 마련되는 결합홈(111a)과 케이스(110) 하단 일측에 마련되는 결합돌기(111b)로 이루어짐으로써, 다수의 케이스(110)가 수직하게 접하였을 시 윗쪽 케이스의 결합돌기(111b)와 아래쪽 케이스의 결합홈(111a)이 맞물리면서 결합되도록 할 수 있다. 이때 결합홈(111a) 내지 결합돌기(111b) 내측에는 자성체(s)가 매립되고, 반대쪽에는 스틸 소재가 매립되도록 함으로써 결합돌기(111b)와 결합홈(111a) 사이에 결합상태가 유지되도록 마련될 수 있다.
자성체(s)는 케이스(110)의 네 모서리 측에 매립되도록 마련될 수 있으며, 이때 각 모서리에 매립되는 자성체(s)는 같은 모서리 측의 자성체(s)끼리는 극성 방향이 동일하도록 배치하고, 반대편 모서리 측의 자성체(s)와는 극성 방향이 반대가 되도록 배치할 수 있다. 예컨대 도 2에서, 케이스 상측면 모서리의 자성체(s)는 상단부의 극성이 S극이 되도록 하고, 오른편 모서리의 자성체는 상단부 극성이 N극이 되도록 매립하고, 저면의 왼편 모서리의 자성체(s)는 하단부의 극성이 N극이 되도록 하고, 오른편 모서리의 자성체는 하단부 극성이 S극이 되도록 매립할 수 있다. 이와 같이 함으로써, 다수의 케이스(110)를 결합할 시 자성체(s)의 극성이 일치되는 방향으로만 케이스(110) 간의 결합이 이루어지도록 함으로써, I/O단자(112)가 엇갈린 방향으로 케이스(110)가 결합되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 있어서 케이스(110)는 다수의 케이스가 결합할 수 있도록 직육면체의 형상으로 실시예가 제공되고 있으나, 케이스(110)의 외부 형상이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 즉 다수의 케이스가 결합될 수 있도록 하는 기능을 충족시키는 한에 있어서 케이스는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 예컨대 측면이 곡률을 가진 원판 형태의 케이스가 제공됨으로써, 다수의 케이스가 결합되었을 시 원통형의 형상을 갖도록 마련될 수도 있을 것이다.
또한 케이스(110)는 내부 기기의 I/O포트에 연결되어 케이스(110)의 외측으로 연장할 수 있는 I/O단자(입출력단자)(112)가 마련됨으로써, 케이스를 결합시켰을 시 기기들이 I/O단자(112)를 통해 연결될 수 있도록 마련될 수 있다. 도 2를 참조하면, 이를 위해 케이스(110)는 상측면과 하측면에 각각 I/O단자(112)가 마련되고, 케이스(110)가 결합되었을 시 상측의 단자와 하측의 단자가 접하여 연결될 수 있도록 마련된다.
사용자는 케이스(110) 내측에 기기를 수납할 시 필요에 따라 기기에 마련되는 I/O포트를 I/O단자(112)에 연결시킴으로써 케이스(110)에 수납된 기기의 I/O포트를 케이스(110) 외부에서 엑세스할 수 있다. 이때 기기에 마련되는 I/O포트(미도시)는 전원 및 신호 입출력을 수행할 수 있다.
케이스(110)는 내측에 운영체제를 구동할 수 있는 메인보드가 내장되는 메인보드모듈(120)로 마련될 수 있다. 메인보드(미도시)는 라즈베리파이(RaspBerryPi)나 아두이노(Arduino)와 같은 소형 싱글보드가 적용될 수 있다. 상술한 싱글보드 컴퓨터는 모바일 APU(Application Process Unit)가 이용됨으로써 전력소모가 적고 기판의 소형화가 가능하다는 장점이 있다. 운영체제는 리눅스(Linux) 기반의 라즈비안(Raspbian)이 탑재될 수 있으며, 특정한 구동소스에 의해 한정된 작업을 하도록 코딩될 수도 있다.
도 4를 참조하면, 메인보드모듈(120)은 일반적인 PC 시스템의 본체 역할을 하는 장치로서, 전원 및 입출력 장비들이 연결됨으로써 일반적인 PC와 같이 사용될 수 있다. 특히 라즈베리파이 보드는 CPU를 비롯한 각종 입출력단자가 마련되어 외부기기를 직접 연결함으로써 PC와 동일한 사용이 가능하다. 예컨대 HDMI포트(121)에 모니터(300)를 연결함으로써 화면출력이 가능하다. HDMI포트(121)에는 빔프로젝터모듈(130)을 연결하여 영상 프로젝션 또한 가능하다. 또한 더 많은 종류의 모듈(200)이 메인보드모듈(120)에 연결될 수도 있다.
빔프로젝터모듈(130)은 케이스(110) 내측에 빔프로젝터가 내장되어 마련될 수 있다. 빔프로젝터모듈(130)은 상술한 메인보드모듈(120)에 연결되어 출력장치로서 사용될 수 있다. 출력장치모듈은 빔프로젝터 이외에도 소형 터치스크린이 내장되는 모듈로 마련될 수도 있고, 일반적인 모니터를 상기 메인보드모듈(120)에 연결함으로써 마련될 수도 있다.
적외선 카메라 모듈(140)은 케이스(110) 내측에 적외선 카메라 보드가 내장되어 마련될 수 있다. 적외선 카메라 모듈(140)은 별도로 마련되는 리모트 콘트롤러(160)의 적외선 출력 신호를 감지하여 이를 메인보드모듈(120)의 CPU로 전송하고, CPU는 이를 처리하여 사용자가 구동 프로그램을 동작으로 제어할 수 있도록 하는 역할을 한다.
도 5를 참조하면, 빔프로젝터모듈(130)에 의해 투사되는 영상에 대해 사용자가 리모트 콘트롤러(160)를 작동하여 지시하거나 동작을 하게 되면, 리모트 콘트롤러(160)에서 적외선 신호가 송출된다. 적외선 카메라 모듈(140)은 이 적외선 신호를 수신하여 메인보드모듈(120)로 전송하고, 메인보드모듈(120)에서는 이를 처리하여 출력화면에 반영하도록 할 수 있다.
이와 같이 함으로써 사용자는 키보드나 마우스와 같은 기존 인터페이스 없이도 빔프로젝터에 의해 출력되는 화면을 리모트 콘트롤러(160)의 동작으로 콘트롤할 수 있게 된다.
배터리모듈(150)은 케이스(110) 내측에 충전식 배터리가 내장됨으로써 마련될 수 있으며, 상술한 메인보드모듈(150), 빔프로젝터모듈(130) 및 적외선 카메라 모듈(140)에 각각 구동전원을 공급하도록 마련될 수 있다. 배터리모듈(150)은 다수가 연결되어 사용될 수 있도록 I/O단자(112)가 병렬 연결되도록 처리될 수 있다. 이와 같이 함으로써 사용자는 다수의 배터리모듈(150)을 겹쳐서 쌓는 방식으로 더 큰 용량의 전력원을 구성할 수 있으며, 용도에 따라 휴대 가능한 임베디드 PC 플랫폼을 구성할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 모듈식 임베디드 플랫폼의 작용을 설명하기로 한다.
본 발명인 모듈식 임베디드 플랫폼(100)은 PC의 본체에 해당하는 메인보드모듈(120)을 비롯한 디스플레이 장치인 빔프로젝터모듈(130), 입력 장치인 적외선 카메라 모듈(140)이 규격화된 케이스(110)에 내장되어 모듈 방식으로 제공됨으로써, 운반과 보관이 편리하고, 자석에 의해 쉽게 각 모듈을 결합하여 사용할 수 있으며, 배터리모듈(150)이 제공됨으로써 휴대 시에도 기기의 운용이 가능하다.
또한 케이스(110)에 별도의 기기를 수납하여 새로운 모듈을 만드는 것이 가능하므로 확장성이 높다.
적외선 카메라에 의해 리모트 콘트롤러(160)의 동작을 인식함으로써, 사용자가 몸동작을 통해 프로그램을 제어할 수 있도록 함으로써 프레젠테이션이나 전자칠판, 게임 개발 등에 활용할 수 있다.
이와 같이 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이러한 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100 : 모듈식 임베디드 플랫폼 본체
: 케이스 111 : 결합수단
: 결합홈 111b : 결합돌기
: I/O 단자
: 메인보드모듈 130 : 빔프로젝터모듈
: 적외선 카메라 모듈 150 : 배터리모듈
: 리모트 콘트롤러

Claims (4)

  1. 내부에 수납부가 마련되고, 일측에 마련되는 결합수단에 의해 다수가 결합되도록 마련되고, 내부에 수납되는 대상물에 접속되기 위한 I/O단자가 타측에 마련되는 케이스를 포함하는 모듈식 임베디드 플랫폼.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 케이스는,
    내측에 운영체제를 구동할 수 있는 메인보드가 내장되는 메인보드모듈, 빔프로젝터가 내장되는 빔프로젝터모듈, 적외선 카메라 보드가 내장되는 카메라모듈, 충전식 배터리가 내장되는 배터리 모듈 중 어느 하나를 포함하는 모듈식 임베디드 플랫폼.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 결합수단은,
    상기 케이스의 상단 일측에 마련되는 결합홈과 상기 케이스의 하단 일측에 마련되는 결합돌기로 이루어지고, 상기 결합홈 내지 상기 결합돌기 내측에 자성체가 매립되어 상기 결합홈과 타 케이스의 결합돌기가 결합되었을 시 결합상태를 유지하도록 마련되는 모듈식 임베디드 플랫폼.
  4. 청구항 1, 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
    상기 적외선 카메라에 적외선 신호를 송신하는 리모트 콘트롤러가 마련되고, 상기 리모트 콘트롤러의 적외선 신호를 상기 적외선 카메라가 수신하여 상기 메인보드 내에서 처리함으로써 상기 빔프로젝터에서 출력되는 화면과 상호작용하도록 마련되는 모듈식 임베디드 플랫폼.
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