KR20160092614A - Multi-Channel Sensing Device And Control Method Thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a multi-channel sensor device, comprising: a multi sensor unit including a multi-channel load cell unit and a surface acoustic wave (SAW) sensor unit; an energy harvesting unit to convert a signal received from the multi sensor unit into the energy; a digital signal processing unit to be operated by receiving the energy from the harvesting unit, and to convert the signal received from the multi sensor unit into a digital signal; and a digital communication unit to process an output signal of the digital signal processing unit, to transmit the output signal in a predefined format to the outside. As such, the multi-channel sensor device is able to be operated independently without an external power source and with no need to replace the power source by generating the drive power by harvesting the signal received to the sensor, and capable of accurately diagnosing faults in a structure by operating the multi-channel of various sensors such as a pressure sensor, a weight sensor, a SAW sensor and the like.

Description

다채널 멀티 센서 장치 및 그 제어방법{Multi-Channel Sensing Device And Control Method Thereof} TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a multi-channel multi-sensor device,

본 발명은 다채널 멀티 센서 장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 교량이나 터널 등의 상태를 모니터링 및 진단하기 위한 다채널 멀티 센서 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a multi-channel multi-sensor apparatus and a control method thereof, and more particularly, to a multi-channel multi-sensor apparatus and method for monitoring and diagnosing a state of a bridge or a tunnel.

최근 급증하고 있는 대형 재난사고는 물론 싱크홀 발생 등 안전에 대한 사회적 관심이 증가함에 따라 재난에 미리 대비하고 피해를 최소화하기 위한 재난안전기술에 대한 관심이 증가하고 있다.As the social interest in safety such as sinkholes has increased as well as the recent rapid increase in the number of major disasters, there is an increasing interest in disaster safety technologies to prepare for disasters and to minimize damage.

대표적으로 구조물의 붕괴를 감지하여 사고를 미리 대처할 수 있는 기술로서 다수의 센서를 구조물에 설치하여 안전 범위 이상의 변형을 일으키는 경우 이를 미리 알려주는 기술이 일반적이다. 이러한 기술은 구조물의 노후화 및 환경의 변화에 따른 구조물의 변형 정도를 미리 감지할 수 있어 재난안전에 효과적이다.Typically, it is a technique to detect collapse of a structure to cope with an accident in advance, and a technique is known in which a plurality of sensors are installed in a structure to warn of a change in safety range. This technology is effective in disaster safety because it can detect the degree of deformation of the structure due to the aging of the structure and the change of environment.

한편, GPS 기술이 발전함에 따라 GPS 좌표정보 신호를 이용하여 구조물의 변위량을 분석하는 안전진단 기술도 유럽 등에서 적용 중인 것으로 알려져 있는데, 길이가 긴 교량이나 초고속 건물 등과 같이 규모가 크고 사람의 접근이 어려운 구조물의 진단이나 사고예방에 효과적인 기술이다. Meanwhile, as the GPS technology develops, it is known that the safety diagnosis technology for analyzing the displacement amount of the structure by using the GPS coordinate information signal is also applied in Europe and the like, and it is known that the large scale such as a long bridge or a high- It is an effective technology for diagnosing structures and preventing accidents.

그러나, 이러한 재난안전기술들은 센서를 구조물에 부착해야 하는데, 센서의 전원이 다 소진되면 다시 새로운 센서를 부착하거나 전원을 갈아 끼워야 하는데 대부분의 구조물이 사람의 접근이 어려우므로 센서의 부착 작업이 까다롭고 비용이 많이 든다는 문제가 있다. However, these disaster safety technologies require the sensor to be attached to the structure. When the sensor is exhausted, a new sensor must be attached again or the power source must be changed again. Since most structures are difficult for human access, There is a problem that it is expensive.

또한, 일반적으로 재난안전기술에 적용되는 센서는 하중센서나 가속도센서 등이 주로 사용되는데, 구조물의 변화량이나 이상 유무를 정확히 감지하기 위해서는 다양한 센서의 운용이 요구된다.
In general, the sensors applied to the disaster safety technology are load sensors and acceleration sensors. In order to accurately detect the change in the structure or the abnormality, various sensors are required to be operated.

전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 센서로 입력되는 신호를 하베스팅하여 구동 전원을 생성함으로써 전원을 교체하거나 외부에서 전원을 공급하지 않고도 무전원으로 구동이 가능한 다채널 멀티 센서 장치 및 그 제어방법을 제공하는데 목적이 있다. 또한, 압력센서, 하중센서, SAW 센서 등 다양한 센서를 다채널로 운용하여 구조물의 이상 유무를 정확히 진단할 수 있는 다채널 멀티 센서 장치 및 그 제어방법을 제공하는데 목적이 있다.
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a multi-channel multi-sensor device capable of replacing a power source or generating a driving power source by harvesting a signal input to the sensor, And to provide a control method. Also, it is an object of the present invention to provide a multi-channel multi-sensor device and a control method thereof that can accurately diagnose the abnormality of a structure by operating various sensors such as a pressure sensor, a load sensor, and a SAW sensor in multiple channels.

상기 목적은 다채널 멀티 센서 장치에 있어서, 다채널 로드셀부와 SAW 센서부를 포함하는 멀티센서부; 상기 멀티센서부로부터 입력되는 신호를 에너지로 변환하는 에너지 하베스팅부; 상기 하베스팅부로터 에너지를 공급받아 동작하며, 상기 멀티센서부로부터 입력되는 신호를 디지털 신호로 변환하는 디지털 신호 처리부; 및 상기 디지털 신호 처리부의 출력신호를 처리하여 소정의 포맷에 따라 외부로 전송하는 디지털 통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 멀티 센서 장치에 의해 달성될 수 있다. The above object is achieved by a multi-channel multi-sensor device comprising: a multi-sensor unit including a multi-channel load cell unit and a SAW sensor unit; An energy harvesting unit for converting a signal input from the multi-sensor unit into energy; A digital signal processor for receiving the energy of the harvesting rotor and converting a signal input from the multi-sensor unit into a digital signal; And a digital communication unit for processing the output signal of the digital signal processing unit and transmitting the signal to the outside according to a predetermined format.

여기서, 상기 에너지 하베스팅부는 상기 멀티센서부를 통해 입력되는 신호를 소스로 에너지를 하베스팅하는 제1 에너지 하베스팅부와 RF 방식의 제2 에너지 하베스팅부를 포함할 수 있다. Here, the energy harvesting unit may include a first energy harvesting unit for harvesting energy from a signal input through the multi-sensor unit as a source, and a second energy harvesting unit as an RF scheme.

또한, 상기 다채널 로드셀부는 진동을 감지하기 위한 센서와 압력 및 하중을 감지하기 위한 센서를 포함할 수 있다. In addition, the multi-channel load cell unit may include a sensor for sensing vibration and a sensor for sensing pressure and load.

더 나아가, 상기 디지털 신호 처리부는 상기 다채널 로드셀부와 상기 SAW 센서부의 입력신호를 비교하여 이벤트 신호를 발생시킬 수 있다. Furthermore, the digital signal processing unit may generate an event signal by comparing the input signals of the multi-channel load cell unit and the SAW sensor unit.

또한, 상기 다채널 멀티 센서 장치는 교량, 싱크홀, 터널, 기차 레일에 장착 가능하다. Also, the multi-channel multi-sensor device can be mounted on a bridge, a sink hole, a tunnel, and a train rail.

그리고, 상기 디지털 통신부는 지그비 통신을 위한 모듈을 포함할 수 있다. The digital communication unit may include a module for Zigbee communication.

여기서, 상기 제2 에너지 하베스팅부는 미리 결정된 주기에 따른 펄스 신호를 발생하는 펄스 발생부, 상기 펄스 발생부와 연결되어 구형파 신호를 출력하는 구형파 발생부, 상기 구형파 발생부에서 출력되는 신호에 의하여 제어되는 온오프 스위칭 동작에 대응하여 삼각파 신호를 발생시키는 삼각파 발생부, 및 상기 삼각파 발생부에서 출력된 상기 삼각파 신호에 기초하여 구형파 발진 신호를 출력하는 발진부를 포함할 수 있다. The second energy harvesting unit may include a pulse generating unit generating a pulse signal according to a predetermined period, a rectangular wave generating unit connected to the pulse generating unit to output a rectangular wave signal, A triangle wave generator for generating a triangle wave signal in response to an on-off switching operation of the triangle wave generator, and an oscillator for outputting a rectangular wave oscillation signal based on the triangle wave signal output from the triangle wave generator.

한편, 상기 목적은 다채널 멀티 센서 장치의 제어방법에 있어서, 다채널 로드셀부로부터 진동 또는 하중에 관한 신호를 센싱하는 단계; SAW 센서부로부터 압력에 관한 신호를 센싱하는 단계; 상기 다채널로드셀부와 상기 SAW센서부로부터 입력되는 신호를 에너지로 변환하는 단계; 상기 에너지를 공급받아 센싱한 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계; 및 상기 디지털 신호로 변환된 신호를 소정의 포맷에 따라 외부로 전송하는 단계를 포함하는 제어방법에 의해서도 달성될 수 있다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a method of controlling a multi-channel multi-sensor device, comprising: sensing a vibration or load signal from a multi- Sensing a signal relating to pressure from the SAW sensor unit; Converting the signal input from the multi-channel load cell unit and the SAW sensor unit into energy; Converting the sensed signal supplied with the energy into a digital signal; And transmitting the signal converted into the digital signal to the outside according to a predetermined format.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 다채널 멀티 센서 장치 및 그 제어방법은 센서로 입력되는 신호를 하베스팅하여 구동 전원을 생성함으로써 전원을 교체하거나 외부에서 전원을 공급하지 않고도 자체 구동이 가능하다. 또한, 압력센서, 하중센서, SAW 센서 등 다양한 센서를 다채널로 운용하여 구조물의 이상 유무를 정확히 진단할 수 있다.As described above, the multi-channel multi-sensor device and its control method according to the present invention can drive itself without replacing a power source or supplying power from the outside by generating a driving power source by harvesting a signal input to the sensor. In addition, various sensors such as pressure sensor, load sensor, and SAW sensor can be operated on multiple channels to accurately diagnose the abnormality of the structure.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 멀티 센서 장치의 개략도이다.
도 2는 에너지 하베스팅부의 회로도의 일 예를 도시한 것이고, 도 3은 제2 에너지 하베스팅부의 개념도이다.
도 4는 디지털 신호 처리부의 회로도의 일 예를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 멀티 센서 장치의 제어방법의 제어 흐름도이다.1 is a schematic diagram of a multi-channel multi-sensor device according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 shows an example of a circuit diagram of an energy harvesting part, and Fig. 3 shows a conceptual view of a second energy harvesting part.
4 shows an example of a circuit diagram of a digital signal processing unit.
5 is a control flowchart of a method of controlling a multi-channel multi-sensor device according to an embodiment of the present invention.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예들에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 멀티 센서 장치의 개략도이다. 도 1을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 멀티 센서 장치(100)는 멀티센서부(10), 에너지 하베스팅부(20), 디지털 신호 처리부(30) 및 디지털 통신부(40)를 포함한다.1 is a schematic diagram of a multi-channel multi-sensor device according to an embodiment of the present invention. 1, a multi-channel multi-sensor device 100 according to an embodiment of the present invention includes a multi-sensor unit 10, an energy harvesting unit 20, a digital signal processing unit 30, and a digital communication unit 40 do.

멀티센서부(10)는 다채널 로드셀부(11)와 SAW 센서부(13)를 포함한다. The multi-sensor unit 10 includes a multi-channel load cell unit 11 and a SAW sensor unit 13.

다채널 로드셀부(11)는 압력센서, 진동센서, 스트레인게이지 등의 다양한 센서들이 다채널로 적용되어 있다. 다채널 로드셀부(11)는 아날로그 신호, 마그네틱, 진동, 압력등 다양한 소스로부터의 정보를 받아 전기적, 물성적 신호로 변환해주는 소재로 센서를 통한 전기적, 물성적 신호의 정보를 사용자가 요구하는 사양의 수준으로 변환 해주는 변환 모듈을 포함한다. 다채널 로드셀부(11)는 다채널로 적용하여 다중 센서 적용이 가능하며 또한 로드셀을 통해 발생되는 값을 변환 신호 모듈을 이용하여 변환, 디지털 처리까지 한 번에 가능한 모듈을 구성한다.The multichannel load cell unit 11 is applied with various sensors such as a pressure sensor, a vibration sensor, and a strain gauge in multiple channels. The multi-channel load cell unit 11 receives information from various sources such as an analog signal, magnetism, vibration, and pressure and converts the electrical and physical signals into electrical and physical signals. To a level of < / RTI > The multi-channel load cell unit 11 can be applied to multiple sensors by applying multiple sensors, and the modules generated by the load cell can be converted and converted into digital signals using a conversion signal module.

SAW(Surface Acoustic Wave) 센서부(13)는 표면탄성파를 이용하여 진동 등을 감지하기 위한 모듈로서 다채널 로드셀부(11)와 함께 멀티센서부(10)를 구성하여 감지신호에 대한 신뢰성을 더욱 높일 수 있다. The surface acoustic wave (SAW) sensor unit 13 is a module for sensing vibrations or the like by using a surface acoustic wave. The multi-sensor unit 10 together with the multi-channel load cell unit 11 can improve the reliability .

일반적으로 로드셀보다 SAW 센서부(13)가 더 정확도가 높지만 두 가지 센서 모두 에러 가능성이 있기 때문에 멀티센서부(10)에서 다양한 센서의 입력을 기초로 구조물의 위험성 등을 더욱 정밀하게 판단할 수 있다.Generally, the SAW sensor unit 13 is more accurate than the load cell. However, since both of the two sensors have an error possibility, the risk of the structure can be more precisely judged based on various sensor inputs in the multi-sensor unit 10 .

에너지 하베스팅부(20)는 멀티센서부(10)로부터 입력되는 신호를 에너지로 변환하기 위한 것으로, 진동이나 압력 등의 센서 신호를 에너지로 변환하는 제1 에너지 하베스팅부(21)와 RF신호를 에너지로 변환하는 제2 에너지 하베스팅부(23)를 포함한다. 이때, 에너지 하베스팅부(20)는 센서 신호 및 RF 신호를 에너지로 변환 시 각 모듈에 맞는 전원으로 변환하여 공급하도록 설계된다. The energy harvesting unit 20 converts a signal input from the multi-sensor unit 10 into energy. The energy harvesting unit 20 includes a first energy harvesting unit 21 for converting sensor signals such as vibration and pressure into energy, And a second energy harvesting part 23 for converting the energy to the energy. At this time, the energy harvesting unit 20 is designed to convert a sensor signal and an RF signal into a power suitable for each module when converting it into energy.

도 2는 에너지 하베스팅부(20)의 회로도의 일 예를 도시한 것이고, 도 3은 제2 에너지 하베스팅부(23)의 개념도이다.Fig. 2 shows an example of a circuit diagram of the energy harvesting part 20, and Fig. 3 shows a conceptual view of the second energy harvesting part 23. Fig.

제2 에너지 하베스팅부(23)는 미리 결정된 주기에 따른 펄스 신호를 발생하는 펄스 발생부, 펄스 발생부와 연결되어 구형파 신호를 출력하는 구형파 발생부, 구형파 발생부에서 출력되는 신호에 의하여 제어되는 온오프 스위칭 동작에 대응하여 삼각파 신호를 발생시키는 삼각파 발생부, 및 삼각파 발생부에서 출력된 삼각파 신호에 기초하여 구형파 발진 신호를 출력하는 발진부를 포함한다.The second energy harvesting unit 23 includes a pulse generating unit for generating a pulse signal according to a predetermined period, a rectangular wave generating unit connected to the pulse generating unit to output a rectangular wave signal, A triangular wave generator for generating a triangular wave signal in response to the off-switching operation, and an oscillator for outputting a rectangular wave oscillation signal based on the triangular wave signal output from the triangle wave generator.

본 발명은 멀티센서부(10)로부터 입력되는 센서신호를 에너지원으로 변환하여 자체 구동전원을 확보함으로써 무전원 모듈을 구현할 수 있다는 점에서 설치가 어려운 구조물 등에 한번의 설치로 위험 여부를 진단할 수 있어 매우 유용하다.Since the sensor signal input from the multi-sensor unit 10 is converted into an energy source and the self-driving power source is secured, the present invention can diagnose the danger by installing the power source module in a structure difficult to install Very useful.

디지털 신호 처리부(30)는 하베스팅부로터 에너지를 공급받아 동작하며, 멀티센서부(10)로부터 입력되는 신호를 디지털 신호로 변환하여 처리하기 위한 모듈로서, 도 4는 디지털 신호 처리부(30)의 회로도의 일 예를 도시한 것이다.4 is a circuit diagram of the digital signal processing unit 30. The digital signal processing unit 30 includes a digital signal processing unit 30 and a digital signal processing unit 30. The digital signal processing unit 30 receives the energy from the harvesting unit, As shown in FIG.

디지털 통신부(40)는 디지털 신호 처리부(30)의 출력신호를 처리하여 소정의 포맷에 따라 외부로 전송하는 것으로, 외부 전송 통신 포맷에 따라 다양한 통신 포맷으로 변환 가능하며, 본 실시예에서는 디지털 통신부(40)가 지그비(Zigbee) 통신모듈을 갖는 것을 일 예로 한다.The digital communication unit 40 processes the output signal of the digital signal processing unit 30 and transmits it to the outside in accordance with a predetermined format. The digital communication unit 40 can be converted into various communication formats according to the external transmission communication format. In this embodiment, 40 has a Zigbee communication module as an example.

한편, 본 발명의 다른 실시예에서는 디지털 신호 처리부(30)는 다채널 로드셀부(11)와 SAW 센서부(13)의 입력신호를 비교하여 이벤트 신호를 발생시킬 수 있다. 예컨대, 다채널 로드셀부(11)의 센서 신호로부터는 일정 하중이 존재한다고 판단되고, SAW 센서부(13)의 입력신호로부터는 일정 하중이 존재하지 않는 것으로 판단되거나 서로 반대인 경우, 즉 각각의 센서신호의 데이터가 서로 다른 결과를 나타낼 때 디지털 신호 처리부(30)는 이벤트 신호를 발생시켜 해당 센싱 신호가 에러임을 나타낼 수 있다. 다른 예로 복수의 센서가 서로 동일한 결과를 나타낼 때는 입력 신호를 그대로 처리하여 이상 여부 등에 대해 신뢰성 있는 결과를 외부로 전송하도록 설계한다.Meanwhile, in another embodiment of the present invention, the digital signal processing unit 30 may generate an event signal by comparing the input signals of the multi-channel load cell unit 11 and the SAW sensor unit 13. For example, when it is determined that a constant load exists from the sensor signal of the multi-channel load cell unit 11, and when it is determined from the input signal of the SAW sensor unit 13 that there is no constant load, When the data of the sensor signal indicates different results, the digital signal processing unit 30 may generate an event signal to indicate that the corresponding sensing signal is an error. As another example, when a plurality of sensors show the same result, the input signal is processed as it is, and a reliable result is transmitted to the outside.

이와 같이, 본 발명에서는 다양한 센서의 종류를 멀티 채널로 적용하여 각각의 센싱신호를 비교하여 신뢰성 있는 데이터를 외부로 전송함으로써 진단 데이터의 신뢰성을 높일 수 있다.As described above, according to the present invention, the reliability of the diagnostic data can be improved by applying various kinds of sensors to the multi-channel, comparing the respective sensing signals, and transmitting the reliable data to the outside.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 멀티 센서 장치(100)의 제어방법의 제어 흐름도이다.5 is a control flowchart of a method of controlling a multi-channel multi-sensor apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 멀티 센서 장치(100)의 제어방법은 다채널 로드셀부(11)로부터 진동 또는 하중에 관한 센서 신호를 입력받는 동시에 SAW 센서부(13)로부터 압력에 관한 신호를 센싱한다(S10)5, a method of controlling a multi-channel multi-sensor device 100 according to an embodiment of the present invention includes receiving a sensor signal related to vibration or load from a multi-channel load cell unit 11, (S10). ≪ RTI ID = 0.0 >

그리고, 다채널 로드셀부(11)와 SAW 센서부(13)로부터 입력되는 신호를 에너지로 변환하는데, 이때 각 모듈의 구동 전원 예컨대 디지털 신호 처리부(30) 및 디지털 통신부(40)의 구동전원의 레벨에 맞게 변환하여 제공한다(S11).The signal input from the multichannel load cell unit 11 and the SAW sensor unit 13 is converted into energy. At this time, the driving power of each module, for example, the level of the driving power of the digital signal processing unit 30 and the digital communication unit 40 (S11).

한편, 디지털 신호 처리부(30)는 에너지 하베스팅부(20)로부터 에너지를 공급받아 센싱한 신호를 소정의 디지털 신호로 변환한다(S13).On the other hand, the digital signal processing unit 30 converts the sensed signal supplied from the energy harvesting unit 20 into a predetermined digital signal (S13).

디지털 통신부(40)는 디지털 신호로 변환된 신호를 소정의 포맷 예컨대 지그비 통신 규격에 맞게 처리하여 외부로 전송한다(S15). The digital communication unit 40 processes the signal converted into the digital signal according to a predetermined format such as Zigbee communication standard and transmits it to the outside (S15).

본 발명에 따른 다채널 멀티 센서 장치(100)는 교량, 싱크홀, 터널, 기차 레일 등의 구조물에 장착 가능하며, 각 구조물의 특징에 따라 센서의 종류, 부착 위치, 센싱 데이터의 처리, 기준 데이터 등이 다양하게 설계될 수 있다. 예컨대, 교량을 부식, 크랙, 붕괴 감지, 산사태 빈번 발생지역에 스트레인게이지 센서 장착, 장마철 등 산사태 빈번 발생시기 감지, 철도 레일에 스트레인 게이지 센서 장착을 통해 레일의 크랙 등을 실시간 방지할 수 있다.The multi-channel multi-sensor device 100 according to the present invention can be mounted on structures such as bridges, sinkholes, tunnels, train rails, and the like, and the type, location, Can be designed in various ways. For example, it is possible to prevent corrosion of bridges, cracks, collapse detection, installation of strain gauge sensors in frequent landslides, detection of occurrence of frequent landslides such as rainy season, and rail cracks by installing strain gauge sensors on railways.

비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.
Although several embodiments of the present invention have been shown and described, those skilled in the art will appreciate that various modifications may be made without departing from the spirit or scope of the present invention . The scope of the invention will be determined by the appended claims and their equivalents.

10: 멀티센서부 20: 에너지 하베스팅부
30: 디지털 신호 처리부 40: 디지털 통신부10: Multi-sensor part 20: Energy harvesting part
30: digital signal processing unit 40: digital communication unit

Claims (8)

다채널 멀티 센서 장치에 있어서,
다채널 로드셀부와 SAW 센서부를 포함하는 멀티센서부;
상기 멀티센서부로부터 입력되는 신호를 에너지로 변환하는 에너지 하베스팅부;
상기 하베스팅부로터 에너지를 공급받아 동작하며, 상기 멀티센서부로부터 입력되는 신호를 디지털 신호로 변환하는 디지털 신호 처리부; 및
상기 디지털 신호 처리부의 출력신호를 처리하여 소정의 포맷에 따라 외부로 전송하는 디지털 통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 멀티 센서 장치.
In a multi-channel multi-sensor device,
A multi-sensor unit including a multi-channel load cell unit and a SAW sensor unit;
An energy harvesting unit for converting a signal input from the multi-sensor unit into energy;
A digital signal processor for receiving the energy of the harvesting rotor and converting a signal input from the multi-sensor unit into a digital signal; And
And a digital communication unit for processing the output signal of the digital signal processing unit and transmitting the processed signal to the outside according to a predetermined format.
제1항에 있어서,
상기 에너지 하베스팅부는 상기 멀티센서부를 통해 입력되는 신호를 소스로 에너지를 하베스팅하는 제1 에너지 하베스팅부와 RF 방식의 제2 에너지 하베스팅부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 멀티 센서 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the energy harvesting unit includes a first energy harvesting unit for harvesting energy from a signal input through the multi-sensor unit as a source, and a second energy harvesting unit as an RF scheme.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 다채널 로드셀부는 진동을 감지하기 위한 센서와 압력 및 하중을 감지하기 위한 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 멀티 센서 장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the multi-channel load cell unit includes a sensor for sensing vibration and a sensor for sensing pressure and load.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 디지털 신호 처리부는 상기 다채널 로드셀부와 상기 SAW 센서부의 입력신호를 비교하여 이벤트 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 다채널 멀티 센서 장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the digital signal processor compares input signals of the multi-channel load cell unit and the SAW sensor unit to generate an event signal.
제1항에 있어서,
상기 다채널 멀티 센서 장치는 교량, 싱크홀, 터널, 기차 레일에 장착 가능한 것을 특징으로 하는 다채널 멀티 센서 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the multi-channel multi-sensor device is mountable on a bridge, a sink hole, a tunnel, and a train rail.
제1항에 있어서,
상기 디지털 통신부는 지그비 통신을 위한 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 멀티 센서 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the digital communication unit includes a module for Zigbee communication.
제2항에 있어서,
상기 제2 에너지 하베스팅부는 미리 결정된 주기에 따른 펄스 신호를 발생하는 펄스 발생부, 상기 펄스 발생부와 연결되어 구형파 신호를 출력하는 구형파 발생부, 상기 구형파 발생부에서 출력되는 신호에 의하여 제어되는 온오프 스위칭 동작에 대응하여 삼각파 신호를 발생시키는 삼각파 발생부, 및 상기 삼각파 발생부에서 출력된 상기 삼각파 신호에 기초하여 구형파 발진 신호를 출력하는 발진부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 멀티 센서 장치.
3. The method of claim 2,
The second energy harvesting unit includes a pulse generating unit generating a pulse signal according to a predetermined period, a rectangular wave generating unit connected to the pulse generating unit to output a rectangular wave signal, A triangular wave generator for generating a triangular wave signal in response to the off-switching operation, and an oscillator for outputting a rectangular wave oscillation signal based on the triangle wave signal output from the triangle wave generator.
다채널 멀티 센서 장치의 제어방법에 있어서,
다채널 로드셀부로부터 진동 또는 하중에 관한 신호를 센싱하는 단계;
SAW 센서부로부터 압력에 관한 신호를 센싱하는 단계;
상기 다채널로드셀부와 상기 SAW센서부로부터 입력되는 신호를 에너지로 변환하는 단계;
상기 에너지를 공급받아 센싱한 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계; 및
상기 디지털 신호로 변환된 신호를 소정의 포맷에 따라 외부로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 멀티 센서 장치의 제어방법.A method for controlling a multi-channel multi-sensor device,
Sensing a signal relating to vibration or load from the multi-channel load cell unit;
Sensing a signal relating to pressure from the SAW sensor unit;
Converting the signal input from the multi-channel load cell unit and the SAW sensor unit into energy;
Converting the sensed signal supplied with the energy into a digital signal; And
And transmitting the signal converted into the digital signal to the outside according to a predetermined format.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108444638A (en) * 2017-02-16 2018-08-24 森萨塔科技公司 Dual output pressure sensor with single pressure transducer element
KR20210073690A (en) * 2019-12-10 2021-06-21 한국철도기술연구원 Train Wireless Sensor Node Using RF Energy Harvesting

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