KR20160127959A - 압전소자를 이용한 주차 유무 감지 센서노드 및 이를 이용한 주차 관리시스템 - Google Patents

압전소자를 이용한 주차 유무 감지 센서노드 및 이를 이용한 주차 관리시스템 Download PDF

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KR20160127959A
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Abstract

본 발명은 압전소자를 이용한 주차 유무 감지 센서노드 및 이를 이용한 주차 관리시스템에 관한 것으로, 본 발명의 압전소자를 이용한 주차 유무 감지 센서노드는 자동차 주차구역에 배치되어 자동차의 출입에 의해 제1전원을 발생하여 출력하는 압전소자판넬과; 압전소자판넬과 연결되어 제1전원을 수신받아 정류하여 제2전원을 출력하는 정류회로와; 정류회로와 연결되어 제2전원을 수신받아 충전하는 슈퍼 커패시터와; 슈퍼 커패시터와 연결되어 제2전원보다 전압레벨이 낮은 제3전원을 수신받아 구동되어 압전소자판넬에서 제1전원이 발생하였는지 여부를 감지하여 전원감지신호를 발생하여 출력하는 마이콤과; 슈퍼 커패시터와 연결되어 제2전원보다 전압레벨이 낮은 제3전원을 수신받아 구동되어 전원감지신호가 수신되면 전원감지신호를 출력하는 무선통신부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

압전소자를 이용한 주차 유무 감지 센서노드 및 이를 이용한 주차 관리시스템{Node for sensing parking of a vehicle using piezoelectric device and parking management system using the same}
본 발명은 압전소자를 이용한 주차 유무 감지 센서노드 및 이를 이용한 주차 관리시스템에 관한 것으로, 특히 하베스팅 에너지원(harvesting energy source)을 발생하는 압전소자를 이용하여 자동차가 주차되었는지 여부를 감지할 수 있는 압전소자를 이용한 주차 유무 감지 센서노드 및 이를 이용한 주차관리 시스템에 관한 것이다.
대형 건물, 공원 놀이 시설 등은 자동차를 이용하는 사람의 편의를 위해 주차장을 제공하나 주차 관리시스템이 설치되지 않은 주차장은 자동차를 이용하는 사람이 많은 경우에 빈 주차구역을 찾기 어려운 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 대형 건물, 공원 놀이 시설 등은 이용자가 빈 주차구역을 용이하게 찾도록 유도하기 위해 주차 관리시스템을 제공한다.
한국등록특허 제1191776호(특허문헌 1)은 주차 관리시스템에 관한 것으로, 카메라, 지자기센서, 주차표시장치 및 주차관리장치로 구성된다.
카메라는 주차장에 설치되면서 각 주차공간에 주차된 차량의 차량번호영역 및 배경 영상을 촬영하여 제공하며, 지자기센서는 각 주차공간에 설치되면서 해당 주차공간에서 감지되는 지자기감지레벨을 포함하는 상태변동정보를 제공한다. 주차표시장치는 주차장에 설치되면서 다수의 주차공간으로 형성되는 일정 규모의 주차영역에 대한 주차상태정보를 표시출력한다. 주차관리장치는 카메라를 통해 일정 주차영역에 대한 배경 영상을 촬영하도록 제어하며, 지자기센서로부터 상태변동정보가 인가되면 카메라를 통해 해당 주차공간에 주차된 차량번호 영상을 촬영하도록 요구하고, 카메라를 통해 제공되는 차량번호 영상을 근거로 차량번호를 판독함으로써 주차공간에 대한 입차 및 출차를 용이하게 판단하고 이에 대한 주차상태정보를 주차표시장치를 통해 표시출력하도록 제어한다.
한국등록특허 제1191776호에 공개된 종래의 주차 관리시스템은 지자기센서를 이용해 주차공간에 자동차가 주차되었는지 여부를 확인하여 주차를 관리한다. 이와 같이 주차공간에 자동차가 주차되었는 여부를 확인하는 지자기 센서는 구동하기 위한 별도의 전원이 요구되는 문제점이 있다.
특허문헌 1: 한국등록특허 제1191776호(등록일: 2012.10.23)
본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 하베스팅 에너지원(harvesting energy source)을 발생하는 압전소자를 이용하여 자동차가 주차되었는지 여부를 감지할 수 있는 압전소자를 이용한 주차 유무 감지 센서노드 및 이를 이용한 주차관리 시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 하베스팅 에너지원을 발생하는 압전소자를 이용하여 자동차가 주차되었는지 여부를 감지할 수 있도록 함으로써 별도의 전원장치 없이 압전소자를 이용한 주차 유무 감지 센서노드를 구동시킬 수 있는 압전소자를 이용한 주차 유무 감지 센서노드 및 이를 이용한 주차관리 시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 압전소자를 이용한 주차 유무 감지 센서노드는 자동차 주차구역에 배치되어 자동차의 출입에 의해 제1전원을 발생하여 출력하는 압전소자판넬과; 상기 압전소자판넬과 연결되어 제1전원을 수신받아 정류하여 제2전원을 출력하는 정류회로와; 상기 정류회로와 연결되어 제2전원을 수신받아 충전하는 슈퍼 커패시터와; 상기 슈퍼 커패시터와 연결되어 제2전원보다 전압레벨이 낮은 제3전원을 수신받아 구동되어 압전소자판넬에서 제1전원이 발생하였는지 여부를 감지하여 전원감지신호를 발생하여 출력하는 마이콤과; 상기 슈퍼 커패시터와 연결되어 제2전원보다 전압레벨이 낮은 제3전원을 수신받아 구동되어 전원감지신호가 수신되면 전원감지신호를 출력하는 무선통신부로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 주차 관리시스템은 다수개의 자동차 주차구역에 각각 배치되어 자동차의 주차 여부를 감지하여 전원감지신호를 출력하는 다수개의 주차 유무 감지 센서노드와; 상기 전원감지신호를 수신받아 다수개의 자동차 주차구역에 자동차가 주차되었는지 여부를 확인하여 주차 가능한 자동차 주차구역 ID(identification)를 인터넷망을 통해 출력하는 서버와; 상기 서버와 인터넷망으로 연결되어 상기 서버에서 출력되는 주차 가능한 자동차 주차구역 ID를 수신받아 주차가 가능한 자동차 주차구역을 표시하는 이동통신단말기로 구성되며, 상기 다수개의 주차 유무 감지 센서노드는 각각 자동차 주차구역에 배치되어 자동차의 출입에 의해 제1전원을 발생하여 출력하는 압전소자판넬과, 상기 압전소자판넬과 연결되어 제1전원을 수신받아 정류하여 제2전원을 출력하는 정류회로와, 상기 정류회로와 연결되어 제2전원을 수신받아 충전하는 슈퍼 커패시터와, 상기 슈퍼 커패시터와 연결되어 제2전원보다 전압레벨이 낮은 제3전원을 수신받아 구동되어 압전소자판넬에서 제1전원이 발생하였는지 여부를 감지하여 전원감지신호를 발생하여 출력하는 마이콤과, 상기 슈퍼 커패시터와 연결되어 제2전원보다 전압레벨이 낮은 제3전원을 수신받아 구동되어 전원감지신호가 수신되면 전원감지신호를 출력하는 무선통신부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 압전소자를 이용한 주차 유무 감지 센서노드 및 이를 이용한 주차 관리시스템은 하베스팅 에너지원을 발생하는 압전소자를 이용하여 자동차가 주차되었는지 여부를 감지할 수 있도록 함으로써 별도의 전원장치 없이 주차 유무 감지 센서노드를 구동시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 압전소자를 이용한 주차 유무 감지 센서노드의 구성을 나타낸 회로도,
도 2는 도 1에 도시된 압전소자판넬의 평면도,
도 3은 도 2에 도시된 압전소자판넬의 A-A선 단면도,
도 4는 도 2에 도시된 압전소자판넬의 B-B선 단면도,
도 5는 도 2에 도시된 자동차 주차구역에 압전소자판넬이 설치된 상태를 나타낸 평면도,
도 6은 본 발명의 압전소자를 이용한 주차 유무 감지 센서노드를 이용한 주차 관리시스템의 블럭도.
이하, 본 발명의 압전소자를 이용한 주차 유무 감지 센서노드 및 이를 이용한 주차 관리시스템의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1 및 도 2에서와 같이 본 발명의 압전소자를 이용한 주차 유무 감지 센서노드(100)는 압전소자판넬(110), 정류회로(120), 슈퍼 커패시터(130), 마이콤(140) 및 무선통신부(150)로 구성된다.
압전소자판넬(110)은 자동차 주차구역(10: 도 5에 도시됨)에 배치되어 자동차의 출입에 의해 제1전원(V1)을 발생하여 출력하며, 정류회로(120)는 압전소자판넬(110)과 연결되어 제1전원(V1)을 수신받아 정류하여 제2전원(V2)을 출력한다. 슈퍼 커패시터(130)는 정류회로(120)와 연결되어 제2전원(V2)을 수신받아 충전하며, 마이콤(140)은 슈퍼 커패시터(130)와 연결되어 제2전원(V2)보다 전압레벨이 낮은 제3전원(V3)을 수신받아 구동되어 압전소자판넬(110)에서 제1전원(V1)이 발생하였는지 여부를 감지하여 전원감지신호를 발생하여 출력한다. 무선통신부(150)는 슈퍼 커패시터(130)와 연결되어 제2전원(V2)보다 전압레벨이 낮은 제3전원(V3)을 수신받아 구동되어 전원감지신호가 수신되면 전원감지신호를 출력한다.
본 발명의 압전소자를 이용한 주차 유무 감지 센서노드(100)의 구성을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
압전소자판넬(110)은 도 5에서와 같이 자동차 주차구역(10)의 중심(C)에서 자동차 주차구역(10)의 길이방향(X)과 직교되는 방향(Y)으로 배치됨과 아울러 길이방향(X)의 일측과 타측의 끝단(110a,110b)이 각각 자동차 주차구역(10)을 표시하는 선(L1,L2)과 이격되도록 배치된다. 예를 들어, 압전소자판넬(110)의 일측과 타측의 끝단(110a,110b)과 자동차 주차구역(10)을 표시하는 선(L1,L2) 사이의 간격(S1,S2)은 1 내지 10㎝로 이격되도록 압전소자판넬(110)를 배치함으로써 인접된 자동차 주차구역(10)으로 진입되는 자동차(20)의 진입으로 인한 오동작을 방지한다. 여기서, 선(L1,L2)은 자동차 주차구역(10)의 길이방향(X)으로 표시된 선을 나타내고, 자동차 주차구역(10)의 중심(C)은 도 5에서와 같이 자동차 주차구역(10)의 꼭짓점을 이은 두 개의 선(L3,L4)의 교차점을 나타내며, 자동차 주차구역(10)의 일측에는 자동차(20)의 주차 시 이탈방지를 위한 방지턱(11,12)이 서로 이격되어 배치된다.
압전소자판넬(110)은 자동차(20)의 주차 유무를 감지하기 위해 자동차 주차구역(10)에 접착제나 볼트와 같은 체결부재(부재번호 미결재)로 배치되며, 도 2 내지 도 4에서와 같이 절연성 베이스판(111), 제1압전소자 어레이부(112), 제2압전소자 어레이부(113) 및 절연성 커버(114)로 구성된다.
절연성 베이스판(111)은 자동차 주차구역(10)의 중심에서 자동차 주차구역(10)의 길이방향(X)과 직교되는 방향(Y)으로 배치됨과 아울러 길이방향(X)의 일측과 타측의 끝단(111a,111b)이 각각 자동차 주차구역(10)을 표시하는 선(L1,L2)과 이격되도록 배치되며 중앙에 격벽(111c)이 형성된다. 이러한 절연성 베이스판(111)은 플라스틱이나 고무와 같은 절연성 재질로 형성되어 압전소자판넬(110)로 가해지는 충격을 완화시켜, 접착제나 볼트와 같은 체결부재(Bt)를 이용하여 자동차 주차구역(10)의 바닥면에 고정된다.
제1압전소자 어레이부(112)는 격벽(111c)의 일측과 절연성 베이스판(111)의 상부에 위치되도록 배치되어 자동차(20)의 출입에 의해 제1전원(V1)을 발생하여 출력한다. 제2압전소자 어레이부(113)는 제1압전소자 어레이부(112)와 이격되도록 격벽(111c)의 타측과 절연성 베이스판(111)의 상부에 배치되어 자동차(20)의 출입에 의해 제1전원(V1)을 발생하여 출력한다. 즉, 제1압전소자 어레이부(112)와 제2압전소자 어레이부(113)는 각각 자동차(20)가 자동차 주차구역(10)으로 진입되어 차륜(21,22)에 의해 압력을 받으면 교류전원인 제1전원(V1)을 발생하여 출력한다.
절연성 커버(114)는 제1압전소자 어레이부(112)와 제2압전소자 어레이부(113)를 커버(cover)하도록 제1압전소자 어레이부(112)와 제2압전소자 어레이부(113)의 상부에 배치되어 절연성 베이스판(111)과 연결된다. 즉, 절연성 커버(114)는 제1압전소자 어레이부(112)와 제2압전소자 어레이부(113)가 밀봉되도록 플라스틱이나 고무와 같은 절연성 재질을 몰딩 공정을 이용하여 형성되어 자동차(20)의 차륜에 의해 가해진 압력이 제1압전소자 어레이부(112)나 제2압전소자 어레이부(113)로 전달되도록 한다.
자동차(20)의 가압 의해 발생된 압력에 의해 제1전원(V1)을 발생하는 제1압전소자 어레이부(112)와 제2압전소자 어레이부(113)는 각각 도 2 내지 도 4에서와 같이 제1도전성 실리콘판(101), 절연성 실리콘판(102), 다수개의 압전소자(103) 및 제2도전성 실리콘판(104)으로 구성된다.
제1도전성 실리콘판(101)은 절연성 베이스판(111)의 상부로 돌출되어 일체로 형성되는 격벽(111c)의 일측이나 타측과 절연성 베이스판(111)의 상부에 위치되도록 배치된다. 절연성 실리콘판(102)은 격벽(111c)의 일측이나 타측과 도전성 실리콘판(101)의 상부에 위치되도록 배치되며, 다수개의 관통홀(102c)이 배열되어 형성된다. 다수개의 압전소자(103)는 각각 관통홀(102c)에 각각 삽입되어 도전성 실리콘판(101)과 전기적으로 연결되며, 각각 자동차(20)의 출입에 의해 제1전원(V1)을 발생하여 출력한다. 이러한 다수개의 압전소자(103)는 도 2에서와 같이 사각형이거나 원형(도시 않음)으로 형성되며, 압전소자(103)가 사각형으로 형성되는 경우에 관통홀(102c) 또한 사각형으로 형성되어 압전소자(103)가 관통홀(102c)에 삽입되어 서로 절연된 상태에서 절연성 실리콘판(102)에 의해 지지되도록 한다.
제2도전성 실리콘판(104)은 격벽(102c)의 일측이나 타측과 절연성 실리콘판(102)의 상부에 배치되어 다수개의 압전소자(103)와 연결된다. 예를 들어, 다수개의 압전소자(103)는 절연성 실리콘판(102)에 의해 지지된 상태에서 제1도전성 실리콘판(101)과 제2도전성 실리콘판(104)에 의해 서로 병렬로 연결되어 자동차(20)의 차륜(21,22) 중 어느 하나에 의해 압력이 가해지면 각각이 제1전원을 발생하게 된다. 여기서, 다수개의 압전소자(103)를 제1도전성 실리콘판(101)과 제2도전성 실리콘판(104)에 각각 전기적으로 연결하는 방법은 공지된 기술이 적용됨으로 설명을 생략하며, 제1도전성 실리콘판(101), 절연성 실리콘판(102) 및 제2도전성 실리콘판(104)을 각각 도전성이나 절연성 실리콘 재질을 사용하는 것은 자동차(10)로부터 가해지는 압력이 다수개의 압전소자(103)로 전달되도록 하기 위함이다.
정류회로(120)는 도 1에서와 같이 다수개의 다이오드(D1,D2,D3,D4)로 이루어져 압전소자판넬(110)과 전기적으로 연결된다. 예를 들어 정류회로(120)는 한 개나 두 개가 구비되어 제1압전소자 어레이부(112)와 제2압전소자 어레이부(113)에 각각 연결되는 제1리드단자(115)와 제2리드단자(116)와 연결되어 다수개의 압전소자(103)로부터 출력되는 제1전원(V1)을 정류하여 직류전원인 제2전원(V2)를 출력한다. 여기서, 제1리드단자(115)는 제2도전성 실리콘판(104)과 연결되며, 제2리드단자(116)는 제1도전성 실리콘판(101)에 연결된다. 도 1에 도시된 정류회로(120)는 한 개가 구비된 실시예를 도시하였으며, 두 개의 정류회로(130)가 구비되는 경우에 각각 제1압전소자 어레이부(112)와 제2압전소자 어레이부(113)에 연결되어 제1전원(V1)을 정류하여 슈퍼 커패시터(130)를 충전한다.
슈퍼 커패시터(130)는 EDLC(Electric double-layer capacitor)나 하이브리드 커패시터(hybrid capacitor)가 사용되며, 도 1에서와 같이 정류회로(120)와 연결되어 제2전원(V2)를 수신받아 충전된다. 슈퍼 커패시터(130)는 충전된 제2전원(V2)를 마이콤(140)이나 무선통신부(150)로 공급하여 마이콤(140)이나 무선통신부(150)가 구동되도록 함으로써 마이콤(140)이나 무선통신부(150)는 별도의 전원 없이 다수개의 압전소자(103)에서 발생되는 하베스팅 에너지원인 제1전원(V1)을 이용하여 구동할 수 있어 주차 유무 감지 센서노드(100)의 설치가 용이하며, 상용전력의 사용하지 않음으로써 유지비용을 절감할 수 있다.
다수개의 압전소자(103)로부터 출력되는 제1전원(V1)을 감지하여 자동차(20)의 주차 여부를 감지하는 마이콤(140)은 도 1에서와 같이 슈퍼 커패시터(130)와 연결되어 제2전원(V2)보다 전압레벨이 낮은 제3전원(V3)을 수신받아 구동되며, 압전소자판넬(110)의 제1압전소자 어레이부(112)와 제2압전소자 어레이부(113)와 각각 연결된다.
이러한 마이콤(140)은 한 번 이상 제1전원발생 감지신호를 감지시 홀 수번째 제1전원발생 감지신호가 감지된 후 3 내지 10분 이내에 제1전원발생 감지신호가 감지되지 않으면 자동차 주차구역(10)에 자동차(20)가 주차되는 것으로 판단하여 전원감지신호를 발생하여 출력한다. 여기서, 제1전원발생 감지신호는 압전소자판넬(110)의 제1압전소자 어레이부(112)와 제2압전소자 어레이부(113)로부터 각각 1 내지 2분 이내에 제1압전소자 어레이부(112)에서 제1전원(V1)이 감지된 후 제2압전소자 어레이부(113)에서 제1전원(V1)이 감지되는 상태의 신호를 나타낸다. 제1전원발생 감지신호를 이용하는 것은 압전소자판넬(110)이 자동차 주차구역(10)의 중심(C)에 배치됨으로써 자동차(20)가 경차로 작은 경우에도 자동차(20)의 전류(21)이나 후륜(22) 중 하나만 압전소자판넬(110)를 밟아 가압할 수 있도록 배치되기 때문이다.
무선통신부(150)는 도 1 및 도 6에서와 같이 서버(200)와 무선으로 통신할 수 있도록 무선통신부(150)와 지그비, 블루투스나 적외선 통신이 적용되며 서버(200)는 지그비, 블루투스나 적외선 통신 보드(도시 않음)가 구비된다.
전압 분배기(160)는 압전소자판넬(110)과 마이콤(140) 사이에 구비된다. 이러한 전압 분배기(160)는 압전소자판넬(110)과 마이콤(140) 사이에 연결되어 제1전원(V1)을 분압하여 마이콤(140)으로 출력한다. 즉, 전압 분배기(160)는 도 1에서와 같이 저항(R1,R2)로 이루어져 압전소자판넬(110)의 제1압전소자 어레이부(112)에 연결되며, 저항(R1,R2)에 의해 제1압전소자 어레이부(112)에서 발생되어 출력되는 제1전원(V1)을 분압하여 과도하게 마이콤(140)으로 고압 및 고전류가 입력되는 것을 방지한다. 전압 분배기(160)는 도 1에서와 같이 제1압전소자 어레이부(112)와 마이콤(140) 사이에 연결되는 실시예를 도시하였으나, 마이콤(140)을 보호하기 위해 제2압전소자 어레이부(113)와 마이콤(140) 사이에도 연결한다.
전술한 구성을 갖는 주차 유무 감지 센서노드(100)를 이용한 본 발명의 주차 관리시스템를 첨부된 도 5 및 도 6를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 5 및 도 6에서와 같이 본 발명의 주차 관리시스템은 다수개의 주차 유무 감지 센서노드(100), 서버(200) 및 이동통신단말기(300)로 구성된다.
다수개의 주차 유무 감지 센서노드(100)는 각각 다수개의 자동차 주차구역(10)에 각각 배치되어 자동차(20)의 주차 여부를 감지하여 전원감지신호를 출력한다. 예를 들어, 한 개의 자동차 주차구역(10)에 도 5에 도시된 바와 같이 한 개의 주차 유무 감지 센서노드(100)를 배치한다. 여기서, 한 개의 주차 유무 감지 센서노드(100)는 압전소자판넬(110)이 자동차 주차구역(10)의 중심에 배치되고 정류회로(120), 슈퍼 커패시터(130), 마이콤(140) 및 무선통신부(150)는 각각 자동차 주차구역(10)에 배치되는 방지턱(11,12)의 일측 즉, 자동차(20)의 차륜(21,22)이 접하지 않은 면에 배치되어 자동차(20)의 통행 즉, 출입으로 인한 손상을 방지한다.
주차 유무 감지 센서노드(100)는 자동차 주차구역(10)에 자동차(20)가 주차되었는지 여부를 마이콤(140)에서 판단한다. 마이콤(140)은 전술한 것과 같이 한 번 이상 제1전원발생 감지신호를 감지시 홀 수번째 제1전원발생 감지신호가 감지된 후 3 내지 10분 이내에 제1전원발생 감지신호가 감지되지 않으면 자동차 주차구역(10)에 자동차(20)가 주차되는 것으로 판단하여 전원감지신호를 발생하여 출력한다.
마이콤(140)은 자동차(20)의 중량에 의해 압전소자판넬(110)에서 발생되는 제1전원 레벨만을 이용하여 자동차 주차구역(10)에 자동차(20)의 주차유무를 감지한다. 예를 들어, 마이콤(140)은 450㎏ 이상의 무게가 압전소자판넬(110)을 밟을 때 발생되는 전압 레벨을 제1전원으로 판단하여 자동차(20)와 비자동차(도시 않음)를 구별한다. 여기서, 비자동차는 사람, 이륜차나 기타 물품 등을 나타낸다. 이와 같이 마이콤(140)은 450㎏ 이상의 무게가 압전소자판넬(110)을 밟을 때 발생되는 전압 레벨을 제1전원으로 판단함으로써 자동차 주차구역(10)에 배치된 압전소자판넬(110)을 비자동차 즉, 사람이나 이륜차 등이 위치하는 경우에 이를 무시함으로써 압전소자판넬(110)만으로 자동차(20)가 주차되었는지 여부를 확인할 수 있게 된다.
서버(200)는 다수개의 주차 유무 감지 센서노드(100) 중 한 개 이상에서 전원감지신호가 발생되어 출력되면 전원감지신호를 수신받아 다수개의 자동차 주차구역(10)에 자동차(20)가 주차되었는지 여부를 확인하여 주차 가능한 자동차 주차구역 ID(identification)를 인터넷망을 통해 출력한다. 주차 유무 감지 센서노드(100)에서 출력되는 전원감지신호는 마이콤(140)에서 발생되면 마이콤(140)은 자동차 주차구역(10)에 자동차(20)가 주차된 것으로 판단되면 전원감지신호를 발생하여 출력하며, 전원감지신호에 자동차(20)가 주차된 해당 자동차 주차구역 ID를 포함하여 전송한다.
서버(200)는 주차 유무 감지 센서노드(100)에서 전원감지신호가 수신되면 해당 자동차 주차구역(10)에 자동차(20)가 주차된 것으로 판단하여 이동통신단말기(300)로 주차 가능한 자동차 주차구역 ID를 인터넷망을 통해 전송한다. 이동통신단말기(300)는 서버(200)와 인터넷망으로 연결되어 서버(200)에서 출력되는 주차 가능한 자동차 주차구역 ID를 수신받아 주차가 가능한 자동차 주차구역(10)을 표시하여 자동차(20)의 주차를 용이하게 한다. 즉, 이동통신단말기(300)는 주차 가능한 자동차 주차구역 ID를 수신받기 위해 어플리케이션 프로그램이 설치되며, 어플리케이션 프로그램은 실행과 동시에 서버(200)로부터 주차 가능한 자동차 주차구역 ID를 수신받을 수 있도록 프로그래밍됨에 의해 자동차(20)를 이용하는 고객이 용이하게 주차를 할 수 있도록 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 주차 유무 감지 센서노드 및 이를 이용한 주차 관리시스템은 하베스팅 에너지원을 발생하는 압전소자를 이용하여 자동차가 주차되었는지 여부를 감지할 수 있도록 함으로써 별도의 전원장치 없이 주차 유무 감지 센서노드를 구동시킬 수 있다.
본 발명의 압전소자를 이용한 주차 유무 감지 센서노드 및 이를 이용한 주차 관리시스템은 물체를 감지하는 센서나 주차장 관리 시스템의 제조산업에 적용될 수 있다.
100: 주차 유무 감지 센서노드 110: 압전소자판넬
111: 절연성 베이스판 112: 제1압전소자 어레이부
113: 제2압전소자 어레이부 114: 절연성 커버
120: 정류회로 130: 슈퍼 커패시터
140: 마이콤 150: 무선통신부
200: 서버 300: 이동통신 단말기

Claims (9)

  1. 자동차 주차구역에 배치되어 자동차의 출입에 의해 제1전원을 발생하여 출력하는 압전소자판넬과;
    상기 압전소자판넬과 연결되어 제1전원을 수신받아 정류하여 제2전원을 출력하는 정류회로와;
    상기 정류회로와 연결되어 제2전원을 수신받아 충전하는 슈퍼 커패시터와;
    상기 슈퍼 커패시터와 연결되어 제2전원보다 전압레벨이 낮은 제3전원을 수신받아 구동되어 압전소자판넬에서 제1전원이 발생하였는지 여부를 감지하여 전원감지신호를 발생하여 출력하는 마이콤과;
    상기 슈퍼 커패시터와 연결되어 제2전원보다 전압레벨이 낮은 제3전원을 수신받아 구동되어 전원감지신호가 수신되면 전원감지신호를 출력하는 무선통신부로 구성되는 것을 특징으로 하는 압전소자를 이용한 주차 유무 감지 센서노드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 압전소자판넬은 자동차 주차구역의 중심에서 자동차 주차구역의 길이방향과 직교되는 방향으로 배치됨과 아울러 길이방향의 일측과 타측의 끝단이 각각 자동차 주차구역을 표시하는 선과 이격되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 압전소자를 이용한 주차 유무 감지 센서노드.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 압전소자판넬의 일측과 타측의 끝단과 자동차 주차구역을 표시하는 선 사이의 간격은 1 내지 10㎝인 것을 특징으로 하는 압전소자를 이용한 주차 유무 감지 센서노드.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 압전소자판넬은 자동차 주차구역의 중심에서 자동차 주차구역의 길이방향과 직교되는 방향으로 배치됨과 아울러 길이방향의 일측과 타측의 끝단이 각각 자동차 주차구역을 표시하는 선과 이격되도록 배치되며 중앙에 격벽이 형성되는 절연성 베이스판과;
    상기 격벽의 일측과 상기 절연성 베이스판의 상부에 위치되도록 배치되어 자동차의 출입에 의해 제1전원을 발생하여 출력하는 제1압전소자 어레이부와;
    상기 제1압전소자 어레이부와 이격되도록 상기 격벽의 타측과 상기 절연성 베이스판의 상부에 배치되어 자동차의 출입에 의해 제1전원을 발생하여 출력하는 제2압전소자 어레이부와;
    상기 제1압전소자 어레이부와 상기 제2압전소자 어레이부를 커버하도록 제1압전소자 어레이부와 제2압전소자 어레이부의 상부에 배치되어 상기 절연성 베이스판과 연결되는 절연성 커버로 구성되는 것을 특징으로 하는 압전소자를 이용한 주차 유무 감지 센서노드.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1압전소자 어레이부와 상기 제2압전소자 어레이부는 각각 상기 격벽의 일측이나 타측과 상기 절연성 베이스판의 상부에 위치되도록 배치되는 제1도전성 실리콘판과;
    상기 격벽의 일측이나 타측과 상기 도전성 실리콘판의 상부에 위치되도록 배치되며 다수개의 관통홀이 배열되어 형성되는 절연성 실리콘판과;
    상기 관통홀에 각각 삽입되어 상기 도전성 실리콘판과 연결되며 각각 자동차의 출입에 의해 제1전원을 발생하여 출력하는 다수개의 압전소자와;
    상기 격벽의 일측이나 타측과 상기 절연성 실리콘판의 상부에 배치되어 다수개의 압전소자와 연결되는 제2도전성 실리콘판으로 구성되는 것을 특징으로 하는 압전소자를 이용한 주차 유무 감지 센서노드.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 마이콤은 상기 슈퍼 커패시터와 연결되어 제2전원보다 전압레벨이 낮은 제3전원을 수신받아 구동되고, 압전소자판넬의 제1압전소자 어레이부와 상기 제2압전소자 어레이부와 연결되고, 한 번 이상 제1전원발생 감지신호를 감지시 홀 수번째 제1전원발생 감지신호가 감지된 후 3 내지 10분 이내에 제1전원발생 감지신호가 감지되지 않으면 자동차 주차구역에 자동차가 주차되는 것으로 판단하여 전원감지신호를 발생하여 출력하며,
    상기 제1전원발생 감지신호는 압전소자판넬의 제1압전소자 어레이부와 제2압전소자 어레이부로부터 각각 1 내지 2분 이내에 제1압전소자 어레이부에서 제1전원이 감지된 후 제2압전소자 어레이부에서 제1전원이 감지되는 상태를 나타내는 것을 특징으로 하는 압전소자를 이용한 주차 유무 감지 센서노드.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 마이콤은 450 ㎏이상의 무게가 압전소자판넬을 밟을 때 발생되는 전압 레벨을 제1전원으로 판단하는 것을 특징으로 하는 압전소자를 이용한 주차 유무 감지 센서노드.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 압전소자판넬과 상기 마이콤 사이에 전압 분배기가 구비되고, 상기 전압 분배기는 상기 압전소자판넬과 상기 마이콤 사이에 연결되어 제1전원을 분압하여 마이콤으로 출력하는 것을 특징으로 하는 압전소자를 이용한 주차 유무 감지 센서노드.
  9. 다수개의 자동차 주차구역에 각각 배치되어 자동차의 주차 여부를 감지하여 전원감지신호를 출력하는 다수개의 주차 유무 감지 센서노드와;
    상기 전원감지신호를 수신받아 다수개의 자동차 주차구역에 자동차가 주차되었는지 여부를 확인하여 주차 가능한 자동차 주차구역 ID(identification)를 인터넷망을 통해 출력하는 서버와;
    상기 서버와 인터넷망으로 연결되어 상기 서버에서 출력되는 주차 가능한 자동차 주차구역 ID를 수신받아 주차가 가능한 자동차 주차구역을 표시하는 이동통신단말기로 구성되며,
    상기 다수개의 주차 유무 감지 센서노드는 각각 자동차 주차구역에 배치되어 자동차의 출입에 의해 제1전원을 발생하여 출력하는 압전소자판넬과, 상기 압전소자판넬과 연결되어 제1전원을 수신받아 정류하여 제2전원을 출력하는 정류회로와, 상기 정류회로와 연결되어 제2전원을 수신받아 충전하는 슈퍼 커패시터와, 상기 슈퍼 커패시터와 연결되어 제2전원보다 전압레벨이 낮은 제3전원을 수신받아 구동되어 압전소자판넬에서 제1전원이 발생하였는지 여부를 감지하여 전원감지신호를 발생하여 출력하는 마이콤과, 상기 슈퍼 커패시터와 연결되어 제2전원보다 전압레벨이 낮은 제3전원을 수신받아 구동되어 전원감지신호가 수신되면 전원감지신호를 출력하는 무선통신부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 주차 관리시스템.

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