KR20180079792A - 부분교체 가능한 센서모듈을 이용한 환경정보 모니터링 시스템 - Google Patents

Abstract

적용 사업장 별 센서의 종류에 따른 모듈의 교체가 가능함
공정 변경이 잦은 사업장의 경우 센서 변경에 따른 모듈의 교체가 가능하여 경제적임
통신기능 탑재로 센서에서 측정된 값이 작업자의 스마트폰으로 전송되어 Application을 통해 즉시 확인이 가능하여 사고 위험 감지 및 즉각적인 안전사고 대응이 가능함
사업장 내 측정물질 농도별 위험상황 분석 및 사고 예측 시 경보알림이 가능하며, 데이터 수집 및 관리 가능

Description

부분교체 가능한 센서모듈을 이용한 환경정보 모니터링 시스템{ENVIRONMENTAL INFORMATION MONITORING SYSTEM USING PARTIALLY REPLACEABLE SENSOR MODULE}

환경정보 모니터링 시스템에 관한 것이다.

본 명세서에서 게시되고 예시되며 청구된 장치는 일반적으로 실외에서 사용 가능한 통신장비에 관한 것이다. 특히, 구조적으로 기기부와 안테나부, 배터리부를 분리한 각각의 모듈화된 통신장비이고 기능적으로 방수방진 성능을 향상시키고 지향성 안테나를 추가하여 데이터 전송거리를 증가시키며 배터리를 추가하여 제품 수명을 늘림으로써 실외 사용 시 유용하게 한다. 또한, 외부 커넥터를 설계하여 기존 공정에 설치된 센서 정보도 활용할 수 있도록 함으로써 기존 장비와의 상호 운용이 가능하다.

환경정보 모니터링 기술

적용 사업장 별 센서의 종류에 따른 모듈의 교체가 가능함

공정 변경이 잦은 사업장의 경우 센서 변경에 따른 모듈의 교체가 가능하여 경제적임

통신기능 탑재로 센서에서 측정된 값이 작업자의 스마트폰으로 전송되어 Application을 통해 즉시 확인이 가능하여 사고 위험 감지 및 즉각적인 안전사고 대응이 가능함

사업장 내 측정물질 농도별 위험상황 분석 및 사고 예측 시 경보알림이 가능하며, 데이터 수집 및 관리 가능

본 발명은 전술한 바와 같은 기술적 과제를 해결하는 데 목적이 있는 발명으로서, 보다 상세하게는 실외 사용에 적합한 저전력 블루투스 규격의 비콘(Bluetooth Low Energy Beacon)을 개발하고자 한다.

구체적으로, 본 발명은 센서와 블루투스 칩셋이 있는 기기부와 지향성 안테나를 추가함으로써 신호 전송 거리를 향상시킨 안테나부, 추가 배터리를 장착한 배터리부를 모듈화하여 다양한 장치에 쉽게 적용할 수 있는 재사용성과 사용 중 좀더 성능이 좋은 개발 모듈로 쉽게 교체가 가능할 수 있도록 하고자 한다.

특히, 실외까지 사용 범위를 넓힐 수 있도록 최적화된 방수방진 케이스를 포함하는 저전력 블루투스 비콘 장치를 사용자에게 제공하고자 한다. 또한 외부 커넥터를 설계하여 본 발명품이 설치될 장소에서 기존에 사용 중이던 센서와 신호 송수신을 연동시키고 설비의 특성에 따라 추가할 센서는 본 발명품에 추가하여 사용 가능하도록 한다.

또한 본 발명품은 기기부의 센서를 통하여 제조시설 및 환경 계측기에 부착하거나 사용자가 휴대하며 주변의 이상신호를 감지하는데 사용할 수 있다. 기존의 계측기에 비하여 초기 설치 비용이 저렴하고, 모듈화로 인하여 사용 중 장비 교체 및 수리가 간편해 진다. 본 발명품을 설치할 제조시설 내 기존에 설치되어 있던 센서는 외부커넥터로 연결하여 신호를 무선으로 서버 또는 클라우드로 전송하여 한 곳에서 정보를 관리할 수 있다.

적용 사업장 별 센서의 종류에 따른 모듈의 교체가 가능함

공정 변경이 잦은 사업장의 경우 센서 변경에 따른 모듈의 교체가 가능하여 경제적임

통신기능 탑재로 센서에서 측정된 값이 작업자의 스마트폰으로 전송되어 Application을 통해 즉시 확인이 가능하여 사고 위험 감지 및 즉각적인 안전사고 대응이 가능함

사업장 내 측정물질 농도별 위험상황 분석 및 사고 예측 시 경보알림이 가능하며, 데이터 수집 및 관리 가능

1. 주요 소자의 기능별 모듈화 방법: 크게 기기부(20), 안테나부(10), 배터리부(30)의 기능으로 모듈화를 결정하고 Component-focus/Bottom-up 방식을 적용하고 key Component 중심으로 인터페이스 스펙을 결정하는 방향으로 모듈화 한다.

2. 신호 전송 거리 향상: 설치 장소와 사용 목적에 따라 지향 또는 무지향으로 전환 가능한 안테나(11)를 부착하여 기기부(20)의 센서(21)로부터 전송되는 데이터의 신호 도달 거리를 향상시킨다.

특히 벽면에 부착된 고정형 비콘의 경우 접촉면에 대한 신호 세기를 감소시키고 개방된 공간으로 송수신하는 신호의 세기를 증가시키는 등 안테나를 활용하여 신호의 방향과 속도 및 세기를 조절한다. 기기로부터 인입출 및 방향조절이 자유로운 안테나(11)를 추가함으로써 송수신 신호의 감도가 좋은 방향으로 안테나의 회전 위치가 설정되도록 할 수 있다.

3. 배터리(30): 저전력 블루투스 규격의 비콘은 주로 소형 배터리를 사용하고, 제품의 수명은 1~2년으로 알려져 있으나 신호 송수신 간격에 따라 배터리 소모에 차이가 있고, 시설 내 용도에 따라 센서와 안테나를 추가하는 경우 추가적인 전력 소모가 예상되므로 실제 사용기간은 단축될 것으로 예상된다.

따라서 사용 기간을 늘리기 위하여 작업장에서 사용하지 않는 경우 배터리 소모를 조절하거나 추가 배터리(32)를 장착할 필요가 있기 때문에 기본 배터리(31) 외에도 추가 배터리를 장착하여 배터리 수명을 연장한다.

추가적으로는 기기부(20)와 배터리부(30)는 분리되어 배터리 교체 시 기기부(20)를 외부로 노출시키지 않아도 되며, 기기부(20)와의 연결 구조는 실리콘으로 실링 처리(51)하여 방수방진 성능을 개선한다.

4. 케이스(50): 센서(21) 및 비콘의 칩셋(22), 방향 조절이 가능한 안테나(11), 추가 배터리(32)를 디바이스 내에 위치시켜 탈부착이 가능한 케이스(50)를 설계한다.

또한 방수방진의 케이스(50) 소재뿐만 아니라 케이스의 접합부위를 실리콘(51)으로 실링(sealing)가공하여 외부 기상조건으로부터 제품을 보호할 수 있다. 또한 커넥터(40) 연결 부위는 실리콘 덮개로 처리하여 방수 방진 성능을 유지한다.

적용 사업장 별 센서의 종류에 따른 모듈의 교체가 가능함

공정 변경이 잦은 사업장의 경우 센서 변경에 따른 모듈의 교체가 가능하여 경제적임 통신기능 탑재로 센서에서 측정된 값이 작업자의 스마트폰으로 전송되어 Application을 통해 즉시 확인이 가능하여 사고 위험 감지 및 즉각적인 안전사고 대응이 가능함

사업장 내 측정물질 농도별 위험상황 분석 및 사고 예측 시 경보알림이 가능하며, 데이터 수집 및 관리 가능

본 발명의 실외용 통신장비는 방수방진 케이스 소재 및 하우징 설계로 실외에서 사용가능하며, 내장된 안테나의 성능을 개선하여 데이터 신호 도달 거리를 증가시킨다. 또한 신호 전송주기 100m/s를 기준으로 제품의 사용 기간을 기존 제품 대비 2배(실제 가동기간은 신호주기에 따라 상이함) 향상한다. 배터리부와 기기부가 분리되는 구조적 특성상 배터리 교체 시 장비의 손상을 최소화할 수 있으므로 유지관리에 용이하며 다른 종류의 센서 교체가 가능하여 다양하게 활용할 수 있다.

도 1은 외형을 설명하는 도면
도 2는 시스템 구동 예시

적용 사업장 별 센서의 종류에 따른 모듈의 교체가 가능함

공정 변경이 잦은 사업장의 경우 센서 변경에 따른 모듈의 교체가 가능하여 경제적임

통신기능 탑재로 센서에서 측정된 값이 작업자의 스마트폰으로 전송되어 Application을 통해 즉시 확인이 가능하여 사고 위험 감지 및 즉각적인 안전사고 대응이 가능함

사업장 내 측정물질 농도별 위험상황 분석 및 사고 예측 시 경보알림이 가능하며, 데이터 수집 및 관리 가능

Claims (5)

1. 적용 사업장 별 센서의 종류에 따른 모듈의 교체가 가능함
   공정 변경이 잦은 사업장의 경우 센서 변경에 따른 모듈의 교체가 가능하여 경제적임
   통신기능 탑재로 센서에서 측정된 값이 작업자의 스마트폰으로 전송되어 Application을 통해 즉시 확인이 가능하여 사고 위험 감지 및 즉각적인 안전사고 대응이 가능함
   사업장 내 측정물질 농도별 위험상황 분석 및 사고 예측 시 경보알림이 가능하며, 데이터 수집 및 관리 가능
2. 모듈화 된 실외용 통신장비에 있어서,
   설치 장소와 목적에 따라 지향 또는 무지향으로 전환 가능하고 탈부착이 용
   이한 안테나(11)를 부착한 안테나부(10); 및
   상기 안테나부(10)와 연결되는 탈착부를 보유하고 교체 가능한 센서(21)를 포함한 기기부(20); 및
   상기 기기부(20)와 연결되는 탈착부(40) 및 추가배터리(32)를 보유한 배터리부(30);
   상기 안테나부(10), 기기부(20) 및 배터리부(30)에 방수방진 케이스(50)가 구비됨을 특징으로 하는 모듈화된 센서일체형 실외용 통신장비
3. 제1항에 있어서,
   각각의 기기부(20) 모듈화시켜 조립 및 교체 가능한 통신장비
4. 제 2항에 있어서, 모듈화된 구성품의 탈착부(40)에 설계된 접합구조 및 조립
   사용할 제품의 방수방진 성능을 강화하기 위한 실리콘 실링처리(51)를 한 통신장비
5. 제 1항에 있어서, 장소와 목적에 따라 지향 또는 무지향으로 전환가능하고
   방향조절이 가능하며 방수형 장착구조 안테나(11)를 구비한 통신장비

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