KR20190055622A - Lpwan을 이용한 실시간 타이어 관리 시스템 - Google Patents

Lpwan을 이용한 실시간 타이어 관리 시스템 Download PDF

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KR20190055622A
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김대진
임솔
김승기
배철균
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전남대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은 LPWAN을 이용한 실시간 타이어 관리 시스템에 관한 것으로, 차량의 TPMS 정보를 LPWAN을 이용해 정비 사업자와 연동하는 LPWAN을 이용한 실시간 타이어 관리 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 타이어와 관련된 정보를 실시간으로 정비소에 전송하여 타이어의 상태를 빠르게 파악하고, 이상이 발생했을 경우, 보다 빠르게 정비 서비스를 제공받을 수 있고, 운전자의 안전성 향상에 기여할 수 있으며, 정비 사업자는 방문 고객 외의 고객층을 확보할 수 있는 효과가 있다.

Description

LPWAN을 이용한 실시간 타이어 관리 시스템{System for managing tires in real time using LPWAN}
본 발명은 LPWAN을 이용한 실시간 타이어 관리 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 TPMS 정보를 LPWAN을 이용해 정비 사업자와 연동하는 LPWAN을 이용한 실시간 타이어 관리 시스템에 관한 것이다.
타이어 정비는 사용자가 직접 정비소를 방문하여 정비소에서 제공하는 타이어 점검 서비스에 의존할 수 밖에 없는 문제가 있었다.
종래, 등록특허 0777914에 의하면 타이어 압력 모니터링 시스템과 파워트레인 네트워크 및 텔레매틱스 단말기를 연결하고 측정된 타이어 압력 이상시 텔레매틱스 단말기를 통해 최단거리의 정비소를 안내하고, 파워트레인 네트워크를 제어하여 차량의 속도를 감속 및 정차하도록 한다.
이러한 종래기술에 의하면, 측정된 타이어 압력 이상시에 최단거리의 정비소를 안내할 뿐, 차량의 TPMS정보를 LPWAN을 이용해 정비 사업자와 연동하지 않아 정비소에서 다시한번 체크를 해야하는 불편함이 있었고, 방문한 정비소에서 제공하는 타이어 점검 서비스에 의존할 수 밖에 없는 문제가 있었다.
등록번호 : 10-0777914
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 고안한 것으로, 타이어와 관련된 정보를 실시간으로 정비소에 전송하여 타이어의 상태를 빠르게 파악하고, 이상이 발생했을 경우, 보다 빠르게 정비 서비스를 제공받을 수 있도록 하는 LPWAN을 이용한 실시간 타이어 관리 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 차량의 타이어 압력/온도 정보를 감지하여 차량 단말로 전달하는 차량 내부 네트워크부(100); 상기 차량 단말로부터 차량의 TPMS 정보를 취합하여 차량 외부 네트워크를 통해 정비 관리서버와 연동하여 압력/온도를 포함하는 차량정보를 전송하고, 정비알림을 수신하도록 하는 LPWAN부(200); 및 전송받은 TPMS의 정보를 기반으로 타이어 정비 여부를 사용자에게 실시간으로 알리는 정비관리서버(300);를 포함한다.
본 발명은 상술한 기술적 구성으로 인해 타이어와 관련된 정보를 실시간으로 정비소에 전송하여 타이어의 상태를 빠르게 파악하고, 이상이 발생했을 경우, 보다 빠르게 정비 서비스를 제공받을 수 있고, 운전자의 안전성 향상에 기여할 수 있으며, 정비 사업자는 방문 고객 외의 고객층을 확보할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 LPWAN을 이용한 실시간 타이어 관리 시스템을 나타낸 구성도이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 LPWAN을 이용한 실시간 타이어 관리 시스템의 차량 내부 네트워크의 구성도이며,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 LPWAN을 이용한 실시간 타이어관리 시스템의 전체적인 Protocol stack을 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 LPWAN을 이용한 실시간 타이어 관리시스템의 동작 절차를 나타낸 예시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 다만, 첨부된 도면은 요부에 대한 설명의 편의를 위해 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시될 수 있고, 설명에 사용되는 용어 및 명칭은 사전적인 의미가 아닌 구성의 형상이나 작용, 역할 등에 의해 함축적으로 정해질 수 있으며, 위치에 대한 설명은 특별한 언급이 없는 한 도면을 기준으로 설명한다. 그리고 선등록된 공지기술 및 통상적 기술에 대한 구체적인 설명은 요지를 흐릴 수 있어 생략 또는 간단한 부호나 명칭으로 대체한다.
이하, 도1를 참조하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 LPWAN을 이용한 실시간 타이어 관리 시스템을 나타낸 구성도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 LPWAN을 이용한 실시간 타이어 관리 시스템은
도 1에 도시된 바와 같이, LPWAN을 이용한 실시간 타이어 관리 시스템을 나타낸 그림이로, 크게 차량 내부 네트워크, 차량의 외부 네트워크 그리고 정비소의 정비 프로그램 및 DB 이렇게 3가지 부분으로 구성될 수 있다.
차량 외부 네트워크(LPWAN Coverage)는 차량의 TPMS 정보를 LPWAN을 이용해 정비 사업자와 연동하여 정비알림을 전달할 수 있고, 압력/온도를 포함하는 차량정보를 전송할 수 있다.
차량 내부 네트워크(CAN)는 차량의 타이어 압력/온도 정보를 차량단말로 전송할 수 있다.
정보소의 정비 프로그램 및 DB에서는 차량으로부터 전송받는 압력/온도를 포함하는 차량정보를 LPWAN을 통해 정비 사업자 단말과 연동하여 차량에 정비알림을 전달할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 LPWAN을 이용한 실시간 타이어 관리시스템은 저전력 광역 통신망(LPWAN, Low Power Wide Area Network)을 이용한 실시간 타이어 관리 시스템으로, TPMS(Tire Pressure Management System) 정보를 LPWAN과 연동하여 정비 사업자에게 전송하고, 전송받은 TPMS의 정보를 기반으로 타이어 정비 여부를 사용자에게 실시간으로 알리는 구조로 구성된다.
이러한 점에서 볼 때, 타이어와 관련된 정보를 실시간으로 정비소에 전송하여 타이어의 상태를 빠르게 파악하고 이상이 발생했을 경우, 보다 빠르게 정비 서비스를 제공받을 수 있도록 하며, 운전자의 안전성 향상에 기여할 수 있고, 정비 사업자는 방문 고객 외의 고객증을 확보하는 것이 가능하다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 LPWAN을 이용한 실시간 타이어 관리 시스템의 차량 내부 네트워크의 구성도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 차량 내부 네트워크는 TPMS센서, TPMS수신기, CAN, 그리고 LPWAN모듈과 이를 제어하는 컨트롤러로 구성되어 있다.
본 실시예에 따른 TPMS 센서는 차량의 타이어에 사용되는 무선통신기기를 포함하며, 휠 또는 밸브 등의 자동차 타이어 부분에 부착되어 압력, 온도를 센싱하여 무선으로 차량 내부에 설치한 TPMS 수신기로 전송한다.
CAN 통신은 차량 내에서 호스트 컴퓨터 없이 MCU나 장치들 간에 서로 통신하기 위해 설계된 차량용 표준 통신 규격으로, TPMS 수신기가 수신한 타이어 정보를 LPWAN Controller와 통신하기 위해 사용된다. LPWAN Controller는 CAN통신을 통해 수신한 타이어 정보를 LPWAN단말기로 전송하며, LPWAN단말기는 수신한 데이터를 차량외부 네트워크(LPWAN)로 송신한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 LPWAN을 이용한 실시간 타이어관리 시스템의 전체적인 Protocol stack을 나타낸 예시도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 차량 외부 네트워크는 다시 Base station과 IP back-bone으로 나눌 수 있다. Base station은 게이트웨이 역할을 하는 LPWAN 모듈과 AP로 구성되어 있다.
Base station의 LPWAN모듈은 각각의 LPWAN 단말기와 Join 과정을 통해 연결이 되고, 각각의 단말기가 보내는 데이터를 수신하여 이더넷 네트워크에 송신할 준비를 한다.
AP는 LPWAN 모듈에서 수신한 데이터를 IP 포맷의 Packet으로 만들어 IP 네트워크에 송신한다.
IP back-bone은 직접 연결되지 않은 인터넷 서비스 제공자(ISP)간의 상호 접속을 매개하여 인터넷의 보편적 연결을 가능하게 하여 전국적 커버리지의 서비스를 제공할 수 있다.
Repair shop의 host는 IP 네트워크를 통해 차량의 TPMS packet을 수신하고, TPMS, Packet으로부터 차량의 정보들을 분류하고 차량의 타이어 정보를 분석한다. 만약, 타이어에 이상이 있어 점검을 받아야 한다면 차량의 운전자에게 이상이 있음을 알릴 수 있다. 만약, 타이어에 문제가 발생했을 경우, TPMS 센서는 프레임에 어떤 이상이 발생했는지의 여부를 TPMS Packet에 나타내어 전송한다.
차량 내부에서 차량외부로 전송될 때, LPWAN 프레임에 차량에 대한 정보로 차량 간에 서로 식별이 가능한 Address를 추가하여 전송한다. LPWAN망과 IP back-bone을 통해 Repair shop의 host로 전송된 데이터에 대해 정비사가 확인을 하면, 정비사는 해당 차량의 운전자에게 견인 조치 또는 수리를 받을 수 있도록 유도한다. 또한 문제가 발생했던 차량에 대한 정비 이력을 데이터베이스에 저장하여 향후 차량 정비에 참고할 수 있도록 할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 LPWAN을 이용한 실시간 타이어 관리시스템의 동작 절차를 나타낸 예시도이다.
타이어 관리 시스템의 동작절차를 설명하면 다음과 같다.
먼저, Base station의 coverage안에 진입한 차량은 차량 내부의 LPWAN 단말기를 통하여 Join Procedure를 수행한다. 등록이 제대로 되었으면, Base Station은 ACK신호를 송신하고, 차량의 LPWAN 단말기가 보내는 정보를 식별하고, 주기적으로 차량의 타이어 정보를 수신한다. 만약, 타이어 펑크 또는 이상 현상이 발견되면 차량 내부에서는 W packet을 즉시 Base station으로 송신한다.
W packet은 다음의 표 1에서와 같이 차량에게 고유하게 부여된 주소, 차량 및 타이어의 정보, 이상 현상이 발견된 타이어의 위치, 어떤 이상 현상인지에 대한 구별 정보를 프레임으로 만들어 전송하게 된다.
(표 1)
Figure pat00001
표 1은 W packet에 포함되는 정보를 나타낸 것이다.
W packet을 받은 Base station은 Repair shop의 host에게 이상이 발생한 차량에 대한 정보를 송신하고, W packet을 수신한 Repair shop의 host는 차량의 상태를 분석하여 견인 또는 수리를 받을 수 있도록 조치하는 Rescue Request신호를 전송한다.
Rescue Request를 수신한 Base station은 Check packet을 Vehicle로 전송하여 차량 운전자가 Repair shop으로부터 적절한 수리를 받을 수 있도록 유도할 수 있다.
예를들어, 단순히 타이어 공기압이 부족한 상황일 때는 정비소로 유도하여 공기압 공급을 받는 형식의 정비를 유도하고, 타이어 펑크 직전의 상황일 때는 차량을 즉시 정지하고 견인 조치를 받을 수 있도록 한다. 이때의 Check packet의 구조는 다음의 표 2와 같다.
(표 2)
Figure pat00002
이하, 본 발명에서 제안한 구성의 응용을 설명을 하면 다음과 같다.
본 발명은 본 발명에서 추구하고자 하는 구성의 원리와 그 원리에 대한 이해를 돕고자 본 발명의 구성과 그 구성에 포함되는 구체적인 구성요소를 도면화하고 그 도면을 기반으로 하여 설명을 한 것이며, 본 발명에 포함되는 구성 및 그 구체적인 구성요소는 추구하고자 하는 원리를 감안하여 구조, 형태, 모양, 배치, 방향, 수량이 결정되며 이를 필요에 따라 다양하게 변경할 수 있을 것이다. 본 발명에서 제시한 구성 및 그 구체적인 구성요소는 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자가 본 발명에서 얻고자 하는 효과와 그 효과로부터 더 나은 효과를 얻기 위해 어떠한 원리를 적용하는 것이 가장 바람직한 것인지를 예시한 것이다. 이에 따라서 본 발명은 상술한 구성들을 모두 포함하여 본 발명은 완성하는 것이 가장 바람직하나, 원가절감, 제조의 편의성, 환경조건 또는 필요에 따라 상기에서 설명한 구성 중 일부를 선택 또는 배제하여 완성할 수 있고, 하나 또는 일부의 구성을 따로 떼어내어 다른 구성과 병합하여 완성할 수도 있다. 그리고 상기에서 설명한 각 구성은 원리, 용도, 기능, 역할, 작용, 효과 등을 감안하여 이 기술분야가 아닌 다른 기술분야에 독립적으로 적용될 수 있을 것이다.
이상으로, 본 발명의 설명을 모두 마치며, 이 기술분야에 통상의 지식을 가진 기술자라면 상술한 구체적인 내용을 통해 본 발명에서 추구하고자 하는 요지를 충분히 파악할 수 있을 것으로 보이고, 더 이상 설명하지 않아도 설명하지 않은 부분에 대해서도 충분히 유추 가능할 것이라 보이며, 이에 본 발명의 청구항은 상술한 설명을 기반으로 하여 권리범위를 가능한 포괄하는 범위로 특정하여 청구할 수 있을 것이고, 이를 통해 이 기술분야 및 이와 연관된 기술분야에 통상의 지식을 가진자라면 본 발명에서 언급한 내용을 기초로 하여 해당분야에 다양하게 수정 및 변경하여 적용할 수 있을 것이며, 이로 말미암아 이 기술분야 및 이와 연관된 기술분야의 발전은 물론 사용상의 효율성을 더욱더 증대시킬 수 있을 것이다.
100 : 차량 내부 네트워크부
110 : TPMS 센서
120 :　TPMS 수신기
130 : CAN 통신모듈
140 : LPWAN 컨트롤러
150 : LPWAN 단말
160 : W packet모듈
200 : LPWAN부
300 : 정비관리서버

Claims (4)

  1. 차량의 타이어 압력/온도 정보를 감지하여 차량 단말로 전달하는 차량 내부 네트워크부(100);
    상기 차량 단말로부터 차량의 TPMS 정보를 취합하여 차량 외부 네트워크를 통해 정비 관리서버와 연동하여 압력/온도를 포함하는 차량정보를 전송하고, 정비알림을 수신하도록 하는 LPWAN부(200); 및
    전송받은 TPMS의 정보를 기반으로 타이어 정비 여부를 사용자에게 실시간으로 알리는 정비관리서버(300);를 포함하는 것을 특징으로 하는 LPWAN을 이용한 실시간 타이어 관리 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 차량 내부 네트워크부(100)는,
    차량의 타이어에 사용되는 무선통신기기를 포함하며, 휠 또는 밸브의 자동차 타이어 부분에 부착되어 압력, 온도를 센싱하여 무선으로 차량 내부에 설치한 TPMS 수신기로 전송하도록 하는 TPMS센서(110);
    수신한 타이어 정보를 LPWAN Controller와 통신하기 위한 TPMS 수신기(120);
    차량 내에서 호스트 컴퓨터 없이 MCU나 장치들 간에 서로 통신하기 위한 CAN 통신모듈(130);
    상기 CAN 통신모듈을 통해 수신한 타이어 정보를 LPWAN단말로 전송하도록 하는 LPWAN 컨트롤러(140); 및
    수신한 데이터를 차량외부 네트워크(LPWAN)로 송신하도록 하는 LPWAN 단말(150);을 포함하는 것을 특징으로 하는 LPWAN을 이용한 실시간 타이어 관리 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 차량 내부 네트워크부(100)는 차량에 고유하게 부여된 주소, 차량 및 타이어의 정보, 이상 현상이 발견된 타이어의 위치, 어떤 이상 현상인지에 대한 구별정보를 프레임으로 만들어 전송하도록 하는 W packet모듈(160);을 포함하는 것을 특징으로 하는 LPWAN을 이용한 실시간 타이어 관리 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 정비관리서버(300)는 상기 차량 내부 네트워크부로부터 수신하는 데이터 프레임으로 차량의 상태를 분석하여 견인 또는 수리를 받을 수 있도록 하는 Rescue Request신호를 상기 LPWAN부(200)로 전달하는 것을 특징으로 하는 LPWAN을 이용한 실시간 타이어 관리 시스템.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112396155A (zh) * 2019-08-12 2021-02-23 美光科技公司 汽车轮胎的预测性维护
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KR100777914B1 (ko) 2006-10-31 2007-11-21 주식회사 현대오토넷 타이어 압력 모니터링 시스템을 이용한 능동 안전 시스템및 그 제어방법

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