KR20200072133A - 태양전지를 가진 무선통신 가능한 센서장치 - Google Patents

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KR20200072133A
KR20200072133A KR1020180159955A KR20180159955A KR20200072133A KR 20200072133 A KR20200072133 A KR 20200072133A KR 1020180159955 A KR1020180159955 A KR 1020180159955A KR 20180159955 A KR20180159955 A KR 20180159955A KR 20200072133 A KR20200072133 A KR 20200072133A
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Abstract

본 발명은, 내부 수용공간을 가진 구형의 하우징, 상기 하우징의 외주면에 배치된 태양광패널, 주변 환경을 감지하기 위한 적어도 하나의 센서를 동작시키기 위한 센서회로부와, 상기 센서에 의해 감지된 값을 외부기기에 전송하기 위한 통신회로부를 포함한 회로부, 상기 태양광패널과 결합되되, 상기 통신회로부와 전기적으로 연결된 패치안테나 및 상기 패치안테나와 상기 회로부 사이에 위치하여, 상기 패치안테나 및 상기 회로부 중 어느 하나로부터 수신된 신호를 광신호로 전환하여 다른 하나로 전달하는 광통신부를 포함하는 태양전지를 가진 무선통신 가능한 센서장치를 제공한다.

Description

태양전지를 가진 무선통신 가능한 센서장치 {WIRELESS SENSOR DEVICE HAVING SOLAR CELL}
본 발명은 태양전지를 가진 무선통신 가능한 센서장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 안정적으로 태양광을 수광하여 생산된 전력을 이용하여 센서에 의해 측정된 데이터를 외부 기기로 무선 전송할 수 있는 태양전지를 포함한 무선통신 가능한 센서장치에 관한 것이다.
센서장치는 주변의 환경을 감지하기 위한 장치로서, 최근 통신기술의 발달로 감지된 환경정보를 외부기기로 전송하여, 외부의 서버나 단말기를 통해 사용자가 센서장치 주변의 환경정보를 확인할 수 있도록 한다.
이때, 센서장치는 구동하기 위한 전지(電池)를 포함할 수 있으나, 전력 생산시 공해가 없고 생산 전력에 제한이 없으며 생산 단가가 없는 태양광발전시스템을 이용할 수 있다.
종래 센서장치에 구비된 태양광패널은 일 방향을 향하여만 설치되어 있어, 태양이 이동함에 따라 태양광발전량이 시간에 따라 일정하게 생성하지 못하여, 센서장치가 안정적으로 동작하기에 어려움이 있다.
또한, 환경정보를 외부기기로 전송하기 위한 안테나가 지향성인 경우에도, 무선 통신을 위해 센서장치가 특정 자세 상태를 유지하여야 하는 문제가 있다.
결국, 태양 위치와 무관하게 태양광을 직달 수광하고, 지속적으로 주변 환경을 감지하고 외부 기기에 무선 신호를 안정적으로 전송하기 위해, 이에 대한 기술 제시가 필요한 실정이다.
KR 10-1913505 B1 KR 10-2018-0032708 B1
본 발명은, 구형의 하우징의 외주면에 태양광패널을 구비하여, 태양의 위치와 무관하게 안정적으로 태양광을 직달 수광 가능하고, 태양패널과 결합된 패치안테나를 통해 고온의 태양열이 센서 회로부로 전달되지 않도록 패치안테나와 회로부를 분리 및 격리함으로써 회로부의 내구성을 향상시킬 수 있는 태양전지를 가진 무선통신 가능한 센서장치를 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 내부 수용공간을 가진 구형의 하우징, 상기 하우징의 외주면에 배치된 태양광패널, 주변 환경을 감지하기 위한 적어도 하나의 센서를 동작시키기 위한 센서회로부와, 상기 센서에 의해 감지된 값을 외부기기에 전송하기 위한 통신회로부를 포함한 회로부, 상기 태양광패널과 결합되되, 상기 통신회로부와 전기적으로 연결된 패치안테나 및 상기 패치안테나와 상기 회로부 사이에 위치하여, 상기 패치안테나 및 상기 회로부 중 어느 하나로부터 수신된 신호를 광신호로 전환하여 다른 하나로 전달하는 광통신부를 포함하는 태양전지를 가진 무선통신 가능한 센서장치를 제공한다.
일 실시예에 따라, 상기 패치안테나는 상기 태양광패널의 전면에 적층 결합되되, 상기 패치안테나는 금속사(絲)로 짜여진 정방형의 단위 메쉬 구조가 반복되어 이루어진 적어도 하나의 면이 겹쳐져 광 투과도를 가진 형태일 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 센서장치는, 온실 내 매달아 설치할 수 있도록 상부에 적어도 하나의 걸이구를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 태양광패널은, 상기 하우징의 상부 외주면을 따라 전(全)방향으로 설치될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 광통신부는, 상기 패치안테나로부터 수신된 신호를 광신호로 전환하여 상기 회로부로 전달하되, 상기 센서장치는, 상기 패치안테나로부터 유입되는 고온의 태양열을 차단하기 위해 상기 광통신부와 상기 회로부 사이에는 상기 광신호를 전달하기 위한 유리섬유를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 광통신부는, 적어도 일면이 상기 하우징 외부로 노출형성되되, 상기 광통신부의 노출면에는 상기 고온의 태양열을 방사시키기 위한 방열판을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 센서장치는, 상기 수용공간 내 배치되어, 상기 태양광패널에 의해 생성된 전력을 저장하여, 상기 회로부를 구동시키기 위한 태양전지부 및 상기 수용공간 내 배치되어, 상기 태양전지부의 잔여 전력량 부족시 상기 회로부에 전력을 공급하여 상기 회로부를 구동시키기 위한 보조전지부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 하우징은, 횡방향으로 분리 가능하도록 상부하우징과 하부하우징의 결합으로 이루어질 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 상부하우징의 저면은, 양극과 음극 각각에 대응되는 환형읜 제1 보조전지단자를 포함하고, 상기 하부하우징의 상면은, 상기 보조전지부의 양극과 음극 각각에 대응되는 제2 보조전지단자 - 상기 제2 보조전지단자는 탄력적으로 돌출 형성됨 -를 포함하며, 상기 상부하우징과 상기 하부하우징이 서로 맞물려 회전하여 결합될 때, 상기 결합 방향과 무관하게 상기 제1 보조전지단자와 상기 제2 보조전지단자가 접촉될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 하우징은, 횡방향으로 분리 가능하도록 상부하우징과 하부하우징의 결합으로 이루어지되, 상기 태양전지부는, 상기 상부하우징에 수용되고, 상기 보조전지부는, 상기 하부하우징에 수용되어, 상기 상부하우징과 하부하우징 결합시 상기 보조전지부는 상기 회로부에 전력 공급 가능하도록 단자에 접촉될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 센서장치는, 상기 회로부에 전력공급원로서 상기 태양전지부와 상기 보조전지부를 전환하기 위한 스위치를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 태양전지부의 잔여 전력량을 감지하고, 상기 잔여 전력량이 기 설정된 값에 미치지 못하는 경우, 상기 보조전지부와 상기 회로부가 전기적으로 연결되도록 상기 스위치를 전환시키기 위한 제어신호를 생성하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 구형의 하우징의 외주면에 태양광패널을 구비하여, 태양의 위치와 무관하게 안정적으로 태양광을 직달 수광할 수 있다.
이때 태양패널과 결합된 패치안테나를 통해 고온의 태양열이 센서 회로부로 전달되지 않도록 패치안테나와 회로부를 분리 및 격리함으로써, 회로부의 내구성을 향상시킬 수 있다.
바람직하게는 안테나를 통해 수신된 신호를 전환시, 신호 수신과 함께 전달될 수 있는 열을 방열판을 통해 효과적으로 방사시킬 수 있다.
또한, 광 투과도를 가진 패치안테나를 메탈메쉬로 구현함으로써 제작 비용을 낮출 수 있다.
또한, 분리 가능한 하우징 각각에 태양전지부와 보조전지부를 수용하도록 하여, 분리되는 하부 하우징에 수용되는 보조전지부를 용이하게 교체할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서장치의 전체 외관을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나와 태양광패널을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 상부하우징과 하부하우징 간의 각 결합면을 나타낸 도면이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였고, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 부여하였다. 또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서장치의 전체 외관을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서장치의 구성도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지를 가진 무선통신 가능한 센서장치(이하, "센서장치"라 약칭함)은, 도 1 및 2에 도시한 바와 같이, 내부 수용공간을 가진 구형의 하우징(110, 120)과, 하우징(110, 120)의 외주면에 배치된 안테나-태양광패널(111a~111c)과, 주변 환경을 감지하기 위한 적어도 하나의 센서를 동작시키기 위한 센서회로부와 외부기기와 통신하기 위한 통신회로부를 포함한 회로부(112)와, 회로부(112)와 안테나사이에 위치하여 신호를 전달하기 위한 광통신부(113)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 센서장치(100)의 적용처는 특별히 한정하지 않으나, 바람직하게는 스마트팜(Smart Farm) 온실 내 설치되어 스마트팜 온실에서 필요로 하는 정보를 센서를 이용하여 감지하고, 감지정보를 외부 관제서버에 전송할 수 있다.
다만, 도 1 및 2에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 센서장치가 구현될 수도 있다.
이하, 각 구성요소들에 대해 살펴보기로 한다.
하우징(110, 120)은 내부에 수용공간을 가진 구형으로 이루어질 수 있고, 바람직하게 상기 하우징(110, 120)은 횡방향의 절개선(130)을 따라 상부하우징(110)과 하부하우징(120)으로 분할될 수 있다.
상기 하우징(110, 120)의 외주면에는 태양광패널이 배치될 수 있고, 상기 태양광패널은 복수의 태양광 모듈을 포함하여 태양광을 집광함으로써 전력을 발생시킬 수 있다. 이에 따라, 회로부(112)는 태양광패널에 의해 발생된 전력을 수전(受電)하고 그 전력에 의해 구동될 수 있다.
태양광패널은 태양광을 직달 수광 가능하도록, 구형의 하우징(110, 120) 상부 외주면을 따라 전(全) 방향에 걸쳐 복수 개가 배치되는 것이 바람직하다. 일 예로, 4개의 태양광패널 각각은, 도 1에 도시한 바와 같이, 구형 하우징의 상부 외주면을 따라 4방향에 배치되어, 태양이 이동하더라도 어느 방향에서든지 태양광을 수광할 수 있기 때문에, 태양이 떠 있는 낮동안에는 항시 태양광을 수광할 수 있다.
도면부호 111a 내지 111c는 태양광패널을 가리키나, 후술하는 바와 같이, 태양광패널의 전면에는 패치안테나(1111)가 결합될 수 있기 때문에, 상기 태양광패널이라는 용어는 안테나-태양광패널이라는 용어와 혼용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 태양광패널은 패치안테나가 결합될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나와 태양광패널을 나타낸 도면이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광패널은 안테나가 결합될 수 있다. 복수의 태양광모듈로 이루어진 태양광패널(1112)의 전면에 광 투과가 가능한 패치안테나(1111)가 적층 결합될 수 있다.
마찬가지로 패치안테나(1111)도 상부하우징(110)의 외주면을 따라 전(全) 방향에 설치될 수 있기 때문에, 복수의 패치 안테나에 의해 무지향성으로 무선 통신이 가능하다.
이때, 패치안테나(1111)는 투명전극을 이용한 투명한 패치안테나일 수 있으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 패치안테나(1111)는 도 3(b)에 도시한 바와 같이 금속사(絲)로 짜여진 정방형의 단위 메쉬 구조가 반복하여 상하좌우측으로 다수 연결된 평직될 수 있다(도 3(a) 참조). 여기서 금속사는 바람직하게 동선일 수 있다.
이때, 금속사 및 전체 패치안테나의 폭, 길이, 두께에 의해 안테나의 특성이 결정되어 설계될 수 있으며, 이에 대해서는 특별히 한정하지 않는다.
이러한 메쉬 구조의 패치안테나(1111)는 금속사가 균일하게 교차 형성됨으로써, 일정한 투명도를 가질 수 있기 때문에, 태양광패널(1112)에 태양광이 입사될 수 있다.
이때, 패치안테나(1111)는 메쉬 구조로 이루어진 면이 하나일 수 있으나, 투명한 아크릴 기판을 사이에 두고 배치된 두 개일 수 있다. 두 개의 메쉬 구조가 아크릴 기판을 사이에 두고 겹쳐지도록 배치된 경우에는 두 면의 메탈사의 위치가 일치하도록 정렬되어 광 투과도를 유지토록 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 패치안테나(1111)는 회로부(112)에 포함된 통신회로부와 전기적으로 연결될 수 있고, 통신회로부를 통해 각종 신호는 패치안테나(1111)를 통해 외부기기로 전송되거나 수신될 수 있다.
구체적인 예로, 통신회로부는 적어도 하나의 센서를 통해 감지한 환경신호(또는 감지신호)를 외부의 관제센터로 전송하거나, 외부의 관제센터로부터 각종 제어신호를 수신할 수 있다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서장치(100)는, 주변 환경을 감지하기 위한 적어도 하나의 센서(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 센서는 주변의 온도, 습도, 조도 등을 감지하고, 센서장치(100)는 통신회로부를 이용하여 외부기기, 일 예로서 센서정보를 수집하는 관제서버에 전송할 수 있다.
또한, 통신회로부는 외부 관제서버로부터 제어신호를 수신하고, 수신한 제어신호에 따라 센서회로부를 이용하여 적어도 하나의 센서를 동작시켜 주변 환경을 감지하고 감지된 신호를 상기 관제서버에 전송할 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 회로부(112)는 전술한 통신회로부와 적어도 하나의 센서를 동작시키기 위한 센서회로부를 포함할 수 있다.
이때, 회로부(112)는 통신회로부와 전기적으로 연결된 패치안테나(1111)를 통해 고온의 열이 유입될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 패치안테나(1111)는 태양광패널(1112)의 전면에 결합되기 때문에 직간접적으로 태양열에 의해 가열될 수 있고, 고온의 열은 회로부(112)의 동작에 영향을 줄 수 있는 문제가 있다.
이러한 문제를 해소하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서장치(100)는 상기 패치안테나(1111)와 상기 회로부(112) 사이에 위치하여, 상기 패치안테나(1111) 및 상기 회로부(112) 중 어느 하나로부터 수신된 신호를 광신호로 전환하여 다른 하나로 전달하는 광통신부(113)를 더 포함할 수 있다.
광통신부(113)는 패치안테나(1111)로부터 수신된 신호를 광신호로 전환하여 회로부(112)로 전달할 때 고온의 열이 회로부(112)에 전달되지 않도록, 패치안테나(1111)로부터 유입되는 고온의 태양열을 차단하기 위해, 광통신부(113)와 회로부(112) 사이에는 광신호를 전달하기 위한 유리섬유(1131)가 개재될 수 있다.
유리섬유(1131), 즉 광섬유는 열 전도율이 낮기 때문에, 패치안테나(1111)로 유입되는 고온의 태양열은 회로부(112)로 전달되지 않고, 회로부(112)는 고온의 태양열로부터 보호를 받을 수 있기 때문에, 회로부(112)의 내구성을 향상시킬 수 있다.
그러나 광통신부(113)는 여전히 패치안테나(1111)로 유입되는 고온의 태양열에 노출되기 때문에, 이를 해소할 수 있도록 광통신부(113) 중 고온의 태양열에 영향을 받는 부분, 일 예로 광통신부(113) 중 패치안테나(1111)와 연결되는 부분은 하우징(110, 120) 외부로 노출형성되는 것이 바람직하고, 광통신부(113)의 노출면에는 고온의 태양열을 외부로 방사시키기 위한 방열판(117)이 부착되는 것이 더욱 바람직하다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서장치(100)는, 하우징(110, 120) 내 수용공간에 배치되어 태양광패널(1112)에 의해 생성된 전력을 저장하기 위한 태양전지부(114)를 포함할 수 있다.
태양전지부(114)에 저장된 전력은 센서장치(100) 내 구성요소에 공급될 수 있다. 일 실시예에 따라 상기 태양전지부(114)에 저장된 전력은 회로부(112) 및/또는 센서(미도시)에 공급되어 센서를 통해 주변 환경을 감지하거나 감지신호를 외부기기에 전송할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 태양전지부(114)의 전단에는 도 2에 도시한 바와 같이 아이솔레이트(116)가 배치되어, 태양광패널(1112)에 의해 생성된 전력이 태양전지부(114)를 향한 흐름만 가질 수 있다.
결국 태양전지부(114)에 저장된 전력은 아이솔레이트(116)에 의해 스위치(115)를 거쳐 회로부(112)에만 공급될 수 있을 뿐, 다른 경로로서 태양광패널(112)이나 광통신부(113)로는 공급되지 않도록 하여, 전원 회로의 안정화를 도모할 수 있다.
태양전지부(114)에 저장된 전력은 태양이 없는 흐린 날에는 저장되는 전력량이 없거나 적기때문에, 보조전지부(121)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
보조전지부(121)는 태양전지부(114)와 병렬로 연결되어, 태양전지부(114)의 잔여 전력량 부족시 전력을 상기 센서장치(100) 내 구성요소에 공급할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따라 센서장치(100)는 태양전지부(114)와 보조전지부(121) 중 어느 하나를 전력공급원으로 선택할 수 있는 스위치(115)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 스위치(115)의 일 노드는 회로부(112)에 연결될 수 있고, 다른 두 노드는 태양전지부(114)와 보조전지부(121)에 연결되어, 스위치(115)의 전환동작에 의해 선택적으로 태양전지부(114) 또는 보조전지부(121)가 회로부(112)와 전기적으로 연결될 수 있다.
스위치(115)의 전환동작은 제어부(미도시)의 제어신호에 의해 동작할 수 있으며, 전력공급원으로서 태양전지부(114)에 높은 우선순위를 설정하여, 제어부는 우선순위에 따라 우선순위가 높은 태양전지부(114)의 잔여전력량을 감지하고 감지된 잔여전력량이 기 설정된 값에 미치지 못하는 경우에는 스위치(115)에 전환동작을 위한 제어신호를 전송할 수 있다. 이에 따라 스위치(115)는 전환동작에 의해 회로부(112)에 대한 전력공급원으로서 태양전지부(114)가 보조전지부(121)로 전환될 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이, 본 발명의 하우징(110, 120)은 상부하우징(110)과 하부하우징(120)의 결합으로 이루어질 수 있다.
이때, 태양전지부(114)는 상부하우징(110) 내 수용되고 보조전지부(121)는 하부하우징(120) 내 수용되어, 상부하우징(110)과 하부하우징(120)의 결합시 보조전지부(121)는 회로부(112)에 전력 공급 가능한 상태가 되어, 상부하우징(110)과 하부하우징(120)의 결합시 보조전지부(121)는 스위치(115)의 일 노드에 전기적으로 연결될 수 있다.
구체적으로, 도 4(b)에 도시한 바와 같이, 하부하우징(120)의 상면에는 보조전지부(121)의 양극과 음극 각각에 대응되는 제2 보조전지단자(122a, 122b)가 구비되고, 이에 상응하여, 도 4(a)에 도시한 바와 같이, 상부하우징(110)의 저면에는 제1 보조전지단자(118a, 118b)가 구비될 수 있다.
제1 보조전지단자(118a, 118b)는 양극과 음극 각각에 대응되는 소정 두께로 이루어진 두 개의 환형 전극이 형성되어, 상부하우징(110)과 하부하우징(120)이 서로 맞물려 회전하여 결합될 때 결합 방향과 무관하게 하부하우징(120)의 상면에 탄력적으로 돌출 형성된 제2 보조전지단자(122a, 122b)가 상기 제1 보조전지단자(122a, 122b)와 접촉될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
결국, 스위치(115)와 전기적으로 연결된 제1 보조전지단자(118a, 118b)와, 보조전지부(121)와 전기적으로 연결된 제2 보조전지단자(122a, 122b)가 상호 접촉됨으로써, 스위치(115)의 전환동작에 의해 보조전지부(121)는 회로부(112)에 전력을 공급할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서장치(100)는, 전술한 바와 같이, 스마트팜 온실 내 설치될 수 있으며, 설치의 용이성을 위해, 하우징(110, 120)의 상부에는 매달아 설치할 수 있도록 적어도 하나의 걸이구(101a, 101b)가 형성될 수 있다.
일 예로, 걸이구(101a, 101b)에 끈을 끼워 온실 거터 따위에 걸어 센서장치(100)를 공중에 매달음으로써, 통신시 그리고 태양광 수광시 간섭을 줄일 수 있는 효과가 있다.
이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참고하여 상세하게 설명하였다. 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미, 범위 및 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 온실 거터 100: 센서장치
101a, 101b: 걸이구 110: 상부하우징
111a~111c: 안테나-태양광패널 1111: 패치안테나
1112: 태양광패널 112: 회로부
113: 광통신부 1131: 유리섬유
114: 태양전지부 115: 스위치
116: 아이솔레이트 117: 방열판
118a, 118b: 제1 보조전지단자 120: 하우징
121: 보조전지부 122a, 122b: 제2 보조전지단자
130: 절개선

Claims (12)

  1. 내부 수용공간을 가진 구형의 하우징;
    상기 하우징의 외주면에 배치된 태양광패널;
    주변 환경을 감지하기 위한 적어도 하나의 센서를 동작시키기 위한 센서회로부와, 상기 센서에 의해 감지된 값을 외부기기에 전송하기 위한 통신회로부를 포함한 회로부;
    상기 태양광패널과 결합되되, 상기 통신회로부와 전기적으로 연결된 패치안테나; 및
    상기 패치안테나와 상기 회로부 사이에 위치하여, 상기 패치안테나 및 상기 회로부 중 어느 하나로부터 수신된 신호를 광신호로 전환하여 다른 하나로 전달하는 광통신부;
    를 포함하는 태양전지를 가진 무선통신 가능한 센서장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 패치안테나는 상기 태양광패널의 전면에 적층 결합되되,
    상기 패치안테나는 금속사(絲)로 짜여진 정방형의 단위 메쉬 구조가 반복되어 이루어진 적어도 하나의 면이 겹쳐져 광 투과도를 가진 형태인 것을 특징으로 하는 태양전지를 가진 무선통신 가능한 센서장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서장치는, 온실 내 매달아 설치할 수 있도록 상부에 적어도 하나의 걸이구;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지를 가진 무선통신 가능한 센서장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 태양광패널은, 상기 하우징의 상부 외주면을 따라 전(全)방향으로 설치되는 것을 특징으로 하는 태양전지를 가진 무선통신 가능한 센서장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 광통신부는, 상기 패치안테나로부터 수신된 신호를 광신호로 전환하여 상기 회로부로 전달하되,
    상기 센서장치는,
    상기 패치안테나로부터 유입되는 고온의 태양열을 차단하기 위해 상기 광통신부와 상기 회로부 사이에는 상기 광신호를 전달하기 위한 유리섬유;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지를 가진 무선통신 가능한 센서장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 광통신부는, 적어도 일면이 상기 하우징 외부로 노출형성되되, 상기 광통신부의 노출면에는 상기 고온의 태양열을 방사시키기 위한 방열판;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지를 가진 무선통신 가능한 센서장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서장치는,
    상기 수용공간 내 배치되어, 상기 태양광패널에 의해 생성된 전력을 저장하여, 상기 회로부를 구동시키기 위한 태양전지부; 및
    상기 수용공간 내 배치되어, 상기 태양전지부의 잔여 전력량 부족시 상기 회로부에 전력을 공급하여 상기 회로부를 구동시키기 위한 보조전지부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지를 가진 무선통신 가능한 센서장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징은,
    횡방향으로 분리 가능하도록 상부하우징과 하부하우징의 결합으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양전지를 가진 무선통신 가능한 센서장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 하우징은, 횡방향으로 분리 가능하도록 상부하우징과 하부하우징의 결합으로 이루어지되,
    상기 태양전지부는, 상기 상부하우징에 수용되고, 상기 보조전지부는, 상기 하부하우징에 수용되어, 상기 상부하우징과 하부하우징 결합시 상기 보조전지부는 상기 회로부에 전력 공급 가능하도록 단자에 접촉되는 것을 특징으로 하는 태양전지를 가진 무선통신 가능한 센서장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 상부하우징의 저면은, 양극과 음극 각각에 대응되는 환형읜 제1 보조전지단자를 포함하고,
    상기 하부하우징의 상면은, 상기 보조전지부의 양극과 음극 각각에 대응되는 제2 보조전지단자 - 상기 제2 보조전지단자는 탄력적으로 돌출 형성됨 -를 포함하며,
    상기 상부하우징과 상기 하부하우징이 서로 맞물려 회전하여 결합될 때, 상기 결합 방향과 무관하게 상기 제1 보조전지단자와 상기 제2 보조전지단자가 접촉되는 것을 특징으로 하는 태양전지를 가진 무선통신 가능한 센서장치.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 센서장치는,
    상기 회로부에 전력공급원로서 상기 태양전지부와 상기 보조전지부를 전환하기 위한 스위치;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지를 가진 무선통신 가능한 센서장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 태양전지부의 잔여 전력량을 감지하고, 상기 잔여 전력량이 기 설정된 값에 미치지 못하는 경우, 상기 보조전지부와 상기 회로부가 전기적으로 연결되도록 상기 스위치를 전환시키기 위한 제어신호를 생성하는 제어부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지를 가진 무선통신 가능한 센서장치.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100021247A (ko) * 2008-08-14 2010-02-24 한전케이디엔주식회사 반구 결합형 송전선로 취부형 구형 센서함
KR20140028001A (ko) * 2011-05-11 2014-03-07 해리스 코포레이션 패치 안테나 및 광기전층을 포함하는 전자 디바이스 및 관련된 방법
KR20150061711A (ko) * 2013-11-27 2015-06-05 옵토파워주식회사 광통신방식 센서정보 수집장치
KR20180001827A (ko) * 2016-06-28 2018-01-05 엘지전자 주식회사 센싱장치
KR20180032708A (ko) 2016-09-22 2018-04-02 주식회사 유니락 알에프-솔라 밸브 및 이의 상태 모니터링 시스템
KR101913505B1 (ko) 2017-06-26 2018-10-30 정선진 해양 관측용 부이

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100021247A (ko) * 2008-08-14 2010-02-24 한전케이디엔주식회사 반구 결합형 송전선로 취부형 구형 센서함
KR20140028001A (ko) * 2011-05-11 2014-03-07 해리스 코포레이션 패치 안테나 및 광기전층을 포함하는 전자 디바이스 및 관련된 방법
KR20150061711A (ko) * 2013-11-27 2015-06-05 옵토파워주식회사 광통신방식 센서정보 수집장치
KR20180001827A (ko) * 2016-06-28 2018-01-05 엘지전자 주식회사 센싱장치
KR20180032708A (ko) 2016-09-22 2018-04-02 주식회사 유니락 알에프-솔라 밸브 및 이의 상태 모니터링 시스템
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