KR20200114306A - Apparatus detecting a toxic gas - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 독성가스 탐지 장치에 대한 것으로서, 보다 구체적으로 다양한 종류의 독성가스를 검출하되, 이동 단말에의 탈부착이 용이하고 휴대하기 편리하게 소형으로 제작된 독성가스 탐지 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a toxic gas detection apparatus, and more specifically, to a toxic gas detection apparatus manufactured in a small size to detect various types of toxic gases, but easy to attach and detach to a mobile terminal and convenient to carry.
공장 등의 제조업체에서 제품을 생산하는 경우 또는 일상 생활에서, 인체에 치명적이거나 유해한 다양한 종류의 독성가스가 배출된다. 독성가스가 배출되면 이후 인명 사고나 폭발 사고로 이어질 수 있으므로, 초기에 독성가스의 누출을 감지하여 적절한 조치를 취하는 것이 필요하다.When products are produced by manufacturers such as factories or in everyday life, various kinds of toxic gases that are lethal or harmful to the human body are emitted. If the toxic gas is discharged, it may lead to an accident or an explosion in the future, so it is necessary to detect the leakage of the toxic gas and take appropriate measures.
일반적으로 가스센서를 이용하여 가스의 누출을 감지한다. 가스센서란 독성가스 또는 가연성가스의 농도를 측정하거나 허용한계농도 이하에서 신호를 발생하기 위한 목적으로 사용되는 소자이다. 이 경우, 가스센서는 감지 기능만을 수행하므로, 사용자는 측정한 수치값만을 알 수 있을 뿐 이로부터 직관적인 정보를 얻을 수는 없다.In general, gas leakage is detected using a gas sensor. A gas sensor is an element used for the purpose of measuring the concentration of toxic gas or combustible gas or generating a signal below the allowable limit concentration. In this case, since the gas sensor performs only the sensing function, the user can only know the measured numerical value, but cannot obtain intuitive information from it.
또한, 다양한 종류의 가스를 감지하기 위해서는, 복수개의 가스 센서를 사용해야 한다. 따라서, 사용자는 탐지하고자 하는 가스 종류에 따라, 서로 다른 가스 센서를 사용해야 하므로 번거롭다.In addition, in order to detect various types of gases, a plurality of gas sensors must be used. Therefore, it is cumbersome because the user must use different gas sensors according to the type of gas to be detected.
본 발명은 사용자가 항상 소지하는 이동 단말을 통해, 측정한 수치값에 기초한 유의미한 정보를 다양한 방식으로 제공할 수 있는 독성가스 탐지 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a toxic gas detection device capable of providing meaningful information based on measured numerical values in various ways through a mobile terminal that a user always carries.
또한, 본 발명은 이동 단말에 부착 가능하고, 휴대하기 편리하도록 소형으로 제작된 독성가스 탐지 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a toxic gas detection device that can be attached to a mobile terminal and is manufactured in a small size to be convenient to carry.
또한, 본 발명은 다양한 종류의 가스를 감지할 수 있으면서도 휴대하기 편리하도록 소형으로 제작된 독성가스 탐지 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a toxic gas detection device manufactured in a small size so as to be convenient to carry while being able to detect various types of gases.
나아가, 본 발명은 가스 감지 결과에 기초하여 주변의 IoT 기기를 제어할 수 있는 독성가스 탐지 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Further, an object of the present invention is to provide a toxic gas detection device capable of controlling surrounding IoT devices based on a gas detection result.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재에 의해 제안되는 실시 예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems that are not mentioned are obvious to those of ordinary skill in the technical field to which the embodiments proposed by the following description belong. Can be understood.
본 발명의 일 실시 예에 의한 이동 단말에 탈 부착 가능한 독성가스 탐지 장치는, 전류 변화를 감지함으로써, 다양한 종류의 가스를 감지하는 복수개의 가스 센서; 와 상기 전류 변화에 대응하여 가스관련데이터를 생성하는 중앙 처리부; 및 상기 이동 단말에 연결되어, 상기 이동 단말로 상기 가스관련데이터를 전송하는 연결부를 포함하되, 상기 복수개의 가스 센서 각각은, 상기 중앙 처리부의 외부 전극과 전류를 도통하여 상기 외부 전극에 상기 전류 변화를 전달하는 금속 전극을 포함하고, 상기 금속 전극은 침형 형태로 구성된다.According to an embodiment of the present invention, an apparatus for detecting a toxic gas detachable to a mobile terminal includes: a plurality of gas sensors configured to detect various types of gases by detecting a change in current; And a central processing unit that generates gas-related data in response to the current change; And a connection part connected to the mobile terminal and transmitting the gas-related data to the mobile terminal, wherein each of the plurality of gas sensors conducts a current with an external electrode of the central processing unit to change the current to the external electrode. It includes a metal electrode for transmitting, and the metal electrode is configured in a needle shape.
본 발명에 따른 실시 예들에 의하면, 사용자가 항상 소지하는 이동 단말을 통해, 독성가스 탐지 장치가 측정한 수치값에 기초한 유의미한 정보를 다양한 방식으로 제공받을 수 있다.According to embodiments of the present invention, meaningful information based on a numerical value measured by the toxic gas detection device can be provided in various ways through a mobile terminal that the user always carries.
또한, 본 발명에 따른 실시 예들에 의하면, 이동 단말에 부착 가능하고, 휴대하기 편리하도록 소형으로 제작된 독성가스 탐지 장치가 제공될 수 있다.In addition, according to the embodiments of the present invention, a toxic gas detection device may be provided that is compactly manufactured to be attached to a mobile terminal and convenient to carry.
또한, 본 발명에 따른 실시 예들에 의하면, 다양한 종류의 가스를 감지할 수 있으면서도 휴대하기 편리하도록 소형으로 제작된 독성가스 탐지 장치가 제공될 수 있다.In addition, according to embodiments of the present invention, a toxic gas detection device manufactured in a small size to be convenient to carry while being able to detect various types of gases may be provided.
나아가, 본 발명에 따른 실시 예들에 의하면, 가스 감지 결과에 기초하여 주변의 IoT 기기를 제어할 수 있다.Further, according to embodiments of the present invention, it is possible to control the surrounding IoT device based on the gas detection result.
도 1은 일반적인 가스 센서의 측면도를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 독성가스 탐지 장치를 구성하는 가스 센서의 측면 단면도를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 에에 의한 독성가스 탐지 장치를 구성하는 가스 센서의 외관 사시도를 도시한 도면이다.
도 4a와 도 4b는 본 발명의 일 실시 예에 의한 독성가스 탐지 장치를 구성하는 복수개의 가스 센서의 배치 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 의한 독성가스 탐지 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 의한 독성가스 탐지 장치가 주변 IoT 기기를 제어하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view showing a side view of a general gas sensor.
2 is a view showing a side cross-sectional view of a gas sensor constituting the toxic gas detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing an external perspective view of a gas sensor constituting the toxic gas detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
4A and 4B are views for explaining an arrangement structure of a plurality of gas sensors constituting the toxic gas detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a block diagram showing the configuration of a toxic gas detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 is a view for explaining a method of controlling a peripheral IoT device by the toxic gas detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명의 기술적 사상이 이하에서 기술되는 실시예들에 의하여 제한되는 것은 아니며, 또 다른 구성요소의 추가, 변경 및 삭제 등에 의해서 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예들을 용이하게 제안할 수 있다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the technical idea of the present invention is not limited by the embodiments described below, and other inventions that are regressive by the addition, change, and deletion of other components, or other implementations included within the scope of the technical idea of the present invention Examples can be easily suggested.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 해당 기술과 관련하여 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특별한 경우에는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 그 의미를 상세히 기재하였다. 그러므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 함을 미리 밝혀둔다. 이하에서 기술하는 설명에 있어서, 단어 '포함하는'은 열거된 것과 다른 구성요소들 또는 단계들의 존재를 배제하지 않는다.As for terms used in the present invention, as far as possible, general terms that are currently widely used in connection with the technology have been selected, but in special cases, there are terms arbitrarily selected by the applicant. Therefore, it should be noted in advance that the present invention should be grasped as a meaning of a term, not a simple name. In the following description, the word'comprising' does not exclude the presence of elements or steps other than those listed.
도 1은 일반적인 가스 센서의 측면도를 도시한 도면이다.1 is a view showing a side view of a general gas sensor.
가스 센서(100)는 가스를 검출하는 방식에 따라, 고체 전해질식, 반도체식, 전기화학식 등으로 분류될 수 있다.The
고체 전해질식 가스 센서는 측정 가스 흡착 전후의 기준전극과 감지전극 사이의 기전력 차이를 이용한다. 반도체식 가스 센서는 표면물질과 검출을 원하는 가스가 반응을 일으키면, 전기전도 역할을 하는 전자가 사로잡히는 상태가 되는 원리를 이용한다. 전기화학식 가스 센서는 가스 분자의 전기적 산화 환원 반응시에 발생하는 전자의 양을 검지하여 가스 농도를 연속적으로 자동 측정한다.The solid electrolyte gas sensor uses the difference in electromotive force between the reference electrode and the sensing electrode before and after adsorption of the measurement gas. The semiconductor gas sensor uses the principle that when a surface material and a gas desired to be detected react, electrons that act as electrical conduction are captured. The electrochemical gas sensor detects the amount of electrons generated during the electric redox reaction of gas molecules and continuously and automatically measures the gas concentration.
이 경우, 각각의 가스 센서(100)는 외부 전극(미도시)과 연결되어 검지한 전류나 전자를 외부 전극(미도시)에 전도하는 금속 전극(400)을 가진다. 이 경우, 금속 전극(400)은 외부 전극(미도시)과 와이어 본딩 방식으로 연결될 수 있다.In this case, each
그러나 이와 같이 와이어 본딩 방식에 의해 가스 센서(100)의 금속 전극(400)이 외부 전극과 연결되는 경우, 와이어에 의해 가스 센서(100)의 높이가 증가하여 가스 센서(100)의 크기 및 부피는 증가하게 된다.However, when the
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 독성가스 탐지 장치를 구성하는 가스 센서의 측면 단면도를 도시한 도면이다.2 is a view showing a side cross-sectional view of a gas sensor constituting the toxic gas detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시 예에 의한 독성가스 탐지 장치를 구성하는 가스 센서(100)는, 전기화학식 가스 센서일 수 있다. 전기화학식 가스 센서(100)는 작용전극(working electrode)과 상대전극(count electrode) 및 기준전극(reference electrode)으로 분류되는 3개의 전극과 전해질을 포함한다. 이 경우, 가스 센서(100)는 작용전극과 기준전극 사이를 일정한 전위로 유지하면서 전해질에 대한 전해를 수행하고, 작용전극과 상대전극 사이에 발생하는 전해전류 크기를 검출하여 가스 유무와 농도를 검출할 수 있다. 이때, 검출하고자 하는 가스종류에 따라 특정 전위를 바꿈으로써 산화 환원 반응을 선택적으로 진행시켜 특정가스를 정량적으로 검지할 수 있다.The
가스 센서(100)는 케이스(110), 작용전극부(200), 기준-상대전극부(300), 금속전극(400), 멤브레인(500), 고정부재(600) 및 패킹(700)을 포함하여 구성될 수 있다.The
케이스(110)는 가스 센서(100)의 외관을 구성하는 하우징이다. 케이스(110)의 내부에 형성된 빈 공간에는 작용전극부(200), 기준-상대전극부(300) 및 멤브레인(500) 등이 수용될 수 있다. 케이스(110)의 상단면에는 외부의 공기가 유입될 수 있도록 다수의 관통공(112)이 형성될 수 있다.The
일 실시 예에 의하면, 케이스(110)는 PEEK(polyetheretherketon) 재질의 소재로 형성될 수 있다. 여기서, PEEK 재질 소재는 산 및 가스와 반응하지 않고, 전기가 통하지 않는 특성을 가진다.According to an embodiment, the
작용전극부(200)는 기판과, 기판 표면에 형성된 작용전극으로 구성될 수 있다. 여기서, 작용전극은 Pt를 함유하는 탄소를 넓게 코팅하여 형성될 수 있다. The working
작용전극의 일측 말단에는 접촉부가 형성되어, 복수개의 금속전극(400)들 중에서 어느 하나에만 접촉하도록 구성될 수 있다.A contact portion is formed at one end of the working electrode, and may be configured to contact only one of the plurality of
기준-상대전극부(300)는 기판과, 기판 표면에 형성된 기준전극 및 상대전극으로 구성될 수 있다. 여기서, 기판은 SiO2 메쉬 재질로 형성될 수 있다. 이 경우 재질 특성에 의해, 전해질이 기준전극과 상대전극 및 작용전극에 접촉할 수 있고, 측정 대상 가스가 전해질에 녹아서 반응할 수 있다.The reference-
기준전극과 상대전극은 기판상에 서로 이격되어 형성되며, 각각 전도성 탄소재료를 기판 표면에 도포함으로써 형성될 수 있다.The reference electrode and the counter electrode are formed on the substrate to be spaced apart from each other, and can be formed by applying a conductive carbon material to the substrate surface, respectively.
기준전극과 상대전극 각각은, 일측 말단에 접촉부가 형성되어, 복수개의 금속전극(400)들 중에서 어느 하나에만 접촉하도록 구성될 수 있다.Each of the reference electrode and the counter electrode may have a contact portion formed at one end thereof, and may be configured to contact only one of the plurality of
전기화학식 가스 센서가 동작하기 위해서는 전해질이 필요하다. 일 실시 예에 의하면, 전해질은 작용전극에 접촉하는 높이까지 채워질 수 있다. 이 경우, 작용전극과, 기준전극 및 상대전극 사이에 위치하는 SiO2 메쉬 재질의 기판이 전해질에 침지된 형태가 된다.Electrochemical gas sensors require an electrolyte to operate. According to an embodiment, the electrolyte may be filled up to a height in contact with the working electrode. In this case, a substrate made of a SiO2 mesh material positioned between the working electrode and the reference electrode and the counter electrode is immersed in the electrolyte.
금속 전극(400)은 작용전극과 기준전극 및 상대전극을 외부와 전기적으로 연결할 수 있다. 이 경우, 금속 전극(400)은 침형 형태로 형성되어 외부 전극과 연결될 수 있다. 이를 위해, 금속 전극(400)은 케이스(110)의 내부에 위치하는 헤드(410)와 케이스(110)의 바닥면을 관통하여 외부로 노출되는 연결부(420)를 포함하여 구성될 수 있다.The
이와 같은 구성을 가짐으로써, 금속 전극(400)은 와이어 본딩 없이도 외부 전극에 연결될 수 있다.By having such a configuration, the
멤브레인(500)은 작용전극부(200)의 위쪽에 배치되어, 전해질의 누액을 방지하는 동시에 외부의 공기를 전해질로 통과시킬 수 있다. 이 경우, 멤브레인(500)은 PTFE 재질의 소재로 형성될 수 있다.The
고정부재(600)는 케이스(110)의 하면에 연결부(420)가 관통되는 관통공을 에워싸도록 배치될 수 있다.The fixing
패킹(700)은 금속 전극(400)의 연결부(420)가 케이스(110)를 관통하는 부분에 설치되어, 전해질의 누액을 방지할 수 있다.The packing 700 is installed in a portion where the
이와 같이, 도 2에 도시된 실시 예에 의하면, 가스 센서(100)는 금속전극(400)이 케이스(100)의 바닥을 관통하는 침형 형태로 구성되어, 와이어 본딩 없이도 외부 전극과 연결될 수 있다. 이에 의해, 가스 센서(100)는 와이어 높이만큼 부피와 크기가 줄어들게 된다.As described above, according to the embodiment illustrated in FIG. 2, the
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 독성가스 탐지 장치를 구성하는 가스 센서의 외관 사시도를 도시한 도면이다.3 is a view showing an external perspective view of a gas sensor constituting the toxic gas detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시 예에 의한 독성가스 탐지 장치를 구성하는 가스 센서(100)는 와이어 본딩 대신, 침형 형태로 구성된 금속 전극(400)에 의해 외부 전극과 연결될 수 있다. 이 경우, 가스 센서(100)의 높이(H)가 줄어들고, 이에 의해 기존 센서에 비해 상대적으로 크기와 부피는 줄어들어 소형화로 구현되는 것이 가능하다.The
독성가스 탐지 장치는, 다양한 종류의 독성 가스를 감지할 수 있도록 복수개의 가스 센서(100)를 포함할 수 있다. 앞서, 도 2에 대한 설명에서 상술한 바와 같이, 가스 센서(100)는 작용전극과, 기준전극 및 상대전극 사이에 위치하는 기판이 전해질에 침지된 형태에서 동작하게 된다. 따라서, 가스 센서(100)는 수평 방향과 평행하게 배치되어야 한다. The toxic gas detection device may include a plurality of
또한, 이동 단말에 탈부착이 용이하고 휴대에 편리하도록, 독성가스 탐지 장치는 소형 크기로 구성될 수 있다. 이를 위해, 복수개의 가스 센서(100)는 수직 방향으로 겹쳐진 구조를 가질 수 있다. 본 발명의 실시 예에 의하면, 가스 센서(100)의 구조에 의해 가스 센서(100)의 높이가 줄어들기 때문에, 복수개의 가스 센서(100)를 수직 방향으로 겹쳐진 구조로 구성할 수 있다.In addition, the toxic gas detection device may be configured in a small size so that it is easy to attach and detach to the mobile terminal and convenient to carry. To this end, the plurality of
도 3을 참조하면, 가스 센서(100)의 넓이(W)보다 높이(H)가 상대적으로 낮다. 즉, 기존의 가스 센서(100)에 비해 높이가 낮아진다. 따라서, 복수개의 가스 센서(100)가 수직 방향으로 겹쳐진 형태로 구성되더라도, 독성가스 탐지 장치는 소형화된 형태로 구현될 수 있다.Referring to FIG. 3, the height H is relatively lower than the width W of the
도 4a와 도 4b는 본 발명의 일 실시 예에 의한 독성가스 탐지 장치를 구성하는 복수개의 가스 센서의 배치 구조를 설명하기 위한 도면이다.4A and 4B are views for explaining an arrangement structure of a plurality of gas sensors constituting the toxic gas detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
일 실시 예에 의하면, 독성가스 탐지 장치에 포함되는 복수개의 가스 센서(100)는 PCB 기판 상에 적어도 하나의 행 또는 열로 배열되고, 각 행 또는 열에 대하여 수직 방향으로 겹쳐진 형태로 구성될 수 있다. 이 경우, 수직 방향으로 겹쳐지는 복수개의 가스 센서(100)는 PCB 기판의 앞면과 뒷면에 각각 부착될 수 있다. PCB 기판에 의해, 각각의 가스 센서(100)에서 측정된 전류 신호 간의 간섭은 방지될 수 있다.According to an embodiment, the plurality of
도 4a를 참조하면, 복수개의 가스 센서(100)는 PCB 기판상에 2열로 배열되고, 각 열에 대하여는 수직 방향으로 겹쳐진 형태로 구성된다.Referring to FIG. 4A, a plurality of
다른 실시 예에 의하면, 독성가스 탐지 장치에 포함되는 복수개의 가스 센서(100)는 수직 방향으로 겹쳐진 형태로 배치되는 PCB 기판 중 어느 하나의 앞면 또는 뒷면에 부착되고, PCB 기판들이 서로 접합됨으로써 수직 방향으로 겹쳐진 형태로 구성될 수 있다. According to another embodiment, a plurality of
이 경우, 가스 센서(100)간에 배치된 PCB 기판에 의해, 각각의 가스 센서(100)에서 측정된 전류 신호 간의 간섭은 방지될 수 있다.In this case, interference between the current signals measured by each of the
도 4b를 참조하면, 복수개의 가스 센서(100)는 PCB 기판의 앞면 또는 뒷면에 각각 부착되고, PCB 기판들이 서로 접합됨으로써, 수직 방향으로 겹쳐진 형태로 구성된다. Referring to FIG. 4B, a plurality of
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 의한 독성가스 탐지 장치의 구성을 도시한 블록도이다. 5 is a block diagram showing the configuration of a toxic gas detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시 예에 의한 독성가스 탐지 장치(50)는 이동 단말에 탈 부착 가능하고, 탈 부착 및 휴대에 편리하도록 소형으로 구현될 수 있다. 이 경우, 독성가스 탐지 장치(50)는 마이크로프로세서(51), 통신 모듈(52), PMU(53), 전력 모듈(54), 연결 모듈(55) 및 복수개의 가스 센서(100)를 포함할 수 있다.The toxic
마이크로프로세서(51)는 가스 센서(100)가 감지한 전류 변화에 대응하여 가스관련데이터를 생성할 수 있다. 여기서, 가스관련데이터는, 종류, 수치, 농도 및 위험도 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The
마이크로프로세서(51)는 다양한 종류의 가스 수치 및 농도 중 적어도 하나를 측정하도록 적어도 하나의 가스 센서(100)를 제어할 수 있다. 이를 위해, 마이크로프로세서(51)는 측정하고자 하는 독성가스에 대응하여 가스 센서(100)를 선택하고, 선택된 가스 센서(100)를 구동시킬 수 있다. 예를 들어, 독성가스 탐지 장치(50)가 용도별로 6개의 가스 센서(100)를 포함하는 경우, 마이크로프로세서(51)는 측정하고자 하는 독성가스를 측정할 수 있는 가스 센서(100)를 선택적으로 동작시킬 수 있다. 이 경우, 6개의 가스 센서(100)는 각각, 일산화탄소, 황화수소, 암모니아, 아황산가스, 이산화질소 및 수소를 측정할 수 있다.The
마이크로프로세서(51)는 가스관련데이터에 대응하여 복수개의 IoT 기기 중 어느 하나에 제어 신호를 전송하도록 통신 모듈(52)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 마이크로프로세서(51)는 일산화탄소 농도가 높아 위험도가 높다고 판단되면, 주변의 IoT 기기 중 환풍기를 동작시키거나 창문을 개방할 수 있다.The
일 실시 예에 의하면, 마이크로프로세서(51)는 복수개의 가스 센서(100)를 바이어스(bias)로 운영할 수 있다. 이에 의해, 가스 센서(100)간의 전기신호 간섭이 최소화될 수 있다.According to an embodiment, the
또한, 마이크로프로세서(51)는 독성가스 탐지 장치(50)의 동작을 전반적으로 제어하는 중앙 처리부의 역할을 수행할 수 있다. 이를 위해, 마이크로프로세서(51)는, 통신 모듈(52), PMU(53), 전력 모듈(54), 연결 모듈(55) 및 복수개의 가스 센서(100) 중 적어도 하나의 동작을 제어할 수 있다.In addition, the
통신 모듈(52)은 이동 단말(56) 및 독성가스 탐지 장치(50) 주변에 위치하는 복수개의 IoT 기기 중 적어도 하나와 유무선 통신을 수행할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 통신 모듈(52)은 저전력 블루투스(Bluetooth Low Energy: BLE) 모듈로 구현되어, 저전력 블루투스 통신을 수행할 수 있다.The
통신 모듈(52)은 가스 센서(100)가 측정한 아날로그 데이터 값을 이동 단말(56)에 전송할 수 있다. 이 경우, 통신 모듈(52)은 독성가스 탐지 장치(50)의 GPS 좌표값, 단말기 ID 및 전송 시간 중 적어도 하나를 함께 전송할 수 있다.The
PMU(Power Management Unit)(53)는 독성가스 탐지 장치(50)의 전력 관리를 수행할 수 있다. 구체적으로, PMU(53)는 전력 모듈(54)로부터 전원을 공급받는 경우, 이를 독성가스 탐지 장치(50)의 동작 전압으로 변환하여 각 모듈로 출력할 수 있다. 예를 들어, PMU(53)는 전력 모듈(54)로부터 +5.0V 전력을 공급받으면, 이를 +1.8V의 전압으로 변환한 후 각 모듈로 출력할 수 있다.The PMU (Power Management Unit) 53 may perform power management of the toxic
일 실시 예에 의하면, PMU(53)는 마이크로프로세서(51)의 제어에 의해, 감지하고자 하는 가스종류에 대응하여 복수개의 가스 센서(100)에 선택적으로 전원을 공급할 수 있다.According to an embodiment, the
전력 모듈(54)은 이동 단말(56)로부터 전력을 공급받을 수 있다. 이를 위해, 전력 모듈(54)은 연결 모듈(55)에 의해 이동 단말(56)과 연결될 수 있다. 여기서, 전력 모듈(54)은 충전식 배터리를 포함하여 구성될 수 있다.The
연결 모듈(55)은 이동 단말(56)과 연결되어, 이동 단말(56)로부터 전력 및/또는 데이터를 공급받을 수 있다. 또한, 연결 모듈(55)은 이동 단말(56)로 가스관련데이터를 전송할 수 있다.The
일 실시 예에 의하면, 연결 모듈(55)은 USB OTG(Universal Serial Bus On-The-Go) 규격을 따를 수 있다. USB OTG 규격은 호스트 PC의 개입 없이도, 이동 단말이나 PDA 및 MP3 플레이어 등과 같은 포터블 장치들 간에서도 동작될 수 있도록 수정된 USB 규격이다. According to an embodiment, the
가스 센서(100)는 전류 변화를 감지함으로써, 다양한 종류의 가스를 감지할 수 있다. 구체적으로, 가스 센서(100)는 침형 형태로 구성되고, 마이크로프로세서(51)의 외부 전극과 연결되는 금속 전극을 포함할 수 있다. 가스 센서(100)의 금속 전극은 외부 전극과 전류를 도통하여 상기 외부 전극에 전류 변화를 전달할 수 있다. 이 경우, 가스 센서(100)는 기존의 와이어 본딩 대신 침형 형태로 외부 전극과 연결됨으로써, 소형 크기로 구성될 수 있다.The
가스 센서(100)는 소정 종류의 독성가스의 수치 및 농도 중 적어도 하나를 측정할 수 있다. The
또한, 가스 센서(100)는 독성가스 탐지 장치(50)에 복수개가 포함되어, 각각 용도별로 독성가스를 측정할 수 있다.In addition, a plurality of
이동 단말(56)은 독성가스 탐지 장치(50)로부터 수신한 측정값 또는 데이터에 기초하여, 유의미한 정보를 생성하고 이를 화면에 출력할 수 있다. 구체적으로, 이동 단말(56)은 독성가스의 수치나 농도를 그래프나 차트 및 수치 게이지 바 등으로 시각화하여 표시할 수 있다. 또한, 이동 단말(56)은 위험도, 가스 값에 대한 상태(좋음, 보통, 나쁨 등)를 문자 형태의 정보로 표시할 수 있다. 나아가, 이동 단말(56)은 위험도에 대응하여 사용자에게 경고나 알림을 제공할 수 있다.The
이를 위해, 이동 단말(56)은 독성가스 탐지 장치(50)와 USB OTG 방식에 의해 연결될 수 있다.To this end, the
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 의한 독성가스 탐지 장치가 주변 IoT 기기를 제어하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.6 is a view for explaining a method of controlling a peripheral IoT device by the toxic gas detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
독성가스 탐지 장치(50)는 독성가스 측정 결과 대응하여 주변 IoT 기기를 제어할 수 있다. 구체적으로, 독성가스 탐지 장치(50)는 독성가스의 수치 및 농도 중 적어도 하나의 측정결과에 따라 사후 조치가 필요한지 여부를 판단할 수 있다. 사우 조치가 필요하다고 판단하면, 독성가스 탐지 장치(50)는 이에 대응하여 주변 IoT 기기에 제어 신호를 전송할 수 있다. 예를 들어, 일산화탄소 가스 수치가 경고 수준이라 판단하면, 창문을 개방하거나 환풍기를 턴 온 시키거나 가스레인지의 전원을 턴 오프 시킬 수 있다.The toxic
이를 위해, 독성가스 탐지 장치(50)는 주변 IoT 기기와 LoRA 통신을 수행할 수 있다. 여기서, LoRA(Long Range) 통신은 사물끼리 서로 통신을 주고받을 수 있게 도와주는 저전력 장거리 통신(LPWA, Low Power Wide Area) 기술이다.To this end, the toxic
앞서 본 발명의 실시 예들에 대한 설명에서는 독성가스를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 독성가스 뿐 아니라, 유해가스, 무해가스 등 다양한 종류의 가스를 측정하는 경우에도 모두 적용될 수 있다.In the foregoing description of the embodiments of the present invention, a toxic gas has been described as an example, but the present invention is not limited thereto. The present invention can be applied not only to toxic gases but also to the case of measuring various types of gases such as harmful gases and harmless gases.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위 내에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The embodiments have been described above, but these are only examples and do not limit the present invention, and those of ordinary skill in the field to which the present invention pertains will not be exemplified above within the scope not departing from the essential characteristics of the present embodiment. It will be seen that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiment may be modified and implemented. And differences related to these modifications and applications should be construed as being included in the scope of the present invention defined in the appended claims.
50: 독성가스 탐지 장치 51: 마이크로프로세서
52: 통신 모듈 53: PMU
54: 전력 모듈 55: 연결 모듈
56: 이동 단말 100: 가스 센서
110: 케이스 112: 관통공
200: 작용전극부 300: 기준-상대전극부
400: 금속전극 410: 헤드
420: 연결부 500: 멤브레인
600: 고정부재 700: 패킹50: toxic gas detection device 51: microprocessor
52: communication module 53: PMU
54: power module 55: connection module
56: mobile terminal 100: gas sensor
110: case 112: through hole
200: working electrode part 300: reference-counter electrode part
400: metal electrode 410: head
420: connection 500: membrane
600: fixing member 700: packing
Claims (8)
전류 변화를 감지함으로써, 다양한 종류의 가스를 감지하는 복수개의 가스 센서;
상기 전류 변화에 대응하여 가스관련데이터를 생성하는 중앙 처리부; 및
상기 이동 단말에 연결되어, 상기 이동 단말로 상기 가스관련데이터를 전송하는 연결부를 포함하되,
상기 복수개의 가스 센서 각각은,
상기 중앙 처리부의 외부 전극과 전류를 도통하여 상기 외부 전극에 상기 전류 변화를 전달하는 금속 전극을 포함하고, 상기 금속 전극은 침형 형태로 구성되는, 독성가스 탐지 장치. In the toxic gas detection device detachable to the mobile terminal,
A plurality of gas sensors for sensing various types of gases by sensing a change in current;
A central processing unit that generates gas-related data in response to the current change; And
It is connected to the mobile terminal, comprising a connection for transmitting the gas-related data to the mobile terminal,
Each of the plurality of gas sensors,
And a metal electrode for transmitting the current change to the external electrode by conducting current with the external electrode of the central processing unit, wherein the metal electrode is configured in a needle shape.
상기 복수개의 가스 센서는,
수직 방향으로 겹쳐진 형태로 배치되는, 독성가스 탐지 장치.The method of claim 1,
The plurality of gas sensors,
Toxic gas detection device arranged in a vertically overlapped form
상기 복수개의 가스 센서 각각은,
수직 방향으로 겹쳐진 형태로 배치되는 복수개의 PCB 기판 중 어느 하나의 앞면 또는 뒷면에 부착되는, 독성가스 탐지 장치.The method of claim 2,
Each of the plurality of gas sensors,
A toxic gas detection device attached to the front or back of any one of a plurality of PCB boards arranged in a vertical direction overlapping.
상기 가스관련데이터는,
종류, 수치, 농도 및 위험도 중 적어도 하나를 포함하는 독성가스 탐지 장치.The method of claim 1,
The gas-related data,
Toxic gas detection device including at least one of type, value, concentration and risk.
상기 독성가스 탐지 장치 주변에 위치하는 복수개의 IoT 기기와 통신을 수행하는 통신부를 더 포함하고,
상기 중앙 처리부는 상기 가스관련데이터에 대응하여 상기 복수개의 IoT 기기 중 어느 하나에 제어 신호를 전송하도록 상기 통신부를 제어하는, 독성가스 탐지 장치.The method of claim 1,
Further comprising a communication unit for performing communication with a plurality of IoT devices located around the toxic gas detection device,
The central processing unit controls the communication unit to transmit a control signal to any one of the plurality of IoT devices in response to the gas-related data.
상기 연결부는,
USB OTG(Universal Serial Bus On-The-Go) 규격에 의하여 상기 이동 단말과 연결되는, 독성가스 탐지 장치.The method of claim 1,
The connection part,
A toxic gas detection device that is connected to the mobile terminal according to the USB Universal Serial Bus On-The-Go (OTG) standard.
상기 복수개의 가스 센서에 전원을 공급하는 전력 공급부를 더 포함하고,
상기 중앙 처리부는, 감지하고자 하는 가스종류에 대응하여 상기 복수개의 가스 센서에 선택적으로 상기 전원을 공급하도록 상기 전력 공급부를 제어하는, 독성가스 탐지 장치.The method of claim 1,
Further comprising a power supply for supplying power to the plurality of gas sensors,
The central processing unit controls the power supply unit to selectively supply the power to the plurality of gas sensors in response to a gas type to be detected.
상기 전력 공급부는,
상기 이동 단말로부터 상기 전원을 공급받는 독성가스 탐지 장치.The method of claim 7,
The power supply unit,
Toxic gas detection device receiving the power from the mobile terminal.
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