KR20200123508A - IoT 장치 및 이를 포함하는 IoT 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 IoT 기반 원격 모니터링 시스템 모듈에 관한 것으로, 모니터링 시스템이 구비되지 않은 제품기기에 접목되어 원격 모니터링 및 제어가 가능하게끔 하는 시스템에 관한 것이다.
제품기기에 접목된 센서 모듈은 제품기기로부터 사용자가 원하는 정보를 감지하는 역할을 하며, 상기 센서 모듈은 정보 획득 모듈에 수집한 데이터를 전송한다. 상기 데이터는 네트워크 모듈을 통해 사용자의 단말기로 송/수신되며 사용자 단말기에 설치된 스마트 어플리케이션을 통해 제품기기의 작동상태의 실시간 모니터링, 제품기기 상태에 대한 제어가 가능하다.

Description

IoT 장치 및 이를 포함하는 IoT 시스템{IoT apparatus and IoT system including the same}
본 발명은 네트워크 통신망을 이용한 모니터링 기능 등을 탑재하고 있지 않은, 기존의 생산 중인 제품이나 새로 개발하는 제품에 쉽게 접목하여 사용자에게 제품 기기의 전원, 작동 및 소모품 상태에 대한 모니터링 기능을 수행하게끔 하는 IoT 장치 및 이를 포함하는 IoT 시스템에 관한 것이다.
사물인터넷(IoT)은 인터넷을 기반으로 사물을 연결하여 사람과 사물, 사물과 사물 간의 정보를 상호 소통하는 지능형 기술 및 서비스를 말한다. 사람 또는 사물에 각종 센서와 통신 모듈이 내장되어 인터넷에 연결되도록 한다. 사용자는 인터넷을 통해 사물을 원격으로 모니터링하거나 제어할 수 있으며, 사물은 인터넷을 기반으로 상호 간 정보를 교환하고 학습한 정보를 사용자에게 제공할 수 있다.
4차 산업혁명시대를 맞아 사물인터넷 분야는 빠르게 발전하고 있으며, 스마트 기기로 제품 기기의 전원 및 작동상태를 모니터링하고자 하는 사용자의 욕구에 발맞추어 대기업과 일부 중견기업의 제품 기기의 경우 네트워크 통신망을 이용한 모니터링 기능을 탑재한 제품을 출시하고 있다. 이에 따라, 가전제품 등 집 안의 모든 장치들이 인터넷으로 상호 연결되어 사용자가 원격으로 이들을 모니터링하거나 제어할 수 있도록 하는 스마트 홈 기술과 다양한 센서를 통해 사용자의 건강 정보를 습득하고 이를 분석하여 사용자에게 건강 정보에 대한 분석 결과를 제공하여 질병을 예방하는 헬스 케어 기술 등이 현실화 되고 있다.
대한민국 등록특허공보 KR10-1748420호는 전기 제어설비의 각종 상태정보를 사물인터넷을 기반으로 하여 실시간 수집한 다음, 인터넷망과 연결된 서버와 근거리의 무선통신망으로 실시간 전송함으로써 관리자 단말기가 장소와 시간에 구애됨이 없이 전기 제어설비 상태정보를 모니터링할 수 있도록 하는 사물인터넷 기반 모니터링용 서버를 제공하고 있다. 대한민국 등록특허공보 KR10-1773173호는 가정집의 각 지역에 설치된 카메라로부터 영상을 녹화하여 PC로 홈 모니터링하고, 주요 지역에 설치된 센서들에 의해 감지된 센서 탐지 신호를 통해 침입 탐지 시 문자 메시지를 사용자의 스마트폰과 PC로 전송하며, 원격 제어 기능으로 출입문과 스프링쿨러를 제어할 수 있는 가정용 홈 모니터링 시스템을 제공하고 있다.
상기와 같이 사물인터넷 기능을 추가한 제품에 대한 수요가 늘어나고 있음에도 불구하고, 많은 중소기업에서는 시간, 인력, 금전적 한계 등을 이유로 이러한 기능을 구현한 제품을 내놓지 못하고 있다. 이로 인해, 소비자 입장에서는 제품의 선택권이 제한되며 기업 입장에서는 제품 개발에 따른 비용과 시간의 소모 및 소비자의 수요를 적절히 충족하지 못하게 되어 손해를 입는 결과를 초래하고 있다. 따라서, 네트워크 통신망을 이용한 모니터링 기능을 탑재하고 있지 않은 기존 제품이나 새로 개발하는 제품에 쉽게 접목하여 사용자에게 제품기기의 모니터링 기능 및 제어 기능을 제공할 수 있는, 센서 기능과 네트워크 기능 등이 모듈화된 IoT 장치와 시스템이 요구된다.
KR 10-1748420 B1 KR 10-1773173 B1
본 발명의 목적은 네트워크 통신망을 이용한 모니터링 기능 등을 탑재하고 있지 않은 기존의 생산 중인 제품이나 새로 개발하는 제품에 쉽게 접목하여 사용자에게 제품기기의 전원, 작동 및 소모품 상태에 대한 모니터링 기능을 수행하는 IoT 장치 및 이를 포함하는 IoT 시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른, IoT 장치는 제품 기기에 장착되어, 상기 제품 기기에 대한 정보를 감지할 수 있는 센서 모듈; 상기 센서 모듈로부터 상기 정보를 전달받아 수집하는 정보 획득 모듈; 및 상기 정보 획득 모듈과 사용자의 단말기 간에 데이터를 송수신하는 네트워크 모듈; 을 포함할 수 있다.
상기 IoT 장치의 센서 모듈은 적어도 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다.
상기 사용자의 단말기는 스마트폰, 태블릿PC, PC 또는 스마트 TV 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 IoT 장치의 센서 모듈은 전압 센서, 전류 센서 또는 먼지 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른, IoT 시스템은 상기의 IoT 장치; 및 상기 IoT 장치와 인터넷 통신을 수행하고, 상기 제품 기기로부터 사용자가 원하는 정보를 실시간으로 모니터링하며, 모니터링된 상기 정보를 통해 사용자가 상기 제품 기기를 제어할 수 있도록 하는 스마트 애플리케이션이 저장되어 있는 단말기를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 네트워크 통신망을 이용한 모니터링 기능 등을 탑재하고 있지 못한 제품 기기에서도 모듈화된 본 발명을 접목하거나 약간의 수정을 거쳐 모니터링 기능을 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 스마트 홈, 헬스 케어 분야 등에서 본 시스템을 사용함으로써, 별도의 IoT 장치에 대한 개발과정 없이 제품 기기의 개발기간을 단축하고 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
IoT 시스템에 포함된 단말기의 스마트 애플리케이션으로 제품 기기 작동상태의 실시간 모니터링과 제품 기기 상태에 따른 제어가 가능하므로 사용자가 원하는 장소에서 단말기를 통해 원격으로 제품 기기를 모니터링하고 제어할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 따른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 IoT장치 및 사용자 단말기를 포함하는 IoT 시스템을 도시한 블록도이다.
본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
본 발명은 네트워크 통신망을 이용한 모니터링 기능 등을 탑재하고 있지 않은 기존의 생산 중인 제품이나 새로 개발하는 제품에 쉽게 접목하여 사용자에게 제품 기기의 전원, 작동 및 소모품 상태 등에 대한 모니터링 및 제어 기능을 수행하는 IoT 장치 및 이를 포함하는 IoT 시스템에 관한 발명이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT장치 및 사용자 단말기를 포함하는 IoT 시스템을 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면 제품 기기에 접목된 IoT 장치(100)는 센서 모듈(101), 정보 획득 모듈(102) 및 네트워크 모듈(103)을 포함할 수 있다. 각각의 모듈은 모듈에 걸맞는 회로의 설계가 요구된다.
센서 모듈(101)은 제품 기기로부터 사용자가 얻고 싶어 하는 제품 기기의 정보를 감지하는 역할을 할 수 있다. 센서 모듈(101)은 전압, 전류, 먼지, 압력 센서 등 적어도 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다.
센서 모듈(101)의 센서는 각각의 역할에 따라 제품 기기의 정보를 감지하고, 센서로부터 감지한 정보를 메인 모듈의 정보 획득 모듈(102)로 전송하는 역할을 할 수 있다. 센서 모듈(101)은 정보 획득 모듈과(102) 네트워크 모듈(103)로 구성되어 있는 메인 모듈과의 통신에 최적화되어 있다.
본 발명에서, 센서 모듈(101)의 센서는 복수 개의 센서를 포함할 수 있다. 다수의 센서가 작동하거나, 다수의 센서가 제품 기기로부터 감지한 센싱 값을 네트워크 통신을 통해 단말기(110)에 송신하는 경우, 전력의 소모가 커져 IoT 장치(100)의 수명이 줄어드는 결과를 초래할 수 있다.
이를 보완하기 위해, 본 발명은 사용자가 특정 센서가 감지한 정보만을 원하는 경우, 스마트 애플리케이션을 통해 특정 센서가 감지한 센싱 값만을 IoT 장치(100)가 분류할 수 있도록 하는 기능을 가지고 있다.
예컨대, 사용자가 전압 값에 대한 정보만 받기를 원하는 경우, 단말기(110)에 설치된 스마트 애플리케이션을 통해 사용자가 전압 값에 대한 정보만을 얻도록 제어할 수 있다. 스마트 애플리케이션을 통한 제어를 통해, 센서 모듈(101)의 센서 중 전압 센서의 센싱 값만 분류되어 네트워크 통신을 통해 사용자의 단말기(110)로 송신될 수 있다. 센싱 값의 분류는 단수의 센서 뿐만 아니라 복수의 센서들의 센싱 값에 대해서도 가능하다.
센서 모듈(101)의 센서가 장기간 작동할 경우, 상기에 기재된 것과 같이 IoT 장치(100)의 전력 소모가 커져 IoT 장치(100)의 수명이 줄어드는 결과를 초래할 수 있다.
이를 보완하기 위해, 본 발명은 사용자가 센서의 센싱 주기를 특정 시간대로 조절하고 싶은 경우, 센서 모듈(101)에 포함되어 있는 센서의 센싱 주기를 단말기(110)의 스마트 애플리케이션을 이용해 조절하는 기능을 가지고 있다.
예컨대, 사용자가 전압 센서의 센싱 주기를 조절하고 싶은 경우, 단말기(110)에 설치된 스마트 애플리케이션을 통해 사용자가 전압 센서의 센싱 주기를 늘이거나 줄이도록 제어할 수 있다. 센싱 주기의 조절은 단수의 센서 뿐만 아니라 복수의 센서들에 대해서도 가능하다.
센서 모듈(101)은 전압 센서, 전류 센서 또는 먼지 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 센서 모듈(101)의 각각의 센서마다 기준 값이 설정되어 센싱 값이 기준 값을 초과하는 경우, 사용자에게 상기 정보를 제공하는 역할을 할 수 있다.
전압 센서의 경우, 제품 기기의 전압 값을 측정하는 센서이다. 사용자는 스마트 애플리케이션을 통해 IoT 장치(100)의 전압 값에 대한 기준 값을 설정할 수 있다. 전압 센서가 측정한 전압 값이 기설정된 기준 값을 초과하는 경우, 사용자의 단말기(110)에 측정한 전압 값이 기설정된 기준 값을 초과했다는 사실이 네트워크 통신을 통해 디스플레이되어, 사용자가 스마트 애플리케이션을 통해 이를 제어하도록 할 수 있다.
전류 센서의 경우, 제품 기기의 전류 값을 측정하는 센서이다. 사용자는 스마트 애플리케이션을 통해 IoT 장치(100)의 전류 값에 대한 기준 값을 설정할 수 있다. 전류 센서가 측정한 전류 값이 기설정된 기준 값을 초과하는 경우, 사용자의 단말기(110)에 측정한 전류 값이 기설정된 기준 값을 초과했다는 사실이 네트워크 통신을 통해 디스플레이되어, 사용자가 스마트 애플리케이션을 통해 이를 제어하도록 할 수 있다.
먼지 센서의 경우, 공기 중의 먼지량을 측정하는 센서로 공기 청정기 등에 설치될 수 있다. 사용자는 스마트 애플리케이션을 통해 IoT 장치(100)의 먼지량에 대한 기준 값을 설정할 수 있다. 먼지 센서가 측정한 먼지량이 기설정된 기준 값을 초과하는 경우, 사용자의 단말기(110)에 측정한 먼지량이 기설정된 기준 값을 초과했다는 사실이 네트워크 통신을 통해 디스플레이되어, 사용자가 스마트 애플리케이션을 통해 공기 청정기를 작동시키는 등의 조치를 취할 수 있도록 할 수 있다.
센서 모듈(101)의 센서는 상기에 언급된 1차적으로 많이 쓰이는 센서들(전류, 전압, 먼지 센서 등) 외에도 온도 센서, 습도 센서, 압력 센서, 수질 센서, 이산화탄소 비율과 같은 공기질 센서 등 추후에 타겟층의 수요를 바탕으로 수요가 예상되는 각종 센서들 또한 포함할 수 있다.
센서의 기준 값 설정 및 센싱 값이 기준 값을 초과하였을 때, 사용자에게 해당 사실을 알려주는 기능은 단수의 센서 뿐만 아니라 복수의 센서에 대해서도 가능하다.
예컨대, 온도 센서를 통해 측정된 온도 값이 기설정된 기준 값보다 높고, 전압 센서에서 측정된 전압 값이 기설정된 기준 값보다 높은 경우, 사용자의 단말기(110)에 온도 값과 전압 값이 기설정된 기준 값보다 모두 높다는 내용이 디스플레이되어, 사용자가 스마트 애플리케이션을 통해 이를 제어하도록 할 수 있다.
정보 획득 모듈(102)은 센서 모듈(101)의 각각의 센서로부터 감지된 제품기기의 정보를 수집하는 역할을 할 수 있다.
정보 획득 모듈(102)은 네트워크 모듈(103)과 함께 메인 모듈을 구성할 수 있다.
정보 획득 모듈(102)은 DAQ보드(데이터 수집 보드)의 소형화를 통해 모듈화 될 수 있다.
네트워크 모듈(103)은 제품 기기와 사용자의 단말기(110) 간의 데이터 통신을 가능하게 하는 역할을 한다. 정보 획득 모듈(102)에서 센서 모듈(101)의 센서로부터 수집된 데이터를 네트워크 통신을 통해 단말기(110)로 송신하고 단말기(110)로부터 신호를 수신하는 역할을 할 수 있다.
네트워크 모듈(103)은 정보 획득 모듈(102)과 함께 메인 모듈을 구성할 수 있다.
단말기(110)는 네트워크 통신을 통해 외부의 서버와 연결될 수 있는 통신 장치를 의미하며, IoT 장치(100)와 함께 본 발명의 IoT 통합 시스템을 구성할 수 있다.
단말기(110)는 휴대용 스마트 기기인 스마트폰, 태블릿 PC나 거치형 스마트 기기인 PC, 스마트 TV 등을 포함할 수 있다. 단말기(110)는 IoT 장치(100)로부터 네트워크 모듈(103)을 통해 IoT 장치(100)가 수집한 데이터를 수신받고 이를 단말기(110)의 화면에 디스플레이 할 수 있다.
단말기(110)는 IoT 장치(100)와 인터넷 통신을 수행하고, 제품 기기로부터 사용자가 원하는 정보를 실시간으로 모니터링하며, 모니터링된 정보를 통해 제품 기기를 제어할 수 있도록 하는 스마트 애플리케이션이 저장될 수 있다.
스마트 애플리케이션이 구비된 단말기(110)를 통해 IoT 장치(100)로부터 받은 데이터가 단말기(110)에 디스플레이되어 사용자가 이를 확인할 수 있다. 사용자는 스마트 애플리케이션으로부터 수신받은 데이터를 통해 제품 기기를 모니터링하거나 사용자가 원하는 바대로 제품 기기를 제어할 수 있다.
단말기(110)에 설치된 스마트 애플리케이션은 구동 인터페이스 업그레이드를 위한 펌웨어(firmware)를 포함할 수 있다.
추후, 스마트 애플리케이션의 수정과 보완을 통해 구매 기업에 소스 코드를 제공함으로써 기반이 되는 라이브러리는 공유하되 각 기업 제품의 특성을 고려한 UI를 개발할 수 있도록 할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술적 사상의 범위가 한정되는 것이 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : IoT 장치
101 : 센서 모듈
102 : 정보 획득 모듈
103 : 네트워크 모듈
110 : 단말기

Claims (5)

  1. 제품 기기에 장착되어, 상기 제품 기기에 대한 정보를 감지할 수 있는 센서 모듈;
    상기 센서 모듈로부터 상기 정보를 전달받아 수집하는 정보 획득 모듈; 및
    상기 정보 획득 모듈과 사용자의 단말기 간에 데이터를 송수신하는 네트워크 모듈;을 포함하는,
    IoT 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센서 모듈은 적어도 하나 이상의 센서를 포함하는,
    IoT 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 사용자의 단말기는 스마트폰, 태블릿PC, PC 또는 스마트 TV 중 적어도 하나를 포함하는,
    IoT 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 센서 모듈은 전압 센서, 전류 센서 또는 먼지 센서 중 적어도 하나를 포함하는,
    IoT 장치.
  5. 제1항의 IoT 장치; 및
    상기 IoT 장치와 인터넷 통신을 수행하고,
    상기 제품 기기로부터 사용자가 원하는 정보를 실시간으로 모니터링하며,
    모니터링된 상기 정보를 통해 사용자가 상기 제품 기기를 제어할 수 있도록 하는 스마트 애플리케이션이 저장되어 있는 단말기를 포함하는,
    IoT 시스템.



KR1020190043979A 2019-04-15 2019-04-15 IoT 장치 및 이를 포함하는 IoT 시스템 KR20200123508A (ko)

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