KR20210086831A - 블럭형 모듈 적층 구조를 갖는 IoT 커스터마이징 디바이스 - Google Patents

블럭형 모듈 적층 구조를 갖는 IoT 커스터마이징 디바이스 Download PDF

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Abstract

본 발명은 블럭형 모듈 적층 구조를 갖는 IoT 커스터마이징 디바이스에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 적어도 하나 이상의 센서 모듈과 논리 모듈 및 네트워크 모듈이 블럭 형태로 순차적으로 적층되어 구성되는 IoT 디바이스를 통해, 센서 모듈을 통해 감지되는 환경 변화에 따라 네트워크 모듈과 연결되는 전자기기의 동작을 제어할 수 있도록 구성함으로써, 디바이스를 구성하는 센서 모듈의 선택적 구성과 논리 모듈의 논리 구조 설정을 통해, 가정 또는 사무실 등에 설비된 전자기기에 다양한 IoT 기능을 구현할 수 있는 블럭형 모듈 적층 구조를 갖는 IoT 커스터마이징 디바이스에 관한 것이다.

Description

블럭형 모듈 적층 구조를 갖는 IoT 커스터마이징 디바이스{An IoT customizing device having modulized block structures}
본 발명은 블럭형 모듈 적층 구조를 갖는 IoT 커스터마이징 디바이스에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 적어도 하나 이상의 센서 모듈과 논리 모듈 및 네트워크 모듈이 블럭 형태로 순차적으로 적층되어 구성되는 IoT 디바이스를 통해, 센서 모듈을 통해 감지되는 환경 변화에 따라 네트워크 모듈과 연결되는 전자기기의 동작을 제어할 수 있도록 구성함으로써, 디바이스를 구성하는 센서 모듈의 선택적 구성과 논리 모듈의 논리 구조 설정을 통해, 가정 또는 사무실 등에 설비된 전자기기에 다양한 IoT 기능을 구현할 수 있는 블럭형 모듈 적층 구조를 갖는 IoT 커스터마이징 디바이스에 관한 것이다.
사물 인터넷(IoT)은 기존의 유선통신기반 인터넷 및 모바일 인터넷보다 진화된 단계의 인터넷으로서, 무선통신 기술의 발달로 사람과 사람, 사람과 사물, 사물과 사물로통신 가능 범위가 확대되고, 나아가 사물 간의 자율적 통신도 가능한 사물통신(M2M)으로 발전하였다. 이러한 사물 인터넷으로의 진화에 따라서 다양한 기기들이 IoT 디바이스로 변화되고 있으며, 사물인터넷이 다양한 네트워크 방식으로 서로 연결되어 인터넷 망을 구축하게 된다.
이와 같이, 네트워크를 통해 사용자의 지시를 수신하여 원격으로도 사용자에게 필요한 기능을 제공하는 사물 인터넷 기기가 다양하게 개시되어 있고, 하나의 사물 인터넷 기기가 사용자에게 다양한 기능을 제공하는 것도 존재하기는 하나, 아직까지 사물 인터넷 기기는 기능의 확장성이 높지 않다는 문제점이 있다.
따라서, 사물 인터넷 환경이 구축된 후, 사용자가 사물 인터넷 환경이 제공하는 기능 외에 추가적인 기능 제공을 필요로 하는 경우, 이미 구축된 환경의 사물 인터넷 기기를 변경하거나 기기를 추가로 설치해야 하는 불편함이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 한국공개특허 제 10-2019-0100494호에서와 같이, 탈부착형 모듈을 이용한 IoT 환경 구축 방법 등이 제안되고 있다.
상기 선행기술은 가전제품과 비가전제품에 부착이 가능한 탈부착형 모듈과 서버를 이용하여 IoT 실내 환경을 구축하여, 비 IoT 환경의 가정에서도 IoT 환경을 구축할 수 있도록 한다.
그러나 상기 선행기술을 통해 제공되는 IoT 환경 구축 방법은, 실내에 IoT 환경을 구축하기 위하여 서버의 구성이 필수적이어서, 서버 구축에 소요될 경제적인 문제점이 있고, 또한, 모듈 생산 시에 탈부착형 모듈의 제어를 위한 제어 알고리즘을 특정하여 탑재하여야 함에 따라, 다양한 용도로의 적용에 제한이 있을 뿐만 아니라, IoT 모듈이 부착된 제품의 동작 조건 등을 변경할 필요가 있는 경우, 매번 새로운 제어 알고리즘을 개발하여 동작 프로그램을 변경하여야 하는 등의 번거로움이 존재하여 범용성이 떨어진다는 문제가 있다.
1. 한국공개특허 제 10-2019-0100494호(공개일 : 2019. 08. 29) "탈부착형 모듈을 이용한 IoT 환경 구축 방법"
본 발명은 상술된 종래기술의 한계를 극복하기 위한 것으로서, 블럭형 모듈 적층 구조를 갖는 IoT 커스터마이징 디바이스에 있어서, 적어도 하나 이상의 센서 모듈과 논리 모듈 및 네트워크 모듈이 블럭 형태로 순차적으로 적층되어 구성되는 IoT 디바이스를 통해, 센서 모듈을 통해 감지되는 환경 변화에 따라 네트워크 모듈과 연결되는 전자기기의 동작을 제어할 수 있도록 구성함으로써, 디바이스를 구성하는 센서 모듈의 선택적 구성과 논리 모듈의 논리 구조 설정을 통해, 가정 또는 사무실 등에 설비된 전자기기에 다양한 IoT 기능을 구현할 수 있는 블럭형 모듈 적층 구조를 갖는 IoT 커스터마이징 디바이스를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 효과적으로 개선하기 위한 것으로서, 전자기기에 IoT 기능을 지원하는 IoT 커스터마이징 디바이스에 있어서, 주변환경 정보를 감지하여, 감지된 센서값에 따른 센서 신호를 생성하여 논리 모듈로 전송하는 적어도 하나 이상의 센서모듈; 상기 센서모듈로부터 전송되는 센서 신호를 기반으로, 설정된 논리 판단 로직에 따라 논리값을 산출하여, 산출된 논리값에 대한 제어 신호를 네트워크 모듈로 전송하는 논리모듈; 및 상기 논리 모듈로부터 전송되는 제어 신호를 유·무선 통신망을 통해 연결되는 전자기기로 전송하여 전자기기를 동작시키는 네트워크 모듈;을 포함하여 구성되며, 상기 센서모듈, 논리모듈 및 네트워크 모듈은 각각 블럭형의 모듈화된 구조로 이루어져 순차적인 적층구조를 통해 결합되는 것을 특징으로 하는 블럭형 모듈 적층 구조를 갖는 IoT 커스터마이징 디바이스를 제공한다.
본 발명에 따른 IoT 커스터마이징 디바이스는, 다양한 종류의 탈부착형 센서 모듈을 선택적으로 활용함으로써, 센서 기반 IoT 환경을 용이하게 구현할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 사용자가 논리 모듈의 논리 판단 로직과 설정값을 조정할 수 있도록 지원하여, 사용자가 원하는 조건 하에서 IoT 커스터마이징 디바이스가 작동되어, 사용자가 원하는 환경 및 시점에 전자기기를 제어할 수 있도록 제공 한다.
또한, 서버 등의 별도의 설비 없이 IoT 디바이스를 구성할 수 있도록 함으로써, 실내 공간에 경제적으로 IoT 환경을 구축할 수 있도록 지원하며, 부착 모듈(250) 장착을 통해 IoT 커스터마이징 디바이스를 간단하게 설치할 수 있도록 지원함으로써, 센서 기반 IoT 환경을 용이하게 구현할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 블럭형 모듈 적층 구조를 갖는 IoT 커스터마이징 디바이스의 구성을 예로써 보여주는 도면.
도 2은 본 발명의 다른 실시예로서, 미세먼지 농도 감지 기반의 IoT 커스터마이징 디바이스의 구성을 보여주는 도면.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하지만, 본 발명은 그 요지를 이탈하지 않는 한 이하의 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 블럭형 모듈 적층 구조를 갖는 IoT 커스터마이징 디바이스의 구성을 예로써 보여주는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 커스터마이징 디바이스는 제1 주변환경 정보를 감지하여, 감지된 센서 신호를 논리 모듈(120)로 전송하는 제1 센서모듈(100), 제2 주변환경 정보를 감지하여, 감지된 센서 신호를 논리 모듈(120)로 전송하는 제2 센서모듈(110), 상기 제1 센서모듈(100) 및 제2 센서모듈(110)로부터 수신되는 센서 신호에 기반하여 설정된 논리 판단 로직에 따라 제어 신호를 생성하여 네트워크 모듈(130)로 전송하는 논리 모듈(120) 및 상기 논리 모듈(120)로부터 수신되는 제어 신호를 유·무선 통신망을 통해 연결되는 전자기기로 전송하여 전자기기의 동작을 제어하는 네트워크 모듈(130)을 포함하여 구성된다.
이때, 상기 제1 센서모듈(100) 및 제2 센서모듈(110)에 의해 감지되는 환경정보에는 전자기기를 작동시키는 조건과 관련하여 온도, 습도, 인체의 움직임, 빛, 조도, 적외선, 가스 농도, 음향, 진동 등을 포함한 다양한 정보들이 이에 포함될 수 있다.
또한, 각각의 적층되는 모듈에는 서로 인접하는 단부에 상호 결합을 위한 돌출부/결합홈 구조와 같은 결합구조(미도시)가 구비되어, 순차적으로 끼움결합 될 수 있도록 구성된다.
또한, 끼움결합된 모듈 간의 신호의 전달은 모듈을 관통하는 신호 라인이 구비되거나, 또는 블루투스나 Wi-Fi 등의 유·무선 통신망을 통한 데이터 송수신에 의해 이루어질 수 있다.
또한, 상기 실시예에서는 IoT 커스터마이징 디바이스가 제1 센서모듈(100) 및 제2 센서모듈(110)의 두개의 센서모듈을 포함하여 구성되는 예를 설명하고 있으나, 본 발명의 IoT 커스터마이징 디바이스가 반드시 두 개의 센서모듈을 구비할 필요는 없으며, 경우에 따라, 하나의 센서모듈만을 포함하여 구성될 수도 있음은 물론이다.
논리 모듈(120)은 센서모듈로부터 전송받은 센서 신호를 조합하여, 탑재된 논리 판단 로직에 따라 제어 신호를 생성한다.
여기서, 논리 모듈(120)에 탑재되는 논리 판단 로직으로는, AND, OR, Interrupt 모드 등이 대표적인데, 이때, AND 및 OR 모드의 경우에는 제1 센서모듈(100) 및 제2 센서모듈(110)의 신호를 수신하여 제어 신호를 생성하고, Interrupt 모드의 경우에는 센서모듈 하나로부터 수신된 신호를 통해 제어 신호를 생성한다.
센서모듈들의 센싱값에 따른 AND 및 OR 모드의 논리값 판단
AND OR
제1 센서모듈 제2 센서모듈 최종 논리값 제1 센서모듈 제2 센서모듈 최종 논리값
1 1 1 1 1 1
1 0 0 1 0 1
0 1 0 0 1 1
0 0 0 0 0 0
표 1은 센싱값에 따른 AND 및 OR 모드의 논리 판단 결과 산출의 예를 설명하기 위한 도표이다.
먼저, AND 모드의 경우, 제1 센서모듈(100) 및 제2 센서모듈(110)의 센싱값이 모두 1의 논리값을 가지면, And 논리연산의 최종 논리값은 1이지만, 그 이외의 경우에는 0의 최종 논리값을 갖는다.
한편, OR 모드의 경우, 제1 센서모듈(100) 또는 제2 센서모듈(110)의 센싱값이 모두 0의 논리값을 가지면, OR 논리 연산의 최종 논리값은 0이 되지만, 그 이외의 경우에는 1의 최종 논리값을 갖는다.
또한, Interrupt 모드의 경우에는, 논리 모듈(120) 바로 하단에 존재하는 센서모듈에 대한 신호만을 받아 논리 결과를 판단하며, 신호가 없는 경우에는 판단하지 않는다.
이외에도, 논리 모듈(220)은, 필요에 따라 사용자가 센서모듈의 센서값들에 대한 구체적인 판단 알고리즘을 프로그래밍하여 설정할 수 있는 Block programming 모드로도 작동 가능하다
이와 같은 구성을 통해 본 발명에서는, IoT 커스터마이징 디바이스를 통해 사용자가 구현하고자 하는 동작 환경에서 전자기기를 제어할 수 있도록, 동작 환경에 적합한 적어도 하나 이상의 센서모듈을 선택하고, 이에 결합되는 논리 모듈(120)의 논리 판단 로직을 의도에 맞추어 설정함으로써, 사용자가 원하는 센서 기반 IoT 환경을 제공할 수 있다.
네트워크 모듈(130)은 논리 모듈(120)로부터 논리값을 전송받아 동작 신호를 생성하여, IoT 커스터마이징 디바이스와 유·무선으로 연결된 전자기기가 구동되도록 제어 신호를 전송한다.
또한, 네트워크 모듈(130)은 사용자가 전용 애플리케이션을 통해 논리 모듈 알고리즘 또는 센서의 제어값을 변경하고자 하는 경우, 사용자의 명령을 수신하여 논리 모듈(120)에 전달함으로써, 사용자가 IoT 커스터마이징 디바이스의 작동 조건을 변경할 수 있도록 지원한다.
또한, IoT 커스터마이징 디바이스에는 다른 모듈들의 전력 소모가 크거나, 상시적으로 동작해야 하는 기능이 포함되어 있을 경우를 대비하여 배터리 모듈(미도시)이 추가되어 구성될 수 있으며, 이 경우, 통상, 논리 모듈(120) 내부에 충전형 배터리가 구비되도록 구성할 수 있다.
예로써, 도 1과 같이 구성된 IoT 커스터마이징 디바이스의 구성을 통해 실내에 구비된 에어컨을 동작시키고자 하는 경우, 실내에 사람의 존재 여부와 실내 공간의 온도를 감지하여 동작 기능을 제공하는 것이 합리적인 바, 제1 센서모듈(100)은 온도 센서, 제2 센서모듈(110)은 사람의 움직임을 감지하는 모션 센서로 구성될 수 있다.
즉, 온도 센서가 설정온도 이상의 실내 공간 온도를 감지하면, 상단 모듈로 센서 신호를 전달하도록 설정하고, 모션 센서는 사람의 움직임을 감지하면, 역시 상단 모듈로 센서 신호를 전달하도록 설정한다.
또한, 논리 모듈(120)의 논리 판단 로직은 AND 로직으로 설정하여, 실내 공간의 온도가 설정온도 이상으로 상승하고, 사람의 움직임이 감지되는 경우에는 에어컨이 동작하도록 제어 신호를 전송하며, 실내 공간의 온도가 설정온도보다 높지 않거나, 높더라도 사람의 움직임이 감지되지 않는 경우에는 에어컨이 동작하지 않도록 구성할 수 있다.
도 2은 본 발명의 다른 실시예로서, 미세먼지 농도 감지 기반의 IoT 커스터마이징 디바이스의 구성을 보여주는 도면이다.
도 2의 IoT 커스터마이징 디바이스는 미세먼지 센서모듈(200), 모션 센서모듈(210), 논리 모듈(220), 네트워크 모듈(230), 알람 모듈(240) 및 부착 모듈(250)을 포함하여 구성된다.
이때, 미세먼지 센서모듈(200)은 실내 공간의 미세먼지의 농도를 측정하며, 측정된 농도값에 대한 신호를 상단 모듈로 전달한다.
또한, 모션 센서모듈(210)은 모션 센서가 내장되어, 실내 공간에 사람의 움직임을 감지하며, 감지 신호를 생성하여 상단 모듈로 전달한다.
이어서, 논리 모듈(220)은 전달되는 센서값들에 따라 제어 신호를 생성하게 되는데, 예로써, 'AND' 모드로 설정되는 경우, 실내 공간의 미세먼지 농도가 설정값 이상으로 감지되고, 사람의 움직임이 감지되면 공기청정기가 동작하도록 제어 신호를 생성하게 된다.
이때, IoT 커스터마이징 디바이스에는 실내 공간에 있는 사람에게 미세먼지 농도와 관련된 경보를 제공하기 위해, 알람 모듈(240)이 추가로 구비될 수 있다.
여기서, 알람 모듈(240)은 LED 램프 등 발광 수단을 통해 사용자에게 미세먼지 경보를 제공할 수도 있으며, 스피커가 구비되어, 음성 또는 경고음을 통해 미세먼지 경보를 제공할 수도 있다.
이 경우, 논리 모듈(220)이 생성한 제어 신호를 통해, 공기청정기 뿐만 아니라, 알람 모듈(240)도 함께 작동시키게 된다.
또한, IoT 커스터마이징 디바이스는 전자기기 또는 전자기기 주변에 편리하게 설치할 수 있도록, 자석, 고리, 벨크로 테이프, 거치부 등의 부착 수단이 구비된 부착 모듈(250)을 포함하여 구성될 수 있다.
위와 같은 구성을 통해, 도 2의 IoT 커스터마이징 디바이스는 실내 공간의 미세먼지 농도를 감지하여, 실내 공간에 사람이 있으면서도 미세먼지 농도가 높은 경우에는 제어 신호를 송신하여 공기청정기를 작동시키는 동시에, 알람 모듈(240)의 스피커 또는 LED 램프를 통해, 사용자에게 실내 미세먼지 농도가 높은 상태임을 경고하여, 사용자가 손쉽게 실내 환경정보를 인식할 수 있도록 제공된다.
위와 같은 구성을 통해, 본 발명에 따른 IoT 커스터마이징 디바이스는, 다양한 종류의 탈부착형 센서 모듈을 선택적으로 활용함으로써, 센서 기반 IoT 환경을 용이하게 구현할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 사용자가 논리 모듈의 논리 판단 로직과 설정값을 조정할 수 있도록 지원하여, 사용자가 원하는 조건 하에서 IoT 커스터마이징 디바이스가 작동되어, 사용자가 원하는 환경 및 시점에 전자기기를 제어할 수 있도록 제공 한다.
또한, 서버 등의 별도의 설비 없이 IoT 디바이스를 구성할 수 있도록 함으로써, 실내 공간에 경제적으로 IoT 환경을 구축할 수 있도록 지원하며, 부착 모듈(250) 장착을 통해 IoT 커스터마이징 디바이스를 간단하게 설치할 수 있도록 지원함으로써, 센서 기반 IoT 환경을 용이하게 구현할 수 있도록 한다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백하다 할 것이다.
100 : 제1 센서모듈 110 : 제2 센서모듈
120 : 논리 모듈 130 : 네트워크 모듈
200 : 미세먼지 센서모듈 210 : 모션 센서모듈
220 : 논리 모듈 230 : 네트워크 모듈
240 : 알람 모듈 250 : 부착 모듈

Claims (8)

  1. 전자기기에 IoT 기능을 지원하는 IoT 커스터마이징 디바이스에 있어서,
    주변환경 정보를 감지하여, 감지된 센서값에 따른 센서 신호를 생성하여 논리 모듈로 전송하는 적어도 하나 이상의 센서모듈;
    상기 센서모듈로부터 전송되는 센서 신호를 기반으로, 설정된 논리 판단 로직에 따라 논리값을 산출하여, 산출된 논리값에 대한 제어 신호를 네트워크 모듈로 전송하는 논리모듈; 및
    상기 논리 모듈로부터 전송되는 제어 신호를 유·무선 통신망을 통해 연결되는 전자기기로 전송하여 전자기기를 동작시키는 네트워크 모듈;
    을 포함하여 구성되며,
    상기 센서모듈, 논리모듈 및 네트워크 모듈은 각각 블럭형의 모듈화된 구조로 이루어져 순차적인 적층구조를 통해 결합되는 것을 특징으로 하는 블럭형 모듈 적층 구조를 갖는 IoT 커스터마이징 디바이스.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 센서모듈을 통해 감지되는 주변환경 정보는,
    온도, 습도, 인체의 움직임, 빛, 조도, 적외선, 가스 농도, 음향 또는 진동을 포함하는 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 블럭형 모듈 적층 구조를 갖는 IoT 커스터마이징 디바이스.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 센서모듈은,
    서로 다른 종류의 주변환경 정보를 각각 감지하는 제1 및 제2 센서모듈로 구성되는 것을 특징으로 하는 블럭형 모듈 적층 구조를 갖는 IoT 커스터마이징 디바이스.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 논리 모듈에 설정되는 논리 판단 로직에는,
    AND 모드, OR 모드 및 Interrupt 모드가 포함되는 것을 특징으로 하는 블럭형 모듈 적층 구조를 갖는 IoT 커스터마이징 디바이스.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 IoT 커스터마이징 디바이스에는,
    부착 위치의 고정을 위한 부착 모듈이 추가로 구비되는 것을 특징으로 하는 블럭형 모듈 적층 구조를 갖는 IoT 커스터마이징 디바이스.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 부착 모듈은,
    자석, 고리 또는 벨크로 테이프를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 블럭형 모듈 적층 구조를 갖는 IoT 커스터마이징 디바이스.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 IoT 커스터마이징 디바이스에는,
    상기 논리 모듈로부터 제어 신호를 수신하여, 사용자에게 주변환경 정보를 제공하는 알람 모듈이 추가로 구비되는 것을 특징으로 하는 블럭형 모듈 적층 구조를 갖는 IoT 커스터마이징 디바이스.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 알람 모듈은,
    스피커 또는 LED 램프를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 블럭형 모듈 적층 구조를 갖는 IoT 커스터마이징 디바이스.
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