KR20230096202A - 전동 지게차의 배터리 관리 장치 및 방법과, 그를 수행하도록 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 저장된 프로그램 - Google Patents

전동 지게차의 배터리 관리 장치 및 방법과, 그를 수행하도록 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 저장된 프로그램 Download PDF

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Abstract

전동 지게차의 배터리 관리 시스템 및 방법과, 그를 수행하도록 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 저장된 프로그램이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 전동 지게차의 배터리 관리를 위한 전자 장치는, 배터리 관리를 위한 사용자 앱(Application)을 구동시키고, 센서 목록을 확인하여 배터리 센서가 미리 등록되어 있는지 여부를 확인하며, 상기 배터리 센서가 상기 센서 목록에 등록되어 있을 경우 상기 배터리 센서와 상기 사용자 앱간의 페어링을 수행하고, 상기 배터리 센서가 상기 센서 목록에 등록되어 있지 않을 경우 상기 센서 목록에 상기 배터리 센서를 등록한 후 상기 배터리 센서와 상기 사용자 앱간의 페어링을 수행하며, 상기 배터리 센서로부터 배터리 센싱 정보를 수신하고, 상기 배터리 센싱 정보를 이용하여 배터리 상태 정보를 형성한다.

Description

전동 지게차의 배터리 관리 장치 및 방법과, 그를 수행하도록 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 저장된 프로그램{APPARATUS AND METHOD FOR BATTERY MANAGEMENT OF ELECTRIC FORKLIFT, AND PROGRAM STORED IN COMPUTER READABLE MEDIUM PERFORMING THE SAME}
본 발명은 전동 지게차의 배터리 관리 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 전동 지게차의 핵심 부품인 배터리에 부착된 센서를 이용하여 배터리 정보를 수집하고 관리할 수 있는 전동 지게차의 배터리 관리 장치 및 방법과, 그를 수행하도록 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 저장된 프로그램에 관련된 것이다.
전동장비 시장은 판매 위주의 시장에서 대기업의 렌탈 시장 진입으로 인하여 렌탈 시장으로 빠르게 이동중이다. 또한, 렌탈 장비 중 전동장비의 비중이 약 80% 이상을 차지하고 있는 것으로 조사되었다. 이에 대형 렌탈사가 증가되며, 저가 출혈 렌탈 경쟁이 가속화되고 있다. 렌탈 경쟁의 가속화로 인해 렌탈 업계는 유지관리의 효율화를 통한 비용절감이 중요하게 대두되고 있다. 전동장비 특히, 지게차의 경우 유지관리 부분 중 가장 중요한 부품은 배터리이며, 배터리 관리가 곧 유지관리의 핵심이다.
유지관리 부분의 핵심인 배터리 상태 관리는 현재 대부분 방문식 오프라인 관리 형태로 운영되고 있어 효율적인 관리 및 즉각적인 대응이 힘든 것이 현실이다. 또한, 배터리 정보가 전혀 없어 배터리 관리에 대한 솔루션이 없는 상태이다. 지게차에 많이 사용중인 납축 배터리의 경우 증류수 보액 시점 파악이 어려우며, 배터리 잔량 및 과충전 여부 파악이 힘들어 수명 관리에 어려움이 있다. 증류수 부족, 잦은 배터리 방전 및 과충전 상태가 지속되면 배터리의 특정 셀에 부하를 받게 되어 문제가 발생하게 되며, 셀 성능 편차에 따른 수명 단축으로 인해 지게차를 사용하는 고객의 장비 가동률까지 저하된다. 이로 인해 실제 납축 배터리의 기대 수명에 비하여, 실제 사용 수명이 단축되는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 전동 지게차의 핵심 부품인 배터리에 부착된 센서를 이용하여 배터리 정보를 수집하고 관리할 수 있는 전동 지게차의 배터리 관리 장치 및 방법과, 그를 수행하도록 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 저장된 프로그램을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 배터리 용량이나 전압에 관계없이 탈부착 가능한 형태의 단일 모델로 구성되고, 블루투스(Bluetooth) 모듈 및 이동통신 모듈을 포함하는 전동 지게차의 배터리 관리 장치 및 방법과, 그를 수행하도록 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 저장된 프로그램을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 전동 지게차의 배터리로부터 전원을 공급 받는 파워 블록과, 터리 센싱 정보를 형성하는 센서 블록과, 배터리 센싱 정보를 저장하고, 파워 블록 및 센서 블록을 제어하며, 배터리 센싱 정보를 사용자 앱으로 전송하는 본체를 포함하는 전동 지게차의 배터리 관리 장치 및 방법과, 그를 수행하도록 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 저장된 프로그램을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 전동 지게차의 배터리 관리 전자 장치는, 하나 이상의 프로세서; 및 상기 하나 이상의 프로세서에 의한 실행 시, 상기 하나 이상의 프로세서가 연산을 수행하도록 하는 명령들이 저장된 하나 이상의 메모리를 포함하며, 상기 하나 이상의 프로세서는, 배터리 관리를 위한 사용자 앱(Application)을 구동시키고, 센서 목록을 확인하여 배터리 센서가 미리 등록되어 있는지 여부를 확인하며, 상기 배터리 센서가 상기 센서 목록에 등록되어 있을 경우 상기 배터리 센서와 상기 사용자 앱간의 페어링을 수행하고, 상기 배터리 센서가 상기 센서 목록에 등록되어 있지 않을 경우 상기 센서 목록에 상기 배터리 센서를 등록한 후 상기 배터리 센서와 상기 사용자 앱간의 페어링을 수행하며, 상기 배터리 센서로부터 배터리 센싱 정보를 수신하고, 상기 배터리 센싱 정보를 이용하여 배터리 상태 정보를 형성할 수 있다.
일 실시예로서, 상기 배터리 센서는, 배터리 용량이나 전압에 관계없이 탈부착 가능한 형태의 단일 모델로 구성되고, 블루투스(Bluetooth) 모듈을 포함하여 상기 배터리 센싱 정보를 상기 사용자 앱으로 전송하며, 이동통신 모듈을 포함하여 이동 통신사의 부가 서비스 제공이 가능할 수 있다.
일 실시예로서, 상기 배터리 센서는, 상기 전동 지게차의 배터리로부터 전원을 공급 받는 파워 블록; 상기 배터리 센싱 정보를 형성하는 센서 블록; 및 상기 배터리 센싱 정보를 저장하고, 상기 파워 블록 및 상기 센서 블록을 제어하며, 상기 배터리 센싱 정보를 상기 사용자 앱으로 전송하는 본체를 포함할 수 있다.
일 실시예로서, 상기 본체는, 상기 센서 블록에 포함된 센서들을 제어하는 메인 제어부; 상기 센서 블록으로부터 수신된 상기 배터리 센싱 정보를 저장하는 플래시 메모리; 및 상기 사용자 앱과의 통신을 수행하는 블루투스 모듈을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 하나 이상의 프로세서; 및 상기 하나 이상의 프로세서에 의한 실행 시, 상기 하나 이상의 프로세서가 연산을 수행하도록 하는 명령들이 저장된 하나 이상의 메모리를 포함하는 전동 지게차의 배터리 관리를 위한 전자 장치를 이용한 전동 지게차의 배터리 관리 방법은, 상기 하나 이상의 프로세서에 의해서, 배터리 관리를 위한 사용자 앱(App)을 구동시키는 단계; 상기 하나 이상의 프로세서에 의해서, 센서 목록을 확인하여 배터리 센서가 미리 등록되어 있는지 여부를 확인하는 단계; 상기 하나 이상의 프로세서에 의해서, 상기 배터리 센서가 상기 센서 목록에 등록되어 있을 경우 상기 배터리 센서와 상기 사용자 앱간의 페어링을 수행하는 단계; 상기 하나 이상의 프로세서에 의해서, 상기 배터리 센서가 상기 센서 목록에 등록되어 있지 않을 경우 상기 센서 목록에 상기 배터리 센서를 등록한 후 상기 배터리 센서와 상기 사용자 앱간의 페어링을 수행하는 단계; 상기 하나 이상의 프로세서에 의해서, 상기 배터리 센서로부터 배터리 센싱 정보를 수신하는 단계; 및 상기 하나 이상의 프로세서에 의해서, 상기 배터리 센싱 정보를 이용하여 배터리 상태 정보를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 하나 이상의 프로세서; 및 상기 하나 이상의 프로세서에 의한 실행 시, 상기 하나 이상의 프로세서가 연산을 수행하도록 하는 명령들이 저장된 하나 이상의 메모리를 포함하는 컴퓨터에서 수행 가능하도록 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램은, 상기 하나 이상의 프로세서에 의해서, 배터리 관리를 위한 사용자 앱(App)을 구동시키는 단계; 상기 하나 이상의 프로세서에 의해서, 센서 목록을 확인하여 배터리 센서가 미리 등록되어 있는지 여부를 확인하는 단계; 상기 하나 이상의 프로세서에 의해서, 상기 배터리 센서가 상기 센서 목록에 등록되어 있을 경우 상기 배터리 센서와 상기 사용자 앱간의 페어링을 수행하는 단계; 상기 하나 이상의 프로세서에 의해서, 상기 배터리 센서가 상기 센서 목록에 등록되어 있지 않을 경우 상기 센서 목록에 상기 배터리 센서를 등록한 후 상기 배터리 센서와 상기 사용자 앱간의 페어링을 수행하는 단계; 상기 하나 이상의 프로세서에 의해서, 상기 배터리 센서로부터 배터리 센싱 정보를 수신하는 단계; 및 상기 하나 이상의 프로세서에 의해서, 상기 배터리 센싱 정보를 이용하여 배터리 상태 정보를 형성하는 단계를 수행 가능하도록 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 전동 지게차의 배터리 관리 시스템 및 방법과, 그를 수행하도록 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 저장된 프로그램에 의하면, 배터리 개별 셀에 대한 문제점을 조기 진단하고 교체할 수 있어서 적절한 시기에 배터리 복원으로 배터리의 수명을 연장할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전동 지게차의 배터리 관리 시스템 및 방법과, 그를 수행하도록 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 저장된 프로그램은, 전해액 레벨 센싱을 통한 알림으로 증류수 미 보충 문제를 해결하고, 전동 지게차 운행 전반에 대한 기록을 누적관리 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전동 지게차의 배터리 관리 시스템 및 방법과, 그를 수행하도록 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 저장된 프로그램은, 소규모 인력으로 효율적 관리가 가능함에 따라 인건비 및 운영비를 절감하고, 배터리 사용 주기 연장을 통한 교체 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 센서의 구조를 보이는 예시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 센서의 구성을 보이는 예시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 파워 블록의 구성을 보이는 예시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 센서 블록의 구성을 보이는 예시도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 본체의 구성을 보이는 예시도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 센서의 예시도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 센서 설치 과정 설명을 위한 개념도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 센서의 동작 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 센서와 앱 연계 절차를 보이는 개념도이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 패킷을 구조를 보이는 예시도이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 앱
Figure pat00001
센서 접속 절차를 보이는 흐름도이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 앱
Figure pat00002
센서 접속 해제 절차를 보이는 흐름도이다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 앱
Figure pat00003
센서 데이터 전송 절차를 보이는 흐름도이다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 앱
Figure pat00004
센서 ID 설정 및 요청 절차를 보이는 흐름도이다.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 사용자 앱 서비스 구성도이다.
도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 송수신 구조도이다.
도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 S-FBMS 플랫폼 서비스 흐름도이다.
도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 관제 서버의 메뉴 구조도이다.
도 19는 본 발명의 실시 예에 따른 관제 서버의 데이터베이스 구조도이다.
도 20 내지 도 22는 본 발명의 실시 예에 따른 FBMS 플랫폼의 사용자 앱 화면 구성을 보이는 예시도이다.
도 23은 본 발명의 실시 예에 따른 전동 지게차 배터리 관리 시스템의 구성을 보이는 예시도이다.
도 24는 본 발명의 실시예에 따른 사용자 단말의 구성을 보이는 예시도이다.
도 25는 본 발명의 실시 예에 따른 전동 지게차 배터리 관리 방법의 절차를 보이는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.
또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다. 또한, "연결"이라 함은 물리적인 연결은 물론 전기적인 연결을 포함하는 개념이다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
본 발명에 따르면, 후술할 다양한 기술을 사용하여 디지털 휴먼 영상 형성을 위한 모델링을 진행하고, 딥러닝과 같은 인공지능(AI: Artificial Intelligence) 기술을 이용하여 상호 작용 가능한 데이터를 확보하여 딥페이크 형태의 대화 가능한 디지털 휴먼 영상을 형성할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 인물, 고인의 얼굴 이미지를 컴퓨터 그래픽 기술을 이용하여 복원하고, 인공지능을 이용하여 애니메이션 부분을 합성하는 방식으로 얼굴 이미지를 복원하는 것에 그치는 것이 아니라 현재 사용자와 상호 작용이 가능한 디지털 휴먼 영상을 형성할 수 있다.
메타버스의 아바타는 사용자를 대표하는 가상의 육체, 또 다른 나의 자아, 가상의 세상에서 사용자를 대신하고 특정하는 핵심적 수단이다. 사용자는 이를 통해 다양한 가상의 삶을 영위하고 다양한 컨텐츠를 접촉하고 소비하는 생태계를 구축하고 이 순환 구조는 메타버스를 유지하고 존재하게 하는 가장 중요한 구성요소이다.
향후 수많은 목적과 주제를 가진 메타버스가 등장하게 될 것은 시대적 흐름이고 그에 따라 사용자들은 자신의 취향과 목적에 맞는 메타버스를 선택, 접속하여 아바타를 생성하는 보편적인 과정을 선택한 메타버스의 수만큼 반복해야 하는 구조이다.
본 발명에서는 아바타 제작 표준을 개발, 공유하여 다양한 이종의 메타버스를 네트워크로 연결하고, 각 메타버스에서 생성된 아바타 정보가 호환, 공유되어 자유롭게 사용되는 시스템을 구성하고 운영할 수 있다. 또한, 아바타의 표준정보 공유를 통해 사용자에게 더 넓고 자유로운 메타버스 환경을 제공할 수 있다.
복수의 컨텐츠를 즐기기 위해서는 복수의 회원 가입 및 개인 정보 노출이 해당 수만큼 진행되어야 하는 부분이 있고, 이는 개인 정보의 과도한 유출을 야기하며, 컨텐츠 경험의 단절로 인한 만족도 저하의 원인이 된다. 이에 하나의 개인 정보와 자유로운 이동을 위한 컨텐츠 개발 규격 표준화 기술을 통해 이 불합리함을 해결하고자 한다. 따라서 복수의 컨텐츠 정보를 하나의 분산 신원 모델에 넣는 것은 과도한 용량으로 인해 해당 분산 신원 모델의 사용자 개인의 활동이 일어날 때마다 고용량의 데이터가 갱신, 저장되고 실시간으로 전송, 공유도기 때문에 네트워크 내부의 트래픽 부하를 증가시킬 수 있다. 따라서 복수의 컨텐츠를 제작할 때 표준화된 규격에 맞추어 개발하고 주요 파일명을 정리, 통일, 공유하여 분산 신원 모델에는 해당 사용자가 보유한 재화, 커뮤니티 등 분산 신원 모델의 호출 정보만 갱신 저장되도록 하는 실시간 데이터베이스 갱신 및 네트워크 공유 기술을 활용할 수 있다. 이렇게 생성된 분산 신원 모델 데이터는 규격에 따른 복수의 컨텐츠에서 활용이 가능하며 보유한 재화 및 커뮤니티도 그대로 유지하면 활동할 수 있다.
본 발명을 통해 전동 지게차의 핵심 부품인 배터리의 잔량, 충전상태, 증류수 부족 등 배터리의 주요 정보 관리에 대한 시스템이 부재함에 따라 딥러닝(Deep Learning) 기반의 차세대 지게차 배터리 관리 시스템(S-FBMS: Smart Forklift Battery Management System)을 개발하여 전동 지게차 배터리 유지 관리 플랫폼을 확보하고자 한다.
차세대 지게차 배터리 관리 시스템의 주요 서비스 내용은, 전동 지게차의 운행 중 전압, 전류, 사용량 및 충전 전압, 전류, 충전 횟수 등 배터리 모니터링과, 운행시간, 충전시간, 시간대별 사용 기록, 위치정보 등 전동 지게차 모니터링과, 저전압, 증류수 미보충 문제 발생 예방을 위한 각종 배터리 알람 서비스와, 배터리 수명 예측 서비스와, PC(Personal Computer) 및 스마트 기기로 모니터링 가능한 전동 지게차 및 배터리 관리 서비스 등을 포함할 수 있다.
전동 지게차 시장은 판매 위주의 시장에서 대기업의 렌탈 시장 진입으로 빠르게 이동하고 있으며, 렌탈 장비 중 전동 장비의 비중이 약 80% 수준이다. 대형 렌탈사의 증가로 인한 저가 출혈 경쟁이 가속화되며, 렌탈 업계는 전동 지게차 배터리 유지 보수의 효율화를 통한 비용 절감이 중요하게 대두되고 있다.
일반적인 전동 지게차 배터리의 수명은 5년 정도이지만 충전에 대한 인식과 관리 부재로 충전 부족이 발생하면 다수의 셀(Cell)을 직렬로 사용하는 배터리의 구조와 급격히 황산염(Sulfates)이 증가되는 화학적 특성으로 인한 셀간의 편차 발생으로 배터리 수명이 단축된다.
배터리 잔량, 충전상태, 증류수 부족 등의 주요 정보에 대한 관리가 부재하여, 배터리 관점에서 운전자의 느낌과 사용 기간만으로 배터리 상태를 파악하고 있다.
다수의 전동 지게차를 사용하는 사업장의 경우 운행 횟수와 사용량 등에 대해 누적 관리가 안되고 있어 운행 배분에 어려움이 있다.
전동 지게차의 핵심 부품인 배터리에 대한 체계적인 유지 관리를 통해 운영 효율성 확보 및 배터리 수명 연장이 필요하고, 통신 기능이 내장된 IoT(Internet of Things) 기반의 배터리 센서를 개발하여 주요 배터리 관리 정보를 모니터링 하며, AI(Artificial Intelligence) 딥러닝을 통한 배터리 진단 알고리즘을 활용하여 배터리 수명을 예측할 수 있는 차세대 지게차 배터리 관리 시스템 개발이 필요하다.
기존 배터리 센서는 배터리 타입별로 상이하여 설치가 어려웠고, 배터리 관리를 위한 중요 데이터 중 액면, 온도 센서 수준의 정보만 관리가 가능했다. 또한, 전동 지게차의 통합 관리를 위한 데이터 수집 및 다운로드, 통신기능은 없었다.
본 발명에 따르면, 다양한 종류의 배터리에 설치가 용이하고 고객의 시인성을 높일 수 있도록 배터리 센서를 설계할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 센서의 구조를 보이는 예시도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 누구나 손쉽게 장착 할 수 있도록 B로 표시된 부분을 통하여 전원 케이블을 연결할 수 있고, 본체의 LED를 플러그 인근에 설치하여 사용자가 수시로 배터리 상태를 확인할 수 있도록 설계한다.
본 발명에 따른 배터리 센서는, 배터리 용량이나 전압에 구분없이 단일 모델로 모든 배터리에 적요 가능하고, 블루투스(Bluetooth) 통신을 이용하여 배터리 센서에서 사용자 단말로 배터리 잔량, 충전 상태, 증류수 부족 등의 주요 정보를 전송할 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 센서는, LTE(Long Term Evolution) Cat. M1 통신 모듈을 적용하여 이동 통신사의 부가서비스 제공이 가능하고, 배터리 센서로부터 축적된 배터리 정보 분석을 통해 배터리 사용 환경 및 패턴을 제공하며, AI 딥러닝을 통해 배터리 잔존 수명을 예측할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 배터리 고온, 과충전 등 실시간 관제를 통해 배터리 등급표시에 따른 화재 위험 정보 실시간 경고 알람 서비스를 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 기술개발 최종 및 세부목표는 표1에 기재한 바와 같다.
구분 주요 내용
최종목표 --딥러닝 기반의 차세대 지게차 배터리 관리 시스템을 개발하여 전동 지게차 배터리 유지 관리 플랫폼 확보--End Product
-BT/LTE Cat. M1 통신 모듈 내장형 IoT 기반 배터리 센서(H/W)
-BT/LTE Cat. M1 통신 모듈 내장형 IoT 기반 배터리 펌웨어(S/W)
-실시간 데이터 수집을 위한 표준 통신 프로토콜
-딥러닝 기반 알고리즘 및 API(S/W)
-안드로이드 및 IOS 스마트폰 앱(S/W)
-빅데이터 분석 기반 데이터 수집 및 분석 플랫폼(S/W)
세부목표 --주요 기능(또는 규격)- BT/LTE Cat. M1 통신 모듈 내장형 IoT 기반 배터리 센서
전압, 전류, 온도, 증류수 레벨 등 총 4개의 센서
Bluetooth, LTE Cat. M1 통합 통신 모듈
배터리 주요 정보 수집 및 전송 기능
-안드로이드 및 iOS 스마트폰 앱
Bluetooth 검색, 배터리 센서 인식 및 데이터 전송 기능
배터리 상태 정보 및 각종 경고 알람 서비스 제공
-딥러닝 서버
진단 알고리즘을 통한 배터리 잔존수명 분석
-빅데이터 분석 기반 S-FBMS 관제 서버
사용자 관리 기능
지게차 운행 정보, 배터리 상태 모니터링, 각종 알람 서비스 제공
--주요 성능치
-전류(~200A), 전압(40~50V), 온도(-45~85℃) 3종 센서
-실시간 데이터 수집 소요시간: 5초
-디바이스 동시 처리 수(수집/송신): 1,000ea
--핵심 기술
-BT/LTE Cat. M1 통신 모듈 내장형 IoT 기반 배터리 센서
-배터리 잔존수명 알고리즘 분석 기술
-빅데이터 분석 기반 S-FBMS 플랫폼
--적용범위(또는 서비스)
-전동 지게차 배터리 및 차량 관리 서비스, 전동 지게차 렌탈 서비스 등
본 발명에 따른 연차별 기술개발 내용은 표2에 기재한 바와 같다.
구분 주요 기술개발 내용
1차년도 --BT 기반 배터리 센서 개발
-설치가 용이하고 시인성 높은 설계
-전압, 전류, 온도, 증류수 레벨 등 4개 센서 적용
-배터리 주요 정보 수집 및 전송 기능
-BT 통신 모듈 내장형 IoT 기반 배터리 센서(H/W)
-BT 통신 모듈 내장형 IoT 기반 배터리 펌웨어(S/W)
--실시간 데이터 수집을 위한 표준 프로토콜 개발
-배터리 센서와 S-FBMS 플랫폼 간 데이터 송수신 규약 정의
-BT 통신 구조 정의 및 기능 구현
--안드로이드 기반 사용자 스마트폰 앱 설계 및 개발-BT 검색, 배터리 센서 인식 및 데이터 전송
-배터리 상태 정보
--빅데이터 분석 기반 데이터 수집 및 분석 플랫폼 설계 및 개발-사용자 관리 기능
-지게차 운행 정보, 배터리 상태 모니터링, 각종 알람 서비스 제공
2차년도 --LTE Cat. M1 통신 모듈 내장형 배터리 센서 개발
-전압, 전류, 온도, 증류수, 레벨 등 4개 센서 적용
-LTE Cat. M1 통신 모듈 내장형 IoT 기반 배터리 센서(H/W)
-LTE Cat. M1 통신 모듈 내장형 IoT 기반 배터리 펌웨어(S/W)
--실시간 데이터 수집을 위한 표준 통신 프로토콜 고도화
-LTE Cat. M1 통신 구조 정의 및 기능 구현
--단독형 및 모니터링 전용 사용자 응용 앱(안드로이드, iOS) 개발-BT 배터리 센서 단독형(1:1) 사용자 앱(안드로이드)
-LTE Cat. M1 전용 배터리 모니터링 앱(안드로이드, iOS)
--빅데이터 분석 기반 데이터 수집 및 분석 플랫폼 고도화-배터리 분석 알고리즘을 통한 배터리 잔존수명 분석
-배터리 상태 및 분석 정보 시각화
--S-FBMS 성능 검증을 위한 수요처 테스트베드 구축 -현대건설기계, 홍진 등 테스트베드 구축 및 실증
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 센서의 구성을 보이는 예시도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 배터리 센서(110)는 파워 블록(112), 본체(114) 및 센서 블록(116)을 포함할 수 있다.
파워 블록(112)은 지게차 배터리를 통해 전원을 공급 받을 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 파워 블록(112)은 12V, 24V, 36V, 48V, 80V 등 다양한 전압의 배터리에 장착이 가능하고, Spec은 10~100V의 입력을 받을 수 있게 설계되어 있으며, 다양한 배터리에 장착이 가능하도록 범용으로 사용할 수 있도록 설계된다.
센서 블록(116)은 각종 정보들을 센싱하여 센서 데이터를 형성할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 센서 블록(116)은 지게차 배터리 정보를 센싱할 수 있고, 수위 및 온도를 측정할 수 있는 센서를 하나의 블록 형식으로 설계하여 불필요한 케이블을 줄일 수 있으며, 전류를 측정하는 홀센서(Hall Sensor)가 본체(114)에 결합되고, 전압을 측정하는 센서는 별도로 존재하지 않으며 파워 블록(112)에서 입력되는 전원을 통해 본체(114)의 MCU에서 측정할 수 있도록 설계된다.
본체(114)는 모든 정보를 저장하고 배터리 센서(110)를 제어할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 본체(114)는 MCU, 플래시(Flash) 메모리 및 블루투스 모듈을 포함하고, MCU의 ADC(Analog to Digital Converter) 기능을 통해 모든 센서들의 정보를 제어하고, 블루투스 모듈을 통해 사용자의 스마트폰 혹은 태블릿 PC에 센싱된 정보들을 전송한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 파워 블록의 구성을 보이는 예시도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 파워 블록(112)은 지게차 배터리에서 전원을 공급 받을 수 있고, 지게차 배터리는 종류가 많으며 종류에 따라 크기 및 케이블의 위치가 다르다. 배터리 종류별로 전원부를 구성하기에는 비효율적이므로, 범용으로 모든 배터리에 사용할 수 있도록 파워 블록(112)은 핀 타입(PIN Type)으로 설계된다. 전원 케이블의 끝단에 있는 핀을 통해 지게차 배터리의 (+),(-)극 케이블에 연결하여 케이블 타이를 통해 결속시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 센서 블록의 구성을 보이는 예시도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 센서 블록(116)은 지게차 배터리의 정보를 센싱할 수 있고, 온도 센서와 수위 센서가 연결된 블록 형태로 설계된다. 수위 센서는 전도체인 납봉으로 선택하였고, 지게차 배터리의 중간 부분에 있는 셀에 장착하게 되며, 설치를 위해 드릴을 통해 홀(hole) 작업이 선행되어야 하며, 셀 커버의 재질이 플라스틱으로 두껍지 않아 어렵지 않게 작업 진행이 가능하다. 홀 작업 후에는 배터리 종류에 맞게 수위 센서를 잘라준 뒤 작업해 둔 홀에 고무패킹을 끼운 후 밀어 넣어 주기만 하면 단단히 결속이 되도록 설계된다. 온도 센서는 배터리 셀들 사이의 틈에 넣어 설치가 가능하다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 본체의 구성을 보이는 예시도이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 본체(114)는 지게차 배터리에서 센싱한 정보를 저장, 제어 및 전송할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 본체(114)는 MCU, 플래시 메모리 및 블루투스 모듈을 포함할 수 있다. MCU는 STM사의 STM32F103RC를 사용하고, 해당 MCU는 최대 512KByte 메모리, 3개의 12bit ADC(각 21개 채널), 5개의 UART 기능을 탑재한 고성능 MCU로써 ADC 다채널 사용, Bluetooth 통신을 위한 고속 UART 통신, 다수의 파라미터 메모리 저장 등 FBMS에서 요구하는 고성능 사양에 적합하다.
플래시 메모리는 4MB 외장형 플래시 메모리를 포함하여 센서 데이터를 60일 이상 저장 가능하도록 설계된다.
블루투스 모듈은 MCU와는 UART 방식으로 통신하고, 메인보드 외 센서보드를 구성한 뒤 홀센서를 결합해 전류 측정이 가능하다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 센서의 예시도이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 배터리 센서(110)는 파워 블록(112), 본체(114) 및 센서 블록(116)을 포함하되, 각각의 블록은 커넥터로 탈착이 쉽고 방수 제품을 사용하여 안정성을 확보할 수 있다. 파워 블록(112) 및 센서 블록(116)은 금형을 통해 제작되는 일체형 제품으로써 방수, 방진에 적합하다.
배터리 센서(110)의 케이스는 목업으로 제작하였고, 재질은 무선통신이 가능하도록 플라스틱 재질을 사용하였으며, 지게차에 사용하는 특성을 고려하여 진동 등에 의해 분리되지 않도록 PCB(Printed Circuit Board) 및 커버는 볼트를 통한 체결 방식을 선택할 수 있다.
케이스에는 센서 블록(116)과 파워 블록(112) 케이블 용 홀이 존재하고, 방수를 위해 고무패킹을 홀더를 통해 결합하며, 커버에도 방수용 고무패킹을 포함하여 본체와 결합시 방수가 가능하다. 일 실시 예에 따르면, 케이스의 크기는 가로, 세로, 높이 기준 75×99.5×28mm로써 지게차 배터리의 커버 등에 간섭받지 않는 크기로 제작할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 센서 설치 과정 설명을 위한 개념도이다.
도 7에 도시한 바와 같이, 완성된 배터리 센서 세트를 지게차 배터리에 설치하는 과정은 지게차 배터리의 (+),(-) 양극 중 하나의 케이블을 선택해서 배터리 센서(110) 본체(114)를 통과시킨 후 파워 블록(112) 끝단의 핀 부위를 지게차 배터리의 (+),(-) 케이블에 극성에 맞춰 눌러서 꽂아준 뒤 케이블 타이를 이용해서 고정할 수 있다.
센서 블록(116)의 수위 센서는 설치 전에 먼저 중앙부에 위치한 셀의 윗 커버 부분에 드릴을 통해 홀 작업을 선행하고, 방수용 고무패킹을 끼운 뒤 수위 센서를 삽입할 수 있다. 온도 센서는 셀들 사이의 틈에 넣어서 설치한 이후 각 블록에 해당하는 커넥터에 블록의 커넥터를 끼워 설치할 수 있다.
배터리 센서(110)에는 ST사의 STM32F 계열의 MCU를 사용하였고, STM32는 32bit MCU로써 4MB 내장 메모리가 존재하며 ADC, DAC 기능 및 SPI(Serial Peripheral Interface), I2C, UART 통신을 지원할 수 있다. MCU에는 동작에 필요한 기능들이 모두 존재하고 크기 또한 센서 설계에 적합하기에 채택되었으며, 센서의 여러 기능 중 ADC, DAC, TIM, UART, SPI 기능을 이용하여 구성할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 센서의 동작 흐름도이다.
배터리 센서(110)는 도 8에 도시한 바와 같은 순서로 동작하고, 배터리 센서(110)의 주 기능은 데이터 수집 및 전송이다. 배터리 센서(110)에 전원 인가 시 먼저 초기화를 진행한다. 이 과정에는 동작 흐름도에서 소개한 기능들인 ADC, DAC, TIM, CLK, UART 기능에 대해 초기화를 진행하는 것으로써, 각 기능들의 초기값 설정 및 장상 작동을 위한 과정이다.
초기화 과정 이후 센서 데이터를 ADC로 수집하고, 타이머를 구동시킬 수 있다. 타이머가 60초(1분)에 도달하면 배터리 센서(110)는 타이머를 초기화시키고, 수집한 센서 데이터의 평균을 구한 후 센서 데이터의 평균값을 외장 메모리에 저장할 수 있다. 데이터 저장 후 배터리 센서(110)는 블루투스 모듈로부터의 입력을 10ms 간격으로 확인하고, 타이머가 60초에 도달하지 않더라도 10ms 간격으로 주기적으로 진행한다. 블루투스 모듈로부터 입력값이 없으면 배터리 센서(110)는 다시 타이머를 구동하여 상기 과정을 반복하고, 블루투스 모듈로부터 입력값이 존재하면 배터리 센서(110)는 입력값을 구분하여 해당 요청에 응답할 수 있다. 요청에 대한 응답 항목으로는 연결/연결해제 요청에 대한 응답, 데이터 요청에 대한 응답 두 가지이고, 연결/연결해제 요청시 연결/연결해제 를 진행하며, 데이터 요청시에는 외장 메모리에 저장한 데이터를 읽어 들인 뒤 앱(app)으로 데이터를 전송하고, 배터리 센서(110)에 전원이 인가되어 있는 상황에서는 계속적으로 동작한다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 센서와 앱 연계 절차를 보이는 개념도이다.
도 9에 도시한 바와 같이, 지게차 배터리의 배터리 전압, 전류, 온도, 수위, 날짜, 배터리 충방전 횟수 등 배터리 수명 관련 데이터를 수집할 수 있도록 배터리 센서(110)와 사용자 앱 간 데이터 전송을 위한 통신 규약을 개발할 수 있다.
배터리 센서(110)는 1초 단위로 데이터를 기록하고, 1분 간의 데이터를 평균 연산하여 저장할 수 있다. 배터리 센서(110)에서 앱으로 데이터를 전송할 때마다 전송한 데이터의 ACK 메시지를 앱으로부터 수신할 수 있다. 배터리 센서(110)는 ACK 메시지 미 수신시 데이터를 최대 n회 재전송하고, 최대 횟수를 넘어가면 데이터 전송을 중단하고 다음 데이터를 전송할 수 있다. 배터리 센서(110)가 앱으로부터 전체 데이터 전송 요청을 받은 경우, 위 조건을 만족하도록 데이터를 하나씩 전송할 수 있다.
배터리 센서(110)에서 수집되는 데이터 전송을 위해 HEX 타입으로 데이터를 전송하고, 데이터 패킷 구조는 총 6,496bytes로 헤더(Header) 4bytes, 데이터 6,492bytes, CRC 2 byte로 구성될 수 있다.
배터리 센서(110)에서 수집된 데이터 패킷의 헤더는 메시지 타입(Message Type) 1byte, 시퀀스 넘버(Seq. Num.) 2bytes, 데이터 지속(Data Continue) 2 byte로 구성될 수 있다.
메시지 타입은 데이터 전송 요청, 접속 해제 요청, 데이터 전송 등에 대한 설정값을 가지며 상세 속성은 표 3에 기재한 바와 같다.
메시지 타입 데이터 속성 설명 데이터 흐름 비고
0x01 센서에 특정 시간 이후 데이터 전송 요청 앱→센서
0x02 센서에 전체 데이터 전송 요청 앱→센서
0x03 앱의 데이터 수신 Ack 앱→센서 0x41의 응답
0x04 접속 요청 앱→센서
0x05 접속 해제 요청 앱→센서
0x06 요청 데이터 존재하지 않음 센서→앱
0x40 센서의 접속 요청 Ack 센서→앱 0x04의 응답
0x41 데이터 전송 센서→앱
0xF3 앱 데이터 수신 Nack 센서→앱 0x41의 응답
0x80 센서 ID 설정 앱→센서 생산 시 필요
0x81 센서 ID 요청 앱→센서
0x91 센서 ID 응답 센서→앱
시퀀스 넘버는 배터리 센서(110)와 앱 간의 메시지 전송에 대한 순차적인 값을 가지며 상세 속성은 표 4에 기재한 바와 같다.
시퀀스 넘버 데이터 속성 설명 데이터 흐름 비고
0x000 ~ 0xFFFF -센서와 앱에서 메시지를 전송한 후 1씩 증가-Ack 메시지를 전송할 때는 이전에 수신한 메시지의 시퀀스 넘버를 Ack 메시지의 시퀀스 넘버로 사용
-시퀀스 넘버값이 최대값에 도달하면 0으로 초기화
-앱에서는 이 값을 수신하여 중복 데이터 여부 판단
센서→앱
데이터 지속은 배터리 센서(110)가 앱으로 데이터를 전송할 때 데이터가 존재하는지에 대한 값을 가지면 상세 속성은 표 5에 기재한 바와 같다.
데이터 지속 데이터 속성 설명 데이터 흐름 비고
0x10 센서에서 앱으로 보낼 데이터가 존재 센서→앱
0x00 1회성 또는 연속 데이터 중 마지막 데이터 센서→앱
0xFF 데이터 전송 메시지가 아닌 나머지 모든 경우 센서→앱
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 패킷을 구조를 보이는 예시도이다.
도 10에 도시한 바와 같이, 배터리 수집 데이터 패킷의 데이터는 Data len 2bytes, 장치 ID 10bytes, Data 6,480bytes로 구성될 수 있다. Data len은 데이터 필드에 채워지는 실제 데이터의 길이를 표시하고, 장치 ID는 배터리 센서(110)의 블루투스 맥 주소값을 CHAR 타입으로 표시할 수 있다. Data는 날짜, 전류, 온도, 전압, 수위, 충방전 값을 표시하고, 데이터 전송 한 번 당 6시간의 누적 데이터를 전송하고, 6시간 미만의 데이터를 보낸다면 나머지 시간만큼의 데이터 공간은 0으로 채워 데이터를 전송하며, Data 필드의 크기는 항상 6,480bytes이다.
배터리 센서(110)에서 앱으로 데이터가 전송될 때 전송되는 데이터의 에러 검출을 위해 2bytes의 CRC 필드를 사용하며, 헤더부터 CRC 필드 전까지 모든 데이터들의 합은 1byte씩 더하여 나온 결과일 수 있다.
표 6 및 7은 메시지 타입별 데이터 패킷의 구조 및 설명을 나타낸다.
[표 6]
Figure pat00005
[표 7]
Figure pat00006
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 앱→센서 접속 절차를 보이는 흐름도이고, 도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 앱→센서 접속 해제 절차를 보이는 흐름도이며, 도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 앱→센서 데이터 전송 절차를 보이는 흐름도이고, 도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 앱→센서 ID 설정 및 요청 절차를 보이는 흐름도이다.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 사용자 앱 서비스 구성도이다.
도 15에 도시한 바와 같이, 배터리 센서(110)의 블루투스 모듈을 이용하여 전압, 전류, 온도 및 증류수 상태 등의 배터리에서 센싱된 정보를 안드로이드 기반의 스마트폰 사용자가 앱으로 전송하고, 사용자 앱은 배터리에서 수집된 데이터를 수신하고, 현재 배터리 상태 정보를 제공하며, 수집된 데이터를 서버로 전송할 수 있다. 관제 서버(132)는 사용자 앱으로부터 배터리 정보를 수신하고 저장하며, 현재 배터리 상태 정보를 제공할 수 있다.
사용자 앱을 실행하면 앱에 저장된 센서 목록을 확인하여 등록된 배터리 센서이면 배터리 센서와 앱간 블루투스를 이용하여 페어링을 설정하고, 등록되어 있지 않은 배터리 센서이면 배터리 센서를 등록할 수 있다. 센서 스캔을 통해 검색된 배터리 센서와 페어링을 설정하여 연결 후에 배터리 정보를 수집하고 현재 배터리 상태를 표시할 수 있다. 앱으로 수집된 배터리 정보를 FBMS 플랫폼 관제 서버(132)로 전송할 수 있다.
표 8은 본 발명의 실시 예에 따른 사용자 앱 기능 및 요구사항의 예시이다.
[표 8]
Figure pat00007
도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 송수신 구조도이다.
도 16에 도시한 바와 같이, FBMS 플랫폼의 사용자 앱은 배터리 센서와 블루투스 통신을 수행할 수 있다. 앱은 블루투스 검색을 수행한 후 해당 센서를 등록하고, 해당 센서는 맥 어드레스(Mac Address)를 이용하여 접속을 수행하여 표준 통신 프로토콜에 명시된 예약 명령어를 통하여 앱과 배터리 센서 간 데이터 송수신 기능을 수행할 수 있다. 앱은 HttpURLConnection 라이브러리를 이용해서 FBMS 플랫폼 관제서버의 Rest API 페이지로 데이터를 송신하고, 해당 페이지는 수신한 JSON 형식의 데이터를 데이터베이스에 저장할 수 있다.
FBMS 플랫폼의 사용자 앱의 기능은 센서의 검색 및 접속, 센서 상태 표시, 관제 서버(132)와의 데이터 연동 등의 기능으로 구성될 수 있다. 센서와 앱은 블루투스 연동 모듈을 통해 데이터를 연동하며, 수집된 데이터를 MPAndroidChart 라이브러리를 이용하여 그래프로 표시할 수 있다. 앱과 관제 서버(132) 간의 연동을 위한 기능은 Rest API로 구현하고, 앱에서는 HttpURLConnection 라이브러리를 통해 관제서버의 Rest 기능을 호출하고, Rest API에서 정의된 JSON 데이터를 수신한 후에 해당 데이터를 데이터베이스에 저장할 수 있다.
도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 S-FBMS 플랫폼 서비스 흐름도이다.
도 17에 도시한 바와 같이, 배터리 센서로부터 사용자 앱을 통해 FBMS 플랫폼의 관제 서버(132)로 배터리 정보 및 명판 촬영 정보를 전송 받아 분석 서버(134)로 전달할 수 있다. 분석 서버(134)는 전달 받은 배터리 정보와 명판 촬영 정보를 자체 개발된 알고리즘 기반의 딥러닝을 통해 분석하고, 분석 결과를 관제 서버(132)로 전달할 수 있다. 관제 서버(132)로 전달된 분석 결과는 관제 서버(132)와 사용자 앱을 통해 제공할 수 있다.
FBMS 플랫폼의 관제 서버(132)는 개발 완료 후 사업화 및 상용화를 고려하여 범용성, 확장성, 표준성 및 최신성을 기반한 전자정부 표준 프레임 워크를 적용할 수 있다. 오픈소스와 개방형 소프트웨어 적용을 통해 향후 클라우드 기반의 서비스가 가능하도록 설계할 수 있다.
도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 관제 서버의 메뉴 구조도이다.
도 18에 도시한 바와 같이, 관제 서버(132)의 메뉴는 사용자, 배터리 센서 등의 관리 기능과 배터리 상태 및 지게차를 모니터링하는 관제 기능으로 구분할 수 있다.
도 19는 본 발명의 실시 예에 따른 관제 서버의 데이터베이스 구조도이다.
도 19에 도시한 바와 같이, FBMS 플랫폼 설계 결과 및 수요 기관 요구사항 등을 반영하여 향후 서비스 모델에 적합하도록 데이터베이스 설계 및 프로그램을 구현할 수 있다.
도 20 내지 도 22는 본 발명의 실시 예에 따른 FBMS 플랫폼의 사용자 앱 화면 구성을 보이는 예시도이다. 사용자 앱의 화면 구성에 이에 한정되지 않고 다양한 형태로 구현될 수 있다.
도 23은 본 발명의 실시 예에 따른 전동 지게차 배터리 관리 시스템의 구성을 보이는 예시도이다.
도 23에 도시한 바와 같이, 전동 지게차 배터리 관리 장치(100)는 전동 지게차에 설치된 배터리 센서(110), 사용자 단말(120) 및 서버(130)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면 배터리 센서(110), 사용자 단말(120) 및 서버(130)는 각종 네트워크를 통하여 서로 통신 가능하도록 연결될 수 있다. 예를 들어, 각종 네트워크는 인터넷망, 이동통신망 등을 포함할 수 있다.
배터리 센서(110)는 전동 지게차의 배터리로부터 전원을 공급 받는 파워 블록(112), 배터리 센싱 정보를 형성하는 센서 블록(116) 및 배터리 센싱 정보를 저장하고, 파워 블록(112) 및 센서 블록(116)을 제어하며, 배터리 센싱 정보를 사용자 단말(120)에 구동된 사용자 앱으로 전송하는 본체(114)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 본체(114)는 센서 블록(116)에 포함된 센서들을 제어하는 메인 제어부, 센서 블록(116)으로부터 수신된 배터리 센싱 정보를 저장하는 플래시 메모리, 및 사용자 앱과의 통신을 수행하는 블루투스 모듈을 포함할 수 있다.
배터리 센서(110)는 배터리 용량이나 전압에 관계없이 탈부착 가능한 형태의 단일 모델로 구성되고, 블루투스(Bluetooth) 모듈을 포함하여 배터리 센싱 정보를 사용자 단말(120)의 사용자 앱으로 전송하며, 이동통신 모듈을 포함하여 이동 통신사의 부가 서비스 제공이 가능할 수 있다.
사용자 단말(120)은 배터리 관리를 위한 사용자 앱(Application)을 구동 시킬 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 사용자 단말(120)은 전동 지게차의 배터리 관리를 위한 전자 장치를 포함할 수 있다.
사용자 단말(120)은 미리 저장된 센서 목록을 확인하여 배터리 센서(110)가 미리 등록되어 있는지 여부를 확인하고, 배터리 센서(110)가 센서 목록에 등록되어 있을 경우 배터리 센서(110)와 사용자 앱간의 페어링(pairing)을 수행하며, 배터리 센서(110)가 센서 목록에 등록되어 있지 않을 경우 센서 목록에 배터리 센서(110)를 등록한 후 배터리 센서(110)와 사용자 앱간의 페어링을 수행할 수 있다.
배터리 센서(110)와 사용자 단말(120) 간의 페어링 완료 후 사용자 단말(120)에 구동된 사용자 앱은 배터리 센서(110)로부터 배터리 센싱 정보를 수신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 배터리 센서(110)와 사용자 단말(120)은 블루투스 통신 방식을 이용하여 통신을 수행할 수 있다.
사용자 단말(120)은 배터리 센싱 정보를 이용하여 배터리 상태 정보를 형성할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 배터리 상태 정보는 전동 지게차의 운행 중 전압, 전류, 사용량, 충전 전압, 전류, 충전 횟수 등의 배터리 모니터링 정보와, 전동 지게차의 운행시간, 충전시간, 시간대별 사용 기록, 위치정보 등 전동 지게차 모니터링 정보와, 저전압, 증류수 미보충 문제 발생 예방을 위한 각종 배터리 알람 정보와, 배터리 수명 예측 정보 등을 포함할 수 있다. 또한, 사용자 단말(120)은 배터리 센싱 정보를 서버(130)로 전송할 수 있다.
도 24는 본 발명의 실시예에 따른 사용자 단말의 구성을 보이는 예시도이다.
도 24에 도시한 바와 같이, 사용자 단말(120)은, 하나 이상의 프로세서(121), 하나 이상의 메모리(123) 및 송수신기(125)를 포함할 수 있다. 일 실시예로서, 사용자 단말(120)의 이 구성요소들 중 적어도 하나가 생략되거나, 다른 구성요소가 사용자 단말(120)에 추가될 수 있다. 추가적으로(additionally) 또는 대체적으로(alternatively), 일부의 구성요소들이 통합되어 구현되거나, 단수 또는 복수의 개체로 구현될 수 있다. 사용자 단말(120) 내, 외부의 구성요소들 중 적어도 일부의 구성요소들은 시스템 버스(system bus), GPIO(general purpose input/output), SPI(serial peripheral interface) 또는 MIPI(mobile industry processor interface) 등을 통해 서로 연결되어, 데이터 및/또는 시그널을 주고받을 수 있다.
하나 이상의 프로세서(121)는, 소프트웨어(예: 명령, 프로그램 등)를 구동하여 프로세서(121)에 연결된 사용자 단말(120)의 적어도 하나의 구성요소를 제어할 수 있다. 또한, 프로세서(121)는 본 발명과 관련된 다양한 연산, 처리, 데이터 생성, 가공 등의 동작을 수행할 수 있다. 또한, 프로세서(121)는 데이터 등을 하나 이상의 메모리(123)로부터 로드하거나, 하나 이상의 메모리(123)에 저장할 수 있다.
하나 이상의 프로세서(121)는, 배터리 관리를 위한 사용자 앱(Application)을 구동시킬 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 사용자 앱을 구동시키면 도 20에 도시한 바와 같은 로그인 화면이 표시될 수 있다.
하나 이상의 프로세서(121)는, 하나 이상의 메모리(123)에 저장된 센서 목록을 확인하여 배터리 센서(110)가 미리 등록되어 있는지 여부를 확인할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 하나 이상의 프로세서(121)는 배터리 센서(110)가 센서 목록에 등록되어 있을 경우 배터리 센서(110)와 사용자 단말(120)간의 페어링을 수행하고, 배터리 센서(110)가 센서 목록에 등록되어 있지 않을 경우 센서 목록에 배터리 센서(110)를 등록한 후 배터리 센서(110)와 사용자 단말(120)간의 페어링을 수행할 수 있다.
하나 이상의 프로세서(121)는, 배터리 센서(110)로부터 배터리 센싱 정보를 수신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 하나 이상의 프로세서(121)는, 송수신기(125)를 통하여 배터리 센서(110)로부터 배터리 센싱 정보를 수신할 수 있다.
하나 이상의 프로세서(121)는, 배터리 센싱 정보를 이용하여 배터리 상태 정보를 형성할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 배터리 상태 정보는 전동 지게차의 운행 중 전압, 전류, 사용량, 충전 전압, 전류, 충전 횟수 등의 배터리 모니터링 정보와, 전동 지게차의 운행시간, 충전시간, 시간대별 사용 기록, 위치정보 등 전동 지게차 모니터링 정보와, 저전압, 증류수 미보충 문제 발생 예방을 위한 각종 배터리 알람 정보와, 배터리 수명 예측 정보 등을 포함할 수 있다.
하나 이상의 메모리(123)는, 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(123)에 저장되는 데이터는, 사용자 단말(120)의 적어도 하나의 구성요소에 의해 획득되거나, 처리되거나, 사용되는 데이터로서, 소프트웨어(예: 명령, 프로그램 등)를 포함할 수 있다. 메모리(123)는 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 본 발명에서, 명령 내지 프로그램은 메모리(123)에 저장되는 소프트웨어로서, 사용자 단말(120)의 리소스를 제어하기 위한 운영체제, 어플리케이션 및/또는 어플리케이션이 전자 장치의 리소스들을 활용할 수 있도록 다양한 기능을 어플리케이션에 제공하는 미들 웨어 등을 포함할 수 있다.
하나 이상의 메모리(123)는, 상술한 배터리 센싱 정보, 센서 목록 등을 저장할 수 있다. 또한, 하나 이상의 메모리(123)는, 사용자 앱의 구동을 위한 프로그램을 저장할 수 있다. 또한, 하나 이상의 메모리(122)는, 하나 이상의 프로세서(121)에 의한 실행 시, 하나 이상의 프로세서(121)가 연산을 수행하도록 하는 명령들을 저장할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 사용자 단말(120)은 송수신기(125)를 더 포함할 수 있다. 송수신기(125)는, 사용자 단말(120)과 배터리 센서(110), 서버(130) 및/또는 기타 다른 장치 간의 무선 또는 유선 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 송수신기(125)는 eMBB(enhanced Mobile Broadband), URLLC(Ultra Reliable Low-Latency Communications), MMTC(Massive Machine Type Communications), LTE(long-term evolution), LTE-A(LTE Advance), UMTS(Universal Mobile Telecommunications System), GSM(Global System for Mobile communications), CDMA(code division multiple access), WCDMA(wideband CDMA), WiBro(Wireless Broadband), WiFi(wireless fidelity), 블루투스(Bluetooth), NFC(near field communication), GPS(Global Positioning System) 또는 GNSS(global navigation satellite system) 등의 방식에 따른 무선 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 송수신기(125)는 USB(universal serial bus), HDMI(high definition multimedia interface), RS-232(recommended standard232) 또는 POTS(plain old telephone service) 등의 방식에 따른 유선 통신을 수행할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 하나 이상의 프로세서(121)는, 송수신기(125)를 제어하여 배터리 센서(110) 및 서버(130)로부터 정보를 획득할 수 있다. 배터리 센서(110) 및 서버(130)로부터 획득된 정보는 하나 이상의 메모리(123)에 저장될 수 있다. 일 실시예로서, 배터리 센서(110)로부터 획득되는 정보는 배터리 센싱 정보를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 사용자 단말(120)는, 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 예를 들어, 사용자 단말(120)은 휴대용 통신 장치, 컴퓨터 장치, 또는 상술한 장치들 중 하나 또는 그 이상의 조합에 따른 장치일 수 있다. 본 발명의 사용자 단말(120)은 전술한 장치들에 한정되지 않는다.
본 발명에 따른 사용자 단말(120)의 다양한 실시예들은 서로 조합될 수 있다. 각 실시예들은 경우의 수에 따라 조합될 수 있으며, 조합되어 만들어진 사용자 단말(120)의 실시예 역시 본 발명의 범위에 속한다. 또한 전술한 본 발명에 따른 사용자 단말(120)의 내/외부 구성 요소들은 실시예에 따라 추가, 변경, 대체 또는 삭제될 수 있다. 또한 전술한 사용자 단말(120)의 내/외부 구성 요소들은 하드웨어 컴포넌트로 구현될 수 있다.
본 발명에서, 인공지능(Artificial Intelligence, AI)은 인간의 학습능력, 추론능력, 지각능력 등을 모방하고, 이를 컴퓨터로 구현하는 기술을 의미하고, 기계 학습, 심볼릭 로직(Symbolic Logic) 등의 개념을 포함할 수 있다. 기계 학습(Machine Learning, ML)은 입력 데이터들의 특징을 스스로 분류 또는 학습하는 알고리즘 기술이다. 인공지능의 기술은 기계 학습의 알고리즘으로써 입력 데이터를 분석하고, 그 분석의 결과를 학습하며, 그 학습의 결과에 기초하여 판단이나 예측을 할 수 있다. 또한, 기계 학습의 알고리즘을 활용하여 인간 두뇌의 인지, 판단 등의 기능을 모사하는 기술들 역시 인공지능의 범주로 이해될 수 있다. 예를 들어, 언어적 이해, 시각적 이해, 추론/예측, 지식 표현, 동작 제어 등의 기술 분야가 포함될 수 있다.
기계 학습은 데이터를 처리한 경험을 이용해 신경망 모델을 훈련시키는 처리를 의미할 수 있다. 기계 학습을 통해 컴퓨터 소프트웨어는 스스로 데이터 처리 능력을 향상시키는 것을 의미할 수 있다. 신경망 모델은 데이터 사이의 상관 관계를 모델링하여 구축된 것으로서, 그 상관 관계는 복수의 파라미터에 의해 표현될 수 있다. 신경망 모델은 주어진 데이터로부터 특징들을 추출하고 분석하여 데이터 간의 상관 관계를 도출하는데, 이러한 과정을 반복하여 신경망 모델의 파라미터를 최적화해 나가는 것이 기계 학습이라고 할 수 있다. 예를 들어, 신경망 모델은 입출력 쌍으로 주어지는 데이터에 대하여, 입력과 출력 사이의 매핑(상관 관계)을 학습할 수 있다. 또는, 신경망 모델은 입력 데이터만 주어지는 경우에도 주어진 데이터 사이의 규칙성을 도출하여 그 관계를 학습할 수도 있다.
인공지능 학습모델 또는 신경망 모델은 인간의 뇌 구조를 컴퓨터 상에서 구현하도록 설계될 수 있으며, 인간의 신경망의 뉴런(neuron)을 모의하며 가중치를 가지는 복수의 네트워크 노드들을 포함할 수 있다. 복수의 네트워크 노드들은 뉴런이 시냅스(synapse)를 통하여 신호를 주고받는 뉴런의 시냅틱(synaptic) 활동을 모의하여, 서로 간의 연결 관계를 가질 수 있다. 인공지능 학습모델에서 복수의 네트워크 노드들은 서로 다른 깊이의 레이어에 위치하면서 컨볼루션(convolution) 연결 관계에 따라 데이터를 주고받을 수 있다. 인공지능 학습모델은, 예를 들어, 인공 신경망 모델(Artificial Neural Network), 컨볼루션 신경망 모델(Convolution Neural Network: CNN) 등일 수 있다. 일 실시예로서, 인공지능 학습모델은, 지도 학습(Supervised Learning), 비지도 학습(Unsupervised Learning), 강화 학습(Reinforcement Learning) 등의 방식에 따라 기계 학습될 수 있다. 기계 학습을 수행하기 위한 기계 학습 알고리즘에는, 의사결정트리(Decision Tree), 베이지안 망(Bayesian Network), 서포트 벡터 머신(Support Vector Machine), 인공 신경망(Artificial Neural Network), 에이다부스트(Ada-boost), 퍼셉트론(Perceptron), 유전자 프로그래밍(Genetic Programming), 군집화(Clustering) 등이 사용될 수 있다.
이중, CNN은 최소한의 전처리(preprocess)를 사용하도록 설계된 다계층 퍼셉트론(multilayer perceptrons)의 한 종류이다. CNN은 하나 또는 여러 개의 합성곱 계층과 그 위에 올려진 일반적인 인공 신경망 계층들로 이루어져 있으며, 가중치와 통합 계층(pooling layer)들을 추가로 활용한다. 이러한 구조 덕분에 CNN은 2차원 구조의 입력 데이터를 충분히 활용할 수 있다. 다른 딥러닝 구조들과 비교해서, CNN은 영상, 음성 분야 모두에서 좋은 성능을 보여준다. CNN은 또한 표준 역전달을 통해 훈련될 수 있다. CNN은 다른 피드포워드 인공신경망 기법들보다 쉽게 훈련되는 편이고 적은 수의 매개변수를 사용한다는 이점이 있다.
컨볼루션 네트워크는 묶인 파라미터들을 가지는 노드들의 집합들을 포함하는 신경 네트워크들이다. 사용 가능한 트레이닝 데이터의 크기 증가와 연산 능력의 가용성이, 구분적 선형 단위 및 드롭아웃 트레이닝과 같은 알고리즘 발전과 결합되어, 많은 컴퓨터 비전 작업들이 크게 개선되었다. 오늘날 많은 작업에 사용할 수 있는 데이터 세트들과 같은 엄청난 양의 데이터 세트에서는 초과 맞춤(outfitting)이 중요하지 않으며, 네트워크의 크기를 늘리면 테스트 정확도가 향상된다. 컴퓨팅 리소스들의 최적 사용은 제한 요소가 된다. 이를 위해, 심층 신경 네트워크들의 분산된, 확장 가능한 구현예가 사용될 수 있다.
도 25는 본 발명의 실시 예에 따른 전동 지게차 배터리 관리 방법의 절차를 보이는 흐름도이다. 도 25의 흐름도에서 프로세스 단계들, 방법 단계들, 알고리즘들 등이 순차적인 순서로 설명되었지만, 그러한 프로세스들, 방법들 및 알고리즘들은 임의의 적합한 순서로 작동하도록 구성될 수 있다. 다시 말하면, 본 발명의 다양한 실시예들에서 설명되는 프로세스들, 방법들 및 알고리즘들의 단계들이 본 발명에서 기술된 순서로 수행될 필요는 없다. 또한, 일부 단계들이 비동시적으로 수행되는 것으로서 설명되더라도, 다른 실시예에서는 이러한 일부 단계들이 동시에 수행될 수 있다. 또한, 도면에서의 묘사에 의한 프로세스의 예시는 예시된 프로세스가 그에 대한 다른 변화들 및 수정들을 제외하는 것을 의미하지 않으며, 예시된 프로세스 또는 그의 단계들 중 임의의 것이 본 발명의 다양한 실시예들 중 하나 이상에 필수적임을 의미하지 않으며, 예시된 프로세스가 바람직하다는 것을 의미하지 않는다.
도 25에 도시한 바와 같이, 단계(S2510)에서, 사용자 앱이 구동된다. 예를 들어, 도 1 내지 도 24를 참조하면, 사용자 단말(120)의 프로세서(121)는 전동 지게차의 배터리 관리를 위한 사용자 앱을 구동시킬 수 있다.
단계(S2520)에서, 배터리 센서 등록 여부가 확인된다. 예를 들어, 도 1 내지 도 24를 참조하면, 사용자 단말(120)의 프로세서(121)는 메모리(123)에 저장된 센서 목록을 확인하여 배터리 센서(110)가 미리 등록되어 있는지 여부를 확인할 수 있다.
단계(S2530)에서, 페어링이 수행된다. 예를 들어, 도 1 내지 도 24를 참조하면, 사용자 단말(120)의 프로세서(121)는 S2520 단계에서의 확인 결과 배터리 센서(110)가 센서 목록에 등록되어 있을 경우 배터리 센서(110)와 사용자 앱간의 페어링(pairing)을 수행할 수 있다.
단계(S2540)에서, 배터리 센서 등록 후 페어링이 수행된다. 예를 들어, 도 1 내지 도 24를 참조하면, 사용자 단말(120)의 프로세서(121)는 S2520 단계에서의 확인 결과 배터리 센서(110)가 센서 목록에 등록되어 있지 않을 경우 센서 목록에 배터리 센서(110)를 등록한 후 배터리 센서(110)와 사용자 앱간의 페어링을 수행할 수 있다.
단계(S2550)에서, 배터리 센싱 정보가 수신된다. 예를 들어, 도 1 내지 도 24를 참조하면, 사용자 단말(120)의 프로세서(121)는 S2530 또는 S2540 단계에서의 배터리 센서(110)와 사용자 단말(120) 간의 페어링 완료 후 사용자 단말(120)에 구동된 사용자 앱은 배터리 센서(110)로부터 배터리 센싱 정보를 수신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 배터리 센서(110)와 사용자 단말(120)은 블루투스 통신 방식을 이용하여 통신을 수행할 수 있다.
단계(S2560)에서, 배터리 상태 정보가 형성된다. 예를 들어, 도 1 내지 도 24를 참조하면, 사용자 단말(120)의 프로세서(121)는 S2550 단계에서 수신된 배터리 센싱 정보를 이용하여 배터리 상태 정보를 형성할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 배터리 상태 정보는 전동 지게차의 운행 중 전압, 전류, 사용량, 충전 전압, 전류, 충전 횟수 등의 배터리 모니터링 정보와, 전동 지게차의 운행시간, 충전시간, 시간대별 사용 기록, 위치정보 등 전동 지게차 모니터링 정보와, 저전압, 증류수 미보충 문제 발생 예방을 위한 각종 배터리 알람 정보와, 배터리 수명 예측 정보 등을 포함할 수 있다.
상기 방법은 특정 실시예들을 통하여 설명되었지만, 상기 방법은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장 장치 등이 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상기 실시예들을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
100: 전동 지게차 배터리 관리 장치 110: 배터리 센서
120: 사용자 단말 130: 서버
112: 파워 블록 114: 본체
116: 센서 블록 121: 프로세서
123: 메모리 125: 송수신기
132: 관제 서버 134: 분석 서버

Claims (6)

  1. 전동 지게차의 배터리 관리 장치에 있어서,
    하나 이상의 프로세서; 및
    상기 하나 이상의 프로세서에 의한 실행 시, 상기 하나 이상의 프로세서가 연산을 수행하도록 하는 명령들이 저장된 하나 이상의 메모리를 포함하며,
    상기 하나 이상의 프로세서는,
    배터리 관리를 위한 사용자 앱(Application)을 구동시키고,
    센서 목록을 확인하여 배터리 센서가 미리 등록되어 있는지 여부를 확인하며,
    상기 배터리 센서가 상기 센서 목록에 등록되어 있을 경우 상기 배터리 센서와 상기 사용자 앱간의 페어링을 수행하고,
    상기 배터리 센서가 상기 센서 목록에 등록되어 있지 않을 경우 상기 센서 목록에 상기 배터리 센서를 등록한 후 상기 배터리 센서와 상기 사용자 앱간의 페어링을 수행하며,
    상기 배터리 센서로부터 배터리 센싱 정보를 수신하고,
    상기 배터리 센싱 정보를 이용하여 배터리 상태 정보를 형성하는
    전동 지게차의 배터리 관리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 센서는,
    배터리 용량이나 전압에 관계없이 탈부착 가능한 형태의 단일 모델로 구성되고, 블루투스(Bluetooth) 모듈을 포함하여 상기 배터리 센싱 정보를 상기 사용자 앱으로 전송하며, 이동통신 모듈을 포함하여 이동 통신사의 부가 서비스 제공이 가능한,
    전동 지게차의 배터리 관리 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 배터리 센서는,
    상기 전동 지게차의 배터리로부터 전원을 공급 받는 파워 블록;
    상기 배터리 센싱 정보를 형성하는 센서 블록; 및
    상기 배터리 센싱 정보를 저장하고, 상기 파워 블록 및 상기 센서 블록을 제어하며, 상기 배터리 센싱 정보를 상기 사용자 앱으로 전송하는 본체
    를 포함하는,
    전동 지게차의 배터리 관리 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 본체는,
    상기 센서 블록에 포함된 센서들을 제어하는 메인 제어부;
    상기 센서 블록으로부터 수신된 상기 배터리 센싱 정보를 저장하는 플래시 메모리; 및
    상기 사용자 앱과의 통신을 수행하는 블루투스 모듈
    을 포함하는,
    전동 지게차의 배터리 관리 장치.
  5. 하나 이상의 프로세서; 및
    상기 하나 이상의 프로세서에 의한 실행 시, 상기 하나 이상의 프로세서가 연산을 수행하도록 하는 명령들이 저장된 하나 이상의 메모리를 포함하는 전동 지게차의 배터리 관리를 위한 전자 장치를 이용한 전동 지게차의 배터리 관리 방법으로서,
    상기 하나 이상의 프로세서에 의해서, 배터리 관리를 위한 사용자 앱(App)을 구동시키는 단계;
    상기 하나 이상의 프로세서에 의해서, 센서 목록을 확인하여 배터리 센서가 미리 등록되어 있는지 여부를 확인하는 단계;
    상기 하나 이상의 프로세서에 의해서, 상기 배터리 센서가 상기 센서 목록에 등록되어 있을 경우 상기 배터리 센서와 상기 사용자 앱간의 페어링을 수행하는 단계;
    상기 하나 이상의 프로세서에 의해서, 상기 배터리 센서가 상기 센서 목록에 등록되어 있지 않을 경우 상기 센서 목록에 상기 배터리 센서를 등록한 후 상기 배터리 센서와 상기 사용자 앱간의 페어링을 수행하는 단계;
    상기 하나 이상의 프로세서에 의해서, 상기 배터리 센서로부터 배터리 센싱 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 하나 이상의 프로세서에 의해서, 상기 배터리 센싱 정보를 이용하여 배터리 상태 정보를 형성하는 단계
    를 포함하는,
    전동 지게차의 배터리 관리 방법.
  6. 하나 이상의 프로세서; 및 상기 하나 이상의 프로세서에 의한 실행 시, 상기 하나 이상의 프로세서가 연산을 수행하도록 하는 명령들이 저장된 하나 이상의 메모리를 포함하는 컴퓨터에서 수행 가능하도록 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로서,
    상기 하나 이상의 프로세서에 의해서, 배터리 관리를 위한 사용자 앱(App)을 구동시키는 단계;
    상기 하나 이상의 프로세서에 의해서, 센서 목록을 확인하여 배터리 센서가 미리 등록되어 있는지 여부를 확인하는 단계;
    상기 하나 이상의 프로세서에 의해서, 상기 배터리 센서가 상기 센서 목록에 등록되어 있을 경우 상기 배터리 센서와 상기 사용자 앱간의 페어링을 수행하는 단계;
    상기 하나 이상의 프로세서에 의해서, 상기 배터리 센서가 상기 센서 목록에 등록되어 있지 않을 경우 상기 센서 목록에 상기 배터리 센서를 등록한 후 상기 배터리 센서와 상기 사용자 앱간의 페어링을 수행하는 단계;
    상기 하나 이상의 프로세서에 의해서, 상기 배터리 센서로부터 배터리 센싱 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 하나 이상의 프로세서에 의해서, 상기 배터리 센싱 정보를 이용하여 배터리 상태 정보를 형성하는 단계를 수행 가능하도록 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
KR1020210185144A 2021-12-22 2021-12-22 전동 지게차의 배터리 관리 장치 및 방법과, 그를 수행하도록 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 저장된 프로그램 KR102573373B1 (ko)

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101663579B1 (ko) * 2015-06-23 2016-10-07 주식회사 비엠일렉텍 배터리 모니터링 장치 및 이를 이용한 배터리 모니터링 시스템
KR20210090756A (ko) * 2020-01-10 2021-07-21 주식회사 비엠엘 전동 지게차 배터리 관리 장치
KR102294846B1 (ko) * 2020-05-20 2021-08-31 백창기 모바일 장치와 연동하는 환경 친화적 연료절감 장치 및 그 동작 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101663579B1 (ko) * 2015-06-23 2016-10-07 주식회사 비엠일렉텍 배터리 모니터링 장치 및 이를 이용한 배터리 모니터링 시스템
KR20210090756A (ko) * 2020-01-10 2021-07-21 주식회사 비엠엘 전동 지게차 배터리 관리 장치
KR102294846B1 (ko) * 2020-05-20 2021-08-31 백창기 모바일 장치와 연동하는 환경 친화적 연료절감 장치 및 그 동작 방법

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