WO2014200268A1 - 단말기의 조도 센서를 활용한 광통신 시스템 및 그 방법 - Google Patents

단말기의 조도 센서를 활용한 광통신 시스템 및 그 방법 Download PDF

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WO2014200268A1
WO2014200268A1 PCT/KR2014/005132 KR2014005132W WO2014200268A1 WO 2014200268 A1 WO2014200268 A1 WO 2014200268A1 KR 2014005132 W KR2014005132 W KR 2014005132W WO 2014200268 A1 WO2014200268 A1 WO 2014200268A1
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WO
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illuminance
data
module
sensor
terminal
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Application number
PCT/KR2014/005132
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English (en)
French (fr)
Inventor
정연호
오세빈
Original Assignee
부경대학교 산학협력단
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/11—Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
    • H04B10/114—Indoor or close-range type systems
    • H04B10/116—Visible light communication

Definitions

  • the present invention relates to an optical communication system and a method thereof, and more particularly, to an optical communication system and a method for performing optical communication without an additional device by utilizing an illumination sensor of a terminal.
  • short-range wireless communication refers to communication designed to transmit and receive a small amount of packet data wirelessly within a short distance, for example, about 100 meters.
  • Such short-range wireless communication includes ZigBee communication, ISA100, WirelessHART, Bluetooth, WAVE, NFC, and WIFI Direct.
  • a simple information may be delivered using a QR code.
  • An object of the present invention is to provide an optical communication system and method using an illuminance sensor of a terminal that can easily perform communication without additional hardware or synchronization procedures.
  • the present invention provides a terminal having a flashing light source, an illuminance sensor for recognizing a change in illuminance according to the flashing state of the light source, and a data conversion module for demodulating the change in illuminance recognized by the illuminance sensor. It provides an optical communication system utilizing the illuminance sensor of the terminal comprising a.
  • the data conversion module includes a demodulation module.
  • the demodulation module recognizes an illuminance in a range of a first illuminance reference value as '0' and an illuminance in a range of a second illuminance reference value as '1'.
  • the change in the perceived illuminance is converted into a binary number, and the first illuminance reference value is lower than the second illuminance reference value.
  • a blank value exists between the first illuminance reference value and the second illuminance reference value.
  • the demodulation module converts the binary number into an ASCII code and converts the converted ASCII code into a character.
  • the data conversion module includes an optical sensor sensitivity control module for controlling the sensitivity of the illuminance sensor.
  • the photosensor sensitivity control module is effective to control the sensitivity of the illuminance sensor when the data conversion module is activated.
  • the data conversion module may be implemented in an application form and provided to the terminal.
  • the data storage device includes a data storage module for storing data and a data modulation module for modulating the data stored in the data storage module.
  • the present invention provides a method for demodulating a data stored in a data storage module by converting the data stored in the data storage module into visible light, recognizing the visible light by an illumination sensor of a terminal, and demodulating the visible light by the illumination sensor. It provides an optical communication method using the illumination sensor of the terminal, comprising the step of.
  • the modulating data stored in the data storage module and converting the data stored in the data storage module into the visible light may include converting the data stored in the data storage module into binary data and a light source to correspond to the data converted into binary data. Flashing.
  • the step of recognizing the visible light by the illumination sensor of the terminal may include: maximizing the sensitivity of the illumination sensor by an optical sensor sensitivity control module; and activating the illumination sensor by an optical sensor activating module to recognize visible light so as to recognize the brightness of the visible light. Delivering to the demodulation module.
  • the demodulating module demodulating the visible light recognized by the illuminance sensor may include: converting the brightness information into a binary number; converting the binary number converted by the demodulation module into an ASCII code; and The demodulation module converts the ASCII code into data.
  • the demodulation module recognizes the illuminance in the range of the first illuminance reference value as '0' and the illuminance in the range of the second illuminance reference value as '1' to convert the change in illuminance recognized by the illuminance sensor into binary,
  • the first illuminance reference value is lower than the second illuminance reference value. It is effective that a blank value exists between the first illuminance reference value and the second illuminance reference value.
  • the present invention can provide an optical communication system and method for receiving visible light wireless communication data using an illumination sensor built in an Android platform-based terminal without adding an additional optical sensor.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of an optical communication system using an illumination sensor of a terminal according to the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram of an optical communication system using an illumination sensor of a terminal according to the present invention
  • Figure 3 is a graph of the illumination sensor value in the optical communication system using the illumination sensor of the terminal according to the present invention.
  • FIG. 4 is a flow chart of an optical communication method using an illumination sensor of a terminal according to the present invention.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of an optical communication system using an illumination sensor of a terminal according to the present invention.
  • an optical communication system using an illumination sensor of a terminal is connected to a data storage device 100, in which data is stored, and the data storage device 100, in the data storage device 100. It includes a light source 200 for representing the data to be transmitted to the light, and a terminal 300 for receiving the data by recognizing the light source 200.
  • the data storage device 100 stores data to be transmitted to the terminal 300 through the light source 200.
  • the stored data is transmitted to the terminal 300 through the light source 200 through a modulation process, and for this purpose, the data storage device 100 is stored in a data storage module (not shown) for storing data and the data storage module.
  • a data modulation module (not shown) for modulating the data.
  • the data modulation module converts the data stored in the data storage module to an ASCII code, and then converts it back to binary to modulate it.
  • the above-described data storage device 100 may be a server.
  • the light source 200 transmits data transmitted from the data storage device 100 to the terminal 300 to be described later by blinking, and this embodiment illustrates a light emitting diode (LED) as the light source 200.
  • LED light emitting diode
  • the present invention is not limited thereto, and all lamps capable of optical communication through a blinking operation may be used as the light source 200.
  • the light source 200 blinks by pulse width modulation according to the binary number transmitted from the data storage device 100.
  • FIG. 2 is a block diagram of an optical communication system using an illumination sensor of a terminal according to the present invention.
  • the terminal 300 recognizes the light emitted from the light source 200 and receives data transmitted from the data storage device 100.
  • this embodiment illustrates the Android-based terminal 300.
  • the terminal 300 includes an optical sensor for recognizing the light emitted from the light source 200 and a data conversion module 320 for converting the light recognized by the optical sensor into data in order to perform the above-described function.
  • the data conversion module 320 may include a display module 330 for displaying the demodulated data to be viewed by the user.
  • the optical sensor recognizes the light emitted from the light source 200 and transmits the brightness information of the recognized light to the data conversion module 320 which will be described later.
  • the present invention uses the illumination sensor 310 provided in the terminal 300 as an optical sensor in order to recognize the light emitted from the light source 200 without adding a separate device. In addition, it will be described below based on the illuminance sensor 310.
  • the data conversion module 320 converts light recognized by the illuminance sensor 310 into data, and to realize this, the sensor manager module 322 for controlling the illuminance sensor 310 and the illuminance sensor 310 Demodulation module 324 for demodulating light.
  • the sensor manager module 322 is for controlling the illuminance sensor 310, the illuminance sensor sensitivity control module 322a for controlling the sensitivity of the illuminance sensor 310, and an illuminance sensor activation module for activating the illuminance sensor in communication. 322b).
  • the illuminance sensor sensitivity control module 322a controls the sensitivity of the light sensor, that is, the illuminance sensor 310.
  • the illuminance sensor sensitivity control module 322a may reduce the response time of the illuminance sensor 310 to receive data at high speed.
  • the reduction of the response time of the illumination sensor 310 by the illumination sensor sensitivity control module 322a may be performed through a 'sensor manager' function provided by the terminal 300. That is, since the data conversion module 320 operates to perform optical communication, when the data conversion module 320 is operated, the response time of the illumination sensor 310 is reduced and then the illumination sensor 310 is activated.
  • FIG. 3 is a graph of illuminance sensor values in an optical communication system using an illuminance sensor of a terminal according to the present invention.
  • the demodulation module 324 demodulates data transmitted from the data storage device 100 based on brightness information of light recognized by the illumination sensor 310. This may be performed by comparing the brightness information of the light with a preset reference brightness and converting the brightness information of a specific range into a corresponding code. For example, the demodulation module 324 may process a binary number in which brightness above 300Lux is '1' and brightness below 100Lux is '0'. In addition, the binary number is converted back to ASCII (American Standard Code for Information Interchange, ASCII), and finally, ASCII may be converted into a character to demodulate data transmitted from the data storage device 100.
  • ASCII American Standard Code for Information Interchange
  • 'HELLO' is converted to ASCII '7269767679' and then converted to binary '1011000101001111110110011111111' and transmitted to the light source 200.
  • the light source 200 emits light having a brightness of 300Lux or more and '0' emits light of 100Lux or less according to the received binary number.
  • the light source 200 is blinked at a speed that is not recognized by a person. Thereafter, the illumination sensor 310 of the terminal 300 recognizes the light emitted from the light source 200 and transmits the brightness information to the data conversion module 320.
  • the data conversion module 320 demodulates the brightness information of 300Lux or more to '1' and the brightness information of 100Lux or less to '0' and demodulates to binary number '1011000101001111110110011111111'. Thereafter, after converting the ASCII to '7269767679', the corresponding ASCII is demodulated to 'HELLO' and finally 'HELLO' transmitted from the data storage device 100 may be received by the terminal 300.
  • the transmitted character is English, and in the case of Korean, one ASCII character may be expressed by combining two ASCII characters.
  • the data transmitted from the data storage device 100 may be a website address for advertising. In the case of a website address, the terminal 300 may automatically access the corresponding website.
  • the present invention may be implemented as a billboard, an electronic board, and the like provided with a light source 200.
  • the billboard and the billboard may visually perform an advertisement function and simultaneously receive data including advertisement information from the light source 200, for example, a backlight such as a backlight, to the terminal 300.
  • the data storage device 100 is preferably embedded in an advertising board, an electronic sign.
  • the data conversion module 320 may be implemented in a separate chip form or stored in the memory of the terminal 300 in the form of an application. This embodiment illustrates that the data conversion module 320 is stored in the terminal 300 in the form of an application.
  • the terminal 300 can be used as an optical communication receiving device by downloading only an application without adding a separate device to the terminal 300.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating an optical communication method using an illumination sensor of a terminal according to the present invention.
  • the step of modulating the data into visible light (S1), the step of recognizing the visible light (S2), and demodulating the visible light as data Step S3 is included.
  • the data modulation module modulates the data stored in the data storage device and transmits the data to the light source.
  • the step S1 of modulating the data into visible light includes converting the data into binary numbers (S1-1), and flashing the light source to correspond to the data converted into binary numbers (S1-2).
  • the data modulation module converts the stored data into an ASCII code and then converts it back into binary numbers.
  • the step (S1-2) in which the light source blinks to correspond to the data converted to binary numbers transmits the data converted to binary numbers to the light source, and converts the power by a pulse width modulation method to apply to the light source so as to correspond to the binary number. This causes the light source to blink.
  • the binary number '0' allows the light source to be turned off or turned on below a certain brightness
  • the binary number '1' allows the light source to turn on above a certain brightness.
  • the terminal recognizes the light source flickering through the step S1 of modulating the data into the visible light.
  • Recognizing the visible light includes controlling the illuminance sensor (S2-1), and detecting the visible light by the illuminance sensor (S2-2).
  • the photosensor sensitivity control module controls the sensitivity of the illuminance sensor. This maximizes the sensitivity of the light sensor, ie the illumination sensor, in which the light sensor sensitivity control module is built into the terminal upon activation of the sensor manager module. Accordingly, the illumination sensor of the terminal has a faster light sensing cycle.
  • controlling the illuminance sensor (S2-1) is performed by the optical sensor sensitivity control module provided in the application when the application is executed for optical communication, thereby illuminating the terminal. Sensor sensitivity can be maximized.
  • the optical sensor sensitivity control module returns the illumination sensor sensitivity of the terminal back to the original sensitivity.
  • the illuminance sensor of the terminal recognizes the visible light by the blinking of the light source, and transmits the brightness information on the recognized visible light to the demodulation module.
  • the visible light demodulated by the illumination sensor is demodulated into the original data through the demodulation module.
  • the step of demodulating the visible light into the data includes the step of converting the brightness information, which the demodulation module converts the brightness information of the visible light recognized by the illumination sensor into binary, to binary (S3-1), and the ASCII code. Converting to S3-2 and converting ASCII code to data (S3-3).
  • the demodulation module recognizes an illuminance in the range of the first illuminance reference value as '0' and an illuminance in the range of the second illuminance reference value as '1'.
  • the first illuminance reference value is lower than the second illuminance reference value, and a blank value exists between the first illuminance reference value and the second illuminance reference value.
  • the first illuminance reference value may be 100Lux or less
  • the second illuminance reference value may be 300Lux or more.
  • a blank value of about 200Lux exists between the first illuminance reference value and the second illuminance reference value.

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

본 발명은 광통신 시스템 및 그 방법에 대한 것으로서, 특히, 단말기의 조도 센서를 활용하여 별도의 추가적인 장치 없이 광통신을 수행할 수 있는 광통신 시스템 및 그 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 광통신 시스템은 점멸하는 광원과, 상기 광원의 점멸 상태에 따른 조도의 변화를 인식하는 조도 센서와, 상기 조도 센서에서 인식된 조도의 변화를 복조하는 데이터 변환 모듈을 가지는 단말기를 포함한다. 또한, 본 발명에 따른 광통신 방법은 데이터 변조 모듈이 데이터 저장 모듈에 저장된 데이터를 변조하여 가시광으로 변환하는 단계와, 상기 가시광을 단말기의 조도 센서가 인식하는 단계, 및 상기 조도 센서가 인식한 가시광을 복조 모듈이 복조하는 단계를 포함한다.

Description

단말기의 조도 센서를 활용한 광통신 시스템 및 그 방법
본 발명은 광통신 시스템 및 그 방법에 대한 것으로서, 특히, 단말기의 조도 센서를 활용하여 별도의 추가적인 장치 없이 광통신을 수행할 수 있는 광통신 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 근거리 무선 통신은 소량의 패킷 데이터를 근거리, 예를 들어 100미터 정도 내에서 무선으로 송수신하도록 설계된 통신을 의미한다. 이러한 근거리 무선 통신으로는 지그비(ZigBee) 통신, ISA100, 무선하트(WirelessHART), 블루투스(Bluetooth), WAVE, NFC, 와이파이(WIFI Direct) 등이 있다. 또한, 최근에는 QR 코드를 이용하여 간단한 정보를 전달하기도 한다.
하지만, 이러한 기존의 근거리 무선 통신은 접속을 위해서 부가적인 단계를 거쳐야 하는 불편함이 있다. 예를 들어, 블루투스와 와이파이의 경우 별도로 페어링(Pairing) 또는 액세스 포인트 검색을 통한 연결이 필요하고 QR 코드를 이용하는 방식의 경우 QR 코드를 인쇄하여 벽면에 부착하여야 하기 때문에 미관상 좋지 않은 단점이 있다.
본 발명의 목적은 추가적인 하드웨어나 동기화 절차 없이 간편하게 통신을 수행할 수 있는 단말기의 조도 센서를 활용한 광통신 시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 점멸하는 광원과, 상기 광원의 점멸 상태에 따른 조도의 변화를 인식하는 조도 센서와, 상기 조도 센서에서 인식된 조도의 변화를 복조하는 데이터 변환 모듈을 가지는 단말기를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기의 조도 센서를 활용한 광통신 시스템을 제공한다.
상기 데이터 변환 모듈은 복조 모듈을 포함하고, 상기 복조 모듈은 제 1 조도 기준값의 범위인 조도는 '0'으로 인식하고 제 2 조도 기준값의 범위인 조도는 '1'로 인식하여, 상기 조도 센서에서 인식한 조도의 변화를 이진수로 변환하며, 상기 제 1 조도 기준값은 상기 제 2 조도 기준값보다 낮다. 상기 제 1 조도 기준값과 상기 제 2 조도 기준값 사이에는 공백값이 존재하는 것이 바람직하다.
상기 복조 모듈은 상기 이진수를 아스키 코드로 변환하며, 변환된 아스키 코드를 문자로 변환한다. 상기 데이터 변환 모듈은 상기 조도 센서의 감도를 제어하는 광센서 감도 제어 모듈을 포함한다. 상기 광센서 감도 제어 모듈은 상기 데이터 변환 모듈이 활성화될 때 상기 조도 센서의 감도를 제어하는 것이 효과적이다. 상기 데이터 변환 모듈은 어플리케이션 형태로 구현되어 상기 단말기에 구비될 수 있다.
상기 광원에 데이터를 전송하는 데이터 저장 장치를 포함한다. 여기서, 상기 데이터 저장 장치는 데이터가 저장되는 데이터 저장 모듈과, 상기 데이터 저장 모듈에 저장된 데이터를 변조하는 데이터 변조 모듈을 포함한다.
또한, 본 발명은 데이터 변조 모듈이 데이터 저장 모듈에 저장된 데이터를 변조하여 가시광으로 변환하는 단계와, 상기 가시광을 단말기의 조도 센서가 인식하는 단계, 및 상기 조도 센서가 인식한 가시광을 복조 모듈이 복조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기의 조도 센서를 활용한 광통신 방법을 제공한다.
데이터 변조 모듈이 데이터 저장 모듈에 저장된 데이터를 변조하여 가시광으로 변환하는 단계는, 상기 데이터 변조 모듈이 상기 데이터 저장 모듈에 저장된 데이터를 이진수로 변환하는 단계와, 상기 이진수로 변환된 데이터에 대응되도록 광원을 점멸시키는 단계를 포함한다.
상기 가시광을 단말기의 조도 센서가 인식하는 단계는, 상기 조도 센서의 감도를 광센서 감도 제어 모듈이 최대화하는 단계와, 상기 조도 센서를 광센서 활성화 모듈이 활성화하여 가시광을 인식하여 상기 가시광의 밝기 정보를 복조 모듈에 전달하는 단계를 포함한다.
상기 조도 센서가 인식한 가시광을 복조 모듈이 복조하는 단계는, 상기 밝기 정보를 복조 모듈이 이진수로 변환하는 단계와, 상기 복조 모듈이 상기 복조 모듈이 변환한 이진수를 아스키 코드로 변환하는 단계, 및 상기 복조 모듈이 상기 아스키 코드를 데이터로 변환하는 단계를 포함한다.
상기 복조 모듈은 제 1 조도 기준값의 범위인 조도는 '0'으로 인식하고 제 2 조도 기준값의 범위인 조도는 '1'로 인식하여, 상기 조도 센서에서 인식한 조도의 변화를 이진수로 변환하며, 상기 제 1 조도 기준값은 상기 제 2 조도 기준값보다 낮다. 상기 제 1 조도 기준값과 상기 제 2 조도 기준값 사이에는 공백값이 존재하는 것이 효과적이다.
본 발명은 별도의 광 센서를 추가하지 않고 안드로이드 플랫폼 기반의 단말기에 내장된 조도 센서를 활용하여 가시광 무선 통신 데이터를 수신할 수 있는 광통신 시스템 및 그 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 단말기의 조도 센서를 활용한 광통신 시스템의 개념도.
도 2는 본 발명에 따른 단말기의 조도 센서를 활용한 광통신 시스템의 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 단말기의 조도 센서를 활용한 광통신 시스템에서 조도 센서 값 그래프.
도 4는 본 발명에 따른 단말기의 조도 센서를 활용한 광통신 방법의 순서도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명에 따른 단말기의 조도 센서를 활용한 광통신 시스템의 개념도이다.
본 발명에 따른 단말기의 조도 센서를 활용한 광통신 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 데이터가 저장되는 데이터 저장 장치(100)와, 데이터 저장 장치(100)와 접속되어 데이터 저장 장치(100)에서 전송하는 데이터를 광으로 표현하는 광원(200)과, 광원(200)을 인식하여 데이터를 수신하는 단말기(300)를 포함한다.
데이터 저장 장치(100)는 광원(200)을 통해 단말기(300)로 전송하고자 하는 데이터가 저장된다. 또한, 저장된 데이터는 변조 과정을 거쳐 광원(200)을 통해 단말기(300)로 전송되며, 이를 위해서 데이터 저장 장치(100)는 데이터를 저장하는 데이터 저장 모듈(미도시)과, 데이터 저장 모듈에 저장된 데이터를 변조하는 데이터 변조 모듈(미도시)을 포함한다. 여기서, 데이터 변조 모듈은 데이터 저장 모듈에 저장된 데이터를 아스키 코드로 변환한 후, 이를 다시 이진수로 변환하여 변조한다. 한편, 전술된 데이터 저장 장치(100)는 서버일 수도 있다.
광원(200)은 데이터 저장 장치(100)에서 전송된 데이터를 점멸에 의해 후술될 단말기(300)에 전달하며, 본 실시예는 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)를 광원(200)으로 예시한다. 물론, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 점멸 동작을 통해 광통신이 가능한 모든 램프를 광원(200)으로 사용할 수 있다. 또한, 광원(200)은 데이터 저장 장치(100)에서 전송된 이진수에 따라 펄스 폭 변조에 의해 점멸 동작한다.
도 2는 본 발명에 따른 단말기의 조도 센서를 활용한 광통신 시스템의 블록도이다.
단말기(300)는 광원(200)에서 방출된 광을 인식하여 데이터 저장 장치(100)에서 전송한 데이터를 수신한다. 여기서, 본 실시예는 안드로이드 기반의 단말기(300)를 예시한다. 또한, 단말기(300)는 전술된 기능을 수행하기 위해, 광원(200)에서 방출된 광을 인식하는 광센서와, 광센서에서 인식한 광을 데이터로 변환하는 데이터 변환 모듈(320)을 포함한다. 또한, 데이터 변환 모듈(320)에서 복조된 데이터를 표시하여 사용자가 볼 수 있도록 하는 표시 모듈(330)을 포함할 수 있다.
광센서는 광원(200)에서 방출된 광을 인식하며, 인식된 광의 밝기 정보를 후술될 데이터 변환 모듈(320)에 전달한다. 여기서, 본 발명은 별도의 장치를 추가하지 않고 광원(200)에서 방출된 광을 인식하기 위해서, 단말기(300)에 구비된 조도 센서(310)를 광센서로 이용한다. 또한, 이하에서는 조도 센서(310)를 기반으로 설명한다.
데이터 변환 모듈(320)은 조도 센서(310)에서 인식된 광을 데이터로 변환하며, 이를 구현하기 위해서 조도 센서(310)를 제어하는 센서 매니저 모듈(322)과, 조도 센서(310)에서 인식된 광을 복조하는 복조 모듈(324)을 포함한다.
센서 매니저 모듈(322)은 조도 센서(310)를 제어하기 위한 것으로서, 조도 센서(310)의 감도를 제어하는 조도 센서 감도 제어 모듈(322a)과, 통신 시 조도 센서를 활성화하는 조도 센서 활성화 모듈(322b)을 포함한다.
조도 센서 감도 제어 모듈(322a)은 광센서, 즉, 조도 센서(310)의 감도를 제어한다. 본 발명에서 조도 센서(310)는 단말기(300)의 화면 밝기 조절을 위해 사용되기 때문에 데이터를 받아오는 간격이 넓다. 따라서, 조도 센서 감도 제어 모듈(322a)은 조도 센서(310)의 반응 시간을 줄여 고속으로 데이터를 수신할 수 있도록 한다. 여기서, 조도 센서 감도 제어 모듈(322a)에 의한 조도 센서(310) 반응 시간 감소는 단말기(300)에서 제공되는 '센서 매니저'기능을 통해 수행될 수 있다. 즉, 데이터 변환 모듈(320)이 작동되면 광통신을 수행한다는 의미이므로, 데이터 변환 모듈(320)이 작동되면 조도 센서(310)의 반응 시간을 감소시킨 후 조도 센서(310)를 활성화시킨다.
도 3은 본 발명에 따른 단말기의 조도 센서를 활용한 광통신 시스템에서 조도 센서 값 그래프이다.
복조 모듈(324)은 조도 센서(310)에서 인식된 광의 밝기 정보를 기반으로 데이터 저장 장치(100)에서 전송된 데이터를 복조한다. 이는 광의 밝기 정보를 미리 설정된 기준 밝기와 비교하여 특정 범위의 밝기 정보를 대응되는 코드로 변환하여 수행할 수 있다. 예를 들어, 복조 모듈(324)은 300Lux이상의 밝기는 '1', 100Lux이하의 밝기는 '0'인 이진수로 처리할 수 있다. 또한, 이진수는 다시 아스키(American Standard Code for Information Interchange, ASCII)로 변환하게 되며, 최종적으로 아스키를 문자로 변환하여 데이터 저장 장치(100)에서 전송된 데이터를 복조할 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 데이터 저장 장치(100)에서 'HELLO'를 전송하기 위해서 'HELLO'를 아스키인 '7269767679'로 변환한 후, 이진수인 '1011000101001111110110011111111'로 변환하여 광원(200)에 전송한다. 광원(200)은 수신된 이진수에 따라 '1'은 300Lux 이상의 밝기로 발광하고 '0'은 100Lux 이하의 밝기로 발광한다. 이를 표현하기 위해서, 광원(200)은 사람이 인지하지 못할 정도의 속도로 점멸 동작하게 된다. 이후, 단말기(300)의 조도 센서(310)는 광원(200)에서 방출된 광을 인식하여 밝기 정보를 데이터 변환 모듈(320)에 전달한다. 데이터 변환 모듈(320)은 전달받은 밝기 정보를 기반으로 300Lux 이상인 밝기 정보는 '1', 100Lux 이하인 밝기 정보는 '0'으로 복조하여 '1011000101001111110110011111111'인 이진수로 복조한다. 이후, 이를 '7269767679'인 아스키로 변환한 후, 해당 아스키를 'HELLO'로 복조하여 최종적으로 데이터 저장 장치(100)에서 전송한 'HELLO'를 단말기(300)에서 수신할 수 있다. 물론, 이는 전송되는 문자가 영문일 경우이며, 한글의 경우, 두 개의 아스키를 조합하여 하나의 한글 문자를 표현할 수도 있다. 데이터 저장 장치(100)에서 전송되는 데이터는 광고를 하고자 하는 웹사이트 주소일 수도 있다. 웹사이트 주소일 경우, 단말기(300)는 해당 웹사이트로 자동으로 접속할 수 있다.
또한, 본 발명은 광원(200)이 구비된 광고판, 전광판 등으로 구현될 수도 있다. 이 경우, 광고판과 전광판은 시각적으로 광고 기능을 수행함과 동시에 단말기(300)로 광원(200), 예를 들어, 백라이트와 같은 조명으로부터 광고 정보가 포함된 데이터를 수신할 수 있다. 이때, 데이터 저장 장치(100)는 광고판과 전광판 등에 내장되는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에서 데이터 변환 모듈(320)은 별도의 칩 형태로 구현되거나, 어플리케이션의 형태로 단말기(300)의 메모리에 저장될 수 있다. 본 실시예는 데이터 변환 모듈(320)이 어플리케이션의 형태로 단말기(300)에 저장되는 것을 예시한다. 또한, 이에 따라, 본 발명은 단말기(300)에 별도의 장치를 추가하지 않고도 어플리케이션만을 다운로드하여 단말기(300)를 광통신 수신 장치로 사용할 수 있다.
다음은 본 발명에 따른 단말기의 조도 센서를 활용한 광통신 방법에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 후술될 내용 중 전술된 본 발명에 따른 단말기의 조도 센서를 활용한 광통신 시스템의 설명과 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 단말기의 조도 센서를 활용한 광통신 방법의 순서도이다.
본 발명에 따른 단말기의 조도 센서를 활용한 광통신 방법은 도 4에 도시된 바와 같이, 데이터를 가시광으로 변조하는 단계(S1)와, 가시광을 인식하는 단계(S2), 및 가시광을 데이터로 복조하는 단계(S3)를 포함한다.
데이터를 가시광으로 변조하는 단계(S1)는 데이터 저장 장치에 저장된 데이터를 데이터 변조 모듈이 변조하여 광원에 전달한다. 이를 위해서, 데이터를 가시광으로 변조하는 단계(S1)는 데이터를 이진수로 변환하는 단계(S1-1)와, 이진수로 변환된 데이터에 대응되도록 광원이 점멸하는 단계(S1-2)를 포함한다. 여기서, 데이터를 이진수로 변환하는 단계(S1-1)는 전술된 바와 같이, 데이터 변조 모듈이 저장된 데이터를 아스키 코드로 변환한 후 이를 다시 이진수로 변환한다. 또한, 이진수로 변환된 데이터에 대응되도록 광원이 점멸하는 단계(S1-2)는 이진수로 변환된 데이터를 광원에 전달하고, 이진수에 대응되도록 펄스 폭 변조 방식으로 전원을 변환하여 광원에 인가한다. 이에 따라 광원은 점멸동작하게 된다. 이때, 이진수 '0'은 광원이 꺼지거나 특정 밝기 이하로 광원이 점등되도록 하고, 이진수 '1'은 특정 밝기 이상으로 광원이 점등되도록 한다.
가시광을 인식하는 단계(S2)는 데이터를 가시광으로 변조하는 단계(S1)를 통해 점멸되는 광원을 단말기가 인식한다. 이러한 가시광을 인식하는 단계(S2)는 조도 센서를 제어하는 단계(S2-1)와, 조도 센서가 가시광을 인식하는 단계(S2-2)를 포함한다.
조도 센서를 제어하는 단계(S2-1)는 광센서 감도 제어 모듈이 조도 센서의 감도를 제어한다. 이는 센서 매니저 모듈의 활성화 시 광센서 감도 제어 모듈이 단말기에 내장된 광센서, 즉, 조도 센서의 감도를 최대화한다. 이에 따라, 단말기의 조도 센서는 광 감지 주기가 빨라진다. 여기서, 센서 매니저 모듈이 어플리케이션의 형태로 단말기에 저장될 경우, 조도 센서를 제어하는 단계(S2-1)는 광통신을 위해서 어플리케이션이 실행될 때 어플리케이션에 구비된 광센서 감도 제어 모듈이 실행되어 단말기의 조도 센서 감도를 최대화할 수 있다. 물론, 광통신을 수행한 후 어플리케이션을 종료할 때 광센서 감도 제어 모듈은 단말기의 조도 센서 감도를 다시 원래의 감도로 돌려놓는 것이 바람직하다.
조도 센서가 가시광을 인식하는 단계(S2-2)는 단말기의 조도 센서가 광원의 점멸에 의한 가시광을 인식하고, 인식된 가시광에 대한 밝기 정보를 복조 모듈에 전달한다.
가시광을 데이터로 복조하는 단계(S3)는 조도 센서가 인식한 가시광을 복조 모듈을 통해 원래의 데이터로 복조한다. 이를 구현하기 위해서 가시광을 데이터로 복조하는 단계(S3)는 조도 센서가 인식한 가시광의 밝기 정보를 복조 모듈이 이진수로 변환하는 밝기 정보를 이진수로 변환하는 단계(S3-1)와 이진수를 아스키 코드로 변환하는 단계(S3-2) 및 아스키 코드를 데이터로 변환하는 단계(S3-3)를 포함한다. 밝기 정보를 이진수로 변환하는 단계(S3-1)에서 복조 모듈은 제 1 조도 기준값의 범위인 조도는 '0'으로 인식하고 제 2 조도 기준값의 범위인 조도는 '1'로 인식한다. 여기서, 제 1 조도 기준값은 제 2 조도 기준값보다 낮은 값이며, 제 1 조도 기준값과 제 2 조도 기준값 사이에는 공백값이 존재한다. 예를 들어서, 제 1 조도 기준값은 100Lux 이하, 제 2 조도 기준값은 300Lux 이상일 수 있으며, 이 경우, 제 1 조도 기준값과 제 2 조도 기준값 사이에는 200Lux 정도의 공백값이 존재한다.
이상에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (15)

  1. 점멸하는 광원과,
    상기 광원의 점멸 상태에 따른 조도의 변화를 인식하는 조도 센서와, 상기 조도 센서에서 인식된 조도의 변화를 복조하는 데이터 변환 모듈을 가지는 단말기를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기의 조도 센서를 활용한 광통신 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 데이터 변환 모듈은 복조 모듈을 포함하고,
    상기 복조 모듈은 제 1 조도 기준값의 범위인 조도는 '0'으로 인식하고 제 2 조도 기준값의 범위인 조도는 '1'로 인식하여, 상기 조도 센서에서 인식한 조도의 변화를 이진수로 변환하며,
    상기 제 1 조도 기준값은 상기 제 2 조도 기준값보다 낮은 것을 특징으로 하는 단말기의 조도 센서를 활용한 광통신 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제 1 조도 기준값과 상기 제 2 조도 기준값 사이에는 공백값이 존재하는 것을 특징으로 하는 단말기의 조도 센서를 활용한 광통신 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 복조 모듈은 상기 이진수를 아스키 코드로 변환하며, 변환된 아스키 코드를 문자로 변환하는 것을 특징으로 하는 단말기의 조도 센서를 활용한 광통신 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 데이터 변환 모듈은 상기 조도 센서의 감도를 제어하는 조도 센서 감도 제어 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기의 조도 센서를 활용한 광통신 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 조도 센서 감도 제어 모듈은 상기 데이터 변환 모듈이 활성화될 때 상기 조도 센서의 감도를 제어하는 것을 특징으로 하는 단말기의 조도 센서를 활용한 광통신 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 데이터 변환 모듈은 어플리케이션 형태로 구현되어 상기 단말기에 구비된 것을 특징으로 하는 단말기의 조도 센서를 활용한 광통신 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 광원에 데이터를 전송하는 데이터 저장 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기의 조도 센서를 활용한 광통신 시스템.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 데이터 저장 장치는 데이터가 저장되는 데이터 저장 모듈과,
    상기 데이터 저장 모듈에 저장된 데이터를 변조하는 데이터 변조 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기의 조도 센서를 활용한 광통신 시스템.
  10. 데이터 변조 모듈이 데이터 저장 모듈에 저장된 데이터를 변조하여 가시광으로 변환하는 단계와,
    상기 가시광을 단말기의 조도 센서가 인식하는 단계, 및
    상기 조도 센서가 인식한 가시광을 복조 모듈이 복조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기의 조도 센서를 활용한 광통신 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    데이터 변조 모듈이 데이터 저장 모듈에 저장된 데이터를 변조하여 가시광으로 변환하는 단계는,
    상기 데이터 변조 모듈이 상기 데이터 저장 모듈에 저장된 데이터를 이진수로 변환하는 단계와,
    상기 이진수로 변환된 데이터에 대응되도록 광원을 점멸시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기의 조도 센서를 활용한 광통신 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 가시광을 단말기의 조도 센서가 인식하는 단계는,
    상기 조도 센서의 감도를 조도 센서 감도 제어 모듈이 최대화하는 단계와,
    상기 조도 센서를 조도 센서 활성화 모듈이 활성화하여 가시광을 인식하여 상기 가시광의 밝기 정보를 복조 모듈에 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기의 조도 센서를 활용한 광통신 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 조도 센서가 인식한 가시광을 복조 모듈이 복조하는 단계는,
    상기 밝기 정보를 복조 모듈이 이진수로 변환하는 단계와,
    상기 복조 모듈이 상기 복조 모듈이 변환한 이진수를 아스키 코드로 변환하는 단계, 및
    상기 복조 모듈이 상기 아스키 코드를 데이터로 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기의 조도 센서를 활용한 광통신 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 복조 모듈은 제 1 조도 기준값의 범위인 조도는 '0'으로 인식하고 제 2 조도 기준값의 범위인 조도는 '1'로 인식하여, 상기 조도 센서에서 인식한 조도의 변화를 이진수로 변환하며,
    상기 제 1 조도 기준값은 상기 제 2 조도 기준값보다 낮은 것을 특징으로 하는 단말기의 조도 센서를 활용한 광통신 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 제 1 조도 기준값과 상기 제 2 조도 기준값 사이에는 공백값이 존재하는 것을 특징으로 하는 단말기의 조도 센서를 활용한 광통신 방법.
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