WO2017034123A1 - 하나의 핀으로 센서의 식별 값을 출력하는 착탈식 센서 모듈, 착탈식 센서 모듈의 센서를 하나의 핀으로써 식별하는 센서 식별 장치 및 센서 식별 방법 - Google Patents

하나의 핀으로 센서의 식별 값을 출력하는 착탈식 센서 모듈, 착탈식 센서 모듈의 센서를 하나의 핀으로써 식별하는 센서 식별 장치 및 센서 식별 방법 Download PDF

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WO2017034123A1
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sensor
value
analog
identification
adc
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PCT/KR2016/005407
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구자민
권순찬
구자천
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베이스코리아아이씨(주)
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    • G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/08—Measuring resistance by measuring both voltage and current
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12—Analogue/digital converters

Definitions

  • the present invention is a removable sensor module for outputting the identification value of the sensor by outputting an analog voltage generated in the voltage application circuit to one pin, and collects the sensor identification value with one pin and corresponds to the collected sensor identification value
  • the present invention relates to a sensor identification device and a sensor identification method for uniquely identifying a sensor of a removable sensor module using an analog / digital converter (ADC) value.
  • ADC analog / digital converter
  • the Internet of Things is a technology for sharing information by connecting things to networks in various fields such as healthcare, remote meter reading, smart home, and smart car as well as home appliances and electronic devices.
  • the Internet of Things (IoT) can be seen as an evolution from the existing Ubiquitous Sensor Network (USN) or Machine to Machine (M2M).
  • USN Ubiquitous Sensor Network
  • M2M Machine to Machine
  • sensor devices In order to implement the IoT, sensor devices must collect data using at least one or more sensors.
  • one communication module is connected to one sensor, and when multiple sensors are attached, only a fixed circuit in a fixed position was possible.
  • identification values must be differently assigned to each sensor module in order to recognize types of sensors included in the sensor module.
  • USB universal serial bus
  • CAN controller area network
  • I2C 1-Wire and I2C
  • the present invention aims to uniquely identify a plurality of removable sensor modules by utilizing an analog / digital converter (ADC) channel of the microcontroller unit.
  • ADC analog / digital converter
  • the present invention aims to uniquely identify a plurality of sensor modules using one pin.
  • the sensor module includes a sensor for outputting at least one sensor measurement value, and an identification value output circuit unit for outputting a sensor identification value corresponding to the sensor through a single channel as an analog voltage, and the analog
  • the sensor identification value of the type is input to an analog / digital converter (ADC) input terminal of the microcontroller and converted into an analog / digital converter (ADC) value according to the resolution of the microcontroller.
  • ADC analog / digital converter
  • the microcontroller identifies the sensor with a sensor identification value converted into an analog / digital converter (ADC) value.
  • the identification value output circuit unit may output a voltage of an analog type corresponding to the sensor through a combination of at least one resistance value with respect to a power input voltage Vcc having a predetermined size.
  • the analog / digital converter (ADC) value includes a measured value within an error range in which the resolution of the microcontroller is reflected.
  • the senor may include an analog sensor outputting the sensor measurement value in an analog form, an analog complex sensor outputting at least two or more sensor measurement values in an analog form, and a digital outputting the sensor measurement value in a digital form. At least one of the sensors.
  • the microcontroller may refer to a table in which analog / digital converter (ADC) values are recorded according to types of sensors, and the converted analog / digital converter (ADC) values may be used. Identify the sensor corresponding to.
  • ADC analog / digital converter
  • a sensor identification apparatus may include a collector configured to collect a sensor identification value and a sensor identification value in the form of an analog voltage through a single channel corresponding to the sensor measurement value, and analog / sensor the collected sensor identification value in the form of an analog voltage.
  • a conversion unit for converting an analog / digital converter (ADC) value, and an identification unit for identifying a sensor that senses the sensor measurement value from the converted analog / digital converter (ADC) value may be used to convert ADC or analog / digital converter (ADC) value.
  • the identification unit may refer to a table in which analog / digital converter (ADC) values for each type of sensor are recorded, and to the converted analog / digital converter (ADC) value. Identify the corresponding sensor.
  • ADC analog / digital converter
  • the apparatus for identifying a sensor may further include a storage unit for storing the table in which analog / digital converter (ADC) values for each sensor type are recorded.
  • ADC analog / digital converter
  • a sensor identification method may include collecting, by a collector, a sensor identification value in an analog voltage form through a single channel corresponding to a sensor measurement value, and in the converter, the sensor identification value in the collected analog voltage form. Converting to an analog / digital converter (ADC) value, and identifying the sensor that sensed the sensor measurement value from the converted analog / digital converter (ADC) value And the sensor identification value is output from a single pin, among the pins of the sensor module in a form detachable from the sensor device.
  • ADC analog / digital converter
  • the identifying of the sensor may include: converting the analog / digital converter (ADC) by referring to a table in which analog / digital converter (ADC) values for each sensor type are recorded. And identifying the sensor corresponding to the converter value.
  • ADC analog / digital converter
  • the sensor identification method may further include storing the table in which analog / digital converter (ADC) values for each type of the sensor are recorded.
  • ADC analog / digital converter
  • a sensor identification program includes a command set for collecting sensor identification values in the form of analog voltage through a single channel corresponding to a sensor measurement value, and converts the collected sensor identification values in the form of analog voltage into an analog / digital converter (ADC). And a command set for identifying a sensor that senses the sensor measured value from the converted analog / digital converter (ADC) value.
  • ADC analog / digital converter
  • a plurality of removable sensor modules may be uniquely identified by using an analog / digital converter (ADC) channel of the microcontroller unit.
  • ADC analog / digital converter
  • one pin may be used to uniquely identify a plurality of sensor modules.
  • a plurality of sensor modules can be identified within an allowable error at low power.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an IoT-based sensor device including a sensor module and a sensor identification device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2A is a diagram illustrating a sensor module according to an embodiment of the present invention in more detail.
  • FIG. 2B is a diagram illustrating embodiments of a sensor unit included in the sensor module of FIG. 2A.
  • FIG. 2C is a diagram illustrating an embodiment of an identification value output circuit included in the sensor module of FIG. 2A.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a sensor device according to an embodiment of the present invention in more detail.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a sensor device according to another embodiment of the present invention in more detail.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a table in which types of sensors are recorded according to sensor identification values and analog / digital converter (ADC) values.
  • ADC analog / digital converter
  • FIGS. 6A and 6B are diagrams illustrating analog / digital converter (ADC) values for respective input voltages.
  • FIG. 7 is a view for explaining a sensor identification method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a specific method of collecting sensor identification values among sensor identification methods according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an IoT-based sensor device 100 including a sensor module 110 and a sensor identification apparatus 120 according to an embodiment of the present invention.
  • the IoT-based sensor device 100 may detachably connect or disconnect the sensor module 110 to the sensor identification device 120.
  • the sensor module 110 may include various sensors required to implement an IoT service, such as a temperature sensor, a humidity sensor, a gas sensor, a distance sensor, and the like.
  • a sensor identification value that can be uniquely identified may be assigned to each sensor, and the sensor identification device 120 may immediately identify the sensor module 110 mounted in the slot together with what kind of sensor. It is possible.
  • the sensor module 110 outputs an analog voltage value using a single pin, and the sensor identification device 120 receives an analog voltage value transmitted from the sensor module 110 to provide a sensor module (
  • the type of sensor included in 110 may be uniquely identified.
  • the voltage value output in the analog form is a voltage output according to the circuit configuration of the sensor module 110 and corresponds to a sensor identification value.
  • the sensor identification value may be divided into gaps above the allowable value and may be assigned to each sensor.
  • the sensor identification value may be assigned to the sensors with a voltage value of 0.2V to 5V at an interval of 0.2V.
  • the sensor identification device 120 can be interpreted as a microcontroller unit. That is, in the microcontroller unit, a table indicating a sensor type for each sensor identification value may be recorded, or an instruction set or address information accessible to the table may be recorded.
  • the sensor identification device 120 must convert the sensor identification value transmitted from one pin of the sensor module 110 to an analog / digital converter (ADC) value.
  • the sensor identification device 120 such as a microcontroller unit, includes an analog / digital channel.
  • the sensor identification value transmitted from one pin of the sensor module 110 is an analog / digital channel.
  • the sensor identification value input to the sensor identification device 120 through an analog / digital channel may be converted into an analog / digital converter (ADC) value.
  • At least one value of a sensor identification value and an analog / digital converter (ADC) value is recorded, and the type of sensor corresponding thereto is also recorded.
  • ADC analog / digital converter
  • the sensor identification apparatus 120 may identify the type of sensor corresponding to the sensor identification value or the analog / digital converter (ADC) value with reference to this table.
  • ADC analog / digital converter
  • the circuit design Since the present invention outputs the sensor identification value through one pin of the sensor module 110, the circuit design is simple, requires low power consumption, and thus can secure a price competitiveness.
  • multiple sensors can be used to connect multiple sensor modules to a limited analog / digital channel, enabling greater compatibility at a lower cost.
  • the sensor device since the sensor device according to the present invention does not need any separate hardware to identify the sensor modules, the sensor device can be driven with low power while maintaining the existing size.
  • FIG. 2A is a diagram illustrating the sensor module 200 according to an embodiment of the present invention in more detail.
  • the sensor module 200 may include a sensor unit 210 and an identification value output circuit unit 220.
  • the sensor unit 210 includes a sensor that outputs at least one sensor measurement value.
  • the sensors included in the sensor unit 210 may be interpreted as various devices capable of outputting sensor measurement values by collecting various values in the IoT environment.
  • FIG. 2B is a diagram illustrating embodiments of a sensor unit included in the sensor module of FIG. 2A.
  • the sensor units 211, 212, and 213 may include a sensor unit 211 including a single sensor that outputs one sensor measurement value in an analog voltage form, and a complex outputting a plurality of sensor measurement values in an analog voltage form. It may include a sensor unit 212 including a sensor. In addition, it may be interpreted as a sensor unit 213 including a single sensor that outputs one sensor measurement value in the form of digital voltage through SCL (Serial CLock) and SDA (Serial DAta).
  • SCL Serial CLock
  • SDA Serial DA
  • the identification value output circuit unit 220 may output a sensor identification value corresponding to the sensor as an analog voltage.
  • FIG. 2C is a view for explaining an embodiment of the identification value output circuit unit 221 included in the sensor module of FIG. 2A.
  • the identification value output circuit unit 221 may change and output an analog voltage corresponding to the sensor through a combination of at least one resistance value with respect to a power input voltage Vcc having a predetermined size. have.
  • the identification value output circuit unit 221 includes an identification value output circuit 222, and the identification value output circuit 222 corresponds to the power source Vcc through the two different resistors to correspond to the sensor identification value. It can output with the voltage, so there is no need for a separate microcontroller.
  • the resistance values R1 and R2 may be calculated in consideration of the power supply Vcc and the sensor identification value V ID .
  • a sensor identification device capable of identifying a sensor of the sensor module may be interpreted as a microcontroller.
  • the micro-controller is a collector for collecting the sensor identification value in the form of analog voltage through a single channel corresponding to the sensor measurement value and the sensor measurement value, the analog-to-digital converter (ADC, A conversion unit for converting an analog / digital converter value, and an identification unit for identifying a sensor that senses the sensor measurement value from the converted analog / digital converter (ADC) value.
  • ADC analog-to-digital converter
  • ADC analog-to-digital converter
  • the collecting unit, the converting unit, and the identifying unit may be implemented at least temporarily by the at least one processor.
  • the identification unit identifies a sensor corresponding to the converted analog / digital converter (ADC) value by referring to a table in which analog / digital converter (ADC) values for each type of sensor are recorded. can do.
  • the apparatus for identifying a sensor may further include a storage unit for storing a table in which analog / digital converter (ADC) values for respective types of sensors are recorded.
  • ADC analog / digital converter
  • the microcontroller can collect analog sensor identification values output through a single channel, along with sensor measurements output by the sensors.
  • the analog sensor identification value is input to an analog / digital converter (ADC) input terminal of a microcontroller through an analog / digital channel, and according to the resolution of the microcontroller. It can be converted to an ADC (Analog / Digital Converter) value.
  • ADC Analog / Digital Converter
  • the microcontroller may identify the sensor by a sensor identification value converted into an analog / digital converter (ADC) value.
  • an analog / digital converter (ADC) value includes a measurement value within an error range in which the resolution of the microcontroller is reflected.
  • the microcontroller refers to a sensor corresponding to a converted analog / digital converter (ADC) value by referring to a table in which analog / digital converter (ADC) values are recorded for each sensor type. Can be identified.
  • ADC analog / digital converter
  • FIG. 2 the present invention has been described through a 4-pin sensor module, but an 8-pin sensor module may be used.
  • the 4-pin sensor module can be applied to a single sensor, and the 8-pin sensor can be applied to a complex sensor that can use a plurality of sensor output values.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating in more detail the sensor device 300 according to an embodiment of the present invention.
  • the sensor device 300 collects a sensor module 310 including a sensor and an identification value output circuit, a sensor measurement value output from the sensor module, and a sensor identification value to identify the sensor, and from the corresponding sensor. It includes a sensor identification device 320 to provide a measurement value of the IoT service platform.
  • a micro controller unit collects sensor identification values to identify a sensor, and the sensor module interface unit functions to interface the sensor module 310 and the sensor identification device 320. Can be done.
  • the power supply unit may supply driving power to drive the micro controller unit (MCU), the sensor module interface unit, the sensor module 310, and the like.
  • MCU micro controller unit
  • sensor module interface unit the sensor module 310
  • FIG. 4 is a view for explaining the sensor device 400 according to another embodiment of the present invention in more detail.
  • the sensor device 400 has a structure in which a plurality of sensor modules 410 are connected to the sensor identification device 420, and are input to an analog channel of a micro controller unit (MCU) through a sensor module interface. Can be.
  • MCU micro controller unit
  • the sensor device 400 may be supplied with driving power through the power controller and the battery power.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a table 500 in which types of sensors are recorded according to sensor identification values and analog / digital converter (ADC) values.
  • ADC analog / digital converter
  • the table 500 includes a field indicating a sensor identification value VID according to the type of sensor and an analog / digital converter value ADC value corresponding to the sensor identification value.
  • the temperature sensor corresponds to a sensor identification value (VID) of 0.2V and an analog / digital converter value (ADC value) of 39-41.
  • VIP sensor identification value
  • ADC value analog / digital converter value
  • the identification value output circuit of the sensor module outputs an analog voltage of 0.2V
  • this determination may be made by a sensor identification device including a microcontroller.
  • the microcontroller converts the analog / digital converter value (ADC value) of 39 to 41.
  • ADC value analog / digital converter value
  • the microcontroller includes a sensor that outputs a sensor identification value of 0.2V. Can be identified.
  • the sensor module may include a composite sensor capable of outputting a plurality of sensor measurement values.
  • the sensor identification device collects the sensor identification value of 0.8 V and then converts the analog / digital converter value (ADC value) corresponding to 161-164. ) Can be identified.
  • the sensor identification apparatus may check that the identified analog / digital converter value (ADC value) is a complex sensor capable of measuring both temperature and humidity with reference to the table 500.
  • FIGS. 6A and 6B are diagrams illustrating analog / digital converter (ADC) values for respective input voltages.
  • Reference numeral 610 of FIG. 6A denotes an analog / digital converter (ADC) value according to an input voltage.
  • ADC analog / digital converter
  • an analog / digital converter (ADC) value corresponding thereto is measured in the range of 17 to 18, and when an input voltage of 0.2V is generated, The analog / digital converter (ADC) value is measured in the range of 39 ⁇ 41.
  • an analog / digital converter (ADC) value corresponding to a case where an input voltage of 0.3 V is generated is measured in a range of 59 to 60.
  • analog / digital converter (ADC) value due to the voltage difference of 0.1 V may be uniquely identified according to the resolution of the microcontroller unit.
  • Reference numeral 620 of FIG. 6B is a graph illustrating an average (ADC avg) of an input voltage and an analog / digital converter (ADC) value with respect to the input voltage in FIG. 6A.
  • each analog / digital converter (ADC) value is clearly uniquely identified.
  • the sensor identification device may uniquely identify a sensor included in the sensor module by referring to a table. .
  • FIG. 7 is a view for explaining a sensor identification method according to an embodiment of the present invention.
  • the sensor identification method collects sensor identification values in the form of analog voltage (step 701).
  • the sensor identification method may collect the sensor identification value in the form of an analog voltage through a single channel corresponding to the sensor measurement value.
  • the sensor identification value may be output from one of the pins of the sensor module in a form detachable from the sensor device.
  • the sensor identification method converts the sensor identification value into an analog / digital converter (ADC) value (step 702).
  • the sensor identification method according to an embodiment converts the collected sensor identification value in the form of an analog voltage into an analog / digital converter (ADC) value.
  • the sensor identification method identifies the sensor from the converted analog / digital converter (ADC) value (step 703). Specifically, the sensor that senses the sensor measurement value is identified from the converted analog / digital converter (ADC) value.
  • the sensor identification method refers to a table in which analog / digital converter (ADC) values for each sensor type are recorded in order to identify the sensor, and converts the converted analog / digital converter (ADC). Identifies sensor corresponding to Converter) value.
  • ADC analog / digital converter
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a specific method of collecting sensor identification values among sensor identification methods according to an embodiment of the present invention.
  • the sensor identification method scans an analog input pin for a sensor module (step 801). That is, the microcontroller includes pins for collecting a plurality of analog input values. According to an embodiment, the sensor identification method may perform scanning to find pins to which analog voltages are applied to the pins.
  • the sensor identification method may determine whether a pin having an analog input value exists (step 802).
  • the pin information with the analog input value may be stored (step 803), and it may be determined whether to complete scanning of the analog input pin for the sensor module (step 804).
  • the sensor identification method may branch to step 804 to determine whether to complete scanning of the analog input pin for a sensor module.
  • the sensor identification method stores the number of scanned analog input pins (step 805).
  • the sensor module outputs one sensor identification value through one pin, but the sensor device may be equipped with several sensor modules. That is, the sensor identification method according to an embodiment may record the number of mounted sensor modules by storing the number of analog input pins through step 805.
  • the sensor identification method reads data of a sensor module connected to an analog pin (step 806). That is, the sensor identification method according to an embodiment may read sensor measurement values collected from the mounted sensor module.
  • the sensor identification method reads and stores the sensor measurement value together with the sensor identification value of the sensor module through step 807. At this time, the sensor identification value and the sensor measurement value can be recorded in association with each other, and through this, it is possible to confirm which sensor collects which sensing value.
  • the sensor identification method may determine whether all data (sensor measurement value and sensor identification value) of the mounted sensor module has been read (step 808).
  • step 808 If the determination result of step 808 reads all data (sensor measurement value and sensor identification value) of the sensor module, the data (sensor measurement value and sensor identification value) of the sensor module collected for data processing may be transferred to the processing unit. (Step 809).
  • the sensor identification method may determine whether a period for analog pin scanning has been reached (step 810). If the period has not elapsed, the sensor identification method according to the exemplary embodiment may repeat the process of branching to step 806 and reading data of the sensor module connected to the analog input pin. In addition, if the corresponding period has elapsed, the process returns to step 801 to repeat the process of scanning the analog input pin for the sensor module.
  • a plurality of removable sensor modules may be uniquely identified by using an analog / digital converter (ADC) channel of the microcontroller unit.
  • ADC analog / digital converter
  • a single pin can be used to uniquely identify a plurality of sensor modules and to identify various sensor modules at low power within an acceptable error.
  • Method according to an embodiment of the present invention can be implemented in the form of program instructions that can be executed by various computer means may be recorded on a computer readable medium.
  • the computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination.
  • Program instructions recorded on the media may be those specially designed and constructed for the purposes of the present invention, or they may be of the kind well-known and available to those having skill in the computer software arts.
  • Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tape, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic disks, such as floppy disks.
  • Examples of program instructions include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like.
  • the hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.

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Abstract

본 발명은 하나의 핀으로 센서의 식별 값을 출력하는 착탈식 센서 모듈, 착탈식 센서 모듈의 센서를 하나의 핀으로 식별하는 센서 식별 장치 및 센서 식별 방법에 관한 것으로서, 센서 모듈은 적어도 하나 이상의 센서 측정 값을 출력하는 센서, 및 상기 센서에 상응하는 센서 식별 값을 아날로그 형태의 전압으로 단일 채널을 통해 출력하는 식별값 출력 회로부를 포함한다.

Description

하나의 핀으로 센서의 식별 값을 출력하는 착탈식 센서 모듈, 착탈식 센서 모듈의 센서를 하나의 핀으로써 식별하는 센서 식별 장치 및 센서 식별 방법
본 발명은 전압인가 회로에서 발생하는 아날로그 형태의 전압을 하나의 핀으로 출력함으로써 센서의 식별 값을 출력하는 착탈식 센서 모듈과, 센서 식별 값을 하나의 핀으로 수집하고 수집한 센서 식별 값에 상응하는 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값을 이용하여 착탈식 센서 모듈의 센서를 고유 식별하는 센서 식별 장치 및 센서 식별 방법에 관한 것이다.
사물인터넷(IoT, Internet of Things)이란 가전제품, 전자기기뿐만 아니라 헬스케어, 원격검침, 스마트홈, 스마트카 등 다양한 분야에서 사물을 네트워크로 연결해 정보를 공유하는 기술이다. 이러한 사물인터넷(IoT, Internet of Things)은 기존 USN(Ubiquitous Sensor Network)나 M2M(Machine to Machine)에서 진화된 형태로도 볼 수 있다.
사물인터넷을 구현하기 위해서는, 센서 기기들이 적어도 하나 이상의 센서들을 이용하여 데이터를 수집해야 한다.
일반적으로, 사물인터넷을 구현하는데 필요한 센서 모듈의 경우 1개의 센서에 1개의 통신 모듈이 연결되고, 여러 개의 센서를 부착할 경우에는 고정된 위치에 고정된 회로만으로 설계가 가능하였다.
근래에는, 센서 기기에서 착탈이 가능한 센서 모듈이 개발되어, 센서 기기의 어떠한 슬롯에 장착 하더라도 센서모듈이 동작하는 기술들이 등장하고 있다.
그러나, 하나의 마이크로 콘트롤러 유닛(MCU, Microcontroller Unit)에 두 개 이상의 센서 모듈을 연결하는 경우에는 센서 모듈에 포함되는 센서의 종류를 인식하기 위해 센서 모듈별로 식별 값이 서로 다르게 할당 되어야 한다.
한편, 센서별 통신을 위해서는 버스나 일대다 통신을 지원하는 USB(universal serial bus), CAN(Controller Area Network), 및 1-Wire, I2C 등을 사용해야 하는데, 이러한 일대다 통신을 지원하기 위해 센서 모듈별로 각각 독립된 마이크로 콘트롤러 유닛이 장착 되어야만 한다.
본 발명은 마이크로 콘트롤러 유닛이 갖고 있는 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 채널을 활용하여 복수의 착탈식 센서 모듈들을 고유 식별하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 하나의 핀을 이용해서 복수의 센서 모듈들을 고유 식별하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 저전력으로 복수의 센서 모듈들을 허용된 오차 내에서 식별하는 것을 목적으로 한다.
일실시예에 따른 센서 모듈은 적어도 하나 이상의 센서 측정 값을 출력하는 센서, 및 상기 센서에 상응하는 센서 식별 값을 아날로그 형태의 전압으로 단일 채널을 통해 출력하는 식별값 출력 회로부를 포함하고, 상기 아날로그 형태의 센서 식별 값은 마이크로 콘트롤러의 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 입력단자에 입력되어 상기 마이크로 콘트롤러의 분해능에 따라 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값으로 변환되고, 상기 마이크로 콘트롤러는 상기 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값으로 변환된 센서 식별 값으로 상기 센서를 식별한다.
일실시예에 따른 상기 식별값 출력 회로부는, 미리 지정된 크기의 전원 입력 전압(Vcc)에 대해, 적어도 하나 이상의 저항 값의 조합을 통해 상기 센서에 상응하는 아날로그 형태의 전압으로 변경하여 출력한다.
일실시예에 따른 상기 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값은, 상기 마이크로 콘트롤러의 분해능이 반영된 오차 범위 내의 측정값을 포함한다.
일실시예에 따른 상기 센서는, 상기 센서 측정 값을 아날로그 형태로 출력하는 아날로그 센서, 적어도 둘 이상의 센서 측정 값을 아날로그 형태로 출력하는 아날로그 복합 센서, 상기 센서 측정 값을 디지털의 형태로 출력하는 디지털 센서 중에서 적어도 하나를 포함한다.
일실시예에 따른 상기 마이크로 콘트롤러는, 센서의 종류별 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값이 기록된 테이블을 참고하여, 상기 변환된 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값에 대응되는 상기 센서를 식별한다.
일실시예에 따른 센서 식별 장치는 센서 측정 값 및 상기 센서 측정 값에 상응하는 단일 채널을 통해 아날로그 전압 형태의 센서 식별 값을 수집하는 수집부, 상기 수집된 아날로그 전압 형태의 센서 식별 값을 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값으로 변환하는 변환부, 및 상기 변환된 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값으로부터 상기 센서 측정 값을 센싱한 센서를 식별하는 식별부를 포함한다.
일실시예에 따른 상기 식별부는, 센서의 종류별 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값이 기록된 테이블을 참고하여, 상기 변환된 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값에 대응되는 상기 센서를 식별한다.
일실시예에 따른 센서 식별 장치는 상기 센서의 종류별 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값이 기록된 상기 테이블을 저장하는 저장부를 더 포함한다.
일실시예에 따른 센서 식별 방법은 수집부에서, 센서 측정 값에 상응하는 단일 채널을 통해 아날로그 전압 형태의 센서 식별 값을 수집하는 단계, 변환부에서, 상기 수집된 아날로그 전압 형태의 센서 식별 값을 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값으로 변환하는 단계, 및 식별부에서, 상기 변환된 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값으로부터 상기 센서 측정 값을 센싱한 센서를 식별하는 단계를 포함하고, 상기 센서 식별 값은 센서 기기에 탈부착되는 형태의 센서 모듈의 핀들 중에서, 단일 핀으로부터 출력된다.
일실시예에 따른 상기 센서를 식별하는 단계는, 센서의 종류별 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값이 기록된 테이블을 참고하여, 상기 변환된 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값에 대응되는 상기 센서를 식별하는 단계를 포함한다.
일실시예에 따른 센서 식별 방법은 상기 센서의 종류별 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값이 기록된 상기 테이블을 저장하는 단계를 더 포함한다.
일실시예에 따른 센서 식별 프로그램은 센서 측정 값에 상응하는 단일 채널을 통해 아날로그 전압 형태의 센서 식별 값을 수집하는 명령어 세트, 상기 수집된 아날로그 전압 형태의 센서 식별 값을 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값으로 변환하는 명령어 세트, 및 상기 변환된 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값으로부터 상기 센서 측정 값을 센싱한 센서를 식별하는 명령어 세트를 포함한다.
실시예들에 따르면, 마이크로 콘트롤러 유닛이 갖고 있는 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 채널을 활용하여 복수의 착탈식 센서 모듈들을 고유 식별할 수 있다.
일실시예에 따르면, 하나의 핀을 이용해서 복수의 센서 모듈들을 고유 식별할 수 있다.
일실시예에 따르면, 저전력으로 복수의 센서 모듈들을 허용된 오차 내에서 식별할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 센서 모듈과, 센서 식별 장치를 포함하는 사물인터넷 기반의 센서 기기를 나타내는 도면이다.
도 2a는 본 발명의 일실시예에 따른 센서 모듈을 보다 구체적으로 설명하는 도면이다.
도 2b는 도 2a의 센서 모듈에 포함되는 센서부의 실시예들을 설명하는 도면이다.
도 2c는 도 2a의 센서 모듈에 포함되는 식별 값 출력 회로의 실시예를 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 센서 기기를 보다 구체적으로 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 센서 기기를 보다 구체적으로 설명하는 도면이다.
도 5는 센서 식별 값과 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값에 따른 센서의 종류가 기록된 테이블을 설명하는 도면이다.
도 6a 및 6b는 입력 전압 별 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값을 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 센서 식별 방법을 설명하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 센서 식별 방법 중에서 센서 식별 값을 수집하는 구체적인 방법을 설명하는 도면이다.
이하에서, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 이러한 실시예들에 의해 권리범위가 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
아래 설명에서 사용되는 용어는, 연관되는 기술 분야에서 일반적이고 보편적인 것으로 선택되었으나, 기술의 발달 및/또는 변화, 관례, 기술자의 선호 등에 따라 다른 용어가 있을 수 있다. 따라서, 아래 설명에서 사용되는 용어는 기술적 사상을 한정하는 것으로 이해되어서는 안 되며, 실시예들을 설명하기 위한 예시적 용어로 이해되어야 한다.
또한 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 설명 부분에서 상세한 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 아래 설명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가지는 의미와 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 센서 모듈(110)과, 센서 식별 장치(120)를 포함하는 사물인터넷 기반의 센서 기기(100)를 나타내는 도면이다.
사물인터넷 기반의 센서 기기(100)는 센서 모듈(110)을 센서 식별 장치(120)에 착탈식으로 연결 또는 해제할 수 있다.
일실시예에 따른 센서 모듈(110)은 온도센서, 습도센서, 가스센서, 거리센서, 등, 사물인터넷 서비스를 구현하는데 필요한 다양한 센서를 포함할 수 있다. 또한, 각 센서별로 고유식별이 가능한 센서 식별 값이 부여될 수 있는데, 센서 식별 장치(120)는 슬롯에 장착되어 있는 센서 모듈(110)이 어떠한 종류의 센서를 포함하는 지 장착과 함께 바로 식별이 가능하다.
이를 위해, 센서 모듈(110)은 한 개의 핀을 이용하여 아날로그 형태의 전압 값을 출력하고, 센서 식별 장치(120)는 센서 모듈(110)로부터 전달되는 아날로그 형태의 전압 값을 수신하여 센서 모듈(110)에 포함되어 있는 센서의 종류를 고유 식별할 수 있다.
이때, 아날로그 형태로 출력되는 전압 값은 센서 모듈(110)의 회로 구성에 따라서 출력되는 전압으로서, 센서 식별 값에 해당된다. 센서 식별 값은 허용치 이상의 갭으로 구분되어 각 센서들 마다 부여될 수 있는데, 예를 들어 0.2V를 시작으로 0.2V의 간격으로 5V까지의 전압 값으로 센서들에게 센서 식별 값을 부여할 수 있다.
예를 들어, 센서 식별 장치(120)는 마이크로 콘트롤러 유닛으로 해석될 수 있다. 즉, 마이크로 콘트롤러 유닛에서는 센서 식별 값 별 센서 종류를 나타내는 테이블이 기록되어 있던가, 해당 테이블에 접근 가능한 명령어 세트 또는 주소 정보가 기록될 수 있다.
이를 위해, 센서 식별 장치(120)는 센서 모듈(110)의 1 핀으로부터 전달되는 센서 식별 값을 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값으로 변환 해야 한다. 마이크로 콘트롤러 유닛과 같은 센서 식별 장치(120)은 아날로그/디지털 채널(Analog/Digital Channel)을 포함하는데, 센서 모듈(110)의 1 핀으로부터 전달되는 센서 식별 값은 아날로그/디지털 채널(Analog/Digital Channel)로 입력될 수 있다. 아날로그/디지털 채널(Analog/Digital Channel)을 통해서 센서 식별 장치(120)에 입력된 센서 식별 값은 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값으로 변환될 수 있다.
테이블에는 센서 식별 값 및 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값 중에서 적어도 하나의 값이 기록되어 있고, 이에 대응되는 센서의 종류도 함께 기록되어 있다.
센서 식별 장치(120)는 이 테이블을 참조하여, 센서 식별 값 또는 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값에 대응되는 센서의 종류를 식별할 수 있다.
본 발명은 센서 모듈(110)의 하나의 핀을 통해서 센서 식별 값을 출력하기 때문에 회로 설계가 간소하고, 낮은 소비 전력을 필요로 하며, 따라서 가격 경쟁력을 확보할 수 있다.
뿐만 아니라, 멀티플렉서 등을 활용하여 제한된 아날로그/디지털 채널(Analog/Digital Channel)에 다수의 센서 모듈을 연결할 수 있기 때문에 적은 비용으로 호환성을 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 센서 기기는 센서 모듈들을 식별하기 위해서 별도의 하드웨어가 필요하지 않기 때문에, 기존 크기를 유지하면서도 저전력으로 구동될 수 있다.
도 2a는 본 발명의 일실시예에 따른 센서 모듈(200)을 보다 구체적으로 설명하는 도면이다.
일실시예에 따른 센서 모듈(200)은 센서부(210)와 식별 값 출력 회로부(220)를 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 센서부(210)는 적어도 하나 이상의 센서 측정 값을 출력하는 센서를 포함한다. 센서부(210)에 포함되는 센서들은 사물인터넷 환경에서 다양한 값을 수집하여 센서 측정 값을 출력할 수 있는 다양한 기기들로 해석될 수 있다.
도 2b는 도 2a의 센서 모듈에 포함되는 센서부의 실시예들을 설명하는 도면이다.
예를 들어, 센서부들(211, 212, 213)은 아날로그 전압 형태로 하나의 센서 측정 값을 출력하는 단일 센서를 포함하는 센서부(211), 아날로그 전압 형태로 복수의 센서 측정 값을 출력하는 복합 센서를 포함하는 센서부(212)를 포함할 수 있다. 또한, SCL(Serial CLock)과 SDA(Serial DAta)를 통해 디지털 전압 형태로 하나의 센서 측정 값을 출력하는 단일 센서를 포함하는 센서부(213)로 해석될 수도 있다.
일실시예에 따른 식별 값 출력 회로부(220)는 센서에 상응하는 센서 식별 값을 아날로그 형태의 전압으로 출력할 수 있다.
도 2c는 도 2a의 센서 모듈에 포함되는 식별 값 출력 회로부(221)의 실시예를 설명하는 도면이다.
일실시예에 따른 식별 값 출력 회로부(221)는 미리 지정된 크기의 전원 입력 전압(Vcc)에 대해, 적어도 하나 이상의 저항 값의 조합을 통해 상기 센서에 상응하는 아날로그 형태의 전압으로 변경하여 출력할 수 있다.
구체적으로, 일실시예에 따른 식별 값 출력 회로부(221)는 식별 값 출력 회로(222)를 포함하고, 식별 값 출력 회로(222)는 서로 다른 두 개의 저항을 통해서 전원 Vcc를 센서 식별 값에 해당하는 전압으로 출력할 수 있으며, 따라서 별도의 마이크로 콘트롤러가 필요없다.
아래 [수학식 1]에 의해 전원 Vcc와 센서 식별 값(VID)을 고려하여 저항값들(R1, R2)을 산출할 수 있다.
[수학식 1]
Figure PCTKR2016005407-appb-I000001
예를 들어, 식별 값 출력 회로(222)에서 전원 Vcc가 5V일 때 0.2V의 센서 식별 값을 출력하기 위해서는 위 [수학식 1]에 의해 R1=100옴, R2=2.4K옴으로 계산될 수 있다.
즉, 식별 값 출력 회로(222)에 R1=100옴과 R2=2.4K옴의 저항 두 개를 직렬 연결하고 5V 전원을 인가하는 경우, 0.2V의 전압의 센서 식별 값을 출력할 수 있다.
한편, 센서 모듈의 센서를 식별할 수 있는 센서 식별 장치는 마이크로 콘트롤러로 해석될 수 있다. 또한, 마이크로 콘트롤러는 센서 측정 값 및 상기 센서 측정 값에 상응하는 단일 채널을 통해 아날로그 전압 형태의 센서 식별 값을 수집하는 수집부, 수집된 아날로그 전압 형태의 센서 식별 값을 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값으로 변환하는 변환부, 및 변환된 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값으로부터 상기 센서 측정 값을 센싱한 센서를 식별하는 식별부를 포함할 수 있다.
수집부, 변환부, 식별부는 적어도 하나의 프로세서에 의해 적어도 일시적으로 구현될 수 있다.
일례로, 식별부는 센서의 종류별 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값이 기록된 테이블을 참고하여, 변환된 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값에 대응되는 센서를 식별할 수 있다.
일례로, 센서 식별 장치는 센서의 종류별 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값이 기록된 테이블을 저장하는 저장부를 더 포함할 수도 있다.
마이크로 콘트롤러는 센서가 출력하는 센서 측정 값과 함께, 단일 채널을 통해 출력된 아날로그 형태의 센서 식별 값을 수집할 수 있다.
구체적으로, 아날로그 형태의 센서 식별 값은 아날로그/디지털 채널(Analog/Digital Channel)을 통해 마이크로 콘트롤러의 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 입력단자에 입력되어 상기 마이크로 콘트롤러의 분해능에 따라 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값으로 변환될 수 있다. 또한, 마이크로 콘트롤러는 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값으로 변환된 센서 식별 값으로 센서를 식별할 수 있다.
예를 들어, 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값은, 마이크로 콘트롤러의 분해능이 반영된 오차 범위 내의 측정값을 포함한다.
예를 들어, 마이크로 콘트롤러는 센서의 종류별 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값이 기록된 테이블을 참고하여, 변환된 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값에 대응되는 센서를 식별할 수 있다.
도 2에서는 4핀 방식의 센서 모듈을 통해 본 발명을 설명 하였으나, 8핀 방식의 센서 모듈이 사용될 수도 있다.
4핀 방식의 센서 모듈은 단일 센서에 적용될 수 있고, 8핀 방식의 센서는 복수의 센서 출력 값을 사용할 수 있는 복합 센서에 적용될 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 센서 기기(300)를 보다 구체적으로 설명하는 도면이다.
일실시예에 따른 센서 기기(300)는 센서와 식별 값 출력 회로를 포함하는 센서 모듈(310), 센서 모듈로부터 출력된 센서 측정 값과, 센서 식별 값을 수집하여 센서를 식별하고, 해당 센서로부터의 측정 값을 사물인터넷 서비스의 플랫폼으로 제공하는 센서 식별 장치(320)를 포함한다.
센서 식별 장치(320) 중에서도 마이크로 콘트롤러 유닛(MCU, Micro controller Unit)이 센서 식별 값을 수집하여 센서를 식별하고, 센서모듈 인터페이스부는 센서 모듈(310)과 센서 식별 장치(320)를 인터페이싱하는 기능을 수행할 수 있다.
전원부는, 마이크로 콘트롤러 유닛(MCU, Micro controller Unit), 센서모듈 인터페이스부, 센서 모듈(310) 등이 구동될 수 있도록 구동 전원을 공급할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 센서 기기(400)를 보다 구체적으로 설명하는 도면이다.
일실시예에 따른 센서 기기(400)는 복수의 센서 모듈(410)이 센서 식별 장치(420)에 연결되는 구조로서 센서모듈 인터페이스를 통해 마이크로 콘트롤러 유닛(MCU, Micro controller Unit)의 아날로그 채널에 입력될 수 있다.
센서 기기(400)는 전원제어부와 배터리전원을 통해 구동전원이 공급될 수 있다.
도 5는 센서 식별 값과 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값에 따른 센서의 종류가 기록된 테이블(500)을 설명하는 도면이다.
테이블(500)은 센서의 종류에 따른 센서 식별 값(VID)과 센서 식별 값에 상응하는 아날로그/디지털 변환기 값(ADC value)을 나타내는 필드를 포함한다.
예를 들어, 온도 센서는 0.2V의 센서 식별 값(VID) 및 39~41의 아날로그/디지털 변환기 값(ADC value)에 대응된다.
구체적으로, 센서 모듈의 식별 값 출력 회로가 0.2V의 아날로그 전압을 출력하는 경우라면, 테이블(500)에 근거하여 해당 센서 모듈이 온도 센서를 포함하는 모듈임을 식별할 수 있다. 다만, 이러한 판단은 마이크로 콘트롤러를 포함하는 센서 식별 장치가 할 수 있는데, 마이크로 콘트롤러는 0.2V의 아날로그 전압을 입력 받는 경우 39~41의 아날로그/디지털 변환기 값(ADC value)으로 변환하게 된다. 다시 말해, 마이크로 콘트롤러에 전달된 센서 식별 값이 39~41의 아날로그/디지털 변환기 값(ADC value)으로 변환되는 경우, 마이크로 콘트롤러는 0.2V의 센서 식별 값을 출력한 센서 모듈이 온도 센서를 포함하고 있음을 식별할 수 있다.
마찬가지로, 센서 모듈은 복수의 센서 측정 값을 출력할 수 있는 복합 센서를 포함할 수도 있다.
예를 들어, 센서 기기에 장착된 센서 모듈이 0.8V의 센서 식별 값을 출력하는 경우, 센서 식별 장치는 0.8V의 센서 식별 값을 수집하여 161-164에 해당하는 아날로그/디지털 변환기 값(ADC value)을 식별할 수 있다. 또한, 센서 식별 장치는 테이블(500)을 참조하여 식별된 아날로그/디지털 변환기 값(ADC value)이 온도와 습도를 모두 측정할 수 있는 복합 센서임을 확인할 수 있다.
도 6a 및 6b는 입력 전압 별 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값을 설명하는 도면이다.
도 6a의 도면부호 610은 입력 전압에 따른 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값을 나타낸다.
예를 들어, 0.1V의 입력 전압이 발생하는 경우, 이에 해당하는 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값은 17~18의 범위로 측정되고, 0.2V의 입력 전압이 발생하는 경우, 이에 해당하는 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값은 39~41의 범위로 측정된다. 또한, 0.3V의 입력 전압이 발생하는 경우에 해당하는 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값은 59~60의 범위로 측정된다.
즉, 마이크로 콘트롤러 유닛의 분해능에 따라 0.1V의 전압 차이에 의한 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값은 고유식별 될 수 있다.
도 6b의 도면부호 620은 도 6a에서의 입력 전압과, 해당 입력 전압에 대한 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값의 평균(ADC avg)을 그래프로 도시한 도면이다.
도면부호 620에서 보는 바와 같이, 0.1V의 갭을 갖는 입력 전압의 경우에도 각각의 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값이 분명하게 고유 식별됨을 확인할 수 있다.
결국, 본 발명의 일실시예에 따른 센서 모듈이 1개의 핀을 통해 0.1V의 갭을 갖는 센서 식별 값을 출력하더라도 센서 식별 장치가 테이블을 참고하여 센서 모듈에 포함된 센서를 고유 식별 할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 센서 식별 방법을 설명하는 도면이다.
본 발명의 일실시예에 따른 센서 식별 방법은 아날로그 전압 형태의 센서 식별 값을 수집한다(단계 701).
구체적으로, 일실시예에 따른 센서 식별 방법은 센서 측정 값에 상응하는 단일 채널을 통해 아날로그 전압 형태의 센서 식별 값을 수집할 수 있다. 예를 들어, 센서 식별 값은 센서 기기에 탈부착되는 형태의 센서 모듈의 핀들 중에서, 하나의 핀으로부터 출력될 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일실시예에 따른 센서 식별 방법은 센서 식별 값을 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값으로 변환한다(단계 702). 일실시예에 따른 센서 식별 방법은 수집된 아날로그 전압 형태의 센서 식별 값을 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값으로 변환한다.
다음으로, 일실시예에 따른 센서 식별 방법은 변환된 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값으로부터 센서를 식별한다(단계 703). 구체적으로 변환된 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값으로부터 상기 센서 측정 값을 센싱한 센서를 식별한다.
일실시예에 따른 센서 식별 방법은 센서를 식별하기 위해 센서의 종류별 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값이 기록된 테이블을 참고하여, 변환된 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값에 대응되는 센서를 식별한다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 센서 식별 방법 중에서 센서 식별 값을 수집하는 구체적인 방법을 설명하는 도면이다.
일실시예에 따른 센서 식별 방법은 센서 모듈용 아날로그 입력 핀을 스캐닝한다(단계 801). 즉, 마이크로 콘트롤러는 여러 개의 아날로그 입력 값을 수집할 수 있는 핀들을 포함하고 있는데, 일실시예에 따른 센서 식별 방법은 이 핀들에 아날로그 전압이 인가되는 핀을 찾기 위한 스캐닝을 수행할 수 있다.
또한, 일실시예에 따른 센서 식별 방법은 아날로그 입력 값이 발생한 핀이 존재하는지 여부를 판단할 수 있다(단계 802).
아날로그 입력 값이 발생한 핀이 존재하는 경우, 아날로그 입력 값이 있는 핀 정보를 저장하고(단계 803), 센서 모듈용 아날로그 입력 핀의 스캔을 완료할지 여부를 판단할 수 있다(단계 804).
만약, 아날로그 입력 값이 발생한 핀이 존재하지 않는 경우라면, 일실시예에 따른 센서 식별 방법은 단계 804로 분기하여 센서 모듈용 아날로그 입력 핀의 스캔을 완료할지 여부를 판단할 수 있다.
다음으로, 일실시예에 따른 센서 식별 방법은 스캔 완료된 아날로그 입력 핀의 개수를 저장한다(단계 805). 센서 모듈은 하나의 핀을 통해서 하나의 센서 식별 값을 출력하지만, 센서 기기에는 여러 개의 센서 모듈이 장착될 수 있다. 즉, 일실시예에 따른 센서 식별 방법은 단계 805를 통해서 아날로그 입력 핀의 개수를 저장함으로써, 장착된 센서 모듈의 개수를 기록할 수 있다.
일실시예에 따른 센서 식별 방법은 아날로그 핀에 연결된 센서 모듈의 데이터를 리드한다(단계 806). 즉, 일실시예에 따른 센서 식별 방법은 장착된 센서 모듈로부터 수집된 센서 측정 값을 리드할 수 있다.
또한, 센서 식별 방법은 단계 807을 통해 센서 모듈의 센서 식별 값과 함께 센서 측정 값을 읽고 저장한다. 이때 센서 식별 값과 센서 측정 값은 서로 연관지어 기록될 수 있는데, 이를 통해 어떠한 센서가 어떠한 센싱 값을 수집 하였는지를 확인할 수 있다.
일실시예에 따른 센서 식별 방법은 장착된 센서 모듈의 데이터(센서 측정 값 및 센서 식별 값)를 모두 읽어 들였는지 여부를 판단할 수 있다(단계 808).
만약, 단계 808의 판단 결과 센서 모듈의 데이터(센서 측정 값 및 센서 식별 값)를 모두 읽어 들인 경우라면 데이터 처리를 위해 수집한 센서 모듈의 데이터(센서 측정 값 및 센서 식별 값)를 처리부로 전달할 수 있다(단계 809).
이후, 일실시예에 따른 센서 식별 방법은 아날로그 핀 스캐닝을 위한 주기가 되었는지 여부를 판단할 수 있다(단계 810). 만약, 해당 주기가 경과되지 않은 경우라면, 일실시예에 따른 센서 식별 방법은 단계 806으로 분기하여 아날로그 입력 핀에 연결된 센서 모듈의 데이터를 리드하는 과정부터 반복 수행할 수 있다. 또한, 해당 주기가 경과된 경우라면 다시 단계 801로 분기하여 센서모듈용 아날로그 입력 핀 스캐닝 과정부터 반복 수행할 수 있다.
결국, 본 발명에 따르면 마이크로 콘트롤러 유닛이 갖고 있는 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 채널을 활용하여 복수의 착탈식 센서 모듈들을 고유 식별할 수 있다. 뿐만 아니라, 하나의 핀을 이용해서 복수의 센서 모듈들을 고유 식별할 수 있고, 다양한 센서 모듈들을 허용된 오차 내에서 저전력으로 식별할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (12)

  1. 센서기기에 탈부착되는 센서모듈에 있어서,
    적어도 하나 이상의 센서 측정 값을 출력하는 센서; 및
    상기 센서에 상응하는 센서 식별 값을 아날로그 형태의 전압으로 단일 채널을 통해 출력하는 식별값 출력 회로부
    를 포함하고,
    상기 아날로그 형태의 센서 식별 값은 마이크로 콘트롤러의 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 입력단자에 입력되어 상기 마이크로 콘트롤러의 분해능에 따라 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값으로 변환되고, 상기 마이크로 콘트롤러는 상기 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값으로 변환된 센서 식별 값으로 상기 센서를 식별하는 센서 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 식별값 출력 회로부는,
    미리 지정된 크기의 전원 입력 전압(Vcc)에 대해, 적어도 하나 이상의 저항 값의 조합을 통해 상기 센서에 상응하는 아날로그 형태의 전압으로 변경하여 출력하는 센서 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값은, 상기 마이크로 콘트롤러의 분해능이 반영된 오차 범위 내의 측정값인 센서 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 센서는, 상기 센서 측정 값을 아날로그 형태로 출력하는 아날로그 센서, 적어도 둘 이상의 센서 측정 값을 아날로그 형태로 출력하는 아날로그 복합 센서, 상기 센서 측정 값을 디지털의 형태로 출력하는 디지털 센서 중에서 적어도 하나를 포함하는 센서 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로 콘트롤러는,
    센서의 종류별 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값이 기록된 테이블을 참고하여, 상기 변환된 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값에 대응되는 상기 센서를 식별하는 센서 모듈.
  6. 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 센서 식별 장치에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 적어도 일시적으로 구현되는:
    센서 측정 값 및 상기 센서 측정 값에 상응하는 단일 채널을 통해 아날로그 전압 형태의 센서 식별 값을 수집하는 수집부;
    상기 수집된 아날로그 전압 형태의 센서 식별 값을 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값으로 변환하는 변환부; 및
    상기 변환된 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값으로부터 상기 센서 측정 값을 센싱한 센서를 식별하는 식별부
    를 포함하는 센서 식별 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 식별부는,
    센서의 종류별 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값이 기록된 테이블을 참고하여, 상기 변환된 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값에 대응되는 상기 센서를 식별하는 센서 식별 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 센서의 종류별 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값이 기록된 상기 테이블을 저장하는 저장부
    를 더 포함하는 센서 식별 장치.
  9. 수집부에서, 센서 측정 값에 상응하는 단일 채널을 통해 아날로그 전압 형태의 센서 식별 값을 수집하는 단계;
    변환부에서, 상기 수집된 아날로그 전압 형태의 센서 식별 값을 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값으로 변환하는 단계; 및
    식별부에서, 상기 변환된 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값으로부터 상기 센서 측정 값을 센싱한 센서를 식별하는 단계
    를 포함하고,
    상기 센서 식별 값은 센서 기기에 탈부착되는 형태의 센서 모듈의 핀들 중에서, 단일 핀으로부터 출력되는 센서 식별 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 센서를 식별하는 단계는,
    센서의 종류별 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값이 기록된 테이블을 참고하여, 상기 변환된 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값에 대응되는 상기 센서를 식별하는 단계
    를 포함하는 센서 식별 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    저장부에서, 상기 센서의 종류별 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값이 기록된 상기 테이블을 저장하는 단계
    를 더 포함하는 센서 식별 방법.
  12. 기록매체에 저장되는 센서 식별 프로그램으로서, 상기 프로그램은 컴퓨팅 시스템에서 실행되는:
    센서 측정 값에 상응하는 단일 채널을 통해 아날로그 전압 형태의 센서 식별 값을 수집하는 명령어 세트;
    상기 수집된 아날로그 전압 형태의 센서 식별 값을 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값으로 변환하는 명령어 세트; 및
    상기 변환된 아날로그/디지털 변환기(ADC, Analog/Digital Converter) 값으로부터 상기 센서 측정 값을 센싱한 센서를 식별하는 명령어 세트
    를 포함하는 센서 식별 프로그램.
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