KR20210066043A

KR20210066043A - 재구성 가능한 모듈라 방식 기반의 스마트태그

Info

Publication number: KR20210066043A
Application number: KR1020190153994A
Authority: KR
Inventors: 임용석; 김용성; 박용주
Original assignee: 한국전자기술연구원
Priority date: 2019-11-27
Filing date: 2019-11-27
Publication date: 2021-06-07
Also published as: KR102323610B1

Abstract

본 발명의 재구성 가능한 모듈라 방식의 스마트태그는 태그관리서버와 통신을 위한 통신부와 상기 통신부를 통해 상기 태그관리서버로부터 수신되는 정보를 표시하기 위한 표시부와 상기 통신부 및 상기 표시부를 제어하기 위한 제어부와 배터리를 통해 상기 통신부, 상기 표시부 및 상기 제어부에 전원을 공급하는 전원부와 정보 및 전원에 대한 인터페이스를 제공하는 인터페이스부가 구성되는 베이스보드가 기본적으로 포함되며, 상기 인터페이스부를 통해 베이스보드에 탈착 가능한 형태로 결합되고, 상기 스마트태그의 사용 목적에 부합되는 센서인 센서모듈과 상기 센서모듈을 제어하기 위한 제어모듈이 구성되는 확장보드를 더 포함한다.

Description

재구성 가능한 모듈라 방식 기반의 스마트태그{Reconfigurable modular approach based smart tag}

본 발명은 스마트태그에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 스마트태그가 사용되는 환경에 따라 필요한 종류의 센서모듈 및 에너지수집모듈을 선택적으로 추가, 변경 및 삭제할 수 있는 재구성 가능한 모듈라 방식 기반의 스마트태그에 관한 것이다.

종래의 제조물류 이동 정보 수집은 수기입력, 바코드 스캐닝 등 단순 수작업에 의존하거나, 정보의 변동성 없는 종이 태그, 현장 내 모니터 등을 활용한 정보인지로 작업자의 실시간 물류 통제의 어려움이 지속되고 있고 있다.

현재 RFID를 활용한 단방향 정보 수집방법이 있으나 제조 환경에 따른 인식률 저하의 문제 뿐만 아니라, 물류별 작업자 적시 혹은 즉시 정보제공이 어려우며, 이를 해결하기 위한 방안으로서의 디스플레이 활용은 자체 디바이스의 전력지속 공급의 문제로 실 제조현장 적용이 어려움이 있다. 또한 제조이동물류의 다양한 정보 수집을 위한 다양한 센서를 이용한 정보 수집 활용은 제조업계 내 미비한 상황이다. 이로 인한 작업자-제조시스템 간의 실시간 동적 정보 전달 단절, Data 왜곡, 지연이 발생하여 Data 기반 제조현장 혁신의 어려움이 지속되고 있고 있다.

따라서 유연적시제조의 능동적 대응을 위해 물류, 공정, 설비 등 제조기업 별 현장/공정/제품에 따라 다양한 종류의 정보 수집뿐만 아니라 다품종 맞춤 생산 등 급변하는 기업 경영환경 변화에 따른 제조현장의 적시 대응을 위해 현장 작업자가 이를 직관적으로 즉시 인식/조치하여 실시간 제조물류 흐름 관리(Process Flow Control)를 가능하게 하는 장치가 요구된다.

한국공개특허 제10-2016-0046622호 2016년 04월 29일 공개 (명칭: 웨어러블 디바이스 및 컨텐츠 전송 방법)

본 발명의 목적은 정보의 표시 기능, 자가구성 가능한 센서, 재충전 가능한 배터리 및 에너지수집(energy harvest) 모듈을 기초로 양방향 정보 전달, 에너지 자립성을 확보할 수 있는 재구성 가능한 모듈라 방식 기반의 스마트태그를 제공함에 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 재구성 가능한 모듈라 방식의 스마트태그는 태그관리서버와 통신을 위한 통신부와, 이페이퍼(E-Paper)로 이루어지며, 상기 통신부를 통해 상기 태그관리서버로부터 수신되는 정보를 표시하기 위한 표시부와, 상기 통신부 및 상기 표시부를 제어하기 위한 제어부와, 배터리를 통해 상기 통신부, 상기 표시부 및 상기 제어부에 전원을 공급하는 전원부와, 정보 및 전원에 대한 인터페이스를 제공하는 인터페이스부가 구성되는 베이스보드와, 상기 인터페이스부를 통해 베이스보드에 탈착 가능하게 결합되고, 상기 스마트태그의 사용 목적에 따른 센서 데이터를 감지하는 센서인 센서모듈과, 상기 센서모듈을 제어하기 위한 제어모듈이 구성되는 확장보드를 포함한다.

상기 제어모듈은 상기 센서모듈이 상기 확장보드에 연결되면, 상기 제어모듈의 디스크립터에 저장된 상기 센서모듈의 센서 정보를 기초로 상기 센서모듈을 인식하고, E.I.P.(Equipment Interface Protocol)에 따라 상기 센서 정보를 포함하는 패킷을 생성한 후, 상기 패킷을 상기 인터페이스부를 통해 상기 제어부에 전송하며, 상기 제어부는 상기 패킷을 수신하면, 상기 제어부의 어탑터를 통해 수신된 패킷의 센서 정보를 기초로 상기 센서모듈을 인식하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어모듈은 상기 센서모듈이 센싱을 통해 센서 데이터를 수집하면, E.I.P.(Equipment Interface Protocol)에 따라 상기 센서 데이터를 포함하는 패킷을 생성하고, 생성된 패킷을 상기 인터페이스부를 통해 상기 제어부에 전송하며, 상기 제어부는 상기 패킷을 수신하면, 수신된 패킷의 센서 정보를 기초로 센서 데이터를 전송한 센서모듈을 인식하고, 상기 센서 데이터로부터 센서 데이터를 추출하고, 상기 통신부를 통해 상기 태그관리서버로 상기 추출된 센서 데이터를 전송하는 것을 특징으로 한다.

상기 확장보드는 현장 환경에 존재하는 에너지원으로부터 에너지를 수집하고, 수집된 에너지를 전력으로 변환한 후, 상기 전원부의 배터리가 충전되도록 제공하는 에너지수집모듈을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 재구성 가능한 모듈라 방식의 스마트태그는 상기 태그관리서버와 통신을 위한 통신부, 상기 통신부를 제어하기 위한 제어부 및 정보 및 전원에 대한 인터페이스를 제공하는 인터페이스부를 포함하는 베이스보드와, 상기 인터페이스부를 통해 상기 베이스보드에 탈착 가능하게 결합되며, 제어모듈을 포함하는 확장보드를 포함한다.

여기서, 상기 제어모듈은 상기 스마트태그의 사용 목적에 따른 센서 데이터를 감지하는 센서인 센서모듈이 상기 확장보드에 연결되면, 상기 제어모듈의 디스크립터에 저장된 상기 센서모듈의 센서 정보를 기초로 통해 상기 센서모듈을 인식하고, E.I.P.(Equipment Interface Protocol)에 따라 상기 센서 정보를 포함하는 패킷을 생성한 후, 상기 패킷을 상기 인터페이스부를 통해 상기 제어부에 전송하며, 상기 제어부는 상기 제어부의 어탑터를 통해 상기 패킷을 수신하여 수신된 패킷의 센서 정보를 토해 상기 센서모듈을 인식하는 것을 특징으로 한다.

상기 베이스보드는 이페이퍼(E-Paper)로 이루어진 표시부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 통신부를 통해 상기 태그관리서버로부터 정보를 수신하면, 상기 표시부를 통해 표시하는 것을 특징으로 한다.

상기 베이스보드는 배터리를 통해 상기 통신부, 상기 표시부 및 상기 제어부에 전원을 공급하는 전원부를 더 포함하며, 상기 확장보드는 현장 환경에 존재하는 에너지원으로부터 에너지를 수집하고, 수집된 에너지를 전력으로 변환한 후, 상기 전원부의 배터리가 충전되도록 제공하는 에너지수집모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 주기적인 배터리 교체 없이 반영구적으로 스마트태그를 활용할 수 있을 뿐 아니라, 현장의 다양한 정보를 수집하여 현장의 상황에 능동적 대응이 가능하다. 현장 상황에 따라 요구되는 정보의 형태가 다르고, 수집할 수 있는 에너지원도 다르기 때문에 모듈러 형태로 구성하여 어느 현장에서나 유연하게 적용할 수 있고, 부가 기능이 추가로 요구되는 경우에도 확장이 가능하다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스마트태그운영시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스마트태그의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스마트태그의 전원부의 세부 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무선충전수신부의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스마트태그의 인터페이스부의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.

본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음을 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 스마트태그운영시스템에 대해서 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스마트태그운영시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 스마트태그운영시스템은 스마트태그(10), 게이트웨이(20) 및 태그관리서버(30)를 포함한다.

제조 물류 환경에서의 스마트태그운영시스템은 다품종 맞춤 생산 등 급변하는 기업 경영환경 변화에 따른 제조현장의 적시 대응을 위한 것이다. 스마트태그운영시스템을 통하여 공정 정보, 재고 정보, 작업지시서 등을 가시적으로 제동함으로서 기존의 종이를 이용한 수기입력을 대체할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 스마트태그(10)는 제조물류 및 현장 별 동적 정보 수집을 위하여 스마트태그(10)가 운용되는 환경에 따라 다양한 종류의 센서 모듈 및 에너지수집 모듈을 확장형으로 구성할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 스마트태그(10)는 게이트웨이(20)를 통해 태그관리서버(30)와 연동하여 상호간에 정보를 전달할 수 있다.

즉, 본 발명의 실시에에 따른 재구성 가능한 모듈라 방식의 스마트태그(10)는 유연적시제조의 능동적 대응을 위해 다양한 제조 혹은 물류 현장의 정보를 수집하고 다양한 정보를 현장의 작업자가 즉시 인식하도록 제공하여, 실시간 제조물류 흐름 관리를 지원한다. 그러면, 본 발명의 실시예에 따른 스마트태그(10)의 구성에 대해서 보다 상세하게 설명하기로 한다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스마트태그의 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스마트태그의 전원부의 세부 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무선충전수신부의 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스마트태그의 인터페이스부의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 스마트태그(10)는 베이스보드(100) 및 확장보드(200)를 포함한다. 일체형인 베이스보드(100)에는 통신부(110), 표시부(120), 전원부(130), 인터페이스부(140) 및 제어부(150)가 포함되어 구성된다. 또한, 모듈형인 확장보드(200)에는 에너지수집모듈(210), 센서모듈(220) 및 제어모듈(230)이 포함되어 구성된다. 모듈형의 확장보드(200)에 포함되는 에너지수집모듈(210) 및 센서모듈(220)은 현장의 상황 및 필요에 따라 선택적으로 추가, 삭제 및 변경이 가능한 모듈이다. 이에 따라, 스마트태그(10)는 환경에 맞춰 요구되는 기능을 가지도록 재구성 가능(reconfigurable)하다.

통신부(110)는 기본적으로, 게이트웨이(Gateway, 20)를 통해 태그관리서버(30)와 통신하기 위한 것이다. 이를 위하여, 통신부(110)는 IEEE 802.15.4 기반의 초저전력 통신을 위한 지그비모듈을 포함할 수 있다. 또한, 통신부(110)는 근거리에서 정보를 전달하고 무선으로 충전할 수 있도록 하는 근거리무선통신(NFC: Near Field Communication) 모듈을 더 포함할 수 있다. 통신부(110)는 태그관리서버(30)로부터 물류정보, 공정정보, 제고 정보, 작업지시서 등과 같은 정보를 수신할 수 있다. 또한, 통신부(110)는 센서 데이터를 태그관리서버(30)로 전송할 수 있다.

표시부(120)는 이페이퍼(E-Paper)로 이루어질 수 있다. 이페이퍼(E-Paper)는 전류를 흘렸을 때 양극이나 음극을 따라 움직이는 미세한 나노 입자를 이용해 색과 글자, 그림 등을 표시해주는 기술로 소비 전력이 기존 액정 표시 장치(LCD)의 5%에 불과해 배터리 사용량이 현저하게 줄어든다. 이러한 표시부(120)는 태그관리서버(30)로부터 수신되는 물류정보, 공정정보, 제고 정보, 작업지시서 등과 같은 정보를 화면으로 표시한다.

한편, 도 3을 참조하면, 전원부(130)는 무선충전수신부(131), 접촉식충전부(132), 에너지하베스터(133), 충전부(134), 배터리(135) 및 전원제공부(136)를 포함한다.

전원제공부(136)는 배터리(135)의 전원을 통신부(110) 및 표시부(120)가 사용 가능한 전압 범위에 따라 승압 혹은 강압하여 제공한다. 이러한 전원제공부(136)는 컨버터가 될 수 있다.

배터리(135)는 재충전 가능하고, 고체형이며, 박막구조를 가진다.

충전부(134)는 배터리(135)를 충전하기 위한 회로로 구성된다.

무선충전수신부(131)는 무선으로 전력을 수신하여 배터리(135)를 충전하기 위한 것이며, 접촉식충전부(132)는 접촉에 따른 충전 방식으로 배터리(135)를 충전하기 위한 것이다. 접촉식충전부(132)는 충전 단자가 될 수 있다. 에너지하베스터(133)는 에너지를 수집하는 모듈로 다양한 방식으로 에너지를 수집할 수 있다. 무선충전수신부(131) 및 접촉식충전부(132)는 배터리(135)를 급속으로 충전하기 위한 것이고, 에너지하베스터(133)는 배터리(135)의 수명을 늘리기 위한 것이다.

여기서, 도 4를 참조하여 무선충전수신부(131)에 대해 보다 상세하게 설명하기로 한다. 무선충전수신부(131)는 수신안테나 및 수신회로를 포함한다. 전력송신단(PT: Power Transmitter)가 송신부회로 및 송신안테나를 통해 무선으로 전력을 송신하면, 무선충전수신부(131)는 수신안테나를 통해 전력을 수신하고, 수신회로를 통해 충전부(134)에 제공한다. 그러면, 충전부(134)는 수신된 전력을 통해 배터리(135)를 충전한다.

한편, 도 5를 참조하면, 기본적으로, 인터페이스부(140)는 베이스보드(100)와 확장보드(200) 간 연결이 가능하도록 탈착 가능한 구조의 인터페이스를 제공한다. 게다가, 인터페이스부(140)는 베이스보드(100)와 확장보드(200) 간의 전원과 신호를 교환할 수 있도록 하는 인터페이스를 제공한다. 즉, 베이스보드(100)의 제어부(150)는 전원부(130)를 제어하여 인터페이스부(140)를 통해 확장보드(200)에 전원을 제공하거나(내부전원출력), 확장보드(200)의 에너지수집모듈(210)이 수집한 에너지에 따른 전원을 공급받을 수 있다(외부전원입력).

제어부(150)는 통신부(110), 표시부(120) 및 전원부(130)를 제어하기 위한 것이다. 이러한 제어부(150)는 MCU(Micro Control Unit), DSP(Digital Signal Processor) 등을 예시할 수 있다. 제어부(150)는 통신부(110)를 통해 태그관리서버(30)로부터 정보를 수신하면, 표시부(120)를 통해 표시하며, 통신부(110)를 통해 태그관리서버(30)로 센서모듈(220)이 수집한 센서 데이터를 전송할 수 있다. 특히, 제어부(150)는 센서모듈을 인식할 수 있도록 하는 어탑터를 포함한다.

한편, 전술한 바와 같이, 확장보드(200)에는 에너지수집모듈(210), 센서모듈(220) 및 제어모듈(230)이 포함되어 구성될 수 있다. 확장보드(200)는 인터페이스부(140)를 통해 베이스보드(100)에 탈착 가능하게 결합된다. 여기서, 에너지수집모듈(210) 및 센서모듈(220)은 현장 상황에 따라 필요한 기능을 가지는 것으로 추가, 교체 혹은 제거될 수 있다.

제어모듈(230)은 에너지수집모듈(210) 및 센서모듈(220)을 제어하기 위한 것이다. 이러한 제어모듈(230)은 MCU(Micro Control Unit), DSP(Digital Signal Processor) 등을 예시할 수 있다. 특히, 제어모듈(230)은 센서모듈(220)의 센서 정보를 저장하고 제공하는 디스크립터 및 센서모듈(220)을 인식할 수 있도록 하는 어탑터를 포함한다.

에너지수집모듈(210)은 스마트태그(20)가 운용되는 현장의 에너지원으로부터 예컨대, 태양광, 태양열, 진동, 열, 광, 전자파, 전자기 등의 에너지를 수집하고, 수집된 에너지를 전력으로 변환하여 제공한다. 에너지수집모듈(210)은 전력을 인터페이스부(140)를 통하여 베이스보드(100)로 제공한다. 이러한 전력은 에너지하베스터(133)를 통해 충전부(134)에 제공된다. 그러면, 충전부(134)는 수신된 전력을 통해 배터리(135)를 충전한다. 에너지수집모듈(210)은 에너지원(태양광, 태양열, 진동, 열, 광, 전자파, 전자기 등)의 종류에 따라 다양한 종류의 모듈을 선택할 수 있다. 에너지수집모듈(210)은 현장 환경에 적합한 에너지원을 수집할 수 있는 기능을 가지는 모듈이 선택되어 구성되는 것이 바람직하다. 따라서 에너지수집모듈(210)은 스마트태그(10)가 운용되는 환경에 따라, 열(태양열, 환경에서 발생하는 인조 열)을 에너지로 수집하는 모듈, 광(태양광, 환경에서 발생되는 인조 광)을 에너지로 수집하는 모듈, RF(전자파, 전자기)를 에너지로 수집하는 모듈, 진동을 에너지로 수집하는 모듈 등과 같은 복수의 모듈 중 적어도 하나를 선택하여 설치할 수 있다.

센서모듈(220)은 다양한 종류의 센서 중 적어도 하나를 선택하여 구성할 수 있다. 센서모듈(220)은 스마트태그(10)가 운용되는 환경(예컨대, 제조 현장)에 따라 요구되는 기능(예컨대, 온도, 습도, 위치 등을 감지)을 가지는 센서가 선택될 수 있다.

특히, 본 발명의 실시예에 따른 센서모듈(220)은 센서의 자가 구성(self-configuration) 기능을 제공한다. 자가 구성을 위한 센서모듈(220)은 E.I.P.(Equipment Interface Protocol) 기반으로 이기종 환경에서의 안정적으로 센서 디바이스에서 고신뢰도 데이터를 수집하고 제어하도록 할 수 있다. 자가 설정 및 자가 치유 기능(Reset)을 수행할 수 있다. E.I.P.(Equipment Interface Protocol)에 따르면, 복수의 센서 각각에 대한 센서 정보(Sensor Information) 및 패킷 구조가 소정의 규격에 따라 정의된다. 예를 들면, 센서 정보를 포함하는 패킷 구조는 다음의 표 1 및 표 2와 같은 패킷 구조로 정의될 수 있다.

이와 같이, 합의된 패킷 구조에 따라 베이스보드(100)의 제어부(150)는 어탑터(E.I.P Adapter)를 통해 확장보드(200)에 구성된 센서를 자동으로 인식할 수 있다. 다음의 표 1은 E.I.P.(Equipment Interface Protocol)의 패킷 구조이다.

Byte	[0]	[1]	[2]	[3]	[4:21]	[22]	[23:24]
Field	SP	Sensor Information	Manufacturer Information	Device Number	Data Payload	P/E	CS

패킷 구조의 각 필드는 다음의 표 2와 같이 정의된다.

제어모듈(230)은 센서모듈(220)이 확장보드(200)에 연결되면, 제어모듈(230)의 디스크립터(Descriptor)에 저장된 센서모듈(220)의 센서 정보(Sensor Information)를 기반으로 하여 센서모듈(220)을 인식하고, E.I.P.(Equipment Interface Protocol)에 따라 센서 정보(Sensor Information)를 포함하는 패킷을 생성한 후, 생성한 패킷을 인터페이스부(140)를 통해 제어부(150)에 전송한다. 이에 따라, 제어부(150)는 패킷을 수신할 수 있다. 그런 다음, 제어부(150)는 제어부(150)의 어탑터(adapter)를 통해 수신된 패킷의 센서 정보(Sensor Information)를 기반으로 센서모듈(220)을 인식할 수 있다.

또한, 센서모듈(220)이 센싱을 통해 센서 데이터를 수집하면, 제어모듈(230)은 E.I.P.(Equipment Interface Protocol)에 따라 센서 데이터를 포함하는 패킷을 생성하고, 생성된 패킷을 인터페이스부(140)를 통해 제어부(150)에 전송한다. 이에 따라, 제어부(150)는 패킷을 수신할 수 있다. 그러면, 제어부(150)는 수신된 패킷의 센서 정보(Sensor Information)를 기초로 센서 데이터를 전송한 센서모듈(220)을 인식하고, 수신된 패킷으로부터 센서 데이터를 추출할 수 있다. 또한, 제어부(150)는 통신부(110)를 통해 태그관리서버(30)로 추출된 센서 데이터를 전송할 수 있다.

본 발명에 따르면, 물류정보, 공정정보, 재고 정보, 작업지시서 등의 태그관리서버(30)에서 스마트태그(10)로 전달되어 표시부에 표시되는 하향 정보 전달과 현장 상황의 센싱 정보 등의 스마트태그(10)에서 태그관리서버(30)로 전달되는 상향 정보 전달이 가능하도록 이페이퍼(E-paper)로 이루어진 표시부(120), IEEE 802.15.4 기반의 초저전력 통신을 위한 통신부(110)와, 재충전 가능한 배터리를 포함하는 전원부(130) 뿐만 아니라, 현장 상황에 요구되는 다양한 종류의 센서모듈(220) 및 에너지수집모듈(210)을 선택적으로, 추가, 변경 및 삭제 할 수 있도록 한다.

본 발명에 따르면, 주기적인 배터리 교체 없이 반영구적으로 스마트태그(10)를 활용할 수 있을 뿐 아니라, 현장의 다양한 정보를 수집하여 현장의 상황에 능동적 대응이 가능하다. 현장 상황에 따라 요구되는 정보의 형태가 다르고, 수집할 수 있는 에너지원(source)도 다르기 때문에 모듈러 형태로 구성하여 유연성과 확장성이 장점이라고 할 수 있다. 즉, 본 발명은 첫째, 산업 환경에서 통신부(110)를 통해 저전력 지그비 통신을 수행하며, 이페이퍼로 이루어진 표시부(120)를 통해 물류정보, 공정정보, 제고 정보, 작업지시서 등을 가시적으로 제공한다. 이에 따라, 기존의 종이를 이용한 수기입력을 대체할 수 있다. 둘째, 본 발명의 스마트태그(10)는 현장의 정보를 센싱하고 수집하여 통신부(110)를 통해 태그관리서버(30)에 전달함으로써, 현장 상황을 모니터링 할 수 있다. 또한, 다양한 센서를 활용할 수 있도록 모듈러 형태로 구성하며, 내장된 디스크립터(Descriptor)의 정보를 바탕으로 장비간 인터페이스 프로토콜(E.I.P)을 자동으로 지원하는 자기구성기능을 제공한다. 셋째, 본 발명의 스마트태그(10)는 현장의 에너지원(태양광, 진동, TEG, RF 등)으로부터 에너지를 수집하여 전원부(130)의 배터리에 축적함으로써 반영구적으로 사용할 수 있다. 넷째, 본 발명은 작업자와 제조시스템 간 협업을 위한 실시간의 양방향 정보 공유를 통하여 실시간 물류 이동 통제, 실시간 자동 실적, 작업지시 변경 대응 등 제조현장관리 개선이 가능하다.

한편, 전술한 본 발명의 실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터수단을 통하여 판독 가능한 프로그램 형태로 구현되어 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다. 여기서, 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 예컨대 기록매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광 기록 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 장치를 포함한다. 이러한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 균등론에 따라 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.

10: 스마트태그
20: 게이트웨이
30: 태그관리서버
100: 베이스보드
110: 통신부
120: 표시부
130: 전원부
131: 무선충전수신부
132: 접촉식충전부
133: 에너지하베스터
134: 충전부
135: 배터리
136: 전원제공부
140: 인터페이스부
150: 제어부
200: 확장보드
210: 에너지수집모듈
220: 센서모듈
230: 제어모듈

Claims

재구성 가능한 모듈라 방식의 스마트태그에 있어서,
태그관리서버와 통신을 위한 통신부와,
이페이퍼(E-Paper)로 이루어지며, 상기 통신부를 통해 상기 태그관리서버로부터 수신되는 정보를 표시하기 위한 표시부와,
상기 통신부 및 상기 표시부를 제어하기 위한 제어부와,
배터리를 통해 상기 통신부, 상기 표시부 및 상기 제어부에 전원을 공급하는 전원부와,
정보 및 전원에 대한 인터페이스를 제공하는 인터페이스부가 구성되는
베이스보드; 및
상기 인터페이스부를 통해 베이스보드에 탈착 가능하게 결합되고,
상기 스마트태그의 사용 목적에 따른 센서 데이터를 감지하는 센서인 센서모듈과,
상기 센서모듈을 제어하기 위한 제어모듈이 구성되는
확장보드;를 포함하는
재구성 가능한 모듈라 방식의 스마트태그.
제1항에 있어서,
상기 제어모듈은
상기 센서모듈이 상기 확장보드에 연결되면, 상기 제어모듈의 디스크립터에 저장된 상기 센서모듈의 센서 정보를 기초로 상기 센서모듈을 인식하고, E.I.P.(Equipment Interface Protocol)에 따라 상기 센서 정보를 포함하는 패킷을 생성한 후, 상기 패킷을 상기 인터페이스부를 통해 상기 제어부에 전송하며,
상기 제어부는 상기 패킷을 수신하면, 상기 제어부의 어탑터를 통해 수신된 패킷의 센서 정보를 기초로 상기 센서모듈을 인식하는 것을 특징으로 하는
재구성 가능한 모듈라 방식의 스마트태그.
제2항에 있어서,
상기 제어모듈은
상기 센서모듈이 센싱을 통해 센서 데이터를 수집하면, E.I.P.(Equipment Interface Protocol)에 따라 상기 센서 데이터를 포함하는 패킷을 생성하고, 생성된 패킷을 상기 인터페이스부를 통해 상기 제어부에 전송하며,
상기 제어부는
상기 패킷을 수신하면, 수신된 패킷의 센서 정보를 기초로 센서 데이터를 전송한 센서모듈을 인식하고, 상기 센서 데이터로부터 센서 데이터를 추출하고, 상기 통신부를 통해 상기 태그관리서버로 상기 추출된 센서 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는
재구성 가능한 모듈라 방식의 스마트태그.
제1항에 있어서,
상기 확장보드는
현장 환경에 존재하는 에너지원으로부터 에너지를 수집하고, 수집된 에너지를 전력으로 변환한 후, 상기 전원부의 배터리가 충전되도록 제공하는 에너지수집모듈을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는
재구성 가능한 모듈라 방식의 스마트태그.
재구성 가능한 모듈라 방식의 스마트태그에 있어서,
상기 태그관리서버와 통신을 위한 통신부, 상기 통신부를 제어하기 위한 제어부 및 정보 및 전원에 대한 인터페이스를 제공하는 인터페이스부를 포함하는 베이스보드; 및
상기 인터페이스부를 통해 상기 베이스보드에 탈착 가능하게 결합되며, 제어모듈을 포함하는 확장보드;를 포함하며,
상기 제어모듈은 상기 스마트태그의 사용 목적에 따른 센서 데이터를 감지하는 센서인 센서모듈이 상기 확장보드에 연결되면, 상기 제어모듈의 디스크립터에 저장된 상기 센서모듈의 센서 정보를 기초로 통해 상기 센서모듈을 인식하고, E.I.P.(Equipment Interface Protocol)에 따라 상기 센서 정보를 포함하는 패킷을 생성한 후, 상기 패킷을 상기 인터페이스부를 통해 상기 제어부에 전송하며,
상기 제어부는 상기 제어부의 어탑터를 통해 상기 패킷을 수신하여 수신된 패킷의 센서 정보를 토해 상기 센서모듈을 인식하는 것을 특징으로 하는
재구성 가능한 모듈라 방식의 스마트태그.
제5항에 있어서,
상기 제어모듈은
상기 센서모듈이 센싱을 통해 센서 데이터를 수집하면, E.I.P.(Equipment Interface Protocol)에 따라 상기 센서 데이터를 포함하는 패킷을 생성하고, 생성된 패킷을 상기 인터페이스부를 통해 상기 제어부에 전송하며,
상기 제어부는
상기 패킷을 수신하면, 수신된 패킷의 센서 정보를 기초로 센서 데이터를 전송한 센서모듈을 인식하고, 상기 센서 데이터로부터 센서 데이터를 추출하고, 상기 통신부를 통해 상기 태그관리서버로 상기 추출된 센서 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는
재구성 가능한 모듈라 방식의 스마트태그.
제5항에 있어서,
상기 베이스보드는 이페이퍼(E-Paper)로 이루어진 표시부;를 더 포함하며,
상기 제어부는
상기 통신부를 통해 상기 태그관리서버로부터 정보를 수신하면, 상기 표시부를 통해 표시하는 것을 특징으로 하는
재구성 가능한 모듈라 방식의 스마트태그.
제7항에 있어서,
상기 베이스보드는
배터리를 통해 상기 통신부, 상기 표시부 및 상기 제어부에 전원을 공급하는 전원부를 더 포함하며,
상기 확장보드는
현장 환경에 존재하는 에너지원으로부터 에너지를 수집하고, 수집된 에너지를 전력으로 변환한 후, 상기 전원부의 배터리가 충전되도록 제공하는 에너지수집모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는
재구성 가능한 모듈라 방식의 스마트태그.