KR101696249B1 - 무선통신을 이용한 데이터 계측장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 이동 가능하게 형성되는 대상체에 장착되어 상기 대상체의 물리적인 상태 및 변화에 대한 정보를 획득하도록 이루어지는 제1 모듈부, 및 상기 제1 모듈부와 이격된 위치에 배치되고 상기 제1 모듈부와 무선통신 가능하게 연결되며 상기 무선통신을 이용하여 상기 제1 모듈부에서 측정된 데이터의 수신 및 상기 제1 모듈부의 동작을 제어하도록 이루어지는 제2 모듈부를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 계측장치를 제공한다.

Description

무선통신을 이용한 데이터 계측장치{DATA MEASUREMENT DEVICE USING WIRELESS COMMUNICATION}
본 발명은 근거리를 이동하는 대상체의 물리적인 특성을 측정하도록 이루어지는 무선 데이터 계측장치에 관한 것이다.
모의비행체 발사관 이탈시험은, 발사관에 수용된 비행체가 점화신호를 인가받아 발사관을 이탈하는 순간까지의 발사초기 안정성과, 발사관내에서 비행체의 움직임을 구속하며 비행체와 함께 발사관을 벗어나도록 형성되는 탄지지대의 비산궤적 및 비행체 점화에 따른 발사관 전후방덮개의 파단 성능 등을 알아보기 위한 시험이다.
일반적으로 모의비행체 발사관 이탈시험은, 모의비행체가 발사관을 이탈하는 짧은 시간동안의 발사초기 환경을 실제 발사조건과 유사하게 모사한 상태에서 모의비행체의 발사초기 거동 및 연소기관의 압력 등 여러 가지 물리적인 상태를 측정하여 비행체의 발사관 내외부 초기거동을 분석하는 것을 목적으로 한다.
정상적인 비행체 시험의 경우, 비행체의 전 구간 비행 상태를 측정하기 위하여 비행체 내부에 다양한 센서와 고용량의 대형 배터리를 장착하며, 비행 중 측정된 데이터를 고가의 대형무선 송신장치를 통해 지상에 있는 수신기지에 전송하는 방식을 사용한다.
그러나, 모의비행체 발사관 이탈시험의 경우, 저비용으로 시험을 수행해야 하기 때문에 정상적인 비행체 시험에서 적용하고 있는 대형 배터리와 무선송신장치를 모의비행체에 적용하기가 매우 곤란하다. 이에 따라, 종래에는 케이블을 사용하여 지상의 수신장치부와 모의비행체를 연결하고, 모의비행체가 발사관을 이탈하며 케이블이 절단되는 순간까지의 시험데이터를 측정해왔다. 즉, 종래의 방식은 케이블의 길이만큼만 시험데이터의 측정이 가능하다는 단점이 있다.
또한, 케이블이 발사관 내부에서 외부로 노출되어 있어, 모의비행체가 비행을 시작하면서 탄지지대 등 발사관 내부에 장착된 부품들과 케이블이 간섭을 야기할 수 있다. 아울러, 발사초기 발사관 전후방 덮개의 파단특성을 동시에 확인해야 할 경우, 케이블을 연결하기 위해서 발사관 전후방 덮개에 케이블 통과를 위한 구멍을 내야하기 때문에 정확한 전후방덮개의 파단특성 확인하기 어려워진다.
한편, 모의비행체와 함께 발사관 외부로 비산되는 탄지지대와 같은 소형 기구물의 비산궤적을 측정하기 위해서는 장치의 내부에 센서와 배터리 그리고 무선계측장치가 장착되어야 하나 상용 제작되어 판매되고 있는 무선장치는 그 크기와 무게가 커서 탄지지대 내부에 장착하기 곤란하며, 중량이 커서 탄지지대의 비산궤적을 정상적으로 측정하기 힘들다.
또한, 종래에는 탄지지대의 비산궤적 방향으로 고속카메라를 설치하고 탄지지대의 움직임을 촬영한 후 영상자료를 분석하여 궤적을 측정하였다. 이런 계측방법은 육안으로 궤적을 확인할 수 있다는 장점이 있으나, 한편으로는 고가의 고속카메라가 필요하며 카메라의 배치방향에 따라 분석된 궤적과 실제 궤적 간의 오차가 발생할 수 있다는 단점이 있다.
따라서, 모의비행체와 같은 이동하는 대상체의 물리적인 특성을 측정하기 위한 보다 효과적인 방안이 고려될 수 있다.
본 발명은 무선통신을 이용하여 근거리를 이동하는 대상체의 물리적인 상태와 변화 등에 대한 정보를 측정하도록 이루어지는 데이터 계측장치를 제공하기 위한 것이다.
이와 같은 본 발명의 해결 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 계측장치는, 이동 가능하게 형성되는 대상체에 장착되어 상기 대상체의 물리적인 상태 및 변화에 대한 정보를 획득하도록 이루어지는 제1 모듈부, 및 상기 제1 모듈부와 이격된 위치에 배치되고 상기 제1 모듈부와 무선통신 가능하게 연결되며 상기 무선통신을 이용하여 상기 제1 모듈부에서 측정된 데이터의 수신 및 상기 제1 모듈부의 동작을 제어하도록 이루어지는 제2 모듈부를 포함한다.
본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 제1 및 제2 모듈부는 각각, 상기 무선통신을 위한 제1 및 제2 무선통신부를 구비하고, 상기 제1 및 제2 무선통신부는 지그비(zigbee) 통신 방식으로 이루어질 수 있다.
상기 제1 모듈부는, 상기 대상체의 물리적인 상태 및 변화 정보를 측정하는 센서부, 및 상기 센서부에서 측정된 데이터를 저장하도록 이루어지는 제1 메모리부를 더 구비할 수 있다.
상기 제2 모듈부는, 상기 센서부에서 측정된 데이터를 상기 제2 무선통신부로부터 전달받아 저장하도록 이루어지는 제2 메모리부를 더 구비할 수 있다.
상기 제2 모듈부는, 상기 제1 및 제2 메모리부에 저장된 데이터를 비교하여 오류가 발생된 부분을 디버그하도록 이루어지는 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 제1 모듈부는, 상기 제1 모듈부의 작동을 위한 전원을 공급하며 외부 전원으로부터 전원을 공급받아 충전 가능하도록 이루어지는 전원공급부를 구비할 수 있다.
본 발명과 관련한 또 다른 일 예에 따르면, 상기 대상체는, 육상, 수중 및 공중 중 적어도 하나에서 이동 가능하도록 이루어질 수 있다.
본 발명의 데이터 계측장치는, 측정하고자하는 대상체에 장착되어 대상체의 물리적인 특성을 측정하는 제1 모듈부와, 제1 모듈부와 무선통신 가능하게 연결되어 제1 모듈부에서 측정된 데이터를 수신하도록 이루어지는 제2 모듈부를 구비하여, 상기 대상체의 이동에 방해되는 요소 없이 신뢰성 높은 측정 데이터를 얻을 수 있으며, 제1 모듈부에서 측정된 데이터를 제2 모듈부를 통해 용이하게 확인 가능하다는 장점을 갖는다.
또한, 제1 모듈부와 제2 모듈부에 각각 구비되는 제1 메모리부와 제2 메모리부를 통해, 대상체에 관한 측정 데이터가 유무선 방식으로 각각 저장되므로, 측정된 데이터를 보다 안정적으로 관리할 수 있으며, 나아가, 제2 모듈부에 구비되는 제어부에 의해 제1 및 제2 메모리부에 저장된 데이터를 비교하여 오류 발생 부분을 디버그하는 것이 가능하므로, 측정된 데이터의 정확성을 크게 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 계측장치를 나타낸 개념도.
이하, 본 발명의 무선통신을 이용한 데이터 계측장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 계측장치(100)를 나타낸 개념도이다.
도 1을 참조하면, 데이터 계측장치(100)는, 제1 모듈부(110) 및 제2 모듈부(120)를 포함한다.
제1 모듈부(110)는, 이동 가능하게 형성되는 대상체(미도시)의 어느 일 영역에 장착되며, 상기 대상체의 물리적인 상태 및 변화에 대한 정보를 획득하도록 이루어진다. 여기서, 상기 대상체는, 예를 들어, 비행체 또는 차량과 같이, 육상, 수중 및 공중 중 적어도 하나에서 이동 가능하도록 이루어질 수 있다. 또한, 제1 모듈부(110)는, 도시된 바와 같이, 측정된 신호를 처리하는 신호 처리기(110a)를 구비할 수 있다. 상기 신호 처리기(110a)는, 예를 들어, 디지털 신호 처리기(DSP,Digital Signal Processor)로 이루어질 수 있다. 상기 디지털 신호 처리기는, 기계장치에서 디지털 신호가 빠르게 처리될 수 있도록 이루어지는 집적회로를 의미한다.
또한, 제1 모듈부(110)는, 제1 모듈부(110)의 여러 가지 작동을 위한 전원을 공급하며, 외부의 전원 공급원(10)으로부터 전원을 공급받아 충전 가능하도록 이루어지는 전원공급부(117)를 구비할 수 있다.
제2 모듈부(120)는, 제1 모듈부(110)와 일정 거리 떨어진 이격된 위치에 배치되고, 제1 모듈부(110)와 무선통신 가능하게 연결된다. 그리고, 상기 무선통신을 이용하여 제1 모듈부(110)에서 측정된 상기 대상체에 관한 물리적인 특성 데이터를 수신하거나, 제1 모듈부(110)의 동작을 제어하도록 이루어진다.
이와 같은 본원발명의 구성에 의하면, 상기 데이터 계측장치(100)는, 측정하고자하는 상기 대상체에 장착되며 상기 대상체의 여러 가지 물리적인 특성을 측정하는 제1 모듈부(110)와, 제1 모듈부(110)와 무선통신 가능하게 연결되어 제1 모듈부(110)에서 측정된 데이터를 수신하도록 이루어지는 제2 모듈부(120)를 구비하여, 상기 대상체의 이동에 방해되는 요소 없이 신뢰성 높은 측정 데이터를 얻을 수 있으며, 제1 모듈부(110)에서 측정된 데이터를 제2 모듈부(120)를 통해 용이하게 확인 가능하다는 장점이 있다. 또한, 상기 측정 대상체가 모의비행체인 경우, 측정 범위가 종래와 같이 측정 대상체에 연결된 케이블의 길이에 제한되는 것이 아니라, 모의비행체의 전체 비행시간 동안 측정가능하며, 추가적인 측정 장비 없이도 모의비행체의 비행과정에서 나타나는 물리적인 특성들을 용이하게 측정 가능하다.
한편, 제1 및 제2 모듈부(110,120)는 제1 및 제2 무선통신부(111,121)를 구비할 수 있다.
제1 및 제2 무선통신부(111,121)는, 상기 제1 및 제2 모듈부(110,120) 간에 이루어지는 상기 무선통신을 위한 것으로, 상기 제1 및 제2 무선통신부(111,121)는 지그비(zigbee) 통신 방식으로 이루어질 수 있다. 상기 지그비 통신 방식은, 저전력 무선통신 기술로 IEEE 802.15.4 표준 중 하나이며, 통신거리가 10∼100ｍ 정도로 비교적 근거리 사이에서 이루어지는 통신을 의미한다. 또한, 상기 지그비 통신 방식은 전력소모를 최소화하는 대신 소량의 데이터를 전송하도록 이루어지는 특징을 갖는다.
한편, 제1 모듈부(110)는, 센서부(113) 및 제1 메모리부(115)를 더 구비할 수 있다.
센서부(113)는, 상기 대상체의 물리적인 상태 및 변화 정보를 감지하고 이를 측정하도록 이루어진다. 센서부(113)는, 시험에 요구되는 상기 대상체의 주요 특성을 측정하는 제1 센서(113a)와, 상기 대상체의 부가적인 특성을 측정하는 제2 센서(113b)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 센서(113a)는, 모의비행체의 비행궤적을 측정하기 위하여, 가속도와 회전속도를 측정하는 MEMS 계열의 6축 센서로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 제2 센서(113b)는, 예를 들어, 연소 등의 압력을 측정하는 센서로 이루어질 수 있다.
제1 메모리부(115)는, 센서부(113)에서 측정된 데이터를 저장하도록 이루어진다. 예를 들어, 제1 메모리부(115)는, MMC(multi-media card), SD(secure digital)카드 등 소형 저장매체로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 제2 모듈부(120)는 제2 메모리부(125)를 더 구비할 수 있다.
제2 메모리부(125)는, 상기 제1 모듈부(110)의 센서부(113)에서 측정된 데이터를 상기 제2 무선통신부(121)로부터 전달받아 저장하도록 이루어진다. 상기 제2 메모리부(125)는, 상기 제1 메모리부(115)와 같이 소형 저장매체로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 센서부(113)에서 측정된 데이터가 상기 제1 메모리부(115)에 저장되는 과정에서 오류가 발생하여, 측정된 데이터의 일부 또는 전체가 손실되는 경우 제2 메모리부(125)에 저장된 측정 데이터를 활용 가능하므로, 재측정을 위한 반복 시험 등의 문제를 예방할 수 있다.
한편, 제2 모듈부(120)는, 제어부(120a)를 더 포함할 수 있다.
제어부(120a)는, 제1 메모리부(115)에서 유선 또는 무선으로 저장된 데이터와, 제2 메모리부(125)에서 제2 무선통신부(121)를 통해 무선으로 저장된 데이터를 비교하고, 제1 및 제2 메모리부(115,125) 각각에 저장된 데이터에서 오류가 발생된 부분을 디버그(debug)하도록 이루어진다. 상기 제어부(120a)는 예를 들어, 상기 디버그 처리가 가능하도록 이루어지는 PC(personal computer)환경으로 이루어질 수 있다. 이러한 경우, 상기 제2 메모리부(125)는 상기 PC환경 내부에 장착되는 저장매체로 이루어질 수 있다. 또한, 제어부(120a)와 상기 제2 무선통신부(121)는 USB(universal serial bus) 방식으로 연결되어, 측정된 데이터의 수신 및 상기 제1 모듈부(110)를 제어하기 위한 명령 신호의 전달이 이루어질 수 있다.
이상에서 설명한 본원발명의 구성에 의하면, 제1 모듈부(110)와 제2 모듈부(120)에 각각 구비되는 제1 메모리부(115)와 제2 메모리부(125)를 통해, 상기 대상체에 관한 측정 데이터가 유무선 방식으로 각각 저장되므로, 측정된 데이터가 보다 안정적으로 관리될 수 있으며, 나아가, 상기 제2 모듈부(120)에 구비되는 제어부(120a)에 의해 제1 및 제2 메모리부(115,125)에 저장된 데이터를 서로 비교하여 오류가 발생 부분을 디버그하는 것이 가능하므로, 측정된 데이터의 정확성을 크게 향상시킬 수 있는 장점을 갖는다.
다만, 본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정됨은 아니고, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다. 또한, 특허청구범위로부터 파악되는 본 발명의 권리범위와 비교하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자 수준에서 변형, 부가, 삭제, 치환 가능한 발명 등 모든 균등한 수준의 발명에 대하여는 모두 본 발명의 권리 범위에 속함은 자명하다.
100 : 데이터 계측장치 110 : 제1 모듈부
120 : 제2 모듈부 111 : 제1 무선통신부
121 : 제2 무선통신부 113 : 센서부
115 : 제1 메모리부 125 : 제2 메모리부
117 : 전원공급부

Claims (7)

  1. 이동 가능하게 형성되는 대상체에 장착되어, 상기 대상체의 물리적인 상태 및 변화에 대한 정보를 획득하도록 이루어지는 제1 모듈부; 및
    상기 제1 모듈부와 이격된 위치에 배치되고, 상기 제1 모듈부와 무선통신 가능하게 연결되며, 상기 무선통신을 이용하여 상기 제1 모듈부에서 측정된 데이터의 수신 및 상기 제1 모듈부의 동작을 제어하도록 이루어지는 제2 모듈부를 포함하고,
    상기 제1 모듈부는,
    제1 무선통신부;
    상기 대상체의 물리적인 상태 및 변화 정보를 측정하는 센서부; 및
    상기 센서부에서 측정된 데이터를 유선 또는 무선으로 저장하도록 이루어지는 제1 메모리부를 포함하며,
    상기 제2 모듈부는
    제2 무선통신부;
    상기 센서부에서 측정된 데이터를 상기 제2 무선통신부로부터 무선으로 전달받아 저장하도록 이루어지는 제2 메모리부; 및
    상기 센서부를 통해 측정된 정보의 정확도를 높이도록, 상기 제1 및 제2 메모리부에 저장된 데이터를 비교하여 상기 제1 및 제2 메모리부 각각에 저장된 데이터에서 오류가 발생된 부분을 디버그하도록 이루어지는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 계측장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 무선통신부는 지그비(zigbee) 통신 방식으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 데이터 계측장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 모듈부는, 상기 제1 모듈부의 작동을 위한 전원을 공급하며, 외부 전원으로부터 전원을 공급받아 충전 가능하도록 이루어지는 전원공급부를 구비하는 것을 특징으로 하는 데이터 계측장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 대상체는, 육상, 수중 및 공중 중 적어도 하나에서 이동 가능하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 데이터 계측장치.
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