KR101565836B1 - 학습기능을 갖는 센서신호 분석장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 각종 센서 신호에 대한 분석정보를 제공함은 물론 학습자가 센서 관련 회로 및 분석 프로그램을 직접 설계하여 학습할 수 있도록 해 주는 학습기능을 갖는 센서신호 분석장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 학습기능을 갖는 센서신호 분석장치는 케이스의 상면에 형성되면서, 전자소자를 꽂아서 설계 회로를 구현하도록 된 것으로, 센서로부터 제공되는 센서신호가 A/D변환하는 A/D변환 회로를 포함하는 설계회로를 경유하여 출력하도록 구성되는 브레드 보드와, 상기 케이스의 상면에 형성되면서 센서 신호에 대한 분석정보를 표시출력하는 표시수단, 상기 케이스의 측면에 형성되어 센서로부터 제공되는 센서신호를 제공받기 위한 다수의 센서 접속포트 및, 상기 케이스의 내측에 구비되면서, 상기 센서 접속포트 또는 상기 브레드 보드로부터 제공되는 센서 신호를 분석하여 상기 표시수단을 통해 표시출력하는 센서신호 처리수단을 포함하여 구성되고, 상기 센서신호 처리수단은 상기 센서 접속포트로부터 제공되는 센서신호를 A/D 변환하여 출력하는 A/D변환부와, 제어부를 포함하여 구성되며, 상기 제어부는 다수의 센서신호 입력단자를 구비하되, 이 중 하나의 센서신호 입력단자는 상기 브레드 보드와 결합되도록 구성되고, 상기 브레드 보드가 결합된 센서신호 입력단자를 제외한 나머지 센서신호 입력단자는 상기 A/D변환부와 결합되도록 구성되어 상기 브레드 보드에 구현된 설계회로를 경유하여 제공되는 센서 신호 또는 상기 A/D 변환부로부터 제공되는 센서 신호를 분석하여 상기 표시수단으로 출력하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 학습기능을 갖는 센서신호 분석장치는 케이스의 상면에 형성되면서, 전자소자를 꽂아서 설계 회로를 구현하도록 된 것으로, 센서로부터 제공되는 센서신호가 A/D변환하는 A/D변환 회로를 포함하는 설계회로를 경유하여 출력하도록 구성되는 브레드 보드와, 상기 케이스의 상면에 형성되면서 센서 신호에 대한 분석정보를 표시출력하는 표시수단, 상기 케이스의 측면에 형성되어 센서로부터 제공되는 센서신호를 제공받기 위한 다수의 센서 접속포트 및, 상기 케이스의 내측에 구비되면서, 상기 센서 접속포트 또는 상기 브레드 보드로부터 제공되는 센서 신호를 분석하여 상기 표시수단을 통해 표시출력하는 센서신호 처리수단을 포함하여 구성되고, 상기 센서신호 처리수단은 상기 센서 접속포트로부터 제공되는 센서신호를 A/D 변환하여 출력하는 A/D변환부와, 제어부를 포함하여 구성되며, 상기 제어부는 다수의 센서신호 입력단자를 구비하되, 이 중 하나의 센서신호 입력단자는 상기 브레드 보드와 결합되도록 구성되고, 상기 브레드 보드가 결합된 센서신호 입력단자를 제외한 나머지 센서신호 입력단자는 상기 A/D변환부와 결합되도록 구성되어 상기 브레드 보드에 구현된 설계회로를 경유하여 제공되는 센서 신호 또는 상기 A/D 변환부로부터 제공되는 센서 신호를 분석하여 상기 표시수단으로 출력하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 각종 센서 신호에 대한 분석정보를 제공함은 물론, 학습자가 센서 관련 회로 및 분석 프로그램을 직접 설계하여 학습할 수 있도록 해 주는 학습기능을 갖는 센서신호 분석장치에 관한 것이다.
센서란 직접 피측정 대상에 접촉하거나 그 가까이서 데이터를 알아내어 필요한 정보(情報)를 신호로 전달하는 장치를 총칭하는 것으로, 열, 빛, 온도, 압력, 소리 등의 물리적인 양이나 그 변화를 감지하거나 구분 및 계측하여 일정한 신호로 알려주도록 구성된다.
상기한 센서는 인간의 감각으로는 측정할 수 없는 수치(數値)도 잴 수 있어 위험이 따르는 작업 기계 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 이러한, 센서의 종류에는 온도 센서, 압력 센서, 유량 센서, 자기 센서, 광 센서, 음향 센서, 미각 센서, 후각 센서 등이 있다. 고속도로에 차량이 진입하면 통행 카드가 나오거나, 교실의 화재 감지기, 현관의 자동 점멸등, 어두워지면 켜지는 가로등 등이 간단한 센서의 예이다.
특히, 최근에는 급속한 고령화 사회 진입으로 인한 고령 인구의 증가, 일상생활 및 사회생활에서의 스트레스 증가 등 다양한 원인으로 발생되는 병을 예방하거나 또는 치유하기 위해 인간의 생체신호를 감지하는 분야의 센서도 개발되어 사용되고 있다.
한편, 상기한 센서는 감지된 신호를 아날로그 형태로 출력하는 것으로, 이러한 센서신호에 대한 정보를 분석하여 표시출력하거나 외부장치로 제공하는 센서신호 분석장치도 필수적으로 요구된다.
그러나, 종래 센서신호 분석장치는 통상 한 분야의 센서신호에 대한 분석정보만을 제공하도록 된 것으로, 센서 관련 정보를 획득하고자 하는 학습자나 개발자는 해당 분야 관련 센서신호 분석장치를 각각 구비하여야 하는 불편함이 있게 된다.
또한, 종래 센서신호 분석장치는 센서 관련 정보를 획득하고자 하는 학습자나 개발자에게 단순히 센서신호에 대한 분석정보만을 제공해 주는 것으로, 학습에 대한 한계가 있게 된다.
또한, 최근에는 사용자 또는 관리자가 다양한 통신 인터페이스를 갖는 통신단말 기기를 구비하는 것을 고려할 때, 센서신호 분석장치의 이용 편리성 제공을 위해 다양한 종류의 외부장치와의 통신기능이 요구될 수 있다.
본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로, 단일의 장치를 통해 다양한 분야의 센서 신호에 대한 분석정보를 제공할 수 있도록 해 주는 학습기능을 갖는 센서신호 분석장치를 제공함에 그 기술적 목적이 있다.
또한, 본 발명은 센서분야를 공부하는 학습자에게 센서 신호관련 회로 및 분석프로그램을 직접 설계하여 실습하는 것이 가능하도록 함으로써, 학습자에게 실습이 가능한 형태의 학습효과를 제공해 줄 수 있도록 해 주는 학습기능을 갖는 센서신호 분석장치를 제공함에 또 다른 기술적 목적이 있다.
또한, 본 발명은 센서신호를 다양한 형태의 통신 인터페이스를 통해 서로 다른 종류의 외부 장치로 제공할 수 있도록 해 주는 학습기능을 갖는 센서신호 분석장치를 제공함에 또 다른 기술적 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 케이스의 상면에 형성되면서, 전자소자를 꽂아서 설계 회로를 구현하도록 된 것으로, 센서로부터 제공되는 센서신호가 A/D변환하는 A/D변환 회로를 포함하는 설계회로를 경유하여 출력하도록 구성되는 브레드 보드와, 상기 케이스의 상면에 형성되면서 센서 신호에 대한 분석정보를 표시출력하는 표시수단, 상기 케이스의 측면에 형성되어 센서로부터 제공되는 센서신호를 제공받기 위한 다수의 센서 접속포트 및, 상기 케이스의 내측에 구비되면서, 상기 센서 접속포트 또는 상기 브레드 보드로부터 제공되는 센서 신호를 분석하여 상기 표시수단을 통해 표시출력하는 센서신호 처리수단을 포함하여 구성되고, 상기 센서신호 처리수단은 상기 센서 접속포트로부터 제공되는 센서신호를 A/D 변환하여 출력하는 A/D변환부와, 제어부를 포함하여 구성되며, 상기 제어부는 다수의 센서신호 입력단자를 구비하되, 이 중 하나의 센서신호 입력단자는 상기 브레드 보드와 결합되도록 구성되고, 상기 브레드 보드가 결합된 센서신호 입력단자를 제외한 나머지 센서신호 입력단자는 상기 A/D변환부와 결합되도록 구성되어 상기 브레드 보드에 구현된 설계회로를 경유하여 제공되는 센서 신호 또는 상기 A/D 변환부로부터 제공되는 센서 신호를 분석하여 상기 표시수단으로 출력하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 학습기능을 갖는 센서신호 분석장치가 제공된다.
또한, 상기 케이스의 측면에 형성되어 외부장치와 센서 신호 관련 정보를 송수신하기 위한 다수의 통신수단을 추가로 구비하여 구성되고, 상기 센서신호 처리수단은 상기 센서신호 분석정보를 각 통신수단으로 제공하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 학습기능을 갖는 센서신호 분석장치가 제공된다.
또한, 상기 센서신호 처리수단에서 제어부는 센서신호 분석프로그램을 저장하기 위한 FPGA를 구비하여 상기 브레드보드에 구성된 설계회로를 경유하여 제공되는 센서 신호 또는 상기 A/D 변환부로부터 제공되는 센서 신호를 상기 FPGA에 저장된 분석 프로그램에 따라 분석처리하되, 상기 통신수단을 통해 외부장치로부터 제공되는 센서신호 분석프로그램을 상기 FPGA에 갱신 저장하여 갱신된 센서신호 분석프로그램에 따른 센서 분석처리를 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 학습기능을 갖는 센서신호 분석장치가 제공된다.
또한, 상기 센서 접속포트에 결합되는 센서는 심전도나 근전도, 맥파 및 혈압 중 적어도 하나를 포함하는 생체관련 신호를 감지하기 위한 제1 센서이거나, 스트레인 강도나, 온도, 압력, 모터 중 적어도 하나를 포함하는 기계 또는 환경 관련 신호를 감지하기 위한 제2 센서인 것을 특징으로 하는 학습기능을 갖는 센서신호 분석장치가 제공된다.
또한, 상기 센서신호 측정수단은 상기 센서 접속포트에 일대일 대응되도록 구성되어 입력되는 센서 신호를 증폭출력하여 상기 A/D 변환부로 각각 출력하는 다수의 증폭기를 추가로 구비하여 구성되고, 상기 A/D 변환부는 상기 각 증폭기로부터 제공되는 센서 접속포트별 센서신호를 디지털 신호로 변환하여 상기 제어부로 각각 출력하도록 구성되며, 상기 제어부는 상기 A/D변환부 및 상기 브레드보드로부터 제공되는 센서신호에 대한 센서 분석정보를 출력하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 학습기능을 갖는 센서신호 분석장치가 제공된다.
또한, 상기 증폭기와 A/D 변환부 사이에는 증폭된 센서 신호를 A/D변환부로 방향성 출력하기 위한 아이솔레이터를 추가로 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 학습기능을 갖는 센서신호 분석장치가 제공된다.
본 발명에 의하면 휴대가 가능하면서 다양한 분야의 센서 신호에 대한 분석정보의 제공이 가능함은 물론, 다양한 종류의 외부장치로 센서신호 분석정보의 제공이 가능하게 된다.
또한, 센서 관련 학습자는 브레드 보드를 이용하여 센서 관련 회로설계 학습이 가능함은 물론, FPGA를 통해 직접 설계한 분석 프로그램을 갱신하여 분석실행처리를 수행하도록 함으로써, 다양한 분석 프로그래밍 학습도 가능하게 된다.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 학습기능을 갖는 센서신호 분석장치의 구성도.
도2는 도1에 도시된 학습기능을 갖는 센서신호 분석장치의 외관 형상을 예시한 도면.
도3은 도1에 도시된 센서신호 처리수단(600)의 내부구성을 기능적으로 분리하여 나타낸 블록구성도.
도4는 도1에 도시된 표시수단(300)을 통해 표시되는 센서신호 분석정보를 예시한 도면.
도2는 도1에 도시된 학습기능을 갖는 센서신호 분석장치의 외관 형상을 예시한 도면.
도3은 도1에 도시된 센서신호 처리수단(600)의 내부구성을 기능적으로 분리하여 나타낸 블록구성도.
도4는 도1에 도시된 표시수단(300)을 통해 표시되는 센서신호 분석정보를 예시한 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 학습기능을 갖는 센서신호 분석장치의 구성도이고, 도2는 외관 형상을 예시한 도면이다.
도1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 학습기능을 갖는 센서신호 분석장치는 브레드 보드(Bread Board, 100)와, 센서 접속포트(200), 표시수단(300), 정보 입력수단(400), 통신수단(500), 센서신호 처리수단(600) 및 전원부(700)를 포함하여 구성된다.
이때, 본 발명에 적용되는 센서(1)는 센서 신호를 제공하는 각종 형태의 장치가 포함될 수 있으며, 바람직하게는 다양한 분야의 신호를 감지하기 위한 센서가 될 수 있다. 예컨대, 상기 센서(1)는 심전도나 근전도, 맥파 및 혈압 등을 포함하는 인체의 생체관련 신호를 감지하기 위한 제1 센서들과, 스트레인 강도나, 온도, 압력, 모터 등을 포함하는 기계나 환경 관련 신호를 감지하기 위한 제2 센서들, 또는 센서 신호 모사장치 등으로 구성될 수 있다.
또한, 본 발명에 적용되는 외부장치(2)는 사용자 단말이나 관리자 단말, 관리서버, 또는 해당 센서 신호를 필요로 하는 별도 시스템 등이 될 수 있으며, 무선 또는 유선의 통신 인터페이스를 통해 센서신호 관련 정보에 대한 송수신을 수행하도록 구성된다.
여기서, 상기 외부장치(2)는 사용자에게 센서 관련 회로 또는 분석 프로그램을 설계하기 위한 기본 툴(TOOL)을 제공하는 프로그램이 설치되어 사용자에게 제공할 수 있으며, 사용자에 의해 프로그래밍된 분석 프로그램을 상기 센서신호 분석장치로 제공하도록 구성된다. 예컨대, 사용자를 위해 제공되는 상기 프로그램 툴은 LabVIEW 기반의 프로그램 소스가 될 수 있다. LabVIEW 프로그램은 National Instruments사에서 만든 제어 계측 언어로서, 컴퓨터 상에서 실제의 기기를 보는 듯한 구성이 가능하여 버추얼 인스트루먼트(Virtual Instrument)라고도 하며, Basic이나 C-언어 등과 같이 텍스트를 기반으로 하는 프로그램 언어와는 달리 다이아그램(Diagram)을 만드는 식으로 프로그래밍하도록 되어 있기 때문에 그래픽 프로그래밍 랭귀지라고도 한다. 상기 랩뷰 프로그램에서는 프로그래밍 진행되는 순서가 데이터의 흐름을 따르며, 각종 기기를 제어하고, 상기 기기들이 보내오는 데이터를 처리할 수 있도록 여러가지 기능을 구비한다.
한편, 도1에서 상기 브레드 보드(100)는 사용자가 전자소자(미도시)를 꽂아서 회로를 직접 설계하기 위한 것으로, 상기 브레드 보드(100)에 구성되는 회로는 기본적으로 상기 센서(1)의 신호선(미도시)으로부터 제공되는 신호가 설계회로를 경유하여 상기 센서신호 처리수단(600)으로 제공되도록 구성된다. 이때, 상기 브레드 보드(100)에 구성되는 설계 회로는 A/D 변환회로를 포함하며, 증폭 회로가 추가될 수 있다. 또한, 상기 브레드 보드(100)는 도2에 도시된 바와 같이 케이스(C)의 상면에 형성된다. 즉, 사용자는 브레드 보드(100)를 이용하여 회로설계 실습을 하고자 하는 경우, 해당 센서의 신호선을 피복하여 직접 브레드 보드(100)상에 결합한 후, 이 센서 신호선과 결합되도록 A/D변환 회로를 포함하는 설계회로를 브레드 보드(100)상에 구현하고, 이 설계회로의 출력라인이 상기 센서신호 처리수단(600)과 연결된 브레드 보드(100)상의 기 설정 위치에 배치시킴으로써, 회로설계 실습을 수행할 수 있다.
상기 센서 접속포트(200)는 센서(1)의 커넥터(미도시)를 통해 결합되어 해당 센서(1)로부터 제공되는 아날로그 형태의 센서신호를 상기 센서신호 처리수단(600)으로 제공한다. 이때, 상기 센서 접속포트(110)는 도2에 도시된 바와 같이 케이스(C)의 측면에 형성된다. 또한, 상기 센서 접속포트(110)는 다양한 센서(1) 커넥터에 대응되는 서로 다른 다수의 포트형상으로 구성된다. 즉, 사용자는 센서 접속포트(200)에 센서를 결합하여 해당 센서에 대한 분석정보를 상기 표시수단(300)을 통해 확인할 수 있다.
상기 표시수단(300)은 디스플레이 패널로서, 본 장치에 결합되는 센서(1)로부터 제공되는 신호에 대한 분석정보를 표시출력한다. 예컨대, 상기 표시수단(300)은 도4에 도시된 바와 같이, 그래프 형태의 센서신호 분석정보를 표시출력할 수 있다. 이때, 상기 표시수단(300)은 도2에 도시된 바와 같이 케이스(C)의 상면, 보다 상세하세는 상면 상측에 형성된다.
상기 정보 입력수단(400)은 본 장치에 대한 상태 및 각종 기능 설정 등을 위하여 사용자가 입력하는 정보를 제공받기 위한 것이다. 이때, 상기 정보 입력수단(400)은 상기 표시수단(300)에 터치패널 형태로 구성될 수 있다. 또한, 기능 버튼 형태로도 구성될 수 있다. 예컨대, 도시되지는 않았지만, 케이스(C)의 일측에는 WIFI 설정을 위한 WIFI버튼이 구비될 수 있다.
상기 통신수단(500)은 외부장치(2)와 통신하기 위한 것으로, 무선 통신 인터페이스 모듈와 유선 통신 인터페이스 모듈을 구비하여 구성된다. 예컨대, 상기 통신수단(500)은 WIFI 무선통신을 수행하기 위한 무선 인터페이스 모듈을 구비함과 더불어, USB 포트와 SPI/RS232 포트 및, DIO 포트를 포함하는 유선 인터페이스 모듈을 구비하여 구성된다. 여기서, 상기 무선 인터페이스 모듈은 도시되지는 않았지만 무선신호 송수신을 위한 안테나를 포함하여 구성됨은 물론이다. 또한, 상기 통신수단(500)은 도2에 도시된 바와 같이 케이스(C)의 측면에 형성된다.
상기 센서신호 처리수단(600)은 기본적으로 상기 센서 접속포트(200) 또는 브레드 보드(100)로부터 제공되는 센서신호에 대응되는 분석신호를 생성하여 상기 표시수단(300)을 통해 표시출력함과 더불어, 통신수단(500)을 통해 외부장치(2)로제공하도록 구성된다.
또한, 상기 센서신호 처리수단(600)은 목적하는 센서(1)에 대응되는 센서신호 분석프로그램을 상기 통신수단(500)을 통해 외부장치(2)로부터 제공받아 변경설정하도록 구성된다. 이때, 상기 센서 신호 분석 프로그램은 사용자에 의해 임의로 프로그램 변경이 가능한 FPGA(Field programmable gate array)로 구성된다.
상기 전원부(700)는 상기 각 장치로 예컨대 12V의 공급전원(Vcc)을 제공한다. 이때, 상기 전원부(700)는 외부전원 포트(미도시)를 통해 외부전원을 제공받아 이를 공급전원으로 제공하거나 또는 장치의 휴대성을 제공하기 위해 내부에 배터리를 구비하여 구성될 수 있다. 또한, 상기 전원부(700)는 보다 원활한 장치의 휴대성 보장을 위해 충전수단을 추가로 구비하여 구성하는 것도 가능하다.
또한, 도시되지는 않았지만 마이크와 스피커로 구성되는 음성 입출력수단을 추가로 구비하여 본 발명에 따른 사용 안내정보 또는 상태정보를 음성출력하도록 실시할 수 있다.
한편, 도3은 도1에 도시된 센서신호 처리수단(600)의 내부구성을 기능적으로 분리하여 나타낸 블록구성도이다.
도3에 도시된 바와 같이 센서신호 처리수단(600)은 증폭부(610)와, 아이솔레이터(620), A/D 변환부(630), 제어부(640)를 포함하여 구성된다.
상기 증폭부(610)는 상기 센서 접속포트(200)로부터 제공되는 센서 신호를 일정 레벨로 증폭하여 출력한다. 이때, 상기 증폭부(610)는 상기 센서 접속포트(200)와 일대일 대응되게 구성될 수 있다. 예컨대, 도3에는 3개의 센서 접속포트(200)에 대응되는 제1 내지 제3 증폭부(611,612,613)가 도시되어 있다. 이는 단일의 장치를 구현함에 있어서 센서 접속포트(200)가 케이스(C)의 일측에 서로 이격되게 배치되는 것을 고려하여 해당 센서 접속포트(200)로부터 제공되는 센서 신호에 대한 증폭처리를 수행하는 증폭부(610)의 배치를 용이하게 하기 위함이다.
상기 아이솔레이터(620)는 상기 증폭부(610)로부터 입력되는 센서 신호에 방향성을 갖도록 출력하기 위한 것으로, 상기 증폭부(610)로부터 제공되는 증폭된 각 센서신호를 상기 A/D 변환부(630)로 출력한다. 이는 특히, 센서(1)가 인체 등에 접속된 생체신호 감지 센서인 경우, 과전류로 인해 인체로 유입되는 전류의 흐름을 방지하기 위함이다. 또한, 상기 아이솔레이터(620)는 상기 증폭부(610)로부터 제공되는 각 센서신호를 센서 접속포트별로 병렬 출력한다.
상기 A/D 변환부(630)는 상기 아이솔레이터(620)로부터 제공되는 아날로그 형태의 각 센서신호를 디지털 형태의 신호로 변환하여 상기 제어부(640)로 제공한다. 이때, 상기 A/D변환부(630)는 A/D 변환된 각 센서신호를 센서 접속포트에 대응되도록 센서 접속포트별로 출력한다.
상기 제어부(640)는 이때, 상기 센서신호 처리수단(600)은 센서신호를 입력받기 위한 다수의 센서신호 입력단자를 구바하여 구성되되, 이 중 하나의 단자는 빈 단자로서 상기 브레드보드와 결합되고, 그 나머지 단자는 A/D변환부(630)의 센서 접속포트별 출력단자와 결합된다. 이때, 상기 브레드보드(100)는 센서로부터 제공되는 센서신호가 A/D변환하는 A/D변환 회로를 포함하는 설계회로를 경유하여 상기 제어부(640)의 센서신호 입력단자로 제공되고, 상기 센서 접속포트(200)로부터 제공되는 센서신호는 센서 접속포트별로 상기 증폭기(610)와 아이솔레이터(620) 및 A/D변환부(630)를 경유하여 제어부(640)의 해당 센서신호 입력단자로 제공된다. 즉, 사용자는 센서의 분석신호를 확인하고자 하는 경우에는 센서 접속포트(200)에 해당 센서를 결합한 후, 이에 대해 표시수단(300)을 통해 출력되는 분석정보를 확인하고, 회로 설계를 학습하기 위해서는 상기 브레드보드(100)에 회로를 설계한 후, 이 설계회로와 센서를 결합하여 이에 대해 표시수단(300)을 통해 출력되는 정보를 확인함으로써, 회로설계 실습을 수행할 수 있게 된다.
또한, 상기 제어부(640)는 분석 프로그램을 위한 FPGA(641)를 구비하여 구성되고, 통신수단(500)을 통해 제공되는 센서 신호에 대한 분석 프로그램을 이용하여 FPGA(641)를 갱신함과 더불어, FPGA(641)의 분석 프로그램에 따라 센서신호에 대한 분석처리를 수행하도록 구성된다. 즉, 사용자는 상기 분석 프로그램을 직접 설계한 후, 자신이 설계한 분석 프로그램을 FPGA(641)에 적용함으로써, 학습하고자 하는 센서신호에 대한 분석 프로그램밍 학습을 수행할 수 있다.
또한, 상기 제어부(640)는 다수의 FPGA(641)를 구비하도록 구성될 수 있다. 이때, 상기 제어부(640)는 센서 접속포트(200)에 대응되는 FPGA(641)의 분석 프로그램에 따라 해당 센서 신호에 대한 분석처리를 수행하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 제1 센서 접속포트(200)로부터 제공되는 센서 신호에 대해서는 제1 FPGA(641)의 분석 프로그램에 따른 센서신호 분석정보를 생성할 수 있다.
또한, 상기 제어부(640)는 FPGA(641)의 분석 프로그램에 따라 분석된 센서 분석정보를 상기 표시수단(300)으로 표시출력함과 더불어, 상기 통신수단(500)을 통해 외부장치(2)로 제공한다. 이때, 상기 제어부(640)는 현재 통신 접속된 상태의 통신수단(500)으로 해당 센서 분석정보를 제공한다. 예컨대, 상기 제어부(640)는 정보 입력수단(400), 보다 상세하게는 와이파이 버튼이 입력된 경우 WIFI 무선 인터페이스로 센서 분석신호를 제공하고, RS232 포트가 접속상태인 경우 RS232포트로 센서 분석신호를 제공한다.
한편, 도4는 표시수단(300) 또는 외부장치(2)으로 출력되는 센서 분석정보를예시한 도면으로, 생체감지 센서에 대한 출력화면이 도시되어 있다.
도4에서 (A)는 근전도(EMG) 센서를 통한 근전도 관련 분석정보 출력화면으로, 피부표면에 부착하여 무통증, 비 침습적인 방법으로 측정된다. 상기 EMG 센서는 측정 전극과 기준 전극으로 이루어지는 2채널 표면근전도용 센서로 구성될 수 있다.
도4에서 (B)는 심전도(ECG) 센서를 통한 심전도 관련 분석정보 출력화면으로, 신체표면에서 측정 가능한 심장의 전기적인 활성단계를 반영하는 미약한 전기신호를 근거로 생성되며, 도시된 바와 같이 P, QRS, T 라고 불리는 몇 개의 파형으로 표시출력된다.
도4에서 (C)는 산소포화도(SpO2) 센서를 통한 맥파 관련 분석정보 출력화면으로, 모세혈관 혈류에 대한 정보가 분석되어 출력된다.
도4에서 (D)는 협압계 센서를 통한 혈압 관련 분석정보 출력화면으로, 최대 혈압, 최저 혈압, 신장 박동수가 분석되어 출력될 수 있다.
즉, 상기 실시예에 의하면 휴대가 가능하면서 다양한 분야의 센서에 대한 센서 신호 분석정보의 제공이 가능함은 물론, 다양한 형태의 통신방식을 통해 다양한 종류의 외부장치로의 센서 신호 분석정보의 제공이 가능하게 된다.
또한, 센서 관련 학습자는 통신수단을 통해 결합되는 외부장치를 통해 제공되는 소스 정보를 확인한 후, 브레드 보드상에 직접 센서 관련 회로설계를 실시함으로써, 회로 구현 학습이 가능함은 물론, 외부장치를 통해 제공되는 프로그램 툴을 이용하여 FPGA 분석 프로그램을 직접 설계하고, 이를 센서신호 분석장치로 제공하여 실행시킴으로써, 학습자가 원하는 다양한 형태의 분석 프로그램 설계 및 이에 대한 프로그래밍 학습이 가능하게 된다.
비록, 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허등록청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
100 : 브레드 보드, 200 : 센서 접속포트,
300 : 표시수단, 400 : 정보 입력수단,
500 : 통신수단, 600 : 센서신호 처리수단,
610 : 증폭부, 620 : 아이솔레이터,
630 : A/D 변환부, 640 : 제어부,
611,612,613 : 증폭기, 641 : FPGA,
1 : 센서, 2 : 외부장치.
300 : 표시수단, 400 : 정보 입력수단,
500 : 통신수단, 600 : 센서신호 처리수단,
610 : 증폭부, 620 : 아이솔레이터,
630 : A/D 변환부, 640 : 제어부,
611,612,613 : 증폭기, 641 : FPGA,
1 : 센서, 2 : 외부장치.
Claims (6)
- 케이스의 상면에 형성되면서, 전자소자를 꽂아서 설계 회로를 구현하도록 된 것으로, 센서로부터 제공되는 센서신호가 A/D변환하는 A/D변환 회로를 포함하는 설계회로를 경유하여 출력하도록 구성되는 브레드 보드와,
상기 케이스의 상면에 형성되면서 센서 신호에 대한 분석정보를 표시출력하는 표시수단,
상기 케이스의 측면에 형성되어 센서로부터 제공되는 센서신호를 제공받기 위한 다수의 센서 접속포트 및,
상기 케이스의 내측에 구비되면서, 상기 센서 접속포트 또는 상기 브레드 보드로부터 제공되는 센서 신호를 분석하여 상기 표시수단을 통해 표시출력하는 센서신호 처리수단을 포함하여 구성되고,
상기 센서신호 처리수단은 상기 센서 접속포트로부터 제공되는 센서신호를 A/D 변환하여 출력하는 A/D변환부와, 제어부를 포함하여 구성되며, 상기 제어부는 다수의 센서신호 입력단자를 구비하되, 이 중 하나의 센서신호 입력단자는 상기 브레드 보드와 결합되도록 구성되고, 상기 브레드 보드가 결합된 센서신호 입력단자를 제외한 나머지 센서신호 입력단자는 상기 A/D변환부와 결합되도록 구성되어 상기 브레드 보드에 구현된 설계회로를 경유하여 제공되는 센서 신호 또는 상기 A/D 변환부로부터 제공되는 센서 신호를 분석하여 상기 표시수단으로 출력하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 학습기능을 갖는 센서신호 분석장치. - 제1항에 있어서,
상기 케이스의 측면에 형성되어 외부장치와 센서 신호 관련 정보를 송수신하기 위한 다수의 통신수단을 추가로 구비하여 구성되고,
상기 센서신호 처리수단은 상기 센서신호 분석정보를 각 통신수단으로 제공하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 학습기능을 갖는 센서신호 분석장치. - 제2항에 있어서,
상기 센서신호 처리수단에서 제어부는 센서신호 분석프로그램을 저장하기 위한 FPGA를 구비하여 상기 브레드보드에 구성된 설계회로를 경유하여 제공되는 센서 신호 또는 상기 A/D 변환부로부터 제공되는 센서 신호를 상기 FPGA에 저장된 분석 프로그램에 따라 분석처리하되, 상기 통신수단을 통해 외부장치로부터 제공되는 센서신호 분석프로그램을 상기 FPGA에 갱신 저장하여 갱신된 센서신호 분석프로그램에 따른 센서 분석처리를 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 학습기능을 갖는 센서신호 분석장치. - 제1항에 있어서,
상기 센서 접속포트에 결합되는 센서는 심전도나 근전도, 맥파 및 혈압 중 적어도 하나를 포함하는 생체관련 신호를 감지하기 위한 제1 센서이거나,
스트레인 강도나, 온도, 압력, 모터 중 적어도 하나를 포함하는 기계 또는 환경 관련 신호를 감지하기 위한 제2 센서인 것을 특징으로 하는 학습기능을 갖는 센서신호 분석장치. - 제1항에 있어서,
상기 센서신호 측정수단은 상기 센서 접속포트에 일대일 대응되도록 구성되어 입력되는 센서 신호를 증폭출력하여 상기 A/D 변환부로 각각 출력하는 다수의 증폭기를 추가로 구비하여 구성되고,
상기 A/D 변환부는 상기 각 증폭기로부터 제공되는 센서 접속포트별 센서신호를 디지털 신호로 변환하여 상기 제어부로 각각 출력하도록 구성되며,
상기 제어부는 상기 A/D변환부 및 상기 브레드보드로부터 제공되는 센서신호에 대한 센서 분석정보를 출력하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 학습기능을 갖는 센서신호 분석장치. - 제5항에 있어서,
상기 증폭기와 A/D 변환부 사이에는 증폭된 센서 신호를 A/D변환부로 방향성 출력하기 위한 아이솔레이터를 추가로 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 학습기능을 갖는 센서신호 분석장치.
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR200291743Y1 (ko) | 2002-05-14 | 2002-10-11 | 정기철 | 센서 응용 학습을 위한 마이크로 프로세서 학습 장치 |
| KR200366292Y1 (ko) | 2004-08-05 | 2004-11-10 | 주식회사 한백전자 | 센서실습장치 |
-
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR200291743Y1 (ko) | 2002-05-14 | 2002-10-11 | 정기철 | 센서 응용 학습을 위한 마이크로 프로세서 학습 장치 |
| KR200366292Y1 (ko) | 2004-08-05 | 2004-11-10 | 주식회사 한백전자 | 센서실습장치 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10528694B2 (en) | 2016-09-01 | 2020-01-07 | Joebotics Incorporated | Breadboard and electronics experimentation system |
| US10915687B2 (en) | 2016-09-01 | 2021-02-09 | Joebotics Incorporated | Breadboard and electronics experimentation system |
| WO2018084335A1 (ko) * | 2016-11-04 | 2018-05-11 | 주식회사 이노템즈 | Iot기반 교육용 통합 플랫폼 |
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