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Requirement Specifications of Technology Transfer for the small size intelligent integrated sensor module V2.0 with wireless data & power transfer (High Speed Wireless Power Transfer and Long Rang Wireless Communication)

Manager
Youm/Wooseup
Participants
Youm/Wooseup, Lee Sung Q, Lee Hyung-Kun, Hwang Gunn
Transaction Count
1
Year
2016
Project Code
13SB1200, Development of biocompatible wireless charging battery, Lee Sung Q
15PB4700, Integrated management system for harmful environment based on intelligent wireless multi-sensor module, Lee Hyung-Kun
15PB5600, Development of sustainable power module foe implantable medical devices based on iltrasonic wireless power transfer, Lee Sung Q
16PB1500, Integrated management system for harmful environment based on intelligent wireless multi-sensor module, Lee Hyung-Kun
본 기술은 “초소형 초음파 무선충전 지능형 무선통신 복합센서 모듈 V2.0”에 관한 것으로 세부적으로는 “고내구성 바이오 Compatible 무선충전 슈퍼전지 개발(수행기간: 2013.07.01.~2014.06.30.)”사업에서 개발된 (1) 임피던스 고려 고속 무선충전 기술, 그리고 “인체삽입 의료기기용 초음파 무선전력전송 기반 지속가능 전원모듈개발(수행기간: 1단계 2013.11.01.~2016.10.31.)”사업과 “지능형 무선통신 복합 센서모듈 기반의 유해환경 통합관리 시스템(수행기간: 2015.08.01.~2018.04.30.)”사업에서 개발된 (2) LoRa 기반 장거리 무선통신 기술로 이루어 짐
- 2015년 CES에서 발표되었듯이 IoT 전체 시장은 2022년 1,300조의 폭발적인 성장이 예상되고, IoT 서비스는 스마트시티, 스마트홈, 스마트 팩토리 등 全분야로 확대되어 가고 있으며 이중 유해 작업장 원격 모니터링은 1조원 규모, 스마트전신주는 5천억원 규모(1,000만개), 그리고 스마트 급식실의 시장은 2,000억원 규모(20,000곳), 지하철 모니터링은 300억원 규모(302곳)로 예상됨.

- 초소형 IoT 센서모듈에 대한 수요가 급증하면서 시장 요구사항에 충실한 복합 환경 모니터링 시스템이 필요해졌으며 이를 위해서는 지속적 사용을 위한 충전 전원부, 환경을 모니터링 하는 센서부, 이를 IoT 환경화 하여 원격 모니터링이 가능하도록 하는 무선통신부가 초소형으로 일체화된 기술이 필요하며, 이러한 기술에 대한 업체의 요구사항이 증가됨.

- ETRI 가 보유한 초소형 무선전력전송기반의 지능형 복합 환경 센서모듈은 현재 시장에서 요구되는 기술을 만족할 수 있는 시기적절한 기술로 이 기술을 활용하여 IoT 시장에서의 사업화를 계획하고 있는 기업에게는 사업화 기간을 단축해주고, Time to Market을 위한 경쟁력을 제공.

- 본 “초소형 초음파 무선충전 지능형 무선통신 복합센서 모듈 V2.0”은 동명 기술 V1.0기술이전 이후 센서모듈의 효과적 충전을 위한 (1)임피던스 고려 고속 무선충전 기술과, IoT 센서모듈의 사업화 가능 시나리오를 더욱 확장할 수 있도록 새롭게 개발된 장거리 무선 통신을 위한 (2)LoRa 기반 장거리 무선통신 기술을 제공하여 센서모듈 적용 가능 시장 확대, 신뢰도 개선을 통한 안정적 IoT 복합센서 모듈 사업화 매출확장에 기여하고자 함.
- 기 이전된 “초소형 초음파 무선충전 지능형 무선통신 복합센서 모듈 V1.0”의 초음파 공진방식의 무선충전 기술에 더하여 임피던스 고려 고속 무선충전이 가능하여 다양한 응용분야에서 효율적으로 전력전송을 관리할 수 있음

- LoRa 장거리 무선통신기능을 통해서 기존 LTE 방식의 통신에 비해 훨씬 적은 수의 기지국으로 장거리 원격 모니터링이 가능하여 더 저렴하게 IoT 서비스가 가능하여 사업화에 유리함
- 이전되는 기술은 “초소형 초음파 무선충전 지능형 무선통신 복합센서 모듈 V2.0”에 관한 것으로 세부적으로는 (1)임피던스 고려 고속 무선충전 기술과, (2)LoRa 기반 장거리 무선통신 기술로 구성되는 지름 50mm 이하 크기의 초소형으로 구성되는 일체형 모듈에 관한 것임
o 임피던스 고려 고속 무선충전 기술 관련 국내 특허 통상실시권(기술비중 : 50%)

- 발명명칭: 무선 전력 송신 장치, 무선 전력 수신 장치, 및 무선 전력 전송 시스템
(출원번호: 2014-0008463 (한국))

o LoRa 기반 장거리 무선통신 기술 관련 기술 문서 2건 (기술비중 : 50%)

- TM1: 환경센서모듈회로 V1.1 개발(LoRa 기술)
- TM2: LoRa 통신기반 센서모듈 장거리(100m) 통신 테스트(장거리 통신 시험)
- 수도/전기/가스 지하시설(맨홀) 유해가스 감지 모니터링 활용: 2014년도 기준으로 전국에 유해가스 및 화학물질이 들어있는 탱크, 저장시설, 맨홀, 정화조 등은 100,122곳으로 집계되었으며 지능형 무선통신 복합 센서모듈과 해당 모듈 기반의 유해환경 통합관리 시스템을 활용한 서비스가 가능함

- 스마트전신주 시스템 활용: 2014년 전국에 설치된 전신주는 877만 4,185기 이며 이중 ‘전주 제작사항’이 전산에 입력되지 않아 사용연한을 확인하지 못하는 전신주는 571만 4,998기에 달하며 2008년부터 2013년까지 전주 도괴사고 현황 중 태풍, 강풍, 폭우 등 자연재해로 쓰러진 전신주의 수는 2만 6,801기로 나타남에 따라 노후 전신주에 대한 안전 담보가 미지수인 실정(출처 : 한국전력공사, 국정감사자료)

- 학교 공기질 측정 현황 활용: ‘학교보건법’에서 학교의 실내 공기질 관리와 관련하여 학교 건물 안 환경위생 상태가 공기질 유지·관리 기준에 적합한지 여부를 확인하기 위해 매년 1회 이상 12개 항목에 대해 측정해야 하나 정기점검 시 측정 데이터가 기준치를 넘을 경우 낮춤조치를 위한 문제 해결보다는 측정 합격을 위한 행정조치가 빈번하게 일어나고 있는 실정임

- 기타 고도의 모니터링 시스템이 구축되지 않은 장소에서도 센서모듈과 스마트폰 앱으로 실시간 작업자 주변 유해환경 탐지 가능. 위험상황 인지 시 작업자들은 스마트폰을 통해 실시간으로 현재 작업장 상황을 모니터링 할 수 있어 관제 시스템 관리자의 개입 없이 IoT의 기술을 도입함으로써 위험 상황에 유기적으로 대처가 가능함