KR20060064138A

KR20060064138A - Rf신호를 이용하고 홈 네트워크 시스템에서 제어가 가능한 디지털 도어록 장치

Info

Publication number: KR20060064138A
Application number: KR1020040102834A
Authority: KR
Inventors: 서재일
Original assignee: 주식회사 사이버알닷컴
Priority date: 2004-12-08
Filing date: 2004-12-08
Publication date: 2006-06-13

Abstract

본 발명은 보안을 요하는 은행 및 금융기관의 현금보관함, 보안이 필요한 자료실, 출입통제실 등의 출입문이나 보안성이 요구되는 사무용 가구 혹은 금고의 도어나 서랍에 설치되는 것은 물론 일반 가정의 홈 네트워크 시스템에서 도어의 제어가 가능한 무선 디지털 도어록에 관한 것으로서 별도의 열쇠키나 비밀번호를 입력할 필요 없이, RF(Radio Frequency)신호를 송출하는 무선 송신기를 휴대하고 무선송신기를 휴대한 사용자가 상기 도어록에 이미 설정된 수신범위 이내로 접근하면 송출된 신호가 포함하는 보안코드의 진위여부의 결과에 따라 도어를 열고, 수신범위를 벋어나면 도어를 자동으로 잠그며, 홈 네트워크 시스템에 쉽게 장착 가능한 상기 무선 송신기를 홈 네트워크 셋톱박스에 장착함으로써 별도의 네트워크 구성없이도 무선통신을 이용하여 편리하게 도어의 제어가 가능한 디지털 도어록에 관한 것이다.

구체적으로는 열쇠키나 비밀번호에 해당하는 RF신호에 암호화된 보안코드를 실어 송출하는 무선송신기와 RF신호의 보안코드를 수신할 수 있는 RF신호 리더기 역할의 무선수신기와 상기 무선수신기와 연동되어 수신된 보안코드와 비교할 동일 여부를 판단할 고유 보안코드를 등록하여 저장하는 데이터 저장부와 사전에 등록된 고유 보안코드와 수신된 보안코드를 비교하여 동일한 사용자인지 여부를 판독하여 인증 성공 여부에 따라 개폐신호를 전송하는 마이크로프로세서부와 상기 마이크로소프트부에서 전송하는 개폐신호에 따라 록을 구동하는 전자록 제어부와 실내에서 수동으로 도어를 개폐하거나 보안코드를 등록 혹은 삭제할 수 있는 키를 포함하는 키 입력부와 현재 도어의 열림 닫힘 상태를 마이크로프로세서부에 전송하는 센서부와 도어의 개폐에 기준이 되는 RF신호의 유효감지거리를 설정하는 거리조절부로 구성된다.

디지털 도어록, 무선 도어록, 알에프(RF)통신, 거리조절, 홈 네트워크 도어락, 자동개폐

Description

RF신호를 이용하고 홈 네트워크 시스템에서 제어가 가능한 디지털 도어록 장치{Apparatus for digital door lock controlled by home network system and using radio frequency}

도1은 본 발명에 따른 내부구성 을 도시하는 도면

도2는 본 발명에 따른 무선송신 장치의 구성을 도시하는 도면

도3은 본 발명에 따른 무신기와 거리제어부의 상세 구성을 도시하는 도면

도4는 본 발명에 따라 무선송신기가 신호를 송출하는 과정을 도시하는 흐름도

도5는 본 발명에 따라 무선송신기로 부터 수신기가 신호를 받아 도어를 제어하는

과정을 도시하는 흐름도

도6은 본 발명에 따라 적용된 홈 네트워크 시스템의 구성을 나타내는 개념도

본 발명은 RF신호를 키로 사용하는 무선 디지털 도어록에 관한 것으로서 더 상세하게는 RF신호를 통해 보안코드를 송출하는 무선송신기를 소지한 사용자가 지정된 유효감지거리에 접근했을 경우 디지털 도어록이 장착된 도어를 자동으로 열어주는 무선통신을 이용한 디지털 도어록에 관한 것이다. 종래의 열쇠키를 이용한 방 식은 열쇠를 분실했을 경우 사용이 불가능할 뿐 아니라 도난 및 열쇠키 복재에 따른 부정사용이 발생할 우려가 있으며 현대인들은 수많은 개별 용도의 열쇠키를 소지해야함으로 인하여 관리와 사용의 불편함이 지적되고 있다. 이에 대한 대안으로 전자식 번호키 방식의 디지털 도어록 장치가 출시되고 있지만 비밀번호를 잊어버릴 소지가 있고, 키패드의 파손 및 자주 사용하는 비밀번호만 닳음으로 인해 비밀번호가 누출될 가능성이 있어 문제점이 있다. 그 외에도 카드 리더기 방식의 장비의 경우 매번 카드를 인식 시켜야 동작하므로 은행 혹은 금융기관에서 사용하는 사무용 가구와 같이 보안이 요구되지만 빈번하게 도어의 개폐가 이루어져야 하는 가구나 금고에 적용 시 그 조작의 편의성이 떨어진다고 하겠다. 최근에는 생체(지문, 정맥, 홍채, 음성 등)인식을 이용한 생체인증방식이 발명되고 있으나 정밀성과 기술의 고도화를 요하는 만큼 도어록 장치에 적용시 제조단가 상승을 초래하여 경제성이 떨어지는 관계로 시장에서의 저변확대가 어려운 실정이다. 또한 이러한 종래기술들의 문제점은 홈 네트워크에 적용하기 위해서는 홈 네트워크를 제어하는 셋톱박스와 네트워크를 구성해야함으로 인터넷에 연결되는 유선 랜(LAN)이나 전력선 통신을 위한 전력선 네트워크에 접속되어야 하며, 이를 위해서는 많은 비용이 소요된다는 점이다. 종래의 이러한 디지털 도어록은 일반적으로 건전지를 통해 작동하게 되어 있어 홈 네트워크 시스템 구성을 위해 주로 사용되는 전력선 통신이 불가능할 뿐 아니라, 랜선으로 연결하기에도 어려움이 있다.

따라서 본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로 RF신호 를 송출하는 무선송신기와 그 신호를 받는 수신기가 연동되어 RF신호를 송출하는 송신기를 소지한 사용자가 설정해둔 일정거리이상 다가오면 별도의 조작 없이도 상기 수신기가 적합한 신호의 보안코드를 확인하여 자동으로 무선도어의 잠금을 해지하고 사용자가 설정해둔 일정거리이상 벗어날 경우 자동으로 무선도어를 잠금 상태로 전환해주는 보안성이 강화되고 편의성이 증대된 도어 록 장치를 제공함과 동시에 상기 무선 송신기를 홈 네트워크 셋톱박스에 장착하여 홈 네트워크 시스템에서 동작하는 도어록 장치를 제공하는데 목적이 있다. 이러한 발명의 목적들을 달성하기 위하여 RF신호 형태의 보안코드를 송출하는 무선송신기와 상기 보안코드를 수신할 수 있는 수신기가 연동되어 도어의 개폐를 제어하는 방법으로 상기 무선송신기가 RF 보안코드를 송출하는 단계와 상기수신기가 이미 등록된 보안코드의 신호를 대기하는 과정과, 상기 송신기가 송출한 보안코드를 상기수신기가 받아 등록된 보안코드와 비교하여 일치하는지 여부를 판단하는 단계와 동일한 코드일 시 전자록의 잠금을 해제하는 과정과 그렇지 않을 시 잠금 상태를 유지하는 과정과 상기 송신기에서 송출하는 RF신호가 유지되는 동안 잠금 해제상태를 지속하는 단계와 산기 RF신호가 멀어질 경우 다시 잠금 상태로 복귀하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다. 이러한 RF신호의 유효 송출거리(최대 10m)내에서 동작 기준 거리를 조절할 수 있음은 물론이고 상기 RF신호 송신기는 직원명찰 혹은 열쇠고리 등 다양한 형태의 개인 휴대품에 삽입 혹은 응용될 수 있어 소지의 용이함으로 인하여 편의성이 증대되는 효과를 거둘 수 있다.

이하 본 발명이 바람직한 실시예가 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 내부 구성 블록도로서, RF신호를 키로 사용하는 무선통신을 이용한 디지털도어록 장치는, 키역할을 하는 암호화된 RF보안코드를 주기적으로 송출하고 실외 혹은 금고나 서랍의 외부에서 사용자가 명찰 혹은 열쇠고리 등의 형태로 소지하는 무선송신기(210); 상기 무선송신기로부터 송출된 상기 RF보안코드를 수신하여 복호화하는 실내 혹은 금고 및 서랍의 내측에 설치되는 수신기(310); 상기 무선수신기로부터 입력받은 보안코드를 등록된 보안코드와 비교하고 인증여부를 판단하여 도어 개폐신호를 전송하는 마이크로프로세서부(400); 상기 마이크로프로세서부가 상기 수신기로부터 전달받은 보안코드와 일치여부를 판단할 수 있도록 고유 보안코드를 저장하는 메모리를 구비하고 수 개의 고유 보안코드를 저장할 수 있는 데이터저장부(101); 무선송신기가 송출하는 RF신호의 최대 유효거리(약10m내외)에서 사용자가 어느 정도근접했을 때 도어의 잠금 해제를 실행하는지에 대한 기준이 되는 유효수신범위를 설치 장소와 환경에 적합하도록 거리를 설정하도록 하고 해당 거리 범위 내에서 보안코드가 수신되는지 여부를 판단하는 거리조절부(320); 상기 마이크로프로세서부에서 전송하는 개폐신호를 받아 모터를 작용시켜 록을 구동시키는 록제어부(102); 도어의 잠금상태, 열림상태를 감지하여 상기 마이크로프로세서부에 도어의 열림 혹은 닫힘 여부를 전송하여 열림 상태일 경우 불필요한 데이터 수신을 방지하는 센서부(103); 실내 혹은 금고 내부에 설치되는 키버튼을 포함하고 실내에서 도어를 열 수 있도록 하고 고유보안코드를 등록 삭제하기 위한 키입력부(104); 전원을 공급하는 전원공급부(105)로 구성되는 것을 특징으로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 무선송신기(210)의 내부구성으로서, 송신기 마다 자신의 고유 보안코드를 가지고 있어 상기 보안코드를 약 2초 간격으로 송출하게 된다. 고유 보안코드를 Serial Data 형태로 출력하는 8Bit 마이크로프로세서로 구성된 제어부 (201)와 변형 콜피츠 발진회로로 구성되어 상기 제어부(201)에서 출력된 Serial Data 를 받아 SAW RESONATOR의 고유주파수(315Mhz)에 공진해서 발진하는 고주파 발진부(202)를 구비하고, 상기 제어부(201)에서 출력되는 Serial Data의 신호의 극성을 판단하여 상기고주파 발진부(202)에서 발진된 신호를 변조하는 주파수 변조부(203)를 구비한다. 여기서 상기 주파수 변조부(203)는 신호가 ＋ 방향일때 트랜지스터에 바이어스가 걸리게 되어 발진하고 Serial Data의 신호가 － 방향일 때는 발진이 정지되어 상기 제어부(210)에서 출력되는 Serial Data의 신호극성에 따라 발진과 발진정지를 반복하므로 트랜지스터는 ASK변조가 걸리게 된다. 주파수 송출부(204)는 패턴안테나를 통해 상기 주파수 변조부(203)에서 ASK변조된 무선송신 신호를 방사한다. 전원공급부(205)는 상기 무선송신기(210)에 전원을 공급한다. 이러한 무선송신기(210)는 고유의 보안코드를 가지므로 동시에 여러 개를 사용할 수 있어, 다수의 이용자가 각자 본인의 송신기를 사용할 수 있는 것을 특징으로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 수신기와 거리제어부의 구성도로서, 수신기(310)은 상기 무선송신기(210)에서 송출한 신호를 수신하여 마이크로프로세서부(400)와 거 리조절부(320)로 각 전송한다. 이러한 기능을 수행하기 위하여 상기 수신기(310)은 주파수 수신부(301)를 구비하여 무선송신기로부터 송출되는 무선 신호가 수신되기 전까지는 휴지상태로 대기하다가 무선송신기로부터 신호가 발생시 안테나를 통해 상기 신호를 감지한다. 바람직하게 상기 주파수수신부(301)가 휴지상태일 경우 상기 마이크로프로세서부(400)에 전원을 유효하게 차단하여 전원소비량을 절감하므로 도어가 잠긴 상태에서는 소모전력이 낮아 절전효과를 거둘 수 있다. 상기 주파수수신부(301)는 발생한 신호를 주파수복조부(302)로 전송하고 변조된 신호를 복조하여 Serial Data 형태로 만들어낸다. 구체적으로는 ASK변조된 신호를 입력받은 상기 주파수수신부(301)가 보내온 신호를 신호가 + 방향일 때 상기 마이크로프로세서부(400)에 바이어스가 걸리게 되어 High신호가 유지되고 -방향일때 Low신호가 유지되어 ASK변조된 신호의 극성에 따라 High 와 Low출력이 반복되므로 상기와 같은 방법으로 변조된 신호를 Serial Data로 복조하게 된다. 상기 수신기(310)는 주파수증폭기(303,304)를 더 구비하여 복조된 신호가 미약하므로 이를 적절하게 증폭한다. 주파수 증폭기1(303)은 상기 마이크로프로세서부(400) Serial Data를 전송하고 주파수증폭기2(304)는 증폭된 신호의 강도(RSSI, Recieved Signal Strength Indicator)를 거리조절부(320)로 전송한다. 본 발명의 특징적인 양상에 따라 거리조절부(320)는 상기 주파수증폭기2(304)로부터 수신강도(RSSI)에 대한 정보가 입력되면 RSSI비교기(305,306)에서 수신강도에 따른 거리를 계산하여 그 결과를 마이크로프로세서부(400)로 출력하도록 구현된다. RSSI비교기1(305)와 RSSI비교기2(306)를 더 구비하여 일실시예에 제시된 바와 같이 하나는 도어의 열릴조건의 거리를 측정하고 다 른 하나는 도어가 닫히는 조건의 거리를 측정하여 상기 마이크로프로세서부(400)에 전달함으로써 거리에 따른 근접인증을 통해 도어의 개폐가 이루어지도록 구현한다.

도 4는 상기 제2도와 같은 무선 송신기의 동작 흐름도로서, 402단계에서 변조된 Data를 송출한 후 403단계에서 슬립모드로 들어간다. 404단계에서 Data송출 후 2초의 시간이 지났는지 여부를 판단하여 2초 후 다시 송출하는 과정을 거친다. 따라서 상기 무선 송신기는 2초 간격으로 고유 보안코드를 발송하게 되며, 이 간격을 조절할 수 있음은 당연하다.

도 5는 상기 제3도와 같은 수신기 및 거리제어부의 동작 흐름도로서 수신기가 502단계에서 무선송신기로부터 수신되는 신호 데이터의 유무를 판단하여 신호 데이터가 들어오면 503단계에서 해당 신호를 받아 Serial Data형태로 변환하는 복조과정을 거치게 된다. 여기서 상기 신호를 분석하여 무선송신기와 수신기간의 거리를 수신강도를 기반으로 계산하여 유효감지거리 범위내에 들었는지 여부를 판단한다. 여기서 수신강도(RSSI)는 두 가지로 구성되며, 첫 번째는 도어의 열림 조건을 판단하고 두 번째는 도어의 잠김 조건을 판단하여 신호가 유효범위내에 들어왔는가 또는 벗어났는가에 대환 신호를 마이크로프로세서부에 전달, 도어의 구동을 제어할 수 있도록 한다. 따라서 505단계에서는 유효거리에 접근된 신호일 경우 상기 503단계에 서 복조된 Serial Data를 마이크로프로세서부가 스캔하여 수신기에 이미 저장된 데이터와의 동일성여부를 판단하는 인증과정을 거치는데 이 과정이 508단계에서 이루어진다. 여기서 506단계 및 507단계는 사용자가 실내에서 사용하는 키입력부의 작용에 대한 것으로서 상기 키입력부는 도어 온/오프 버튼 기능 외 에 506단계에는 고유보안코드를 지정하여 데이터저장부에 저장하는 역할을 하게 되며, 이는 약 10초동안 도어오픈 버튼을 누름으로써 실행할 수 있다. 즉 507단계에서 현재 수신되는 데이터를 데이터 저장부에 저장함으로써 사용자 등록과정이 이루어진다. 이와 반대로 저장된 고유코드를 삭제할 경우에는 511단계와 512단계에서와 같이 도어 담힘 버튼을 이용하여 데이터 저장부에 저장된 데이터 삭제를 실행할 수 있다. 508단계에서 수신된 코드가 저장된 코드와 일치하는지 여부를 판단하여 동일한 코드일 경우 509단계에서 마이크로프로세서가 록제어부에 열림신호를 전송하여 도어가 열리도록 하여 그렇지 않을 경우 510단계에서 잠금을 유지하게 된다. 도 5에서 제시된 흐름도는 도어의 열림 상태에서 무선송신기의 신호가 유효감지거리 밖으로 벗어남으로써 도어가 다시 잠김 상태로 전환되는 반대의 경우에도 상기 흐름도와 동일한 과정을 통해 진행된다.

도 6은 본 발명에 따른 홈 네트워크 시스템에 디지털 도어록의 구성을 나타내는 개념도로서 일반가정의 현관문이나 출입문에 설치되는 디지털도어록(610)은 사용자가 휴대하는 무선송신기와 동일한 원리로 동작하고 홈 네트워크 시스템을 제어하는 셋톱박스(620)의 단자중 하나에 연결되는 무선송신기(310)로부터 신호를 받아 도어를 제어하게 된다. 상기 무선송신기(310)은 셋톱박스(620)로부터 전원을 받아 동작하고 셋톱박스(620)가 게이트웨이(630)를 통해 연결된 가전제품(600)들을 유선(LAN,전력선)을 통해 제어하는 반면, 상기 디지털 도어록(610)은 무선통신으로 제어되어 디지털 도어락에 별도 유선 네트워크 구성이 필요치 않아 디지털 도어록 및 홈네트워크 시스템의 비용을 절감하고 설치의 편의성을 제공하여 더욱 효과적인 홈 네트워크 시스템 구성이 가능하다는 효과를 가진다. 망접속장치(640)는 인터넷에 연결되어 댁내에서 뿐 아니라 외부에서도 상기 가전제품(600)과 디지털 도어록(610)을 외부에서도 인터넷을 통해 휴대폰이나 PC를 통해 제어할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은 단 방향 무선통신을 이용하여 보안코드를 주기적으로 송출하므로 사용자가 별도의 key를 이용하여 문을 조작할 필요가 없고 비밀번호를 기억할 필요가 없으며 카드식과 같이 카드 리더기에 접촉을 해야하는 등의 조작이 전혀 필요 없어 편의성이 강화된 디지털 도어록이다. 따라서 종래의 도어 록에서 항상 Key를 소지하여야 하거나 별도의 비밀번호를 입력해서 보안을 설정하거나 해지해야하는 번거로운 불편함을 제거하고 사용자의 실수를 미연에 방지함으로써 보안성을 높일 수 있다. 또한 홈 네트워크 시스템과 연동이 가능하여 홈 네트워크 시스템에서 제어하는 가전기기와 함께 도어의 제어가 가능하게 하여 그 활용도를 넓힐 수 있다.

Claims

RF신호를 키로 사용하는 무선통신을 이용한 디지털 도어락에 있어서, RF신호를 사용하여 보안코드를 송출하는 무선 송신기와; 상기 무선 송신기에서 송출하는 보안코드를 수신하는 수신기와; 수신된 신호의 강도에 따라 거리를 정보를 계산하여 출력하는 거리제어부와; 상기 보안코드를 받아 데이터 저장부의 보안코드와 비교하는 마이크로프로세서부와; 상기 마이크로프로세서부의 개폐신호에 따라 도어를 개폐를 구동하는 록제어부와; 전체 시스템의 동작전원을 공급하는 전원공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 RF신호를 키로 사용하는 무선통신을 이용한 디지털 도어록 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 디지털 도어 록 장치가; 실내 혹은 사무용가구 도어 후면에 설치되는 도어 열림/잠김을 제어하는 키입력부를 더 포함하고, 상기 마이크로프로세서부가 상기 키입력부로부터 입력되는 키신호를 통해 도어의 열림/닫힘을 제어하는 것을 특징으로 하는 RF신호를 키로 사용하는 무선통신을 이용한 디지털 도어록 장치.
청구항 1에 있어서 상기 디지털 도어 록 장치가; 도어에 설치되어 도어의 담힘 혹은 열림 상태를 감지하는 센서부를 더 포함하고, 상기 센서부를 통해 전송되는 신호에 따라 상기 마이크로프로세서부가 도어를 제어하는 개폐신호를 선별적으 로 출력할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 RF신호를 키로 사용하는 무선통신을 이용한 디지털 도어락 장치.
청구항 1에 있어서 상기 디지털 도어 록 장치가; 도어에 설치되어 도어의 담힘 혹은 열림 상태를 감지하는 센서부를 더 포함하고, 상기 센서부를 통해 전송되는 신호에 따라 상기 마이크로프로세서부가 도어를 제어하는 개폐신호를 선별적으로 출력할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 RF신호를 키로 사용하는 무선통신을 이용한 디지털 도어락 장치. 청구항 1에 있어서, 상기 거리제어부가 감지하는 신호의 강도를 인식하여 송신기와 수신기 사이의 거리를 측정하고 측정한 거리가 사용자가 설정을 통해 도어의 동작가능 거리를 지정하여 상기 지정거리에 송신기가 위치했을 경우에만 별도 조작 없이 비접촉방식의 신호키에 의해 도어가 열리고 반대로 지정거리에서 멀어질 경우 자동으로 잠기는 거리설정이 가능한 무선통신을 이용한 디지털 도어록 장치.
홈 네트워크 시스템의 셋톱박스 등의 제어장치에 무선송신기를 장착할 수 있도록 구성되어 홈 네트워크 시스템에서 도어의 개폐를 무선통신을 통해 제어할 수 있도록 한 디지털 도어록 장치.